液压第四章液压控制元件ppt

1、1. 活塞式液压缸活塞式液压缸双杆式双杆式单杆式单杆式固定方式固定方式缸体固定缸体固定活塞杆固定活塞杆固定1dD 双杆式活塞缸双杆式活塞缸课程回顾课程回顾22134dqAAqv2212134)(dpAAppApAF3)差动连接差动连接2) 有杆腔进油有杆腔进油 )dD(qAqv22224221221221244pDpdDApApF1)无杆腔进油无杆腔进油2221222111)(44pdDpDApApF 差动缸随度快，推力小，该结构常被用于机械设备的快速运动中。差动缸随度快，推力小，该结构常被用于机械设备的快速运动中。三、摆动式液压缸三、摆动式液压缸单叶片摆动马达双叶片摆动马达22 2MMmMv

2、MpRrbpqTVMMMbrRqn22221 2MvMTRrbp Z222 MMVMqRrb Z第四章 液压控制元件 在液压系统中，通常利用液压控制阀来对液流的在液压系统中，通常利用液压控制阀来对液流的流动方流动方向、压力的高低以及流量的大小向、压力的高低以及流量的大小进行预期的进行预期的控制控制，以满足负，以满足负载的工作要求。载的工作要求。 概述 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 叠加式液压阀 二通插装阀 液压阀的连接教学要求教学要求 了解液压控制阀的分类。了解液压控制阀的分类。 理解方向阀、压力阀、流量阀的工作原理、功用及理解方向阀、压力阀、流量阀的工作原理、功用及其结构，掌握其分析方

3、法。其结构，掌握其分析方法。 了解叠加阀的工作原理、插装阀的结构和工作原理。了解叠加阀的工作原理、插装阀的结构和工作原理。重点难点重点难点各种液压阀的工作原理各种液压阀的职能符号和工作方式各种液压阀的作用及应用各种液压阀的性能参数各种液压阀的典型结构、特点第一节 概述 一、液压阀作用一、液压阀作用 液压阀是液压系统中控制液流流动方向，压力高低、流量大小的液压阀是液压系统中控制液流流动方向，压力高低、流量大小的控控制元件制元件。 液压阀结构：液压阀结构：阀芯、阀体阀芯、阀体、驱动阀芯在阀体内做相对运动的装置驱动阀芯在阀体内做相对运动的装置。气动装置可以是弹簧、电磁体等气动装置可以是弹簧、电磁体等

4、 液压阀工作原理：液压阀工作原理：利用利用阀芯和阀体阀芯和阀体内作内作相对运动相对运动来控制阀口的大小，来控制阀口的大小，实现实现压力、流量和方向的控制压力、流量和方向的控制。流经阀口的流量。流经阀口的流量q与压力差和阀口面积与压力差和阀口面积有关，始终满足压力流量方程。流量计算符合孔口流量公式。有关，始终满足压力流量方程。流量计算符合孔口流量公式。mqKA p 按用途分：压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀按用途分：压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀 方向控制阀：方向控制阀：单向阀、液控单向阀、换向阀、单向阀、液控单向阀、换向阀、比例换向阀比例换向阀 压力控制阀：压力控制阀：溢流阀、减压阀、顺

5、序阀、比例压力控制阀溢流阀、减压阀、顺序阀、比例压力控制阀 流量控制阀：流量控制阀：节流阀、调速阀、分流阀、比例流量控制阀节流阀、调速阀、分流阀、比例流量控制阀 操纵方式分：人力操纵阀、机械操纵阀、电动操纵阀操纵方式分：人力操纵阀、机械操纵阀、电动操纵阀 人力操纵阀：人力操纵阀：手把及手轮、踏板、杠杆（适用于小流量工况）手把及手轮、踏板、杠杆（适用于小流量工况） 机械操纵阀：机械操纵阀：挡板、弹簧、液压、气动挡板、弹簧、液压、气动 电动操纵阀：电动操纵阀：电磁控制阀、电液控制阀电磁控制阀、电液控制阀三、液压阀分类三、液压阀分类 1.工作可靠，动作灵敏，冲击振动小工作可靠，动作灵敏，冲击振动小

6、（导弹对接装置）（导弹对接装置）2.压力损失小压力损失小 3.结构紧凑，安装调整维护使用方便，通用性好结构紧凑，安装调整维护使用方便，通用性好二、液压系统对阀的基本要求二、液压系统对阀的基本要求 连接方式分：管式连接、板式及叠加式连接、插装式连接连接方式分：管式连接、板式及叠加式连接、插装式连接管式连接：管式连接：阀体进出口由螺纹或阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接，安装方便。法兰与油管连接，安装方便。板式连接：板式连接：阀体进出口通过连接阀体进出口通过连接板与油管连接，便于集成。板与油管连接，便于集成。插装式：插装式：将将阀芯、阀套阀芯、阀套组成的组组成的组成件成件插入专门设计的阀块内插入专门

7、设计的阀块内实现实现不同功能。结构节凑。不同功能。结构节凑。叠加式：叠加式： 板式连接阀的一种发展板式连接阀的一种发展形式。形式。第二节 方向控制阀一、作用一、作用 控制液流方向，从而改变执行元件的运动方向。控制液流方向，从而改变执行元件的运动方向。二、分类二、分类 单向阀单向阀 换向阀换向阀性能要求：正向流动阻力损失小，反向时密封性好，动性能要求：正向流动阻力损失小，反向时密封性好，动作灵敏作灵敏 三位四通三位四通位：工作状态位：工作状态通：管路通：管路4-2.1 单向阀1 1、普通单向阀、普通单向阀结构：阀体、阀芯、弹簧等 职能符号职能符号 作用：作用：只许油液单向流动，反向不通。只许油液

8、单向流动，反向不通。 要求：要求：正向流动阻力小，反向不通，密封好。正向流动阻力小，反向不通，密封好。 开启压力：开启压力：0.030.05 MPa0.030.05 MPa 背压阀背压阀：( (单向阀的变形单向阀的变形) ) 弹簧较硬弹簧较硬 开启压力：开启压力：0.20.6 MPa0.20.6 MPa 背压：背压：执行元件回油腔的执行元件回油腔的压力增加压力增加。 单向阀的应用：单向阀的应用：n锁紧油缸，避免向油泵锁紧油缸，避免向油泵倒灌。倒灌。n平衡重物平衡重物组成：普通单向阀组成：普通单向阀+小活塞缸小活塞缸 职能符号1PC2P二、液控单向阀二、液控单向阀特点：特点：a. 无控制油时，与

9、普通单向阀一样，无控制油时，与普通单向阀一样， b. 控制口控制口通控制油时，在液压力作用下活塞向右移动，通控制油时，在液压力作用下活塞向右移动，推动顶杆推动顶杆 顶开阀芯顶开阀芯，使油口，使油口 A和和B接通，油液就可以从接通，油液就可以从B口流向口流向A口。口。(正反向都正反向都可以流动可以流动)液控单向阀液控单向阀液压缸液压缸n锁紧油缸，避免倒灌。锁紧油缸，避免倒灌。n控制重物下放速度。控制重物下放速度。液控单向阀液控单向阀应用：应用：4-2.2 换向阀按阀芯相对于阀体的运动方式：滑阀和转阀按操作方式：手动、机动、电磁、液动和电液等一、换向阀的工作原理：一、换向阀的工作原理： 利用利用阀

10、芯对阀体的相对运动阀芯对阀体的相对运动，使，使油路接通、关断油路接通、关断或或变换油流的方向，变换油流的方向，从而实现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。从而实现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。按按阀芯工作时在阀体中所处的位置阀芯工作时在阀体中所处的位置：二位和三位等：二位和三位等按换向阀所控制的按换向阀所控制的通路数不同通路数不同：二通、三通、四通和：二通、三通、四通和五通等。五通等。二、换向阀的位和通路符号二、换向阀的位和通路符号箭头不表示液体流动方向，仅表示油路是通路箭头不表示液体流动方向，仅表示油路是通路图图1 换向阀图形符号（滑阀、转阀）换向阀图形

11、符号（滑阀、转阀）二位二通二位二通二位四通二位四通三位四通三位四通三位五通三位五通 滑阀式换向阀工作原理滑阀式换向阀工作原理液压缸换向回路液压缸换向回路 转阀式换向阀工作原理（滑阀）转阀式换向阀工作原理（滑阀）转阀式换向阀转阀式换向阀 图形符号图形符号工作原理：工作原理：利用转阀和阀体的相对转动进行液流换向利用转阀和阀体的相对转动进行液流换向 利用利用手动杠杆手动杠杆来改变阀芯位置实现换向。分来改变阀芯位置实现换向。分弹簧自动复位弹簧自动复位（a）和）和弹簧钢珠弹簧钢珠（b）定位两种。定位两种。 手动换向阀手动换向阀：适用于：适用于小流量，需徒手操作小流量，需徒手操作的场合。常用于工程机械液压

12、传动的场合。常用于工程机械液压传动系统中。系统中。1）手动换向阀）手动换向阀二、换向阀结构二、换向阀结构2） 机动换向阀（p94）机动换向阀又称行程阀，主要用来控制机械运动部件的行程，借助于安装在工作台上的档铁或凸轮迫使阀芯运动，从而控制液流方向 .1.滚轮滚轮 2.阀芯阀芯 3.弹簧弹簧工作原理：图示位置工作原理：图示位置，阀芯，阀芯2被弹簧被弹簧3压向左端，压向左端，油腔油腔A和和P不通；不通；当挡铁和当挡铁和凸轮压住滚轮使阀芯凸轮压住滚轮使阀芯2向右移动，油腔向右移动，油腔P与与A相通。相通。图形符号？机动换向阀（滚轮式）机动换向阀（滚轮式）课程回顾：课程回顾：一、液压阀作用一、液压阀作

13、用 液压阀是液压系统中控制液流流动方向，压力高低、流量大小的液压阀是液压系统中控制液流流动方向，压力高低、流量大小的控控制元件制元件。 按用途分：压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀按用途分：压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀 方向控制阀：方向控制阀：单向阀、液控单向阀、换向阀、单向阀、液控单向阀、换向阀、比例换向阀比例换向阀 压力控制阀：压力控制阀：溢流阀、减压阀、顺序阀、比例压力控制阀溢流阀、减压阀、顺序阀、比例压力控制阀 流量控制阀：流量控制阀：节流阀、调速阀、分流阀、比例流量控制阀节流阀、调速阀、分流阀、比例流量控制阀三、液压阀分类三、液压阀分类 1.工作可靠，动作灵敏，冲击振动小工作可

14、靠，动作灵敏，冲击振动小 2.压力损失小压力损失小 3.结构紧凑，安装调整维护使用方便，通用性好结构紧凑，安装调整维护使用方便，通用性好二、液压系统对阀的基本要求二、液压系统对阀的基本要求 1 1、普通单向阀、普通单向阀结构：阀体、阀芯、弹簧等2、液控单向阀 职能符号1PC2P 职能符号职能符号换向阀换向阀按阀芯相对于阀体的运动方式：滑阀和转阀按操作方式：手动、机动、电磁、液动和电液等利用利用阀芯对阀体的相对运动阀芯对阀体的相对运动，使，使油路接通、关断油路接通、关断或或变换油流的方向，变换油流的方向，从从而实现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。而实现液压执行元件及其驱动机构

15、的启动、停止或变换运动方向。 3） 电磁换向阀利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯来控制液流方向。它是电气系统和液压系统之间的信号转换元件。优点：易于实现自动化。优点：易于实现自动化。 应用：小流量的场合。（应用：小流量的场合。（q q63 63 L/minL/min ) ) 1.推杆；推杆；2.阀芯；阀芯；3.弹簧弹簧 电磁铁电源：电磁铁电源：交流（交流（220v）：使用方便、气动力大、换向时间短、冲击大、噪声大、换：使用方便、气动力大、换向时间短、冲击大、噪声大、换向频率低（约向频率低（约30次次/min），卡住时线圈容易燃烧。），卡住时线圈容易燃烧。直流（直流（24v）：换向冲击

16、小，换向频率高（可达：换向冲击小，换向频率高（可达240次次/min ）、噪音小、）、噪音小、气动力小、换向时间长（气动力小、换向时间长（0.1-0.15s），需要直流电源，线圈不会烧坏，工），需要直流电源，线圈不会烧坏，工作可靠。作可靠。图形符号？图形符号？未通电和通电未通电和通电阀的状态判断？阀的状态判断？4） 液动换向阀（液体操纵，弹簧复位）利用控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向阀。左图中阀芯是由其两端密封腔中油液的压差来移动的。K2K2进油，进油，K1回油，阀芯向左移动，使回油，阀芯向左移动，使P和和B相通，相通，A和和O相通相通；当当K1进油进油，K2回油，阀芯向右移动，使回油，阀

17、芯向右移动，使P和和A相通，相通，B和和O相通相通；当当K1和和K2都通回油时，阀芯回到中间位置。都通回油时，阀芯回到中间位置。 5）电液换向阀1-主阀心主阀心 2-差动套筒差动套筒 3-差动活塞差动活塞 4-先导电磁阀先导电磁阀 液控阀液控阀 特点：特点：小功率小功率电磁铁电磁铁控制控制大功率主阀大功率主阀的优点，电液换向阀是的优点，电液换向阀是电磁换向阀电磁换向阀(先导阀先导阀)与与液动换向阀液动换向阀(主阀主阀)的组合。的组合。电磁换向阀起电磁换向阀起先导作用先导作用，可改变，可改变液流流向液流流向，从而改变，从而改变液动滑阀液动滑阀位置。由于液控滑位置。由于液控滑阀推力较大，主阀芯尺寸

18、可以做的较大，从而允许较大油液流量通过。阀推力较大，主阀芯尺寸可以做的较大，从而允许较大油液流量通过。组成：单向阀，电磁阀阀芯、液动阀阀芯、阀体、节流阀电液换向阀：由于大流量，换向平稳的工况电液联合电液联合控制，弹簧复位。控制，弹簧复位。 电磁控制先导阀动作电磁控制先导阀动作 液体控制主阀芯动作液体控制主阀芯动作简化符号：简化符号：三位四通电液换向阀三位四通电液换向阀应用：高压、大流量的场合。应用：高压、大流量的场合。 （q1200 L/min)电液换向阀图形符号电液换向阀图形符号电磁-液压先导驱动阻尼孔 1. 中位机能中位机能 各种操纵方式的三位四通和三位五通式换向滑阀，各种操纵方式的三位四

19、通和三位五通式换向滑阀，阀芯在中阀芯在中间位置时，各油口的连通情况称为换向阀的中位机能间位置时，各油口的连通情况称为换向阀的中位机能。对于三位阀有对于三位阀有中位机中位机能能、左位机能和右位机能、左位机能和右位机能, 三. 换向阀的性能和特点 两个方向换向时性能不同两个方向换向时性能不同P、A、B 、O全通，执行元件处于全通，执行元件处于浮浮动状态动状态，外力作用下可移动，外力作用下可移动，液压泵液压泵卸荷卸荷。制动时制动时油口互通，较油口互通，较O型型平稳平稳；换向精度不高换向精度不高。滑阀式换向阀的中位机能滑阀式换向阀的中位机能 AO口连通，口连通，PB口封闭，执口封闭，执行元件处于闭锁状

20、态，液压泵行元件处于闭锁状态，液压泵不卸荷不卸荷PABO全闭，执行元件停止运全闭，执行元件停止运动。系统不卸荷，动。系统不卸荷，液压缸充满油液，液压缸充满油液，启动启动平稳平稳；制动制动时突然关闭两个油口，时突然关闭两个油口，运动惯性引起液压冲击大，换向精度运动惯性引起液压冲击大，换向精度高（油口同时关闭）。高（油口同时关闭）。PAB口连通，口连通，O口封闭，口封闭，可形成可形成差动回路差动回路。两腔均有。两腔均有压力油，启、制动平稳。压力油，启、制动平稳。AB口连通，口连通，PO口封闭，口封闭，执行元件处于闭锁状态，液压执行元件处于闭锁状态，液压泵不卸荷泵不卸荷A/B关闭，启动、制动性能好关

21、闭，启动、制动性能好各种操纵方式的三位四通和三位五通式换向滑阀，各种操纵方式的三位四通和三位五通式换向滑阀，阀芯在中间位置时，各油口阀芯在中间位置时，各油口的连通情况称为换向阀的中位机能的连通情况称为换向阀的中位机能。其常用的有。其常用的有“”型、型、“”型、型、“”型、型、”型、型、“”型等。型等。 分析和选择三位换向阀的中位机能时，通常考虑：分析和选择三位换向阀的中位机能时，通常考虑：（1） 系统保压：系统保压： P口堵塞时，口堵塞时，系统保压系统保压，液压泵用于多缸系统。，液压泵用于多缸系统。（2） 系统卸荷系统卸荷 ：P口通畅地与口通畅地与T口相通，系统卸荷。（口相通，系统卸荷。（H

22、K X M型）型）（3） 换向平稳与精度换向平稳与精度： A、B两口堵塞，换向过程中易产生冲击两口堵塞，换向过程中易产生冲击，换向不平稳，换向不平稳，但精度高；但精度高；A、B口都通口都通T(O)口口，换向平稳，但精度低。，换向平稳，但精度低。（4） 启动平稳性：阀在中位时，液压缸某启动平稳性：阀在中位时，液压缸某腔如通油箱，启动时无足够的油液起缓冲，腔如通油箱，启动时无足够的油液起缓冲，启动不平稳。启动不平稳。（5） 液压缸浮动和在任意位置上停止：液压缸浮动和在任意位置上停止：A、B两油口互通时，可利用其它装置调整工作两油口互通时，可利用其它装置调整工作位置。位置。中位机能的选择原则：中位机

23、能的选择原则：2）滑阀的液动力由液流的动量定律可知，油液通过换向阀时作用在阀芯上的液动力有由液流的动量定律可知，油液通过换向阀时作用在阀芯上的液动力有稳态液稳态液动力和瞬态液动力动力和瞬态液动力两种。两种。（1 1）稳态稳态液动力：阀芯移动完毕，液动力：阀芯移动完毕，开口固定后开口固定后，液流液流流过阀口时因流过阀口时因动量变化动量变化而而作用在阀芯上有使阀口关小的趋势的力作用在阀芯上有使阀口关小的趋势的力，与阀的流量有关。，与阀的流量有关。（2 2）瞬态瞬态液动力：滑阀在移动过程中，液动力：滑阀在移动过程中，阀腔液流因加速或减速而作用在阀芯上阀腔液流因加速或减速而作用在阀芯上的力，与移动速度

24、有关的力，与移动速度有关。3 3）液压卡紧现象）液压卡紧现象 在中、高压系统中，当阀芯停止运动一段时间后（一般约在中、高压系统中，当阀芯停止运动一段时间后（一般约5分钟分钟以后），这以后），这个阻力可以大到几百牛顿，使阀芯重新移动十分费力，这就是所谓的液压卡紧现个阻力可以大到几百牛顿，使阀芯重新移动十分费力，这就是所谓的液压卡紧现象。象。卡紧原因：卡紧原因：脏物进入缝隙脏物进入缝隙；温度升高，阀芯膨胀温度升高，阀芯膨胀；但主要原因是；但主要原因是滑阀副几何形状滑阀副几何形状和同心度变化和同心度变化引起的径向不平衡力的作用，其主要包括：引起的径向不平衡力的作用，其主要包括： a a 阀芯和阀体间

25、无阀芯和阀体间无几何形状误差几何形状误差，轴心线平行但不重合，轴心线平行但不重合 b b 阀芯因阀芯因加工误差加工误差而带有倒锥，轴心线平行但不重合而带有倒锥，轴心线平行但不重合 c c 阀芯表面有局部突起阀芯表面有局部突起倒锥（大端朝向高压腔），倒锥（大端朝向高压腔），产生颈不平衡力产生颈不平衡力阀芯碰上或毛刺引阀芯碰上或毛刺引起径向不平衡力起径向不平衡力不产生径向不平衡力不产生径向不平衡力减小径向不平衡力措施：减小径向不平衡力措施：1 1） 提高制造和装配精度提高制造和装配精度2 2） 阀芯上开阀芯上开环形均压槽环形均压槽原则：原则：3-53-5个，宽度个，宽度0.3-0.3-0.5mm0

26、.5mm，深度，深度0.8-1mm0.8-1mm换向阀小结位位: :阀芯的工作位置阀芯的工作位置; ;通通: :阀体上油路的通道数阀体上油路的通道数; ;机能机能: :中位时油路的连通方式。中位时油路的连通方式。控制方式控制方式: : 手动、机动、电磁、弹簧、液压、液压先导控制、电磁手动、机动、电磁、弹簧、液压、液压先导控制、电磁- -液液压先导控制压先导控制 P94P94O O型型H H型型P P型型Y Y型型K K型型第三节 压力控制阀 在液压传动系统中在液压传动系统中,控制油液压力高低控制油液压力高低的液压阀称之为的液压阀称之为压力控制阀压力控制阀，简称压力阀。这类阀的简称压力阀。这类阀

27、的共同点共同点是是利用利用作用在阀芯上的作用在阀芯上的液压力液压力和和弹簧力相弹簧力相平衡的原理工作平衡的原理工作的。的。 分类分类 按用途：按用途： 溢流阀溢流阀 减压阀减压阀 顺序阀顺序阀 平衡阀平衡阀 卸荷阀卸荷阀 按阀芯结构：按阀芯结构： 滑阀滑阀 球阀球阀 锥阀锥阀 按工作原理：按工作原理： 直动式直动式 先导式先导式 4-3.1 溢流阀 （一）溢流阀的作用和性能要求（一）溢流阀的作用和性能要求1溢流阀的作用溢流阀的作用在液压系统中用来在液压系统中用来维持定压是溢流阀的主要用途维持定压是溢流阀的主要用途。它常用于节流调速系统中，。它常用于节流调速系统中，和流量控制阀配合使用和流量控制

28、阀配合使用，调节进入系统的流量，并保持系统的压力基本恒定。用，调节进入系统的流量，并保持系统的压力基本恒定。用于过载保护的溢流阀一般称为于过载保护的溢流阀一般称为安全阀安全阀。2液压系统对溢流阀的性能要求液压系统对溢流阀的性能要求（1）定压精度高）定压精度高 （2）灵敏度要高）灵敏度要高（3）工作要平稳且无振动和噪声）工作要平稳且无振动和噪声（4）当阀关闭时密封要好，泄漏要小。）当阀关闭时密封要好，泄漏要小。（二）溢流阀的结构和工作原理（二）溢流阀的结构和工作原理溢流阀按其溢流阀按其结构形式和基本动作结构形式和基本动作方式可归结为：方式可归结为： 1.直动式溢流阀（图直动式溢流阀（图1）直接利

29、用所调节的弹簧力与液压力相平衡进行工作）直接利用所调节的弹簧力与液压力相平衡进行工作2. 先导式先导式溢流阀（图溢流阀（图2）一种组合阀，直动式）一种组合阀，直动式+主阀主阀图图1 1-调节螺钉调节螺钉 2-螺帽螺帽 3-弹簧弹簧 4-螺螺母母 5-阀体阀体 6-阀座阀座 7-阀心阀心8-螺堵螺堵图图2 先导式先导式溢流阀溢流阀1.直动式溢流阀直动式溢流阀 当溢流阀稳定工作时，作用在阀芯上当溢流阀稳定工作时，作用在阀芯上的油液压力、弹簧的压紧力的油液压力、弹簧的压紧力 、稳态轴、稳态轴向液动力向液动力 、阀芯的自重、阀芯的自重G和摩擦力和摩擦力 是平衡的，它们可以用下式表示是平衡的，它们可以用

30、下式表示式中式中 p为进油口压力；为进油口压力； 为阀芯承受油为阀芯承受油液压力的面积。液压力的面积。sFbsFfFRAfbssRFGFFpA 溢流阀是利用被控压力作为信号来改变弹簧的压缩量，从而改变阀口的通溢流阀是利用被控压力作为信号来改变弹簧的压缩量，从而改变阀口的通流面积和系统的溢流量来达到定压目的的。流面积和系统的溢流量来达到定压目的的。 RfAFp 若忽略液动力、阀芯的自重和摩擦力，若忽略液动力、阀芯的自重和摩擦力，则上式可写成则上式可写成 用调速螺帽可调定系统的溢流压力，从而调整出油口压力。用调速螺帽可调定系统的溢流压力，从而调整出油口压力。 旋转螺母 阀芯 弹簧 阀体 锥阀 活塞

31、课程回顾：课程回顾：二、换向阀结构二、换向阀结构手动、机动、电磁、液动、电液换向阀。手动、机动、电磁、液动、电液换向阀。各种操纵方式的三位四通和三位五通式换向滑阀，各种操纵方式的三位四通和三位五通式换向滑阀，阀芯在中间位置时，各油口阀芯在中间位置时，各油口的连通情况称为换向阀的中位机能的连通情况称为换向阀的中位机能。其常用的有。其常用的有“”型、型、“”型、型、“”型、型、”型、型、“”型等。型等。 分析和选择三位换向阀的中位机能时，通常考虑：分析和选择三位换向阀的中位机能时，通常考虑：（1） 系统保压：系统保压： P口堵塞时，口堵塞时，系统保压系统保压，液压泵用于多缸系统。，液压泵用于多缸系

32、统。（2） 系统卸荷系统卸荷 ：P口通畅地与口通畅地与T口相通，系统卸荷。（口相通，系统卸荷。（H K X M型）型）（3） 换向平稳与精度换向平稳与精度： A、B两口堵塞，换向过程中易产生冲击两口堵塞，换向过程中易产生冲击，换向不平稳，换向不平稳，但精度高；但精度高；A、B口都通口都通T(O)口口，换向平稳，但精度低。，换向平稳，但精度低。（4） 启动平稳性：阀在中位时，液压缸某启动平稳性：阀在中位时，液压缸某腔如通油箱，启动时无足够的油液起缓冲，腔如通油箱，启动时无足够的油液起缓冲，启动不平稳。启动不平稳。（5） 液压缸浮动和在任意位置上停止：液压缸浮动和在任意位置上停止：A、B两油口互通

33、时，可利用其它装置调整工作两油口互通时，可利用其它装置调整工作位置。位置。中位机能的选择原则：中位机能的选择原则：倒锥（大端朝向高压腔），倒锥（大端朝向高压腔），产生颈不平衡力产生颈不平衡力阀芯碰上或毛刺引起阀芯碰上或毛刺引起径向不平衡力径向不平衡力不产生径向不平衡力不产生径向不平衡力3 3）液压卡紧现象）液压卡紧现象 减小径向不平衡力措施：减小径向不平衡力措施：1 1） 提高制造和装配精度提高制造和装配精度2 2） 阀芯上开阀芯上开环形均压槽环形均压槽原则：原则：3-53-5个，宽度个，宽度0.3-0.5mm0.3-0.5mm，深度，深度0.8-1mm0.8-1mm第三节 压力控制阀控制油液

34、压力高低控制油液压力高低的液压阀称之为的液压阀称之为压力控制阀，利用压力控制阀，利用作用在阀芯上的作用在阀芯上的液压力液压力和和弹簧力相平衡的原理工作弹簧力相平衡的原理工作的。的。 分类分类 按用途：按用途： 溢流阀溢流阀 减压阀减压阀 顺序阀顺序阀 平衡阀平衡阀 卸荷阀卸荷阀 （二）溢流阀的结构和工作原理（二）溢流阀的结构和工作原理溢流阀按其溢流阀按其结构形式和基本动作结构形式和基本动作方式可归结为：方式可归结为： 1.直动式溢流阀（图直动式溢流阀（图1）直接利用所调节的弹簧力与液压力相平衡进行工作）直接利用所调节的弹簧力与液压力相平衡进行工作2. 先导式先导式溢流阀（图溢流阀（图2）一种组

35、合阀，直动式）一种组合阀，直动式+主阀主阀图图1 1-调节螺钉调节螺钉 2-螺帽螺帽 3-弹簧弹簧 4-螺螺母母 5-阀体阀体 6-阀座阀座 7-阀心阀心8-螺堵螺堵图图2 先导式先导式溢流阀溢流阀1.直动式溢流阀直动式溢流阀 当溢流阀稳定工作时，作用在阀芯上当溢流阀稳定工作时，作用在阀芯上的油液压力、弹簧的压紧力的油液压力、弹簧的压紧力 、稳态轴、稳态轴向液动力向液动力 、阀芯的自重、阀芯的自重G和摩擦力和摩擦力 是平衡的，它们可以用下式表示是平衡的，它们可以用下式表示式中式中 p为进油口压力；为进油口压力； 为阀芯承受油为阀芯承受油液压力的面积。液压力的面积。sFbsFfFRAfbssRF

36、GFFpA 溢流阀是利用被控压力作为信号来改变弹簧的压缩量，从而改变阀口的通溢流阀是利用被控压力作为信号来改变弹簧的压缩量，从而改变阀口的通流面积和系统的溢流量来达到定压目的的。流面积和系统的溢流量来达到定压目的的。 RfAFp 若忽略液动力、阀芯的自重和摩擦力，若忽略液动力、阀芯的自重和摩擦力，则上式可写成则上式可写成 用调速螺帽可调定系统的溢流压力，从而调整出油口压力。用调速螺帽可调定系统的溢流压力，从而调整出油口压力。 旋转螺母 阀芯 弹簧 阀体 锥阀 活塞2.先导式溢流阀先导式溢流阀 远程控制口远程控制口K ，调整主阀上端油液压力：，调整主阀上端油液压力：主阀弹簧主阀弹簧阀芯阀芯阻尼孔

37、阻尼孔导阀导阀弹簧弹簧远程控制口远程控制口工作原理：工作原理：K口打开，口打开，p 由控制油压决定；由控制油压决定；K口堵上，口堵上，p 由先导阀由先导阀ps 决定。决定。K接油箱，主阀芯上端压力为接油箱，主阀芯上端压力为0，主阀芯开，主阀芯开启很大。启很大。当进油口压力较低，导阀上压力不足以当进油口压力较低，导阀上压力不足以克服弹簧克服弹簧5，导阀关闭，阀芯，导阀关闭，阀芯2关闭。关闭。压力增加，导阀开启，油液经阻尼孔压力增加，导阀开启，油液经阻尼孔3经经导阀回油箱。由于阻尼孔作用，阀芯上导阀回油箱。由于阻尼孔作用，阀芯上端压力小于下端压力，主阀芯开启。端压力小于下端压力，主阀芯开启。由于阻

38、尼孔产生的压力差较小，弹簧由于阻尼孔产生的压力差较小，弹簧5应应该较软。该较软。职能符号职能符号（1 1）压力调节范围：压力调节范围：调压弹簧（四级）调压弹簧（四级）在规定的范围内调节时，系统压力能平稳在规定的范围内调节时，系统压力能平稳 地上升或下降，且压力无突跳及迟滞现象时的最大和最小调定压力。地上升或下降，且压力无突跳及迟滞现象时的最大和最小调定压力。 （2 2）启闭特性：启闭特性：溢流阀在稳态情况下从开启到闭合的过程中，被控压力与通过溢溢流阀在稳态情况下从开启到闭合的过程中，被控压力与通过溢流阀的溢流量之间的关系。流阀的溢流量之间的关系。（3 3）卸荷压力：卸荷压力：当溢流阀的远程控制

39、口当溢流阀的远程控制口K K与油箱相连与油箱相连或或弹簧压缩量弹簧压缩量为零时，额定流为零时，额定流量下的压力损失。量下的压力损失。100%100%kksBBspppppp开启比开启比 闭合比闭合比 （三）溢流阀的性能（三）溢流阀的性能1.静态性能静态性能 : :kkBBsppppp：开启比开始溢流的：闭合比停止开溢流的；：溢流阀调启压力;闭合压力压范围内任意值由于摩擦力，开启、闭合压力不同由于摩擦力，开启、闭合压力不同先导式（与调定值偏差较小）和直动式曲线先导式（与调定值偏差较小）和直动式曲线不一致不一致压力超调率：定义最高瞬时压力峰值与额压力超调率：定义最高瞬时压力峰值与额定压力调定值的差

40、值为压力超调量，则压定压力调定值的差值为压力超调量，则压力超调率为力超调率为 %100sppp响应时间响应时间 过渡过程时间过渡过程时间 流量阶跃变流量阶跃变化时溢流阀化时溢流阀进口压力响进口压力响应特性曲线应特性曲线 2. 2. 溢流阀的动态性能溢流阀的动态性能溢流阀流量由零到额定流量发生阶跃变化时，进口压力发生如图所示的压力溢流阀流量由零到额定流量发生阶跃变化时，进口压力发生如图所示的压力变化。变化。应用1.作安全阀（常闭）（图作安全阀（常闭）（图4-14） 作用：防止系统过载。作用：防止系统过载。2. 作溢流阀（常开）（作溢流阀（常开）（图图4-15）作用：保持系统压力恒定作用：保持系统

41、压力恒定1、2的区别：泵体。变量泵根据负载实时调整系统压力和流量。的区别：泵体。变量泵根据负载实时调整系统压力和流量。用于限制系用于限制系统压力最大统压力最大值，对系统值，对系统起保护作用，起保护作用，称为安全阀。称为安全阀。3.背压阀背压阀背压阀（与运动方向相反）（背压阀（与运动方向相反）（单向阀也可单向阀也可用作背压阀用作背压阀）溢流阀溢流阀接在执行元件出口，保证系统运动接在执行元件出口，保证系统运动平稳性。平稳性。作用：作用： 用来减低液压系统中某一回路的油液压力，使用一个油源能同时用来减低液压系统中某一回路的油液压力，使用一个油源能同时提供两个或几个不同压力的输出。提供两个或几个不同压

42、力的输出。 当油液压力不稳定时，在回路中串入一减压阀可得到一个当油液压力不稳定时，在回路中串入一减压阀可得到一个稳定的稳定的较低的压力较低的压力。减压阀是使出口压力（二次压力）低于进口压力（一次压力）的一种减压阀是使出口压力（二次压力）低于进口压力（一次压力）的一种压力控制阀。压力控制阀。4-3.2 减压阀分类：分类： 根据减压阀所控制的压力不同，它可分为根据减压阀所控制的压力不同，它可分为定值输出减压阀、定差定值输出减压阀、定差减压阀和定比减压阀减压阀和定比减压阀。 p2 阀芯上移阀芯上移阀口减小阀口减小 p ， p2= p1 -p ， p1一定，一定，p ， p2； p2 阀芯下移阀芯下移

43、阀口开大阀口开大 p ， p， p2= ps 。图形符号 工作原理图工作原理图直动式减压阀直动式减压阀阀不工作，阀芯位于最下端，进、出油口常开。阀不工作，阀芯位于最下端，进、出油口常开。进油口进油口出油口出油口定值输出减压阀定值输出减压阀工作原理：工作原理：21PP减压：减压：稳压：稳压：阀芯工作：阀芯工作： 直动式直动式减压阀和减压阀和先导式先导式减压阀减压阀1.直动式直动式减压阀减压阀2.先导式先导式减压阀减压阀 p2 阀芯上移阀芯上移阀口减小阀口减小 p ， p2= p1 -p ， p1一一定，定，p ， p2； p2 阀芯下移阀芯下移阀口开大阀口开大 p ，p， p2= ps 。21P

44、P减压：减压：稳压：稳压：工作原理：工作原理：溢流阀溢流阀减压阀减压阀先导式溢流阀先导式溢流阀先导式减压阀先导式减压阀有如下几点不同之处：有如下几点不同之处： (1)进出油口压力：进出油口压力：减压阀减压阀保持保持出口压力出口压力基本基本不变不变，而而溢流阀溢流阀保持保持进口处压力进口处压力基本基本不变不变。 (2)与油口是否互通：与油口是否互通：减压阀减压阀进、出油口常开；进、出油口常开；溢溢流阀流阀进出油口常闭。进出油口常闭。（判断）（判断）控制出油口压力，导阀要接油箱控制出油口压力，导阀要接油箱先导式减压阀和先导式溢流阀区别：先导式减压阀和先导式溢流阀区别： 减压阀出油口接负载，控制出油

45、口压力，减压阀出油口接负载，控制出油口压力，导阀要导阀要接油箱（卸荷口要单独接油箱）；接油箱（卸荷口要单独接油箱）；溢流阀出油口溢流阀出油口接油箱，控制进油口压力；接油箱，控制进油口压力； (3)是否有单独卸油口：是否有单独卸油口：溢流阀（连通邮箱）的出溢流阀（连通邮箱）的出油口是通油箱油口是通油箱的，所以它的的，所以它的导阀的弹簧腔和泄漏油导阀的弹簧腔和泄漏油可通过阀体上的通道和出油口相通，不必单独外接可通过阀体上的通道和出油口相通，不必单独外接油箱；为保证油箱；为保证减压阀减压阀出口压力调定值恒定，它的导出口压力调定值恒定，它的导阀弹簧腔需通过阀弹簧腔需通过泄油口单独外接油箱泄油口单独外接

46、油箱；定差减压阀工作原理：定差减压阀工作原理：)(4)(2221dDxxkpppRcs进出油口之间的压力差等于或近似于不变的减压阀。进出油口之间的压力差等于或近似于不变的减压阀。高压油高压油P1经节流口经节流口XR减压后以低压减压后以低压P2流出，并流出，并且低压油经阀芯中心孔将压力传递到阀芯上腔，且低压油经阀芯中心孔将压力传递到阀芯上腔，上下腔压力差可表示为：上下腔压力差可表示为：可以发现：可以发现：只要减小阀口开度只要减小阀口开度XR变化量，变化量，就可以是压力差近似地保持为定值。就可以是压力差近似地保持为定值。定比减压阀工作原理：定比减压阀工作原理：2112AApp2211)(Apxxk

47、ApRc当忽略弹簧力，即弹簧刚度较小时，有当忽略弹簧力，即弹簧刚度较小时，有如下关系：如下关系：忽略稳态液动力、阀芯自重以及摩擦力，忽略稳态液动力、阀芯自重以及摩擦力，可得到如下平衡方程：可得到如下平衡方程：功能：使进、出油口压力的比值维持恒定。功能：使进、出油口压力的比值维持恒定。应 用减压回路减压回路工作缸工作缸夹紧缸夹紧缸减压阀常开减压阀常开单向阀作用：单向阀作用：使夹紧缸获得稳定的低使夹紧缸获得稳定的低压。压。课程回顾控制油液压力高低控制油液压力高低的液压阀称之为的液压阀称之为压力控制阀，利用压力控制阀，利用作用在阀芯上的作用在阀芯上的液压力液压力和和弹簧力相平衡的原理工作弹簧力相平衡

48、的原理工作的。的。 按用途：溢流阀按用途：溢流阀 减压阀减压阀 顺序阀顺序阀 平衡阀平衡阀 卸荷阀卸荷阀 图图1 1-调节螺钉调节螺钉 2-螺帽螺帽 3-弹簧弹簧 4-螺螺母母 5-阀体阀体 6-阀座阀座 7-阀心阀心8-螺堵螺堵主阀弹簧主阀弹簧阀芯阀芯阻尼孔阻尼孔导阀导阀弹簧弹簧K口打开，口打开，p 由控制油压决定；由控制油压决定；K口堵上，口堵上，p 由先导阀由先导阀ps 决定。决定。K接油箱，主阀芯上端压力为接油箱，主阀芯上端压力为0，主阀芯开启很大。，主阀芯开启很大。 溢流阀按其溢流阀按其结构形式分结构形式分直动式溢流阀直动式溢流阀 ；先导式；先导式溢流阀溢流阀4-3.2 减压阀分类：

49、分类： 根据减压阀所控制的压力不同，它可分为根据减压阀所控制的压力不同，它可分为定值输出减压阀、定差减压阀定值输出减压阀、定差减压阀和定比减压阀和定比减压阀。 作用作用 包括包括减压和稳压。减压和稳压。工作原理图工作原理图直动式减压阀直动式减压阀进油口进油口出油口出油口 定制输出减压阀：直动式定制输出减压阀：直动式减压阀和减压阀和先导式先导式减压阀减压阀先导式减压阀先导式减压阀溢流阀溢流阀减压阀减压阀控制出油口压力，导阀要接油箱控制出油口压力，导阀要接油箱先导式减压阀和先导式溢流阀区别：先导式减压阀和先导式溢流阀区别： 是否有单独卸油口；进出油口是否直接想通是否有单独卸油口；进出油口是否直接想

50、通定差减压阀工作原理：定差减压阀工作原理：进出油口之间的压力差等于或近似于不变的减压阀。进出油口之间的压力差等于或近似于不变的减压阀。定比减压阀工作原理：定比减压阀工作原理：功能：使进、出油口压力的比值维持恒定。功能：使进、出油口压力的比值维持恒定。4-3.3 顺序阀顺序阀分类：分类： 根据所控制压力的不同，它可分为根据所控制压力的不同，它可分为内控式和外控式内控式和外控式。 内控式内控式用阀的用阀的进油口压力控制阀进油口压力控制阀芯的启闭，外控式用外芯的启闭，外控式用外来的控制压力油控制阀芯的启闭（即液控顺序阀）。来的控制压力油控制阀芯的启闭（即液控顺序阀）。 根据结构不同可分为根据结构不同

51、可分为直动式和先导式直动式和先导式。作用：作用： 顺序阀利用压力控制阀口通断的压力阀，用来控制液顺序阀利用压力控制阀口通断的压力阀，用来控制液压系统中各执行元件动作的先后顺序。压系统中各执行元件动作的先后顺序。直动式顺序阀直动式顺序阀泄油口泄油口外控口外控口直动式外控顺序阀直动式外控顺序阀进油口进油口P较小，进出油较小，进出油口不通。口不通。P增加能够克增加能够克服弹簧预紧力，阀芯服弹簧预紧力，阀芯上移。上移。直动式顺序阀工作原理：直动式顺序阀工作原理：顺序阀工作原理：顺序阀工作原理：直动式顺序阀直动式顺序阀 溢流阀溢流阀1.顺序阀出油口接负载，溢流阀出口接邮箱。顺序阀出油口接负载，溢流阀出口

52、接邮箱。2.顺序阀进出油口均为压力油，出油口通向系统另一路压力油，顺序阀进出油口均为压力油，出油口通向系统另一路压力油， 所以所以泄油口必须单独接邮箱。泄油口必须单独接邮箱。减压阀减压阀顺序阀和溢流阀不同：顺序阀和溢流阀不同：4-3.4 压力继电器压力继电器 压力继电器是一种将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元压力继电器是一种将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件。件。 发出电信号，以控制电磁铁。电磁离合器、继电器等元件动作，使发出电信号，以控制电磁铁。电磁离合器、继电器等元件动作，使油路卸压、换向、执行元件实现顺序动作，或关闭电动机，使系统停油路卸压、换向、执行元件实现顺序动作，或关

53、闭电动机，使系统停止工作，起安全保护作用等。止工作，起安全保护作用等。 工作原理：工作原理：进油口压力进油口压力p大于调定压力大于调定压力 ps ,微动开关微动开关闭合，发出电信号。闭合，发出电信号。p ps ,微动开关断开，电信号撤销微动开关断开，电信号撤销。应用：应用：1.控制电磁阀动作。控制电磁阀动作。 2.控制系统压力，出故障时，自控制系统压力，出故障时，自动停车动停车。 压力继电器正确位置是在液压缸压力继电器正确位置是在液压缸和节流阀之间和节流阀之间 。 1柱塞柱塞 2-杠杆杠杆 3-弹簧弹簧 4-开关开关进油口23压力阀小结压力阀小结作用作用：控制液压系统中的压力。：控制液压系统中

54、的压力。共性共性：利用液压力和弹簧力比较，控制阀口的：利用液压力和弹簧力比较，控制阀口的 开与关；或控制开口大小。开与关；或控制开口大小。溢流阀：溢流阀：控制进口压力控制进口压力减压阀：减压阀：控制出口压力控制出口压力顺序阀：顺序阀：控制阀口通与不通，进而控制执行元件的动作顺序。控制阀口通与不通，进而控制执行元件的动作顺序。平衡阀：装在执行元件的回油路上，平衡重物。平衡阀：装在执行元件的回油路上，平衡重物。卸荷阀：使油泵卸荷。卸荷阀：使油泵卸荷。要求要求：掌握各种阀的工作原理及应用场合：掌握各种阀的工作原理及应用场合 流量控制阀就是依靠改变阀口通流流量控制阀就是依靠改变阀口通流面积面积（节流口

55、局部阻力）（节流口局部阻力）的大小的大小或或通流通道的长短通流通道的长短来控制流量的液压阀。来控制流量的液压阀。 常用的流量控制阀有常用的流量控制阀有普通节流阀普通节流阀、压力补偿和温度补偿调速阀压力补偿和温度补偿调速阀、溢流溢流节流阀和分流集流阀节流阀和分流集流阀等。等。 第四节 流量控制阀mpKAq节流阀的节流口通常有三种基本形式：薄壁小孔、细长小孔和厚节流阀的节流口通常有三种基本形式：薄壁小孔、细长小孔和厚壁小孔。为保证流量稳定、节流口的形式以薄壁小孔较为理想。壁小孔。为保证流量稳定、节流口的形式以薄壁小孔较为理想。（1）压差对流量的影响）压差对流量的影响 （2）温度对流量的影响）温度对

56、流量的影响节流口的流量特性曲线节流口的流量特性曲线 薄壁小孔薄壁小孔细长小孔细长小孔厚壁小孔厚壁小孔（3）节流口的堵塞）节流口的堵塞由图可得由图可得:mqKA p节流阀两端压差变化时，通过它的节流阀两端压差变化时，通过它的流量要发生变化，通过薄壁小孔的流量要发生变化，通过薄壁小孔的流量受到压差改变的影响最小。流量受到压差改变的影响最小。 油温影响到油液粘度，对于细长小孔，油温影响到油液粘度，对于细长小孔，油温变化时，流量也会随之改变，对于油温变化时，流量也会随之改变，对于薄壁小孔薄壁小孔，粘度粘度对流量几乎对流量几乎没有影响没有影响，故油温变化时，流量基本不变。故油温变化时，流量基本不变。 因

57、油液中杂志或由于油液氧化后析出的杂质等引起局部堵塞，改变节流因油液中杂志或由于油液氧化后析出的杂质等引起局部堵塞，改变节流口棉结从而改变节流口大校，发生流量改变，严重时引起断流。节流面口棉结从而改变节流口大校，发生流量改变，严重时引起断流。节流面积越大、流通通道越短、水力半径越大越不容易堵塞。积越大、流通通道越短、水力半径越大越不容易堵塞。一般流量控制阀一般流量控制阀的最小稳定流量为的最小稳定流量为0.05L/min0.05L/min。 A 针阀式针阀式B 偏心槽式偏心槽式C 轴向三角槽式轴向三角槽式E 轴向缝隙式轴向缝隙式D 周向缝隙式周向缝隙式典型节流口形式典型节流口形式A：通道长、湿周大

58、、易堵塞，流量受稳定影响较大，用于对性能要：通道长、湿周大、易堵塞，流量受稳定影响较大，用于对性能要求不高的场合。求不高的场合。B:易制造，但阀芯存在径不平衡力，旋转阀芯时比较费力，用于压力易制造，但阀芯存在径不平衡力，旋转阀芯时比较费力，用于压力较低情况。较低情况。C：结构简单，水力半径中等，可得到较小的稳定流量，可调节范围：结构简单，水力半径中等，可得到较小的稳定流量，可调节范围大，但节流通道有一定长度，收温度影响交大。大，但节流通道有一定长度，收温度影响交大。 节流元件与溢流阀并联于液压泵的出口，构成恒压油源，使泵出口的压力节流元件与溢流阀并联于液压泵的出口，构成恒压油源，使泵出口的压力恒定。节流元件用来调节流量是有条件的，即要求有一个接受节流元件压力恒定。节流元件用来调节流量是