液压与气压传动--第04章 液压控制元件43、44

1、第三节第三节 压力控制阀压力控制阀n溢流阀溢流阀n减压阀减压阀n顺序阀顺序阀n压力继电器压力继电器 压力控制阀是用来控压力控制阀是用来控制液压系统中油液压力或制液压系统中油液压力或通过压力信号实现控制的通过压力信号实现控制的阀类。阀类。通过通过液压作用力与液压作用力与弹簧力的平衡弹簧力的平衡来实现对油来实现对油液压力的控制。液压力的控制。一、溢流阀溢流阀类型类型直动式直动式先导式先导式作用：作用：对液压系统定压或安全保护，几乎所有的液压对液压系统定压或安全保护，几乎所有的液压 系统都要用到。系统都要用到。n定压溢流作用定压溢流作用在定量泵节流调节系统中，定量泵提供的在定量泵节流调节系统中，定量

2、泵提供的是恒定流量。是恒定流量。当系统压力增大时，会使流量需求减小当系统压力增大时，会使流量需求减小。此。此时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即泵出口压力恒定（阀口常随压力波动开启）。力，即泵出口压力恒定（阀口常随压力波动开启）。n安全保护作用安全保护作用系统正常工作时，阀系统正常工作时，阀门关闭。只有负载超过规定的极限门关闭。只有负载超过规定的极限（系统压力超过调定压力）时开启溢（系统压力超过调定压力）时开启溢流，进行过载保护，使系统压力不再流，进行过载保护，使系统压力不再增加（通常使溢流阀的调定压力比系增加（通常使溢流阀

3、的调定压力比系统最高工作压力高统最高工作压力高1020）。）。直动型溢流阀直动型溢流阀先导式溢流阀先导式溢流阀 压力油从进压力油从进油口油口P经阀芯上经阀芯上的径向孔的径向孔b和轴和轴向小孔向小孔a后，作后，作用于阀芯底部油用于阀芯底部油腔，形成一个向腔，形成一个向上的液压力。上的液压力。 当进油口油压当进油口油压pAFs，阀芯上移，阀芯上移，阀口开启，油液经出阀口开启，油液经出油口溢回油箱。油口溢回油箱。1、直动式溢流阀的基本结构及工作原理、直动式溢流阀的基本结构及工作原理调节杆调节杆调节螺帽调节螺帽调压弹簧调压弹簧阀盖阀盖阀体阀体阀芯阀芯 p= =Fs s/A /A ，Fs s变化不大，可

4、认为溢流阀变化不大，可认为溢流阀进口处的压力基本保持恒定，溢流阀起定进口处的压力基本保持恒定，溢流阀起定压溢流作用。压溢流作用。 阀芯上的轴向小孔阀芯上的轴向小孔a起到起到了减小阀芯振动的作用。了减小阀芯振动的作用。 内泄到弹簧腔内泄到弹簧腔中的油液，通过孔中的油液，通过孔道道d和和c流回油箱。流回油箱。 调节螺帽可以调节螺帽可以改变调压弹簧的压改变调压弹簧的压紧力，从而调节系紧力，从而调节系统的压力。统的压力。PT职能符号职能符号PT2、原理演示、原理演示3、结构外形、结构外形4、直动式溢流阀特点、直动式溢流阀特点n阀的进口压力阀的进口压力 p p 基本为定值基本为定值，由调压弹簧的压缩量决

5、，由调压弹簧的压缩量决定定。n在高压、大流量条件下，直动型溢流阀的阀芯摩擦力和液动在高压、大流量条件下，直动型溢流阀的阀芯摩擦力和液动力很大，不能忽略，故调压精度低，恒压特性不好。力很大，不能忽略，故调压精度低，恒压特性不好。n结构简单，灵敏度高，但因压力直接与调压弹簧力平衡，结构简单，灵敏度高，但因压力直接与调压弹簧力平衡，不不 适于在高压、大流量下工作适于在高压、大流量下工作。n价格便宜，但工作时易产生振动和噪音。价格便宜，但工作时易产生振动和噪音。 直动式溢流阀弹簧较硬，阀芯移动阻力大，特别是溢流量直动式溢流阀弹簧较硬，阀芯移动阻力大，特别是溢流量较大时，阀的开口也大，使弹簧的变形量较大

6、，从而导致控制较大时，阀的开口也大，使弹簧的变形量较大，从而导致控制压力随之增大，降低了溢流阀的稳压性能。故压力随之增大，降低了溢流阀的稳压性能。故这种阀只适用于这种阀只适用于最大调整压力为最大调整压力为2.5 MPa2.5 MPa或流量较小的场合。或流量较小的场合。调压螺钉弹簧阀芯 由于外界负载的变化，由于外界负载的变化，系统压力是不断变化的，因系统压力是不断变化的，因此阀芯在油压力此阀芯在油压力p p和弹簧力和弹簧力F FS S的作用下，作相应的上下的作用下，作相应的上下波动，使系统压力控制在调波动，使系统压力控制在调定值附近。定值附近。实际工作过程中，实际工作过程中，阀口开度值变化很小，

7、弹簧阀口开度值变化很小，弹簧力力F F也可近似地视为常数，也可近似地视为常数，故系统的压力基本上保持定故系统的压力基本上保持定值。值。 溢流阀是利用溢流阀是利用被控压力被控压力作为信号来改变弹簧的压缩量从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的目的。而改变阀口的通流面积和系统的溢流量来达到定压的目的。5、总括、总括二、先导式溢流阀二、先导式溢流阀 是针对直动式溢是针对直动式溢流阀不适用于高压大流阀不适用于高压大流量而设计的。流量而设计的。 即：用一个较软的弹簧即：用一个较软的弹簧就可以控制一个较大的就可以控制一个较大的压力。压力。1、结构组成、结构组成锥阀锥阀

8、 锥阀座锥阀座调压弹簧调压弹簧阀体阀体主阀芯主阀芯主阀体主阀体主阀弹簧主阀弹簧遥控口遥控口K进油口进油口P出油口出油口TPT符号符号 结构：结构：先导阀先导阀+主阀主阀 2、工作原理、工作原理 当当p2A锥锥Ft锥锥，锥阀关闭；，锥阀关闭； 此时，近似认为此时，近似认为p1= p2，即，即p2AFt主主p1A，主阀芯关闭不，主阀芯关闭不溢流，且主阀弹簧很软就能保证主阀芯关闭；溢流，且主阀弹簧很软就能保证主阀芯关闭；P2P12、工作原理、工作原理 当当p至至p2A锥锥Ft锥锥，锥阀打开，一小部分油液自阻尼小孔流，锥阀打开，一小部分油液自阻尼小孔流回油箱；由于阻尼下降，回油箱；由于阻尼下降， p1

9、p2，当（，当（p1p2）差增大至）差增大至（p1p2）AFt主主时，主阀芯打开溢流；时，主阀芯打开溢流； 稳定工作时，稳定工作时，p2A锥锥k锥锥（x2+x2）；）； （p1p2）Ak主主（x1+x1） 3、结构外形、结构外形4 4、先导式溢流阀特点、先导式溢流阀特点n先导阀和主阀阀芯分别处于受力平衡，其阀口都满足压力流先导阀和主阀阀芯分别处于受力平衡，其阀口都满足压力流量方程。阀的进口压力由两次比较得到，量方程。阀的进口压力由两次比较得到，压力值主要由先导压力值主要由先导阀调压弹簧的预压缩量确定阀调压弹簧的预压缩量确定，主阀弹簧起复位作用主阀弹簧起复位作用。n通过先导阀的流量很小通过先导阀

10、的流量很小，是主阀额定流量的，是主阀额定流量的1，因此其尺寸，因此其尺寸很小，即使是高压阀，其弹簧刚度也不大。这样一来阀的调很小，即使是高压阀，其弹簧刚度也不大。这样一来阀的调节性能有很大改善。节性能有很大改善。n主阀芯开启是利用液流流经阻尼孔形成的压力差主阀芯开启是利用液流流经阻尼孔形成的压力差。阻尼孔一。阻尼孔一般为细长孔，孔径很小般为细长孔，孔径很小=0.81.2mm，孔长，孔长l = 812mm，因，因此工作时易堵塞，一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。此工作时易堵塞，一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。n先导阀前腔有一先导阀前腔有一控制口控制口，用于卸荷和遥控用于卸荷和遥控。n 先导式溢

11、流阀灵敏度较高，压力波动较直动式溢流阀小，噪先导式溢流阀灵敏度较高，压力波动较直动式溢流阀小，噪音小，音小，最大调整压力最大调整压力6.3 MPa。n 先导式溢流阀常用在压力较高或流量较大的场合先导式溢流阀常用在压力较高或流量较大的场合，如机床液，如机床液压系统中。压系统中。讨论：讨论： 堵塞主阀阻尼孔：堵塞主阀阻尼孔：P2P1导致系统压力建立不起来；导致系统压力建立不起来； 堵塞锥阀座小孔：堵塞锥阀座小孔： 导致系统过载，出现压力超调现导致系统过载，出现压力超调现象；象；远程控制口远程控制口K K接油箱接油箱 ：导致系统在低压下卸荷；导致系统在低压下卸荷； 远程控制口远程控制口K K接另一调

12、压阀：接另一调压阀：若若p y 2p y 1, , 系统压力取决于系统压力取决于p y 2。 5、溢流阀的作用和性能要求、溢流阀的作用和性能要求（1）保持系统的压力基本恒定）保持系统的压力基本恒定 ，一般称为，一般称为调压阀调压阀，如图，如图a。（2）用于过载保护的溢流阀一般称为）用于过载保护的溢流阀一般称为安全阀安全阀，如图，如图b。图图a图图b（3）电磁溢流阀还可以在执行机构不工作时使）电磁溢流阀还可以在执行机构不工作时使泵卸载泵卸载。如图（。如图（c）（4）溢流阀接在执行元件的出口，用来保证系统运动平稳）溢流阀接在执行元件的出口，用来保证系统运动平稳 性，称为性，称为背压阀背压阀。如图（

13、。如图（d）图图c图图d（5）用于远程调压。如图用于远程调压。如图（e）（6）作吸收换向冲击使用。如图）作吸收换向冲击使用。如图（f）图图e图图fn定压精度高。定压精度高。n灵敏度要高。灵敏度要高。n工作要平稳，且无振动和噪声。工作要平稳，且无振动和噪声。n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。6、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 压力压力流量特性：流量特性：阀在工作状态，溢阀在工作状态，溢流量流量q变化时进口压力变化情况。变化时进口压力变化情况。启闭特性：启闭特性：阀在开启闭合过阀在开启闭合过程中，压力程中，压力流量间关系。流量间关系。（三）溢

14、流阀的性能（三）溢流阀的性能压力调节范围：压力调节范围：在规定的范围内在规定的范围内调节时，阀的输出压力能平稳的调节时，阀的输出压力能平稳的升降，无突跳或迟滞现象。升降，无突跳或迟滞现象。卸荷压力：卸荷压力：当调压弹簧预压缩当调压弹簧预压缩量等于零或主阀上腔经遥控口量等于零或主阀上腔经遥控口直接回油箱流经阀的流量为额直接回油箱流经阀的流量为额定值时，溢流阀的进口压力。定值时，溢流阀的进口压力。 1、静态特性、静态特性压力超调：压力超调：最大峰值压力与调定压力值之间差值最大峰值压力与调定压力值之间差值过渡时间：过渡时间：压力上升达到稳定调定值所需时间压力上升达到稳定调定值所需时间压力稳定性：压力

15、稳定性：压力在调定值之间变化压力在调定值之间变化2、动态特性、动态特性进口压力突变时，压力与时间之间的关系。进口压力突变时，压力与时间之间的关系。 功能功能v 减压阀是一种利用液流通过减压阀是一种利用液流通过缝隙缝隙产生产生压力降压力降，使其，使其出口油压低于进口油出口油压低于进口油压压的压力控制阀。的压力控制阀。v 减低液压系统中某一回路的油液压力，使用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一个油源能同时提供两个或多个不同压力的输出多个不同压力的输出。 用途用途v 减压阀在各种液压设备的夹紧系统、润滑系统和控制系统中应用较多。减压阀在各种液压设备的夹紧系统、润滑系统和

16、控制系统中应用较多。v 当油压不稳定时，在回路中串入一减压阀可得到一个稳定低压。当油压不稳定时，在回路中串入一减压阀可得到一个稳定低压。 分类分类v 定值输出减压阀定值输出减压阀v 定差减压阀定差减压阀v 定比减压阀定比减压阀 1、定值输出减压阀、定值输出减压阀 工作原理工作原理v 减压阀不工作时，阀芯在弹簧力作用下处减压阀不工作时，阀芯在弹簧力作用下处于最下端位置，阀的进出油口相通，于最下端位置，阀的进出油口相通，阀口阀口常开常开。v 当出口油压增大，使作用在阀芯下端的液当出口油压增大，使作用在阀芯下端的液压力大于等于弹簧力时，阀芯上移，关小压力大于等于弹簧力时，阀芯上移，关小阀口，减压阀处

17、于工作状态。阀口，减压阀处于工作状态。v 调节弹簧预紧力，可调定出口油压。调节弹簧预紧力，可调定出口油压。 特点特点v 定出口油压定出口油压v 出口接工作回路出口接工作回路v 常开常开v 弹簧腔油液外泄弹簧腔油液外泄直动式定值输出减压阀直动式定值输出减压阀 先导式定值减压阀结构及工作原理先导式定值减压阀结构及工作原理 结构结构 通过主阀芯上下移动，调节减压孔口节通过主阀芯上下移动，调节减压孔口节流损失，保证出口压力恒定。流损失，保证出口压力恒定。 先导调压部分：先导调压部分：主阀部分：主阀部分：给定阀的出口压力值。给定阀的出口压力值。工作原理：工作原理： （1 1）减压：）减压： 21ppp节

18、流口节流口（2 2）稳压：）稳压： 阀芯稳定工作时，阀芯稳定工作时， 231tp Ap AF若若p2 ，等式左边大于右边，等式左边大于右边，阀芯上移，阀口开度减小，阀芯上移，阀口开度减小，p增加，增加， ，导致，导致p p2 2。 21ppp p3例：一夹紧油路如图所示，若溢流阀调整压力例：一夹紧油路如图所示，若溢流阀调整压力py5MPa，减压，减压阀调整压力阀调整压力pJ2.5MPa，试分析夹紧缸活塞空载运动时，试分析夹紧缸活塞空载运动时A、B两两点的压力各为多少点的压力各为多少?减压阀的阀芯处于什么状态？夹紧时活塞停减压阀的阀芯处于什么状态？夹紧时活塞停止运动后，止运动后，A、B两点压力又

19、各为多少？减压阀阀芯又处于什么两点压力又各为多少？减压阀阀芯又处于什么状态状态?到到系系统统到到系系统统解：解： 在活塞为空载运动期间，在活塞为空载运动期间，pB=0，这时减压阀中的先导阀关，这时减压阀中的先导阀关闭，主阀芯处于开口最大位置，若不考虑流过减压阀的压力损闭，主阀芯处于开口最大位置，若不考虑流过减压阀的压力损失，则失，则pA=0 。 夹紧时，夹紧时，活塞停止运动活塞停止运动， pB=2.5MPa。这时减压阀中的先。这时减压阀中的先导阀打开，主阀芯开口很小。而液压泵输出油液中仅有极少量导阀打开，主阀芯开口很小。而液压泵输出油液中仅有极少量流过减压阀中的先导阀，绝大部分经溢流阀流回油箱

20、。流过减压阀中的先导阀，绝大部分经溢流阀流回油箱。则则 pA= 5MPa。先导式减压阀和先导式溢流阀的不同之处：先导式减压阀和先导式溢流阀的不同之处： 为保证减压阀出口压力调定值恒定，先导阀弹簧为保证减压阀出口压力调定值恒定，先导阀弹簧腔需通过泄油口单独外接油箱；而溢流阀的出油腔需通过泄油口单独外接油箱；而溢流阀的出油口是通油箱的，所以它的导阀弹簧腔和泄漏油可口是通油箱的，所以它的导阀弹簧腔和泄漏油可通过阀体上的通道和出油口相通，不必单独外接通过阀体上的通道和出油口相通，不必单独外接油箱。油箱。减压阀保持减压阀保持出口压力出口压力基本不变，而溢流阀保持基本不变，而溢流阀保持进口进口处压力处压力

21、基本不变。基本不变。在不工作时，减压阀进、出油口互通，而溢流阀进在不工作时，减压阀进、出油口互通，而溢流阀进出油口不通。出油口不通。 2、定差减压阀、定差减压阀 工作原理工作原理v 能使进、出口油压的差值保持恒定。能使进、出口油压的差值保持恒定。v 高压油高压油p1经节流口减压后以低压经节流口减压后以低压p2流出，流出，同时，低压油作用在阀芯上端，则进出口同时，低压油作用在阀芯上端，则进出口油液的压力差作用在阀芯上与弹簧力相平油液的压力差作用在阀芯上与弹簧力相平衡，（衡，（p1-p2)A=ks(xc+xR)。v 弹簧力调定后压力差（弹簧力调定后压力差（p1-p2）保持恒定，）保持恒定，故名定差

22、减压阀故名定差减压阀 。 3、定比减压阀、定比减压阀 工作原理工作原理v 能使进、出口油压的比值保持恒定。能使进、出口油压的比值保持恒定。v 高压油高压油p1经节流口减压后以低压经节流口减压后以低压p2流流出，同时，低压油作用在阀芯上端，出，同时，低压油作用在阀芯上端，则则p1A1+ks(xc+xR)=p2A2v 若忽略弹簧力（刚度较小），则有若忽略弹簧力（刚度较小），则有p2/p1=A1/A2。v 选择阀芯的作用面积选择阀芯的作用面积A1和和A2，便可得，便可得到所要求的压力比，且比值近似恒定到所要求的压力比，且比值近似恒定，故名定比减压阀，故名定比减压阀 。减压回路减压回路(四）减压阀的应

23、用四）减压阀的应用 减压阀用在液压系统中获得压力低于系统压力或使出口减压阀用在液压系统中获得压力低于系统压力或使出口压力稳定的二次油路上，如夹紧回路、润滑回路和控制回路。压力稳定的二次油路上，如夹紧回路、润滑回路和控制回路。必须说明，必须说明，减压阀出口压力还与出口负载有关，若负载压力减压阀出口压力还与出口负载有关，若负载压力低于调定压力时，出口压力由负载决定，此时减压阀不起减低于调定压力时，出口压力由负载决定，此时减压阀不起减压作用。压作用。稳压回路稳压回路l 与系统连接关系与系统连接关系 - -溢流阀一般并联于系统；溢流阀一般并联于系统； - -减压阀一般串联于系统。减压阀一般串联于系统。

24、 三、顺序阀顺序阀n按结构可分为直动式和先导式；按结构可分为直动式和先导式；n按控制油来源不同分内控和外控；按控制油来源不同分内控和外控；n按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。 顺序阀是一种依靠系统中液体压力控制阀顺序阀是一种依靠系统中液体压力控制阀口通断的压力阀，因用于控制液压系统中两个口通断的压力阀，因用于控制液压系统中两个以上的执行元件间动作的先后顺序而得名。以上的执行元件间动作的先后顺序而得名。先导式直动式n直动式顺序阀通常为滑阀结构，直动式顺序阀通常为滑阀结构，工作原理与工作原理与直动式溢流阀直动式溢流阀相似，相似，均为均为进油口测压进油口

25、测压。n顺序阀不是稳压阀，而是开关阀顺序阀不是稳压阀，而是开关阀，它是一种利用压力的高低控制油它是一种利用压力的高低控制油路通断的路通断的“压控开关压控开关”，严格地，严格地说，顺序阀是一个说，顺序阀是一个二位二通液动二位二通液动换向阀换向阀。 顺序阀的出口不是通油箱，而是通向二次油路，因而它的顺序阀的出口不是通油箱，而是通向二次油路，因而它的内泄漏油液内泄漏油液必须单独接回油箱。必须单独接回油箱。1直动式顺序阀的结构和工作原理直动式顺序阀的结构和工作原理 先导式顺序阀先导式顺序阀11阀体阀体 22阀心阀心 33阻尼孔阻尼孔 44盖板盖板所示为所示为，图示为图示为，也可变成，也可变成。其先导控

26、制油必须经。其先导控制油必须经L口口外泄。采用先导控制后，主阀外泄。采用先导控制后，主阀弹簧刚度可大为减小，主阀心弹簧刚度可大为减小，主阀心面积则可增大，故面积则可增大，故显显著改善，工作压力也可大大提著改善，工作压力也可大大提高。高。的缺点是当的缺点是当阀的进口压力因负载压力增加阀的进口压力因负载压力增加而增大时，将使通过先导阀的而增大时，将使通过先导阀的流量随之增大，引起功率损失流量随之增大，引起功率损失和油液发热。和油液发热。2、先导式顺序阀、先导式顺序阀W压力平衡阀结构压力平衡阀结构手柄手柄主阀芯主阀芯单向阀单向阀单向阀弹簧单向阀弹簧弹簧弹簧压力平衡阀结构图压力平衡阀结构图 它根据调节

27、平衡阀它根据调节平衡阀弹弹簧簧的预压缩力来控制其的预压缩力来控制其阀阀芯芯的开启和关闭。起到保的开启和关闭。起到保持一定压力作用，以保证持一定压力作用，以保证负载在任一位置都不会产负载在任一位置都不会产生下滑现象。生下滑现象。P1WA口口B口口弹簧弹簧阀芯阀芯工作原理（一）工作原理（一）压力平衡阀的工作原理压力平衡阀的工作原理工作原理（二）工作原理（二） 当给油缸上腔加当给油缸上腔加压时，传递到油缸下压时，传递到油缸下腔的油液压力达到或腔的油液压力达到或超过弹簧开启压力时，超过弹簧开启压力时，则顶开弹簧，阀芯上则顶开弹簧，阀芯上行，于是油缸下腔油行，于是油缸下腔油液经液经B口向口向A口输出，口

28、输出，物体下行。物体下行。B口口A口口W加压加压压力平衡阀的工作原理压力平衡阀的工作原理工作原理（三）工作原理（三） 当压力油经当压力油经A口口进入压力平衡阀后，进入压力平衡阀后，克服单向阀弹簧压力，克服单向阀弹簧压力，顶开单向阀，由顶开单向阀，由B口口输出，作用到油缸下输出，作用到油缸下腔。当油缸产生的提腔。当油缸产生的提升力达到或超过负荷升力达到或超过负荷的重力时，物体上行。的重力时，物体上行。B口口A口口P1W压力平衡阀的工作原理压力平衡阀的工作原理顺序阀的应用顺序阀的应用顺序阀的应用顺序阀的应用顺序阀的图形符号顺序阀的图形符号 四、压力继电器四、压力继电器n压力继电器是一种将液压系统的

29、压压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件。力信号转换为电信号输出的元件。n其作用是实现执行元件的顺序控制其作用是实现执行元件的顺序控制或安全保护。或安全保护。1、结构及工作原理、结构及工作原理2、应用、应用第四节第四节 流量控制阀流量控制阀 流量控制阀是通过流量控制阀是通过改变阀口大小改变阀口大小来改变来改变液阻实现流量调节的阀。包括节流阀、调速阀、液阻实现流量调节的阀。包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀。溢流节流阀和分流集流阀。节流阀节流阀调速阀调速阀 节流阀节流口通常有三种基本形式节流阀节流口通常有三种基本形式:薄壁小孔、细长小薄壁小孔、细长小孔和厚壁小孔孔和厚

30、壁小孔，三种节流口的流量特性曲线如图，三种节流口的流量特性曲线如图4-30所示所示。mpxKAq )(式中，式中， K 常数；常数； A(x)可变节流孔的通流面积；可变节流孔的通流面积； x 开口量；开口量； m 指数，指数，0.5m1。 由式可知，在一定压差由式可知，在一定压差p下，改变阀心开口下，改变阀心开口x可改变阀口的通可改变阀口的通流面积流面积A(x)，从而可改变通过阀的流量。这就是，从而可改变通过阀的流量。这就是。一、流量控制原理及节流口形式一、流量控制原理及节流口形式1、流量影响因素：、流量影响因素： 结论：当结构形式接近薄壁小孔时性能最好。结论：当结构形式接近薄壁小孔时性能最好

31、。mpxKAq )(针阀式针阀式偏心槽偏心槽式式轴向三轴向三角槽式角槽式周向缝周向缝隙式隙式轴向缝轴向缝隙式隙式 2 2、节流口的形式、节流口的形式3、流量控制阀的主要要求、流量控制阀的主要要求 (1)较大的流量调节范围较大的流量调节范围,且流量调节要均匀。且流量调节要均匀。(2)当阀前、后压力差发生变化时当阀前、后压力差发生变化时,通过阀的流量变通过阀的流量变化要小，以保证负载运动的稳定。化要小，以保证负载运动的稳定。(3)油温变化对通过阀的流量影响要小。油温变化对通过阀的流量影响要小。(4)液流通过全开阀时的压力损失要小。液流通过全开阀时的压力损失要小。(5)当阀口关闭时当阀口关闭时,阀的

32、泄漏量要小。阀的泄漏量要小。二、普通节流阀二、普通节流阀1 1、结构及工作原理、结构及工作原理(1)同一节流阀同一节流阀,阀前后压力差阀前后压力差p相同相同,节流节流开口小开口小时时,刚度大。刚度大。(2)同一节流阀同一节流阀,在节流开口一定时在节流开口一定时,阀前后阀前后压力差压力差p越小越小,刚度越低。刚度越低。为了保证节流阀具有足够的刚度为了保证节流阀具有足够的刚度,节流阀只能在某一最低压力节流阀只能在某一最低压力差差p的条件下的条件下,才能正常工作才能正常工作,但提高但提高p将引起压力损失的增加。将引起压力损失的增加。(3)取小的指数取小的指数m可以提高节流阀的刚度可以提高节流阀的刚度

33、,因此在实际使用中多希因此在实际使用中多希望采用薄壁小孔式节流口望采用薄壁小孔式节流口,即即m=0.5的节流口。的节流口。 节流阀在很小开口下工作时，流经阀的流量会出现周期性节流阀在很小开口下工作时，流经阀的流量会出现周期性脉动，甚至间歇式断流，这种现象称为节流阀的脉动，甚至间歇式断流，这种现象称为节流阀的堵塞现象。堵塞现象。 为此对节流阀有一个能正常工作的最小流量的限制。为此对节流阀有一个能正常工作的最小流量的限制。2、节流阀的刚性、节流阀的刚性 表示它表示它抵抗负载变化的干扰抵抗负载变化的干扰,保持流量稳定的能力保持流量稳定的能力,即当节即当节流阀开口量不变时流阀开口量不变时,由于阀前后压

34、力差由于阀前后压力差p的变化的变化,引起通过节引起通过节流阀的流量发生变化的情况。流阀的流量发生变化的情况。 用用T表示。表示。1 mPKAmT=3、节流阀的应用、节流阀的应用1）与定量泵、溢流阀组成节流调速回路。与定量泵、溢流阀组成节流调速回路。 泵的部分油液经溢流阀回油泵的部分油液经溢流阀回油箱，泵的出口压力由溢流阀调定。箱，泵的出口压力由溢流阀调定。进入油缸无杆腔的油液流量由节流进入油缸无杆腔的油液流量由节流阀调定，其稳定性受负载影响。阀调定，其稳定性受负载影响。 2）起负载阻尼）起负载阻尼 顺序阀起平衡作用，防顺序阀起平衡作用，防止液压缸活塞的加速下落。止液压缸活塞的加速下落。节流阀起

35、阻尼作用节流阀起阻尼作用。 3）阻尼缓冲）阻尼缓冲 节流阀置于压力表前。节流阀置于压力表前。阻尼作用强，阻尼作用强，可以缓冲系统可以缓冲系统的压力冲击的压力冲击。保护压力表。保护压力表。 当节流阀的进出当节流阀的进出口压力差为定值时，口压力差为定值时，改变节流口的开口改变节流口的开口量，即可改变流过量，即可改变流过节流阀的流量。节流阀的流量。 节流阀和其它阀，节流阀和其它阀，例如单向阀、定差例如单向阀、定差减压阀、溢流阀，减压阀、溢流阀，可构成组合节流阀。可构成组合节流阀。4）组合节流阀）组合节流阀单向节流阀单向节流阀单向节流阀单向节流阀 流体正向流动时，流体正向流动时，与节流阀一样，节流与节

36、流阀一样，节流缝隙的大小可通过手缝隙的大小可通过手柄进行调节；当流体柄进行调节；当流体反向流动时，靠油液反向流动时，靠油液的压力把阀芯的压力把阀芯4(即下即下阀芯阀芯)压下，压下，下阀芯下阀芯起单向阀作用，起单向阀作用，单向单向阀打开，可实现流体阀打开，可实现流体反向自由流动。反向自由流动。 节流阀芯分成了上阀节流阀芯分成了上阀芯和下阀芯两部分。芯和下阀芯两部分。 采用上述节流阀存在着的问题：采用上述节流阀存在着的问题：由于负载的变化由于负载的变化引起节流阀前、后压差的变化，这导致执行元件的速引起节流阀前、后压差的变化，这导致执行元件的速度也相应的发生变化。度也相应的发生变化。为使速度稳定，就

37、要使节流阀为使速度稳定，就要使节流阀前后压差在负载变化情况下保持不变，从而使通过节前后压差在负载变化情况下保持不变，从而使通过节流阀的流量由节流阀的开口大小来决定。把具有这一流阀的流量由节流阀的开口大小来决定。把具有这一作用的阀和节流阀组合在一起，就构成能作用的阀和节流阀组合在一起，就构成能保持速度不保持速度不随负载而变化的流量调节阀随负载而变化的流量调节阀。常用的有两类：。常用的有两类：调速阀调速阀和溢流节流阀和溢流节流阀 。 节流阀适用于一般的系统，而调速阀适用于执行元节流阀适用于一般的系统，而调速阀适用于执行元件负载变化大而运动速度要求稳定的系统中。件负载变化大而运动速度要求稳定的系统中

38、。 调调 速速 阀阀（1）普通节流阀只适用于工作负载变化不大和速度稳定）普通节流阀只适用于工作负载变化不大和速度稳定 性要求不高的场合。性要求不高的场合。（2）补偿方式：）补偿方式： 定差减压阀定差减压阀和和节流阀节流阀串联组成串联组成调速阀调速阀； 稳压溢流阀稳压溢流阀与与节流阀节流阀并联组成并联组成溢流节流阀。溢流节流阀。三、节流阀的压力和温度补偿三、节流阀的压力和温度补偿21223sp Ap Ap AF减压阀阀芯受力平衡方程：减压阀阀芯受力平衡方程： Fs、AP3A2A123 sFpppA即：即： 因为弹簧刚度较低，且工作过因为弹簧刚度较低，且工作过程中减压阀阀芯位移很小，可以认程中减压

39、阀阀芯位移很小，可以认为为Fs基本保持不变。故节流阀两端基本保持不变。故节流阀两端压力差压力差p2 -p3也基本保持不变，这就也基本保持不变，这就保证了保证了通过节流阀的流量稳定通过节流阀的流量稳定。1、调速阀、调速阀分析：分析： （1 1）阀芯稳定工作时）阀芯稳定工作时: :（2 2）当负载）当负载FL p p3 3 21223sp Ap Ap AF减压阀芯下移减压阀芯下移 x p p2 2 23sp Ap AF q不随负载不随负载FL的变化而变化，的变化而变化，使速度稳定性使速度稳定性。 23sFppA 常数23=pp常数Fs、AP3A2A1nQ-25B型调速阀型调速阀 职能符号：职能符号

40、：n简化符号简化符号n详细符号详细符号 调速阀正常工作时，调速阀正常工作时，p0.40.5MPav当当p 0.4MPa时减压阀不时减压阀不起作用，调速阀和普通节流起作用，调速阀和普通节流阀一样。阀一样。 当负载当负载F变化时，调速阀进出口变化时，调速阀进出口压差压差p 变，不变的是变，不变的是pT 。 主要用于负载变化，运动平稳性主要用于负载变化，运动平稳性要求较高的调速系统。要求较高的调速系统。特性曲线：特性曲线：2. 温度补偿调速阀温度补偿调速阀 结构结构v 在调速阀的基础上增加了在调速阀的基础上增加了温度补偿杆温度补偿杆。v 温度补偿杆由热膨胀系数较大的聚氯乙烯塑料制成。温度补偿杆由热膨胀系数较大的聚氯乙烯塑料制成。 工作原理工作原理v 当温度升高，油液粘度变小，通过节流口的流量将变大。当温度升高，油液粘度变小，通过节流口的流量将变大。v 但由于温度补偿杆伸长，使节流口变小。但由于温度补偿杆伸长，使节流口变小。v 从而补偿了油温对流量的影响，保证通过节流口的流量基本从而补偿了油温对流量的影响，保证通过节流口的流量基本保持不变。保持不变。溢流口溢流口节流口节流口1-液压缸液压缸 2-安全阀安全阀3-溢流阀溢流阀 4-节流