第5章液压控制阀1

1、2022-3-18武汉理工大学机电学院1 液压控制阀对液压系统所需的液体压力、流动方向、液压控制阀对液压系统所需的液体压力、流动方向、流量大小进行控制调节，以满足执行元件克服外部载荷、改变流量大小进行控制调节，以满足执行元件克服外部载荷、改变运动方向和运动速度的要求。运动方向和运动速度的要求。结构结构性能性能原理原理应用应用学习注意四个要点学习注意四个要点2022-3-18武汉理工大学机电学院25.1 5.1 概述概述5.2 5.2 方向控制阀方向控制阀5.3 5.3 压力控制阀压力控制阀5.4 5.4 流量控制阀流量控制阀5.5 5.5 插装阀插装阀5.6 5.6 电液比例控制阀电液比例控制

2、阀2022-3-18武汉理工大学机电学院3液压阀的基本结构与原理液压阀的基本结构与原理液压阀的分类液压阀的分类液压阀的性能参数液压阀的性能参数对液压阀的基本要求对液压阀的基本要求2022-3-18武汉理工大学机电学院4液压阀的液压阀的基本结构与原理基本结构与原理液压阀基本结构液压阀基本结构包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内作相对运动包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内作相对运动的装置。的装置。驱动装置可以是手调机构，也可以是弹簧或电磁驱动装置可以是手调机构，也可以是弹簧或电磁铁，有时还作用有液压力。铁，有时还作用有液压力。基本工作原理基本工作原理利用阀芯在阀体内作相对运动来控制阀口的通断及阀利用阀芯

3、在阀体内作相对运动来控制阀口的通断及阀口的大小，实现压力、流量和方向的控制。口的大小，实现压力、流量和方向的控制。流经阀口的流量流经阀口的流量q q与阀口前后压力差与阀口前后压力差pp和阀口面积和阀口面积 A A 有关，始终满足压力流量方程；作用在阀芯上的力是有关，始终满足压力流量方程；作用在阀芯上的力是否平衡则需要具体分析。否平衡则需要具体分析。2022-3-18武汉理工大学机电学院5液压阀的分类液压阀的分类根据结构形式分类根据结构形式分类滑阀滑阀滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定的密封长度，因滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定的密封长度，因此滑阀运动存在一个死区。此滑阀运动存在一个死区。锥

4、阀锥阀锥阀阀芯半锥角一般为锥阀阀芯半锥角一般为12 12 20 20 ，阀口关闭时为线，阀口关闭时为线密封，密封性能好且动作灵敏。密封，密封性能好且动作灵敏。球阀球阀性能与锥阀相同。性能与锥阀相同。2022-3-18武汉理工大学机电学院6根据用途不同分类根据用途不同分类液压阀的分类液压阀的分类压力控制阀压力控制阀用来控制和调节液压系统液流压力的阀类，如用来控制和调节液压系统液流压力的阀类，如溢流阀、减压阀、顺序阀等。溢流阀、减压阀、顺序阀等。流量控制阀流量控制阀用来控制和调节液压系统液流流量的阀类，如节流用来控制和调节液压系统液流流量的阀类，如节流阀、调速阀、分流集流阀、比例流量阀等阀、调速阀

5、、分流集流阀、比例流量阀等方向控制阀方向控制阀用来控制和改变液压系统液流方向的阀类，如单向阀、用来控制和改变液压系统液流方向的阀类，如单向阀、液控单向阀、换向阀等。液控单向阀、换向阀等。2022-3-18武汉理工大学机电学院7根据控制方式不同分类根据控制方式不同分类液压阀的分类液压阀的分类定值或开关控制阀定值或开关控制阀被控制量为定值的阀类，包括普通控制阀、被控制量为定值的阀类，包括普通控制阀、插装阀、叠加阀。插装阀、叠加阀。比例控制阀比例控制阀被控制量与输入信号成比例连续变化的阀类，包括被控制量与输入信号成比例连续变化的阀类，包括普通比例阀和带内反馈的电液比例阀。普通比例阀和带内反馈的电液比

6、例阀。伺服控制阀伺服控制阀被控制量与（输出与输入之间的）偏差信号成比例连续被控制量与（输出与输入之间的）偏差信号成比例连续变化的阀类，包括机液伺服阀和电液伺服阀。变化的阀类，包括机液伺服阀和电液伺服阀。数字控制阀数字控制阀用数字信息直接控制阀口的启闭，来控制液流的压力、流量、用数字信息直接控制阀口的启闭，来控制液流的压力、流量、方向的阀类，可直接与计算机接口，不需要方向的阀类，可直接与计算机接口，不需要D/AD/A转换器。转换器。2022-3-18武汉理工大学机电学院8 根据安装连接根据安装连接形式不同分类形式不同分类管式连接管式连接 阀体进出口阀体进出口由螺纹或法兰与油管由螺纹或法兰与油管连

7、接。安装方便。连接。安装方便。 叠加式叠加式 是板是板式连接阀的一种式连接阀的一种发展形式。发展形式。 板式连接板式连接 阀体进出口通阀体进出口通过连接板与油管连接。便于过连接板与油管连接。便于集成。集成。插装式插装式 将阀芯、阀将阀芯、阀套组成的组件插入专门套组成的组件插入专门设计的阀块内实现不同设计的阀块内实现不同功能。结构紧凑。功能。结构紧凑。液压阀的分类液压阀的分类2022-3-18武汉理工大学机电学院9液压阀的性能参数液压阀的性能参数 公称通径公称通径 代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流量。代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流量。与阀的进出油口连接的油管应与阀的通径相一致。

8、与阀的进出油口连接的油管应与阀的通径相一致。 阀工作时的实际流量应小于或等于它的额定流量，阀工作时的实际流量应小于或等于它的额定流量，最大不得大于额定流量的最大不得大于额定流量的1.11.1倍。倍。额定压力额定压力 阀长期工作所允许的最高压力。阀长期工作所允许的最高压力。 对压力控制阀，实际最高压力有时还与阀的调对压力控制阀，实际最高压力有时还与阀的调压范围有关；压范围有关； 对换向阀，实际最高压力还可能受它的功率极对换向阀，实际最高压力还可能受它的功率极限的限制。限的限制。2022-3-18武汉理工大学机电学院10对液压阀的基本要求对液压阀的基本要求n动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小

9、。动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小。n阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封性能要好。性能要好。n所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外干扰时变所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外干扰时变化量要小。化量要小。n结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性要好。结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性要好。2022-3-18武汉理工大学机电学院112022-3-18武汉理工大学机电学院12 从理论上讲，阀芯换向只要克服阀芯与阀体的摩擦力以及复位弹簧的弹从理论上讲，阀芯换向只要克服阀芯与阀体的摩擦力以及复位弹簧的弹力就可移动。但是，由于阀芯几

10、何形状的偏差以及阀芯与阀体的不同心，在力就可移动。但是，由于阀芯几何形状的偏差以及阀芯与阀体的不同心，在中、高压控制油路中，当阀芯停止一段时间后或换向时，阀芯在操纵动力作中、高压控制油路中，当阀芯停止一段时间后或换向时，阀芯在操纵动力作用下不移动，或操纵动力解除后，恢复弹簧不能使阀芯复位，这种现象叫做用下不移动，或操纵动力解除后，恢复弹簧不能使阀芯复位，这种现象叫做液压卡紧现象。液压卡紧现象。阀芯的卡紧现象是由于阀芯所受径向力不平衡所造成，它会阀芯的卡紧现象是由于阀芯所受径向力不平衡所造成，它会使操纵费力，液压动作失灵，故必须尽可能地排除产生卡紧的因素。使操纵费力，液压动作失灵，故必须尽可能地

11、排除产生卡紧的因素。 提高几何精度提高几何精度开环形均压槽开环形均压槽 解决措施解决措施2022-3-18武汉理工大学机电学院13解决液流的解决液流的定向、换向、锁闭定向、换向、锁闭问题。问题。每个通油口只有两种状态：非通即断每个通油口只有两种状态：非通即断它包括单向阀和换向阀。它包括单向阀和换向阀。单向阀有普通单向阀和液单向阀有普通单向阀和液控单向阀。控单向阀。换向阀按操作阀芯运动的换向阀按操作阀芯运动的方式可分为手动、机动、方式可分为手动、机动、电磁动、液动、电液动等。电磁动、液动、电液动等。2022-3-18武汉理工大学机电学院14 普通单向阀是只允许液流一普通单向阀是只允许液流一个方向

12、流动，反向则被截止个方向流动，反向则被截止的方向阀。要求正向液流通的方向阀。要求正向液流通过时压力损失小，反向截止过时压力损失小，反向截止时密封性能好。时密封性能好。图形符号图形符号左端进油，压力油作用在阀芯左端，克左端进油，压力油作用在阀芯左端，克服右端弹簧力使阀芯右移，阀口开启，服右端弹簧力使阀芯右移，阀口开启，油液从右端流出；油液从右端流出；若右端进油，压力油与弹簧同向作用，若右端进油，压力油与弹簧同向作用，将阀芯紧压在阀座孔上，阀口关闭，油将阀芯紧压在阀座孔上，阀口关闭，油液被截止不能通过。液被截止不能通过。正向开启压力只需（正向开启压力只需（0.030.030.05 0.05 ）MP

13、aMPa，反向截止时为线密封，且密封力随压力增反向截止时为线密封，且密封力随压力增高而增大，密封性能良好。高而增大，密封性能良好。开启后进出口压力差（压力损失）为开启后进出口压力差（压力损失）为（0.20.20.3 0.3 ）MPaMPa. .。2022-3-18武汉理工大学机电学院152022-3-18武汉理工大学机电学院16安装在泵的出口，一方面防止安装在泵的出口，一方面防止压力冲击影响泵的正常工作，压力冲击影响泵的正常工作，另一方面防止泵不工作时系统另一方面防止泵不工作时系统油液倒流经泵回油箱。油液倒流经泵回油箱。用来分隔油路以防用来分隔油路以防止高低压干扰。止高低压干扰。安装在执行元件

14、的回油路上，使回油安装在执行元件的回油路上，使回油具有一定背压。作背压阀的单向阀应具有一定背压。作背压阀的单向阀应更换刚度较大的弹簧，其正向开启压更换刚度较大的弹簧，其正向开启压力为（力为（ 0.30.30.50.5）MPaMPa。与其他的阀组成单向节流阀、单向减压与其他的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向顺序阀等，使油液一个方向流阀、单向顺序阀等，使油液一个方向流经单向阀，另一个方向流经节流阀等。经单向阀，另一个方向流经节流阀等。普通单向阀应用普通单向阀应用2022-3-18武汉理工大学机电学院17当控制油口不通压力油时，油液只能从当控制油口不通压力油时，油液只能从p p1 1p p2 2；

15、当控制；当控制油口通压力油时，正、反向的油液均可自由通过。油口通压力油时，正、反向的油液均可自由通过。根据控制活塞上腔的泄油方式不同分为内泄式和外泄式。根据控制活塞上腔的泄油方式不同分为内泄式和外泄式。图形符号图形符号2022-3-18武汉理工大学机电学院18当液压系统一条通路的油液从当液压系统一条通路的油液从A A腔进人时，依靠油液压力自动将左腔进人时，依靠油液压力自动将左边的阀芯推开，使边的阀芯推开，使A A腔的油流到腔的油流到A A1 1。同时。同时, ,将中间的控制活塞向右推，将中间的控制活塞向右推，将右边的阀芯顶开，使将右边的阀芯顶开，使B B腔与腔与B B1 1腔相沟通，把原来封闭

16、在腔相沟通，把原来封闭在B B1 1腔中的腔中的油液通过油液通过B B腔排出。腔排出。总之就是当一个油腔是正向进油时，另一个油腔就是反向出油，反总之就是当一个油腔是正向进油时，另一个油腔就是反向出油，反之亦然。之亦然。 液压锁液压锁将两个液控单向阀布置在同将两个液控单向阀布置在同一个阀体内，称为双液控单一个阀体内，称为双液控单向阀，也叫向阀，也叫液压锁液压锁。2022-3-18武汉理工大学机电学院19 液控单向阀在液压系统中的液控单向阀在液压系统中的应用范围很广，主要利用液控单应用范围很广，主要利用液控单向阀锥阀良好的密封性。向阀锥阀良好的密封性。 2022-3-18武汉理工大学机电学院20换

17、向阀是利用阀芯在阀体孔内换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动，使油路接通或切作相对运动，使油路接通或切断而改变油流方向的阀。断而改变油流方向的阀。换向阀的分类换向阀的分类按结构形式按结构形式按阀体连通按阀体连通的主油路数的主油路数按阀芯在阀体按阀芯在阀体内的工作位置内的工作位置按阀芯按阀芯定位方式定位方式滑阀式、转阀式、球阀式滑阀式、转阀式、球阀式两通、三通、四通两通、三通、四通等等两位、三位、四位等两位、三位、四位等按操作阀芯按操作阀芯运动的方式运动的方式手动、机动、电磁动、液动、电液动等手动、机动、电磁动、液动、电液动等钢球定位式、弹簧复位式钢球定位式、弹簧复位式2022-3-18武汉理工

18、大学机电学院212022-3-18武汉理工大学机电学院22 阀芯台肩和阀体沉割槽可以是两台肩三沉割槽，也可以是三阀芯台肩和阀体沉割槽可以是两台肩三沉割槽，也可以是三台肩五沉割槽。当阀芯运动时，通过阀芯台肩开启或封闭阀体沉台肩五沉割槽。当阀芯运动时，通过阀芯台肩开启或封闭阀体沉割槽，接通或关闭与沉割槽相通的油口。割槽，接通或关闭与沉割槽相通的油口。 阀芯与阀体孔配阀芯与阀体孔配合处为台肩，阀合处为台肩，阀体孔内沟通油液体孔内沟通油液的环形槽为沉割的环形槽为沉割槽。槽。阀体在沉割阀体在沉割槽处有对外连接槽处有对外连接油口。油口。滑阀式换向阀的结构滑阀式换向阀的结构2022-3-18武汉理工大学机电

19、学院23二位四通换向阀二位四通换向阀“位位”阀芯的工作阀芯的工作位位置；置； “通通”通油口数通油口数 术语术语2022-3-18武汉理工大学机电学院241 1）用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示几）用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示几“位位”。2 2）一个方框上与外部相连接的主油口数有几个，就表示几）一个方框上与外部相连接的主油口数有几个，就表示几“通通”。3 3）用方框内的箭头表示该位置上油路处于接通状态，但箭头方向不）用方框内的箭头表示该位置上油路处于接通状态，但箭头方向不一定表示液流的实际流向。一定表示液流的实际流向。4 4）方框内的符号）方框内的符号“”或或“”表示此通路被阀芯封闭，即不通。表示此通路被阀芯封闭，即不通。5 5）通常换向阀与系统供油路连接的油口用）通常换向阀与系统供油路连接的油口用P P表示，与回油路连接的表示，与回油路连接的回油口用回油口