第五章液压控制阀

1、 液压控制阀的基础知识液压控制阀的基础知识(控制阀基础，压力控制阀视频控制阀基础，压力控制阀视频)： 液压控制阀：液压控制阀：对液压系统的压力、方向、流量控制，实现对对液压系统的压力、方向、流量控制，实现对执行元件输出力（或扭矩）、运动速度和方向的控制。满足主机执行元件输出力（或扭矩）、运动速度和方向的控制。满足主机的工作性能的要求，这些元件称阀。的工作性能的要求，这些元件称阀。 基本要求：动作灵敏、基本要求：动作灵敏、 使用可靠、使用可靠、 密封性能好、结构紧凑、密封性能好、结构紧凑、安装调整和使用维修方便，通用性强等。安装调整和使用维修方便，通用性强等。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀类

2、型：类型： 用途：用途：方向、压力和流量阀。举例方向、压力和流量阀。举例-、可组合。、可组合。 控制方式控制方式：开关阀（定值）；比例控制阀；伺服控制阀；电液数字：开关阀（定值）；比例控制阀；伺服控制阀；电液数字控制阀控制阀 。 结构形式结构形式：滑阀、锥阀、球阀、转阀、喷嘴挡板阀、射流管阀。：滑阀、锥阀、球阀、转阀、喷嘴挡板阀、射流管阀。 安装连接方式安装连接方式：螺纹式（简单系统）；板式；集成块式；插装式。：螺纹式（简单系统）；板式；集成块式；插装式。 结构和原理结构和原理 1. 各阀都由阀体、阀心和操纵控制机构三个基本部分组成；各阀都由阀体、阀心和操纵控制机构三个基本部分组成； 2. 各

3、阀的工作原理都基于同一点：依靠阀芯与阀体的相对运动来改各阀的工作原理都基于同一点：依靠阀芯与阀体的相对运动来改变阀口处的状态（通或断或过流断面积变化），以实现各种控制功能。变阀口处的状态（通或断或过流断面积变化），以实现各种控制功能。 3. 液压油流经各种阀口的压力液压油流经各种阀口的压力流量特性，属薄壁形小孔。流量特性，属薄壁形小孔。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 C0流量系数，一般与雷诺数有关；a阀口过流断面积；P前后压差。 所谓薄壁小孔就是孔口具有尖锐的边缘，且小孔的长度小到以所谓薄壁小孔就是孔口具有尖锐的边缘，且小孔的长度小到以至于当液体流经小孔时，只有局部阻力而不产生沿程水头损失

4、的程至于当液体流经小孔时，只有局部阻力而不产生沿程水头损失的程度。一般当小孔的长度与小孔的直径之比小于度。一般当小孔的长度与小孔的直径之比小于0.5。图5-1薄壁小孔 第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 4. 节流节流：一定流量的液体流经面积为一定流量的液体流经面积为a的阀口时，阀口前后产生的的阀口时，阀口前后产生的P压差（压力损失），这一现象称节流。压差（压力损失），这一现象称节流。 流量流量Q不变化：不变化： 当当Q=常数，改变常数，改变a，只能使阀口前后压差变化；，只能使阀口前后压差变化； 当当a很大时，很大时，P =0；当；当Q=常数，常数，a不变，不变，P不变。不变。 流量流量Q的变

5、化的变化 ： 当当P =常数，改变常数，改变a，可调节流量，可调节流量Q；当；当a=常数，常数，P变化，变化，Q正变；正变； 当当a=常数，常数，Q变化，变化， P正变。正变。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀5.1 压力控制阀压力控制阀 各类压力阀均依靠作用在阀芯上的液体压力与弹簧力的平衡关系各类压力阀均依靠作用在阀芯上的液体压力与弹簧力的平衡关系实现各种基本控制作用实现各种基本控制作用。如决定通口通或断以控制系统的最高压力如决定通口通或断以控制系统的最高压力（如安全阀），最低压力（如卸荷阀）；油路的连通顺序（如顺序（如安全阀），最低压力（如卸荷阀）；油路的连通顺序（如顺序阀）；控制阀口过流

6、断面积大小以保持压力恒定（如减压阀和溢流阀）；控制阀口过流断面积大小以保持压力恒定（如减压阀和溢流阀）。阀）。 原理原理：不计阀芯重量、摩擦力和稳态液压力，当下式成立：不计阀芯重量、摩擦力和稳态液压力，当下式成立： 阀芯向上运动，阀口状态及过流断面阀芯向上运动，阀口状态及过流断面积发生变化，随着阀芯的上移，弹簧压缩积发生变化，随着阀芯的上移，弹簧压缩量增加，直到平衡。量增加，直到平衡。 图5-2 阀的原理 0000SSPAFKXFKXPAA第五章第五章 液压控制阀液压控制阀一、溢流阀一、溢流阀 作用：恒压、保压和过载保护等作用：恒压、保压和过载保护等 一一）直动式溢流阀）直动式溢流阀 这种直动

7、式溢流阀敏感元件和执这种直动式溢流阀敏感元件和执行合一，但存在问题，要求行合一，但存在问题，要求P非常小非常小或较小而或较小而d大，大，k也非常小，容易弹开，也非常小，容易弹开，没有办法实现。故只有在低压，并且没有办法实现。故只有在低压，并且调节误差较大，为了提高精度用先导调节误差较大，为了提高精度用先导式溢流阀。式溢流阀。如图所示。20312220()422gQ=c d()4Pdk xxgQC dxPdPx Pk 解之得： 图5-3 直动式溢流阀1-推杆；2-调节螺母；3-弹簧；4-锁紧螺母；5-阀盖；6-阀体；7-阀心；8-螺塞第五章第五章 液压控制阀液压控制阀二）先导式溢流阀二）先导式溢

8、流阀组成组成：敏感元件和执行元件分开，由先导阀和主阀组成5-4第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 工作原理：工作原理： P1A1=P2A2（压力较低时）主阀在弹簧的作用下关闭，当压力升（压力较低时）主阀在弹簧的作用下关闭，当压力升高大于先导阀弹簧的调定压力时，先导阀开启高大于先导阀弹簧的调定压力时，先导阀开启P1不等于不等于P2。则。则 调节精度高的原因调节精度高的原因： k很小，x变化p1变化小；x很小，P2很小，整个压力变化小，斜率大，调压精度高 。012012()()()k xxPP Ak xxPPA 021()k xxPXA图5-5 压力流量特性第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 压力

9、由先导阀控制，流量经主阀口溢出，阀的开启压力由先导阀压力由先导阀控制，流量经主阀口溢出，阀的开启压力由先导阀弹簧调节，先导阀由一小规格的直动式溢流阀。而通过阀的流量的绝弹簧调节，先导阀由一小规格的直动式溢流阀。而通过阀的流量的绝大部分（大部分（95%）由主阀口溢出。）由主阀口溢出。 先导阀的尺寸不受额定流量的影响。先导阀的尺寸不受额定流量的影响。阀前口的直径可以尽量的小，阀前口的直径可以尽量的小，因此在承受高压的情况下先导阀弹簧的预紧力和刚度均可较小。因此在承受高压的情况下先导阀弹簧的预紧力和刚度均可较小。 主阀尺寸和控制压力无关，可选用较大直径。主阀尺寸和控制压力无关，可选用较大直径。在通过

10、大流量时，在通过大流量时，阀的升程很小，同主阀弹簧与控制压力无关，仅在主阀关闭时起克服阀的升程很小，同主阀弹簧与控制压力无关，仅在主阀关闭时起克服摩擦的作用，加速阀的关闭过程，减小滞后。摩擦的作用，加速阀的关闭过程，减小滞后。 主阀弹簧和预紧力均很小，因此阀的主阀弹簧和预紧力均很小，因此阀的 静态超调量很小，适用于高静态超调量很小，适用于高压大流量系统，并提供进行远程控制和作卸荷阀的作用。压大流量系统，并提供进行远程控制和作卸荷阀的作用。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 远程控制口的作用远程控制口的作用 1. 远程控制：引油到溢流阀放在操作平台上，操作这个阀达到控远程控制：引油到溢流阀放在操

11、作平台上，操作这个阀达到控制的目的制的目的, 方便，远程控制阀的压力低。方便，远程控制阀的压力低。 2. 远程控制口卸荷，系统处于非工作状态时使系统的压力最低，远程控制口卸荷，系统处于非工作状态时使系统的压力最低，提高效率。提高效率。 主要性能：主要性能： 压力调节范围：在规定的范围内最大和最小值；压力调节范围：在规定的范围内最大和最小值； 压力流量特性曲线；压力流量特性曲线； 启闭特性：溢流阀从开启到闭合过程中，被控压力与通过溢流阀启闭特性：溢流阀从开启到闭合过程中，被控压力与通过溢流阀的溢流量之间的关系的溢流量之间的关系.第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 应用应用 1. 调压（图调压（图

12、5-6.1） 2. 远程控制（图远程控制（图5-6.2） 3. 安全阀（图安全阀（图5-6.3），（图），（图5-6定量泵改为变量泵）定量泵改为变量泵） 4. 造成背压将溢流阀安装在系统的回油路上，可造成背压将溢流阀安装在系统的回油路上，可 对回油产生对回油产生阻力，即造成执行元件的背压。回油路存在一定的背压，可以提阻力，即造成执行元件的背压。回油路存在一定的背压，可以提高执行元件的运动高执行元件的运动 稳定性。稳定性。图5-6.1 溢流阀调压图5-6.3 溢流阀作安全阀 图5-6.2 溢流阀远程控制第五第五 章章 液压控制阀液压控制阀 减压阀是一种利用液压流经阀口时的节流作用产生减压阀是一种

13、利用液压流经阀口时的节流作用产生压力损失，使出口压力低于进口压力的压力控制阀。压力损失，使出口压力低于进口压力的压力控制阀。用用来控制系统中两油路的压力差。若泵后的压力高想要某来控制系统中两油路的压力差。若泵后的压力高想要某规律的压力，例如机器的工件加紧，太大工件变形；太规律的压力，例如机器的工件加紧，太大工件变形；太小不起作用小不起作用。 常见的有定压、定差和定比减压阀常见的有定压、定差和定比减压阀。二、减压阀二、减压阀第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 作用作用：使系统中某部分回路获得比供使系统中某部分回路获得比供油压力低的恒定压力，同时消除油路的压油压力低的恒定压力，同时消除油路的压力干

14、扰，使受减压阀控制的回路压力不受力干扰，使受减压阀控制的回路压力不受油源的影响。油源的影响。 （一） 定压减压阀定压减压阀图5-7 减压回路第五章第五章 液压控制阀液压控制阀5-8第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 定压减压阀应用：液压加紧（二）定差减压阀（二）定差减压阀 作用作用：定差减压阀可使阀进出定差减压阀可使阀进出口的压力差保持为恒定值。口的压力差保持为恒定值。 建立阀芯平衡方程：建立阀芯平衡方程： 定差减压阀的特性定差减压阀的特性 1.进口压力和出口压力的关系，进口压力和出口压力的关系，当进口力低于调压弹簧的调定压力当进口力低于调压弹簧的调定压力时时P1=P2；当进口压力上升到调定压

15、当进口压力上升到调定压力值后，出口压力不受进口力的影力值后，出口压力不受进口力的影响，呈水平直线。响，呈水平直线。 2.出口压力与流量的关系出口压力与流量的关系图5-10 压力流量关系 5-9QP第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 （三）减压阀特性三）减压阀特性 1. 调压范围：输出压力的调压范围，在范围内要调压范围：输出压力的调压范围，在范围内要求达到规定的精度。求达到规定的精度。 2.压力特性：流量为定值时，输入压力波动而引压力特性：流量为定值时，输入压力波动而引起的输出压力波动。起的输出压力波动。 3.流量特性：输入压力为定值，输出压力随输出流量特性：输入压力为定值，输出压力随输出流量的

16、变化而变化的特性。流量的变化而变化的特性。 第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 三、顺序阀三、顺序阀 1. 作用作用：按压力程序按压力程序通断油路，使两个以上的通断油路，使两个以上的执行元件实现顺序动作。执行元件实现顺序动作。一般有自控和它控。一般有自控和它控。 2. 结构原理结构原理 3. 应用：顺序动作回应用：顺序动作回路、卸荷阀、单项顺序阀、路、卸荷阀、单项顺序阀、平衡回路。平衡回路。图5-11 顺序阀第五章第五章 液压控制阀液压控制阀5-125-13第五章第五章 液压控制阀液压控制阀5-13 压力继电器是一种将液压力继电器是一种将液压油的压力信号转变为电信压油的压力信号转变为电信号的转

17、化元件。当液压力达号的转化元件。当液压力达到与之相连的压力继电器的到与之相连的压力继电器的调定值时，压力继电器发出调定值时，压力继电器发出信号，电器元件动作。信号，电器元件动作。 常见的压力继电器有柱塞常见的压力继电器有柱塞式式、膜片式膜片式、弹簧管式弹簧管式和波波纹管纹管式式（图5.33P164）四、压力继电器四、压力继电器5-14第五章第五章 液压控制阀液压控制阀5-13应用应用: 压力继电器连接在油压力继电器连接在油缸的油路中；换向阀的电缸的油路中；换向阀的电磁铁断电左位接通，缸右磁铁断电左位接通，缸右移，右移终了时，油缸左移，右移终了时，油缸左腔压力升高，升高至调定腔压力升高，升高至调

18、定值时，压力继电器发讯，值时，压力继电器发讯，使电磁铁通电，阀换向缸使电磁铁通电，阀换向缸右移。左腔转换为低压腔右移。左腔转换为低压腔压力继电器在弹簧的作用压力继电器在弹簧的作用下复位，而换向阀在电路下复位，而换向阀在电路中的继电器和自锁触点的中的继电器和自锁触点的作用下维持通电状态。直至左行终了，其他控制元件作用下维持通电状态。直至左行终了，其他控制元件（如按钮开关）断开电路，使电磁铁断电（如按钮开关）断开电路，使电磁铁断电。 图5-15 压力继电器的应用回路 第五章第五章 液压控制阀液压控制阀性能指标：性能指标： 1.调压范围：发出信号最低和最高工作压力之间的调压范围：发出信号最低和最高工

19、作压力之间的范围。范围。 2.通断返回区间：开启压力与闭合压力之间的差值。通断返回区间：开启压力与闭合压力之间的差值。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 作用：控制系统中流体的流动方向，以改变执行机构作用：控制系统中流体的流动方向，以改变执行机构的运动方向或实现其他多种工作要求。的运动方向或实现其他多种工作要求。 原理原理：利用阀心与阀体之间相对位置的改变来实现通利用阀心与阀体之间相对位置的改变来实现通道的接通和断开，以满足系统对通道的不同要求。道的接通和断开，以满足系统对通道的不同要求。 类型类型：单向阀和换向阀单向阀和换向阀5.2 方向控制阀方向控制阀一、单向阀一、单向阀 作用作用：只允许

20、液体沿一个方向流动，不能反向流动。只允许液体沿一个方向流动，不能反向流动。 要求要求：正向通过损失小（弹簧软），无条件正向通过正向通过损失小（弹簧软），无条件正向通过；不允许反向通过，且泄漏少；动作灵敏，工作时不应有；不允许反向通过，且泄漏少；动作灵敏，工作时不应有撞击和噪声。撞击和噪声。 类型类型：普通单向阀单向阀、液控单向阀液控单向阀、梭阀梭阀、双压阀。双压阀。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀一）普通单向阀一）普通单向阀 类型类型：根据进出流体流动方向不同有直通式根据进出流体流动方向不同有直通式、直角式直角式； 根据连接方式有管式根据连接方式有管式和板式板式。 图 5-16 单向阀 1-

21、阀心（锥阀火球阀）；2-阀体；3-弹簧 单向阀可装在泵的出口处，防止系统中的流体单向阀可装在泵的出口处，防止系统中的流体冲击而影响泵的工作；还可用来分隔通道，防止管冲击而影响泵的工作；还可用来分隔通道，防止管路间压力相互干扰等。路间压力相互干扰等。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 二）液控单向阀二）液控单向阀 组成组成：普通单向阀和控制活塞。普通单向阀和控制活塞。作用：单向通过；反向有条件通过。作用：单向通过；反向有条件通过。原理：当原理：当K口接控制压力，控制活塞移动，推顶杆，口接控制压力，控制活塞移动，推顶杆，阀心被推开，进出口相通。阀心被推开，进出口相通。 图 5-17 液控单向阀1-

22、活塞；2-顶杆；3- 阀心 主要应用在保压、锁紧和平衡等回路。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀应用应用：在工程机械中常将两个液控单向阀组合为在工程机械中常将两个液控单向阀组合为液压液压锁锁，图为液压锁在汽车起重机支腿油缸中的应用。，图为液压锁在汽车起重机支腿油缸中的应用。 装液压锁原因：装液压锁原因：支腿油缸工作时，支腿活塞上受支腿油缸工作时，支腿活塞上受有很大负载有很大负载R，油缸上腔为高压，若不采用液压锁，虽，油缸上腔为高压，若不采用液压锁，虽然换向阀处于中立位置，油缸上下腔通道关闭，但油然换向阀处于中立位置，油缸上下腔通道关闭，但油缸上腔高压油仍可经过换向阀的密封间隙泄漏，支腿缸上腔高

23、压油仍可经过换向阀的密封间隙泄漏，支腿回缩，造成事故。为了避免这一现象发生，采用液压回缩，造成事故。为了避免这一现象发生，采用液压锁。锁。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 工作原理：工作原理：液控单向阀液控单向阀2的控制油液由油缸下腔进入，的控制油液由油缸下腔进入，此时下腔为低压，阀此时下腔为低压，阀2在上腔高压作用下紧紧关闭，保证在上腔高压作用下紧紧关闭，保证无泄漏，支腿不会锁回。当需要收腿时，换向阀移位，无泄漏，支腿不会锁回。当需要收腿时，换向阀移位，左位接入，油泵来油由左位接入，油泵来油由A口经单向阀口经单向阀1进入油缸下腔，由进入油缸下腔，由这一油路引出的控制油使阀这一油路引出的控制

24、油使阀2强制开启，油缸上腔的油反强制开启，油缸上腔的油反向流过阀向流过阀2经经B口流回油箱，支腿收回。当换向阀右位接口流回油箱，支腿收回。当换向阀右位接入时，油泵来油经入时，油泵来油经B口和阀口和阀2通向油缸上腔，并与阀通向油缸上腔，并与阀1控控制油道相通，使阀制油道相通，使阀1强制打开，油缸下腔回油经阀强制打开，油缸下腔回油经阀1反向反向流回油箱，支腿放下。流回油箱，支腿放下。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀图图5-18 液压锁的应用回路液压锁的应用回路第五章第五章 液压控制阀液压控制阀三）气动阀梭阀三）气动阀梭阀 梭阀工作原理见梭阀工作原理见P134,4(1)二、换向阀二、换向阀 作用：

25、借助于阀芯与阀体之间的相对位置，使阀体作用：借助于阀芯与阀体之间的相对位置，使阀体相连的各通道之间实现接通或断开，从而改变液压油的相连的各通道之间实现接通或断开，从而改变液压油的流动方向。流动方向。 类型：按阀芯形式：转阀、滑阀等。类型：按阀芯形式：转阀、滑阀等。 转阀：液压作用力不易平衡，转向所需操纵力大，转阀：液压作用力不易平衡，转向所需操纵力大，密封性差，用于中、低压密封性差，用于中、低压 。 滑阀：液压作用力易平衡，转向操纵省力，易实现滑阀：液压作用力易平衡，转向操纵省力，易实现自动控制，应用广。不加说明是滑阀式换向阀。自动控制，应用广。不加说明是滑阀式换向阀。第五章第五章 液压控制阀

26、液压控制阀 命名命名： 位位 通通 动动 手动手动 机动机动 按操纵方式按操纵方式 电磁阀电磁阀 液动液动 电液换向阀电液换向阀 指与阀相连的主油路数（二、三、四通）指与阀相连的主油路数（二、三、四通） 指阀心相对于阀体移动时，主油路连接方指阀心相对于阀体移动时，主油路连接方 式不同的工作位数。式不同的工作位数。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀职能符号：职能符号：方格的个数表示换向阀位数，方格内的箭头表示相方格的个数表示换向阀位数，方格内的箭头表示相应两油口连通，箭头方向为液流方向，截断符号应两油口连通，箭头方向为液流方向，截断符号 表示相应油口在阀体内被封闭。表示相应油口在阀体内被封闭。

27、1.机动常开式机动常开式 2.电磁常闭式电磁常闭式 3. 手动手动 4. 液动液动基本要求基本要求：可获得准确的换向位置，换向时间短，可获得准确的换向位置，换向时间短， 动动作灵敏，平稳无冲击，泄露少，压力损失少。作灵敏，平稳无冲击，泄露少，压力损失少。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀一一) 机动换向阀机动换向阀 二位二通机动换向阀机动二位二通机动换向阀机动换向阀又称行程阀。（讲结构换向阀又称行程阀。（讲结构和机能符号）。安装在执行元和机能符号）。安装在执行元件的附近，在执行元件驱动工件的附近，在执行元件驱动工作部件的过程中，装在工作部作部件的过程中，装在工作部件一侧的挡块或凸块移动到预件一

28、侧的挡块或凸块移动到预定位置时就压下阀心使阀换位。定位置时就压下阀心使阀换位。 图5-19 二位二通机动换向阀 1-阀杆；2-阀心；3-弹簧第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 特点：特点：一般为弹簧复位的二位阀。结构简单，动作一般为弹簧复位的二位阀。结构简单，动作快，换向位置精度高，改变挡块的迎角或凸轮外形可快，换向位置精度高，改变挡块的迎角或凸轮外形可使阀心得到合适的换向速度，减小换向冲击。但这种使阀心得到合适的换向速度，减小换向冲击。但这种阀不能安装在液压能源上，因而连接管路较长，使整阀不能安装在液压能源上，因而连接管路较长，使整个液压装置不紧凑。个液压装置不紧凑。第五章第五章 液压控制阀

29、液压控制阀 二）二位三通电磁换向阀二）二位三通电磁换向阀 利用电磁铁的吸力来推动阀心改变阀心的工作位利用电磁铁的吸力来推动阀心改变阀心的工作位置。由于它可借助于按钮开关、行程开关、压力继电置。由于它可借助于按钮开关、行程开关、压力继电器等发出的信号进行控制，易于实现自动化，所以，器等发出的信号进行控制，易于实现自动化，所以，液压和气压系统常用这类阀。液压和气压系统常用这类阀。 图5-20 二位三通电磁换向阀 1-电磁铁；2-推杆；3-阀心；3-弹簧；4-复位弹簧第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 电磁铁按所接电源的不同分交流和直流两种基本类。电磁铁按所接电源的不同分交流和直流两种基本类。 交流

30、：交流：交流电磁阀使用方便，启动力大，换向时间短，交流电磁阀使用方便，启动力大，换向时间短，换向冲击大，噪声大，换向频率低，而且当阀心被卡住或换向冲击大，噪声大，换向频率低，而且当阀心被卡住或因电压低等原因吸合不上时线圈易烧坏。因电压低等原因吸合不上时线圈易烧坏。 直流：直流：需直流电源或整流装置，但换向时间长冲击小，需直流电源或整流装置，但换向时间长冲击小，换向频率允许较高，吸合不上时线圈不易烧坏。换向频率允许较高，吸合不上时线圈不易烧坏。 因吸力有限，适用于流量不大的场合，流量较大时，因吸力有限，适用于流量不大的场合，流量较大时，应采用液动或电液控制。应采用液动或电液控制。第五章第五章 液

31、压控制阀液压控制阀三）、三位四通电磁换向阀三）、三位四通电磁换向阀 图 5-21 三位四通电磁换向阀1-阀体；2-阀心；3-定位套；对中弹簧；5-档圈；6-推杆； 7-环；8-线圈；9-衔铁；10-导套；11插头组件第五章第五章 液压控制阀液压控制阀应用示例应用示例：控制油缸的左右移动四）手动换向阀四）手动换向阀 图5-22 三位四通手动换向阀 1-操纵杆；2-阀心；3-复位弹簧第五章第五章 液压控制阀液压控制阀五）液动换向阀五）液动换向阀利用控制油的压力来改变阀心位置的换向阀 。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀5-23六）电液换向阀六）电液换向阀 5-24第五章第五章 液压控制阀液压控制阀

32、七）气动换向阀七）气动换向阀 以截止式换向阀为例，简单介绍气动换向阀以截止式换向阀为例，简单介绍气动换向阀的工作原理的工作原理. .截止式换向阀的开启和关闭是用大截止式换向阀的开启和关闭是用大于管道直径的圆盘从端面进行控制的于管道直径的圆盘从端面进行控制的. . 截止式换向阀符号5-25 气压换向阀第五章第五章 液压控制阀液压控制阀二、滑阀机能二、滑阀机能 滑阀在中立位置时油口的连接方式称滑阀机能。用滑阀在中立位置时油口的连接方式称滑阀机能。用不同的滑阀机能，可实现不同的工作要求。不同的滑阀机能，可实现不同的工作要求。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 图图1. C型，型，P与与A通，通，B与

33、与O不通，执行元件处于停止位置。不通，执行元件处于停止位置。 图图2. O型，全封闭式，型，全封闭式，P与不与不A通，通，B与与O不通，液压泵不通，液压泵不卸荷执行元件锁闭，可用于多个换向阀的并联工作。不卸荷执行元件锁闭，可用于多个换向阀的并联工作。 图图3. H型，全通，执行元件处于浮动状态，在外力的作型，全通，执行元件处于浮动状态，在外力的作用下可移动，液压泵卸荷。如悬挂犁。用下可移动，液压泵卸荷。如悬挂犁。5-26第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 图4 . M型，型，P、O通，通，A、B不通执行原籍处于闭锁状不通执行原籍处于闭锁状态，液压泵卸荷。态，液压泵卸荷。 在分析和选择阀的中立机

34、能时，通常考虑以下几点：在分析和选择阀的中立机能时，通常考虑以下几点： 1. 系统保压系统保压 P口关闭系统保持压力，泵可用于多缸系统。口关闭系统保持压力，泵可用于多缸系统。如用于控制系统所需的压力。如用于控制系统所需的压力。 2. 系统卸荷系统卸荷P与与O相连时，系统卸荷。相连时，系统卸荷。 3. 执行机构的换向平稳性和精度执行机构的换向平稳性和精度 当当A、B不通时，换向易不通时，换向易产生冲击、换向不平稳，但换向精度高；反之，结果相反。产生冲击、换向不平稳，但换向精度高；反之，结果相反。 4. 启动平稳性启动平稳性 阀在中立位置时，液压缸某腔通油箱，启阀在中立位置时，液压缸某腔通油箱，启

35、动时因该腔无油液起缓冲作用，启动不太平稳。动时因该腔无油液起缓冲作用，启动不太平稳。 5. 执行机构的浮动和任意位置停止。执行机构的浮动和任意位置停止。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 1. 可靠性可靠性 工作可靠是指换向阀能否可靠地换向和工作可靠是指换向阀能否可靠地换向和可靠地复位。这一方面取决于换向阀的设计和制造，另可靠地复位。这一方面取决于换向阀的设计和制造，另一方面还和换向阀的使用有关。液动力和卡紧力（制造一方面还和换向阀的使用有关。液动力和卡紧力（制造过程有锥度或中心线不同产生歪斜现象）的大小对工作过程有锥度或中心线不同产生歪斜现象）的大小对工作可靠性影响很大，而这两个力与流量和压

36、力有关，所以可靠性影响很大，而这两个力与流量和压力有关，所以一定要使换向阀在换向界限内工作。一定要使换向阀在换向界限内工作。 一、换向阀的主要性能一、换向阀的主要性能第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 2. 压力损失压力损失 由于阀工作时的开口较小，故流体通由于阀工作时的开口较小，故流体通过时会产生较大的压力损失。恰当的选择阀的流通量，过时会产生较大的压力损失。恰当的选择阀的流通量，以使压力损失在允许的范围内。以使压力损失在允许的范围内。 3. 内泄量内泄量 当换向阀在各个不同的工作位置时在规当换向阀在各个不同的工作位置时在规定的压力下，从高压腔泄漏到低压腔的泄漏量称为内泄定的压力下，从高压腔

37、泄漏到低压腔的泄漏量称为内泄量。过大的泄漏量不仅会降低效率，还会影响执行元件量。过大的泄漏量不仅会降低效率，还会影响执行元件的正常工作。的正常工作。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 5.3 流量控制阀流量控制阀 流量控制阀是通过改变节流口通流面积的大小流量控制阀是通过改变节流口通流面积的大小来控制液体流量的阀。一般有节流阀来控制液体流量的阀。一般有节流阀、调速阀调速阀和分分流集流阀流集流阀等。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀5-27一、一、 节流阀节流阀第五章第五章 液压控制阀液压控制阀5-27 1. 组成组成 阀体、阀心和调节螺栓阀体、阀心和调节螺栓 2. 原理原理 由流量通用公式由流量

38、通用公式 知，当知，当P恒定时恒定时a变化，则变化，则Q变化。液流流经节流口时，变化。液流流经节流口时，便产生压力损失，便产生压力损失，改变节流口的面积，调节阻力的大小，改变节流口的面积，调节阻力的大小，一定的条件下，如一定的条件下，如有溢流阀配合或与限压变量泵配合工作，就可实现对流量有溢流阀配合或与限压变量泵配合工作，就可实现对流量的控制。的控制。 3. 类型类型 a 为针阀，轴向移动可改变环形通道的大小，调节流量。轴向移动可改变环形通道的大小，调节流量。结构和加工简单，节流长度大。但易产生堵塞现象，由结构和加工简单，节流长度大。但易产生堵塞现象，由 知知a很小，产生极化分子流量不稳定。易受

39、温很小，产生极化分子流量不稳定。易受温度的影响，用在次要的液压系统。度的影响，用在次要的液压系统。mQKa P第五章第五章 液压控制阀液压控制阀2gQcaPb为偏心式，在阀心在阀心上开一个三角截面的上开一个三角截面的偏心槽，转动阀心就偏心槽，转动阀心就可以调节通道的大小可以调节通道的大小以调节流量。以调节流量。c 为轴向三角沟槽式，轴向移动。轴向移动。d 周向缝隙式 优点界壁短稳定性好，受极化影响小，可优点界壁短稳定性好，受极化影响小，可用于高压系统。用于高压系统。5-28第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 1. 影响节流阀性能的因素影响节流阀性能的因素 1）压差）压差 P受负载的影响受负载的

40、影响 2）温度的影响）温度的影响 3）节流口堵塞）节流口堵塞 防止节流口堵塞措施：防止节流口堵塞措施： （1）油液要精密过滤）油液要精密过滤 5-10m的过滤精度能显著改善的过滤精度能显著改善阻塞现象。为了消除铁质污染，采用带磁性的过滤器效果阻塞现象。为了消除铁质污染，采用带磁性的过滤器效果更好。更好。 （2）节流阀两端的压差要适当）节流阀两端的压差要适当 压差大，节流口能量压差大，节流口能量损失大，温度高同等流量时，压差大对应的过流面积小，损失大，温度高同等流量时，压差大对应的过流面积小，易引起阻塞。设计时一般取压差易引起阻塞。设计时一般取压差P=0.20.3MPa。第五章第五章 液压控制阀

41、液压控制阀 2. 节流阀的压力节流阀的压力流量特性流量特性 由由 知，对应于一个确定的节流面积，通过节知，对应于一个确定的节流面积，通过节流阀的流量随阀两端作用的压力差而变化，他们之间的关流阀的流量随阀两端作用的压力差而变化，他们之间的关系称压力系称压力流量特性。压差变化对流量变化的影响。由于流量特性。压差变化对流量变化的影响。由于P1=R/A，当，当R负载变化时，负载变化时，P1变化，压差变化，变化，压差变化，Q变化，变化，这是不理想的。根据节流阀流量波动性的要求，节流阀只这是不理想的。根据节流阀流量波动性的要求，节流阀只有在大于某一最低工作压差时才能正常工作，即有在大于某一最低工作压差时才

42、能正常工作，即Pmn有有一个最小值一个最小值。2gQcaP第五章第五章 液压控制阀液压控制阀如何保证不进入非工作区，如何保证不进入非工作区， 设计时规定设计时规定Pmin 为为0.3MP，理论上可高，但不合理，理论上可高，但不合理，溢流量大，效率低。溢流量大，效率低。溢流阀也要工作在溢流阀也要工作在P0=C， 保证溢流，保证溢流， ， QN为泵的额定流量为泵的额定流量 应用：应用： 定量泵定量泵+溢流阀溢流阀+节流阀组成控制流量的油路。节流阀组成控制流量的油路。max0minRPPA0maxminQVAQmin15%nQQ图 5-29 节流阀的应用第五章第五章 液压控制阀液压控制阀二、调速阀二

43、、调速阀 因节流阀刚性差，故在负载变化时，不能保证调速因节流阀刚性差，故在负载变化时，不能保证调速系统速度的均匀性，若用在机床就不能保证工件的加工系统速度的均匀性，若用在机床就不能保证工件的加工精度。为改善调速性能，通常对调速阀进行压力补偿。精度。为改善调速性能，通常对调速阀进行压力补偿。它控定差减压阀与节流阀串联组成调速阀，另一种是将它控定差减压阀与节流阀串联组成调速阀，另一种是将它控溢流阀与节流阀并联组成溢流节流阀。它控溢流阀与节流阀并联组成溢流节流阀。 第五章第五章 液压控制阀液压控制阀1.它控定差减压阀与节流阀串联组成调速阀它控定差减压阀与节流阀串联组成调速阀 组成和原理组成和原理 油

44、泵来油压力由溢流阀调定，保持不变，经调速阀中油泵来油压力由溢流阀调定，保持不变，经调速阀中减压阀口减压阀口1和节流阀口和节流阀口2两次减压后降低为两次减压后降低为P3进入油缸工作，进入油缸工作，5-30第五章第五章 液压控制阀液压控制阀5-30同时作用在减压阀心上腔同时作用在减压阀心上腔3。P3由油缸工作面积由油缸工作面积A和负载和负载R决定，即决定，即P3=R/A。减压阀口处的压力损失。减压阀口处的压力损失 ，阀口面积为阀口面积为A1；节流阀口处的压力损失；节流阀口处的压力损失 ，阀口面积为阀口面积为A2。通过阀口的流量。通过阀口的流量Q2由由A2调定，油缸运动调定，油缸运动速度速度V2=Q

45、2/A随之调定。随之调定。 112PPP223PPP第五章第五章 液压控制阀液压控制阀在调速过程中，减压阀阀心的受力平衡方程可简化为在调速过程中，减压阀阀心的受力平衡方程可简化为: 当外载变化时当外载变化时(增大增大)，引起，引起P3的变化，减压阀心原有平的变化，减压阀心原有平衡被破坏，阀心右移，使阀口衡被破坏，阀心右移，使阀口1的面积增大，的面积增大，P1减小，减小，P2增加，在新的位置平衡。增加，在新的位置平衡。P3减小时，则阀心左移，减小时，则阀心左移，P2相应相应减小，从而保证节流口前后压差保持不变，通过流量不变。减小，从而保证节流口前后压差保持不变，通过流量不变。第五章第五章 液压控

46、制阀液压控制阀123sFPPPA 因弹簧的刚度很小，工作中阀心的移动量（即弹簧的附加变形因弹簧的刚度很小，工作中阀心的移动量（即弹簧的附加变形量）很小，可认为弹簧力量）很小，可认为弹簧力FS为常数，节流阀口前后压差为常数，节流阀口前后压差P1也为常数，也为常数，因此通过调速阀因此通过调速阀 的流量不变。的流量不变。23002323max1min01min()()2()APAPK xxK xxPPAgQcaPPQCRPRAQQQ第五章第五章 液压控制阀液压控制阀图531节流阀和调速 阀流量特性 2.调速阀的流量特性调速阀的流量特性 当压差变化时，流量不变当压差变化时，流量不变。当压差很小时，调速

47、阀同节流阀。当压差很小时，调速阀同节流阀。原因，减压阀开口最大不起减压原因，减压阀开口最大不起减压作用，所以调速阀工作时定差减作用，所以调速阀工作时定差减压阀和节流阀最小压差之和至少压阀和节流阀最小压差之和至少有有0.40.5MPa 压差。压差。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀图531节流阀和调速阀流量特性图5-32 插装阀的组成 1一先导控制阀；2一控制盖板；3一插装阀单元(主阀)；4一阀块体2 2插装阀插装阀( (插装件插装件) )的结构和工作原理的结构和工作原理 插装阀单元具体结构参看图插装阀单元具体结构参看图5-33。它由阀套。它由阀套1、阀心、阀心2、弹簧、弹簧3、盖板、盖板4和密

48、封件等组成。主阀心上腔作用着和密封件等组成。主阀心上腔作用着X口口的液压力和弹簧力，的液压力和弹簧力，A口和口和B口的液压力作用在阀心的下锥口的液压力作用在阀心的下锥面上，用面上，用X口的控制油压力控制主通道口的控制油压力控制主通道A和和B间的通断，这间的通断，这是一个二通插装阀。盖板用来固定和密封插装阀单元，沟通是一个二通插装阀。盖板用来固定和密封插装阀单元，沟通控制油路和主阀控制腔之间的联系。在盖板控制油路和主阀控制腔之间的联系。在盖板4内也可装嵌节内也可装嵌节流螺塞等徽型控制元件流螺塞等徽型控制元件(如单向阀、梭阀、流量控制器和先如单向阀、梭阀、流量控制器和先导压力阀等导压力阀等)，还可

49、安装位移传感器等电器附件，以便构成，还可安装位移传感器等电器附件，以便构成某种控制功能的组合阀。若干个不同控制功能的二通插装阀某种控制功能的组合阀。若干个不同控制功能的二通插装阀组装在一个或多个插装块体内，便组成液压回路。组装在一个或多个插装块体内，便组成液压回路。 就工作原理而言，二通插装阀相当于一个液控单向就工作原理而言，二通插装阀相当于一个液控单向阀。阀。A A和和B B为主油路的两个仅有的工作油口，所以称为为主油路的两个仅有的工作油口，所以称为二通阀，二通阀，X X为控制油口。通过控制油口压力大小的控制，为控制油口。通过控制油口压力大小的控制，即可控制主阀心的启闭和油口即可控制主阀心的

50、启闭和油口A A、B B的流向和压力。的流向和压力。图5-33 插装阀单元1一阀套；2一阀心；3一弹簧；4一盖板5.4.2 5.4.2 插装方向阀插装方向阀 1 1插装单向阀插装单向阀 插装单向阀如图插装单向阀如图5-345-34所示，将插装单元的控制口所示，将插装单元的控制口X X与与A A或或B B连通，即成为普通单向阀；在其控制盖板上接一个二位连通，即成为普通单向阀；在其控制盖板上接一个二位三通换向阀作先导阀，便可成为液控单向阀。三通换向阀作先导阀，便可成为液控单向阀。图5-34 插装单向阀插装流量阀 2插装换向阀插装换向阀 每个插装单元都具有通断两种状态，若将几个插装单每个插装单元都具

51、有通断两种状态，若将几个插装单元组合起来，用电磁换向阀作先导阀元组合起来，用电磁换向阀作先导阀 便可组成便可组成m m位位n n通换通换向阀。图向阀。图5-35a5-35a所示为二位三通插装换向阀。在该阀中，当所示为二位三通插装换向阀。在该阀中，当电磁铁断电时，电磁铁断电时，A A与与O O通，通，P P封闭；当电磁铁通电时，封闭；当电磁铁通电时，A A与与P P通，通，O O封闭，相当于一个二位三通电液换向阀。图封闭，相当于一个二位三通电液换向阀。图5-35b5-35b为三位为三位三通插装换向阀，当电磁铁处于中位时，三通插装换向阀，当电磁铁处于中位时，A A、O O与与P P均不通；均不通；当电磁铁当电磁铁1YA1YA通电时，通电时，A A 与与O O通，通，P P封闭；当电磁铁封闭；当电磁铁2YA2YA通电通电时，时，A A与与P P通，通，O O封闭，相当于一个三位三通电