第5章 液压控制元件

1、2022-3-271第第5章液压控制元件章液压控制元件5.1 液压阀概述液压阀概述5.2 方向控制阀方向控制阀5.3 压力控制阀压力控制阀5.4 流量控制阀流量控制阀2022-3-2725.1 液压阀概述液压阀概述1.1.定义：定义：液压系统的控制调节元件统称为液压阀。液压系统的控制调节元件统称为液压阀。2.2.用途用途：控制液体的方向、压力和流量，以满足执行控制液体的方向、压力和流量，以满足执行元件所提出的要求。元件所提出的要求。3.3.共同点共同点：在结构上在结构上：所有的阀都由阀体、阀芯和驱使阀心动作的：所有的阀都由阀体、阀芯和驱使阀心动作的元件组成。元件组成。在原理上在原理上：所有阀的

2、开口大小，阀进、出口间的压差以：所有阀的开口大小，阀进、出口间的压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，只是各及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，只是各种阀的控制参数不同而已。种阀的控制参数不同而已。2022-3-2734. 4. 液压阀的分类液压阀的分类（1）按基本功能分类）按基本功能分类 方向阀：单向阀、换向阀 压力阀：溢流阀、减压阀、顺序阀 流量阀：节流阀、调速阀（2 2）按阀芯结构分类）按阀芯结构分类滑阀：圆柱滑阀、平板滑阀座阀：锥阀、球阀2022-3-274螺纹式连接螺纹式连接法兰式连接法兰式连接叠加式叠加式连接连接插装式插装式连接连接（3）按连接方式分类）按连接方

3、式分类手动阀：手轮、踏板、杠杆手动阀：手轮、踏板、杠杆机动阀：挡块及碰块机动阀：挡块及碰块液动阀：液压驱动液动阀：液压驱动电磁阀：电磁铁驱动电磁阀：电磁铁驱动电液动：电液共同控制及步进电机、伺服电机驱动电液动：电液共同控制及步进电机、伺服电机驱动 （含电液伺服阀、电液比例阀、电液数字阀）（含电液伺服阀、电液比例阀、电液数字阀）（4）按操纵方式分类）按操纵方式分类2022-3-2755. 5. 对液压控制阀的要求对液压控制阀的要求动作灵敏，使用可靠，冲击、振动、噪声小，寿命长动作灵敏，使用可靠，冲击、振动、噪声小，寿命长; ;三化（系列、标准、通用）三化（系列、标准、通用）; ;压力损失小，密封

4、性好，内泄小，无外漏压力损失小，密封性好，内泄小，无外漏; ;结构简单，安装、维护、调整方便。结构简单，安装、维护、调整方便。2022-3-276AB5.2.1 5.2.1 单向阀单向阀功用：功用：只允许油液正向流动，不许反流只允许油液正向流动，不许反流 分类：分类：直通单向阀、直角单向阀直通单向阀、直角单向阀 结构：结构：阀体、阀芯阀体、阀芯、驱动弹簧等驱动弹簧等原理：原理：p1 p2p2 p1动画演示动画演示动画演示动画演示5.2 方向控制阀方向控制阀1.普通单向阀普通单向阀2022-3-277 对单向阀的要求：对单向阀的要求： 开启压力要小；开启压力要小；开启压力：开启压力：Pk=0.0

5、30.05MPa 做背压阀：做背压阀：Pk=0.20.6 MPa 背压：执行元件回油腔的压力背压：执行元件回油腔的压力能产生较高的反向压力，反向的泄漏要小能产生较高的反向压力，反向的泄漏要小 ；正向导通时，阀的压力损失要小；正向导通时，阀的压力损失要小；阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声。阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声。 单向阀的图形符号：单向阀的图形符号： AB2022-3-278普通单向阀的应用普通单向阀的应用1）防冲击（泵的出口处）；2）分隔油路，防相互干扰；3）背压阀；4）单向阀和其它阀组合后，成为复合阀 例如单向顺序阀、单向节流阀等。2022-3-279 功用：正向流动，反向受控流动

6、功用：正向流动，反向受控流动 结构：普通单向阀结构：普通单向阀+液控装置液控装置 KP1P2工作原理及图形符号工作原理及图形符号 原理：原理：a. 无控制油时，与普通单向阀一样无控制油时，与普通单向阀一样 b. 通控制油时，正反向都可以流动通控制油时，正反向都可以流动动画演示动画演示2.液控单向阀液控单向阀2022-3-2710CK带卸荷阀芯的液控单向阀带卸荷阀芯的液控单向阀 若在控制口若在控制口K加加控制压力，先顶开卸控制压力，先顶开卸荷阀芯荷阀芯3，C腔压力降腔压力降低，活塞低，活塞5继续上升继续上升并顶开主阀芯并顶开主阀芯2，大，大量液流自量液流自B腔流向腔流向A腔，完成反向导通。腔，完

7、成反向导通。 适用于反向压力适用于反向压力很高的场合很高的场合。123456AB2022-3-2711液控单向阀的应用液控单向阀的应用1）双向压力锁双向压力锁2）液压系统的保压与泄压液压系统的保压与泄压3）平衡回路平衡回路 4）作充液阀作充液阀2022-3-27125.2.2 5.2.2 换向阀换向阀 座阀式换向阀座阀式换向阀 按结构形式分按结构形式分 滑阀式换向阀滑阀式换向阀 转阀式换向阀转阀式换向阀 变换阀芯在阀体内的相对工作位置，使阀体各变换阀芯在阀体内的相对工作位置，使阀体各油口连通或断开，从而控制执行元件的换向或启停。油口连通或断开，从而控制执行元件的换向或启停。 作用作用： 分类：

8、分类： 组成组成:主体主体( (阀体、阀芯）阀体、阀芯）操纵定位装置操纵定位装置P TABTPAB2022-3-2713（1 1）滑阀式换向阀的主体结构形式）滑阀式换向阀的主体结构形式 1）结构）结构 阀体：有多级沉割槽的圆柱孔阀体：有多级沉割槽的圆柱孔 阀芯：有多段环行槽的圆柱体阀芯：有多段环行槽的圆柱体 2）分类）分类 按工作位置数分类：按工作位置数分类：二位、三位、四位等二位、三位、四位等 按通路数分类：按通路数分类：二通二通 、三通、四通、三通、四通、五通等五通等 按控制方式分类按控制方式分类: : 电磁换向阀电磁换向阀液动换向阀液动换向阀电液换向阀电液换向阀机动换向阀机动换向阀手动换

9、向阀手动换向阀气动换向阀气动换向阀 TPAB2022-3-2714PTBAP TABTPABP TABTPABTPABP TAB （2 2）换向阀的工作原理）换向阀的工作原理 动画动画2022-3-2715换向阀主体部分的结构形式和图形符号换向阀主体部分的结构形式和图形符号名称名称 结构原理图结构原理图图形符号图形符号 二位二通二位二通 二位三通二位三通 二位四通二位四通 三位四通三位四通 2022-3-2716（3 3）图形符号含义）图形符号含义 用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几“位位”； 方框内的箭头表示油路处于接通状态，但箭头方向不

10、一定方框内的箭头表示油路处于接通状态，但箭头方向不一定表示液流的实际方向表示液流的实际方向 ； 方框内符号方框内符号“”或或“”表示该通路不通表示该通路不通 ； 方框外部连接的主油路接口数有几个，就表示几方框外部连接的主油路接口数有几个，就表示几“通通” ； 常态位置：二位阀，靠弹簧的一格；三位阀，中间一格。常态位置：二位阀，靠弹簧的一格；三位阀，中间一格。2022-3-2717（4）滑阀式换向阀的操纵方式滑阀式换向阀的操纵方式1）手动换向阀手动换向阀2）机动换向阀机动换向阀3）电磁换向阀电磁换向阀 4）液动换向阀液动换向阀 5）电液换向阀电液换向阀2022-3-2718电液换向阀是电磁换向阀

11、和液动换向阀的组合。电液换向阀是电磁换向阀和液动换向阀的组合。电液换向阀用在大流量的液压系统中。电液换向阀用在大流量的液压系统中。（5 5）电液动换向阀）电液动换向阀2022-3-2719电液动换向阀电液动换向阀2022-3-2720中位机能：中位机能：三位阀中间位置各油口的连通方式，称中位机能。三位阀中间位置各油口的连通方式，称中位机能。（6 6）换向阀的中位机能）换向阀的中位机能滑阀机能：滑阀机能：换向阀处于常态位置时，阀中各油口的连通方式。换向阀处于常态位置时，阀中各油口的连通方式。2022-3-2721O O型型双向锁紧，系统保压。2022-3-2722双向锁紧，油泵卸荷。M型型202

12、2-3-2723油缸浮动，泵卸荷。H型型2022-3-2724差动连接。P型型2022-3-2725油缸浮动，系统保压。Y型型2022-3-2726单向锁紧，油泵卸荷。K型型2022-3-2727分析分析中位机能中位机能时，应考虑以下几个问题：时，应考虑以下几个问题：保压：常态位时P口被封闭（如O、Y型），液压泵保压，适用于多缸液压系统。泄荷问题：常态位时P口和T口相连（如H、M型），液压泵能泄荷。启动平稳：常态位时A和B两口都不与T口相通（O、U、M型），易实现稳定启动。换向平稳性和换向精度：常态位时A、B两口封闭（O、M型），换向过程中易产生液压冲击，换向平稳性差，换向精度高。缸浮动：U、

13、P型2022-3-2728换向阀小结换向阀小结: :图形符号:位: 阀芯的工作位置;通: 阀体上油路的通口数;机能: 中位时油路的连通方式。ABP O控制方式:O型H型P型Y型K型手动机动电磁液动电液2022-3-27295.3 5.3 压力控制阀压力控制阀2022-3-2730 按用途：按用途： 溢流阀溢流阀 减压阀减压阀 顺序阀顺序阀 压力继电器压力继电器 按阀芯结构：滑阀按阀芯结构：滑阀 球阀球阀 锥阀锥阀 按工作原理：直动式按工作原理：直动式 先导式先导式 分类：分类：2022-3-27315.3.1 5.3.1 溢流阀溢流阀 作用作用：防止系统过载，保持系统压力恒定。防止系统过载，保

14、持系统压力恒定。一、工作原理一、工作原理 1. 直动式溢流阀 1 1）结构：）结构： 2 2）工作原理：）工作原理： pA k x0 0 , ,溢流。溢流。2022-3-2732分析与结论分析与结论在阀口打开时：在阀口打开时：AxxkpxxkPA000 xxQAkxp0可知：可知：1.认为认为p与与x无关，是一定值；无关，是一定值； 2.调节弹簧的预压缩量，可改变溢流压力；调节弹簧的预压缩量，可改变溢流压力； 3.改变弹簧刚度，可改变调压范围。改变弹簧刚度，可改变调压范围。2022-3-27333）图形符号：）图形符号：4 4）特点：）特点：结构简单，动作灵敏；结构简单，动作灵敏；压力受溢流量

15、的影响较大；压力受溢流量的影响较大；适用于低压、小流量系统。适用于低压、小流量系统。2022-3-27342. 2. 先导式溢流阀先导式溢流阀结构：先导阀、主阀、阻尼孔。结构：先导阀、主阀、阻尼孔。 动画演示动画演示远程控制口远程控制口K : 实现远程调压；实现远程调压；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 由先导阀决定。由先导阀决定。原理：原理：pAkx0 压差压差p 使阀口打开，开始溢流。使阀口打开，开始溢流。 阻尼孔主阀主阀先导阀先导阀平衡弹簧 调压弹簧2022-3-27352）图形符号）图形符号新符号新符号旧符号旧符号2022-3-2736开启压力

16、开启压力：npknppp调定压力调定压力( (全流压力全流压力) ): :Axkpk0静态调压偏差静态调压偏差: :（阀口将开未开阀口将开未开）二、静态特性二、静态特性开启比开启比：nkpp不应低于不应低于85%2022-3-2737特性曲线特性曲线特点：反应快，波动大特点：反应快，波动大（0.2-0.4 MPa)。 1. 直动式直动式2. 先导式先导式特点：反应慢，稳定性好，波动小。特点：反应慢，稳定性好，波动小。2022-3-2738三、应用三、应用1.作安全阀（常闭）作安全阀（常闭） 作用：作用：防止系统过载。防止系统过载。2022-3-27392.2.作溢流阀（常开）作溢流阀（常开）作

17、用：保持系统压力恒定作用：保持系统压力恒定2022-3-27403.3.卸荷卸荷 阻尼孔主阀主阀先导阀先导阀平衡弹簧 调压弹簧2022-3-2741.远程调压远程调压 阻尼孔主阀主阀先导阀先导阀平衡弹簧 调压弹簧2022-3-2742.多级调压多级调压2022-3-2743. .作背压阀作背压阀2022-3-27445.3.2 5.3.2 减压阀减压阀作用：减低系统压力，并使其保持恒定。作用：减低系统压力，并使其保持恒定。 特点：出口压力控制阀芯动作，特点：出口压力控制阀芯动作， 有单独泄油口。有单独泄油口。工作原理：节流口产生压降工作原理：节流口产生压降p p2 = p1 -p ， p1一定

18、，一定，p ， p2 p2A k x0 减压、并减压、并保持出口保持出口 压力恒定。压力恒定。2022-3-2745 p2 2 阀芯上移阀芯上移阀口减小阀口减小 p ， p2 2= p1 1 -p ， p1 1一定，一定，p ， p2 2； p2 2 阀芯下移阀芯下移阀口开大阀口开大 p ， p， p2 2图形符号：图形符号：稳压原理：稳压原理：2022-3-2746工作缸夹紧缸使夹紧缸获得稳定的低压。应用：2022-3-27475.3.3 5.3.3 顺序阀顺序阀作用：作用：控制多个执行元件的顺序动作。控制多个执行元件的顺序动作。分类：分类：直动式直动式先导式先导式内控式内控式外控式外控式2

19、022-3-27481.1.内控顺序阀内控顺序阀图形符号：图形符号：结构：结构：出油口接二次油路，有单独泄油口。出油口接二次油路，有单独泄油口。工作原理：工作原理：p1 A kx0 接通。接通。特点：特点：内部控制，内部控制， 外部泄油。外部泄油。动画演示动画演示2022-3-27492. 2. 外控顺序阀外控顺序阀结构：结构：外接控制油口外接控制油口工作原理工作原理：pA kx0 进出口接通进出口接通特点：外部控制，特点：外部控制， 外部泄油。外部泄油。职能符号：职能符号：动画演示动画演示2022-3-27501.控制液压缸的顺序动作2.与单向阀组成平衡阀3.使系统卸荷4.作背压阀应用：应用

20、：控制液压缸的顺序动作控制液压缸的顺序动作2022-3-27515.3.4 溢流阀、减压阀、顺序阀的综合比较溢流阀、减压阀、顺序阀的综合比较作用：控制液压系统中的压力。作用：控制液压系统中的压力。共性：利用液压力和弹簧力比较，控制阀口的共性：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：控制进口压力。溢流阀：控制进口压力。减压阀：控制出口压力。减压阀：控制出口压力。顺序阀：控制阀口通与不通，进而控制执行元顺序阀：控制阀口通与不通，进而控制执行元件的动作顺序。件的动作顺序。2022-3-27525.3.5 5.3.5 压力继电器压力继电器1.1.作用

21、：利用系统中压力变化，控制电路的通断。作用：利用系统中压力变化，控制电路的通断。微动开关调节螺钉顶杆柱塞pa Fs s 微动开关闭合微动开关闭合 发出电信号发出电信号pa 0.40.5MPa（p 0.4MPa时减压阀不起作用，和普通节流阀一样）时减压阀不起作用，和普通节流阀一样）2022-3-2761.图形符号：图形符号：简化符号2022-3-2762本章结束本章结束谢谢谢谢!2022-3-2763叠加阀式液压装置 集成块式液压装置 2022-3-2764TPBATPBATPABBAP TABTPTPBATPBATTTTTTT各 油 路 全 封 闭 ， 液 压 泵 保 压 ，执 行 元 件 闭

22、 锁 ， 可 用 于 多 个换 向 阀 的 并 联 工 作各 油 路 全 连 通 ， 液 压 泵 卸 荷 ，执 行 元 件 处 于 浮 动 状 态液 压 泵 保 压 ， 执 行 元 件 两 腔与 回 油 连 通压 力 油 与 执 行 元 件 两 腔 连 通 ，说 ， 可 组 成 差 动 回 路压 力 油 与 执 行 元 件 一 腔 及 回油 连 通 ， 另 一 腔 封 闭 ， 液 压泵 卸 荷 ， 执 行 元 件 处 于 闭 锁状 态液 压 泵 保 压 ， 执 行 元 件 一 腔封 闭 ， 另 一 腔 与 回 油 连 通液 压 泵 卸 荷 ， 执 行 元 件 两 腔封 闭 ， 也 可 用 多

23、个 M 型 换 向阀 并 联 工 作特 点表 5 -3 三 位 四 通 换 向 阀 常 用 滑 阀 (中 位 )机 能代 号 名 称结 构 简 图 符 号HYPKJMO 中 间 封 闭中 间 开 启A B T 连 通P A B 连 通P A T 连 通B T 连 通P T 连 通ABPABPABPABPABPABPABP2022-3-2765手动手动应用：小流量，需徒手操作的场合。三位四通手动换向阀P TABTPAB手动换向阀手动换向阀2022-3-2766弹簧 2-阀芯 3-阀体 4-滚轮 5-行程挡块用行程阀速度换接用行程阀速度换接机动换向阀机动换向阀（行程阀）（行程阀）特征：特征：利用挡铁或凸轮使阀芯运动以控制流向利用挡铁或凸轮使阀芯运动以控制流向 分类：分类：常为二位阀，有二通、三通、四通常为二位阀，有二通、三通、四通2022-3-2767 二通二通 四通四通 二位二位 三通三通 三位三位 四通四通 五通五通l优点：易于实现自动化。l应用：小流量的场合。（q63 L/min ) 电磁换向阀电磁换向阀特征：特征：利用电磁铁推力