第六章液压阀(概述)

1、南昌大学机电工程学院第六章第六章 液压液压阀阀概述概述南昌大学第六章 液压阀 本章内容本章内容 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 液压阀上的共性问题液压阀上的共性问题 第三节第三节 方向控制阀方向控制阀 第四节第四节 压力控制阀压力控制阀 第五节第五节 流量控制阀流量控制阀 第六节第六节 电液伺服阀电液伺服阀 第七节第七节 电液比例阀电液比例阀 第八节第八节 电液数字阀电液数字阀 第九节第九节 叠加阀和插装阀叠加阀和插装阀南昌大学第一节第一节 概概 述述一、液压阀的作用一、液压阀的作用 液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和

2、流量的，因此它可以分为力和流量的，因此它可以分为方向阀方向阀、压力阀压力阀和和流量阀流量阀三大三大类。类。 液压阀共同点：液压阀共同点： 1）在结构上，所有阀都由阀体、阀芯（座阀或滑阀）和）在结构上，所有阀都由阀体、阀芯（座阀或滑阀）和驱使阀芯动作的元、部件（如弹簧、电磁铁）组成。（液压驱使阀芯动作的元、部件（如弹簧、电磁铁）组成。（液压阀的基本结构）阀的基本结构） 2）在工作原理上，利用阀芯在阀体内作相对运动来控制）在工作原理上，利用阀芯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。阀口的通断及阀口的大小，实现压力、流量和方向的控制。所有阀的开口大小（所有阀的开

3、口大小（A） 、阀进、出口间的压差（、阀进、出口间的压差（p）以及）以及流过阀的流量（流过阀的流量（ q ）之间的关系都符合孔口流量公式，仅是）之间的关系都符合孔口流量公式，仅是各种阀控制的参数各不相同而已。（液压阀的基本工作原理）各种阀控制的参数各不相同而已。（液压阀的基本工作原理）南昌大学第一节 概 述一、液压阀的作用一、液压阀的作用南昌大学第一节第一节 概概 述述二、液压阀的分类（二、液压阀的分类（P105 表表6-1） 1）按机能分类：压力、流量和方向控制阀。）按机能分类：压力、流量和方向控制阀。 2）按结构分类：滑阀、座阀、射流管阀、喷嘴挡板阀。）按结构分类：滑阀、座阀、射流管阀、喷

4、嘴挡板阀。 3）按操纵方式分类：手动、机）按操纵方式分类：手动、机/液液/气动阀。气动阀。 4）按连接方式分类：管式、板式）按连接方式分类：管式、板式/叠加式、插装式连接。叠加式、插装式连接。 5）按控制方式分类：比例阀、伺服阀、数字控制阀。）按控制方式分类：比例阀、伺服阀、数字控制阀。 6）按输出参数可调节性分类：开关控制阀、输出参数连）按输出参数可调节性分类：开关控制阀、输出参数连续可调阀。续可调阀。南昌大学管式管式板式板式插装式插装式叠加式叠加式第一节第一节 概概 述述根据安装连接形式不同分类的液压阀根据安装连接形式不同分类的液压阀二、液压阀的分类（二、液压阀的分类（P105 表表6-1

5、）管式连接管式连接 阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接。安装方便。阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接。安装方便。板式连接板式连接 阀体进出口通过连接板与油管连接。便于集成。阀体进出口通过连接板与油管连接。便于集成。插装式插装式 将阀芯、阀套组成的组件插入专门设计的阀块内实现不同将阀芯、阀套组成的组件插入专门设计的阀块内实现不同功能。结构紧凑。功能。结构紧凑。叠加式叠加式 是板式连接阀的一种发展形式。是板式连接阀的一种发展形式。南昌大学第一节第一节 概概 述述三、液压阀的性能参数三、液压阀的性能参数 1）公称）公称通径通径 代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定额定流量流量。与阀的进出油口连接的油管

6、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，最大不得大于额定流量的1.1倍。 2）额定压力额定压力 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压范围有关；对换向阀，实际最高压力还可能受它的功率极限的限制。 南昌大学第一节第一节 概概 述述三、液压阀的性能参数三、液压阀的性能参数 3）另外）另外 还有一些和具体阀有关的量，如通过额定流量时的额定压力损失、最小稳定流量、开启压力等等。只要工作压力和流量不超过额定值，液压阀即可正常工作。目前对不同的阀也给出一些不同的数据，如最大工作压力、开启压力、允许背压、最大流量等等。同时给出若干条特性曲线，如压力流量

7、曲线、压力损失流量曲线、进出口压力曲线等，供使用者确定不同状态下的参数数据。这既便于使用，又比较确切地反映了阀的性能。 南昌大学第一节第一节 概概 述述四、对液压阀的基本要求（四、对液压阀的基本要求（P106） 1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小。）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小。 2）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。 3）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。 4）结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性要好。）结构紧

8、凑，安装、调试、维护方便，通用性要好。 南昌大学第二节第二节 液压阀上的共性问题液压阀上的共性问题一、阀口形式（一、阀口形式（P107 表表6-2） 1）圆柱滑阀。）圆柱滑阀。2）锥阀。）锥阀。3）球阀。）球阀。4）截止阀。）截止阀。5）轴向）轴向三角槽。三角槽。对于各种滑阀、锥阀、球阀、节流孔口，通过阀口的流量对于各种滑阀、锥阀、球阀、节流孔口，通过阀口的流量均可用下式表示：均可用下式表示：/20pAcqq式中式中:0A阀口通流面积；阀口通流面积；p阀口前、后压差；阀口前、后压差；qc流量系数；流量系数；液体密度。液体密度。南昌大学 滑阀滑阀 滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定的密封滑阀为间

9、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。阀口的压力流量长度，因此滑阀运动存在一个死区。阀口的压力流量方程方程 q CdD x (2p/）1/2 锥阀锥阀 锥阀阀芯半锥角一般为锥阀阀芯半锥角一般为12 20 ，阀口关，阀口关闭时为线密封，密封性能好且动作灵敏。阀口的压力闭时为线密封，密封性能好且动作灵敏。阀口的压力流量方程流量方程 q Cdd x sin(2p/）1/2 球阀球阀 性能与锥阀相同，阀口的压力流量方程性能与锥阀相同，阀口的压力流量方程 q Cdd h 0 （x/R） (2p/）1/2第二节第二节 液压阀的共性问题液压阀的共性问题一、阀口形式（一、阀口形式（P

10、107 表表6-2）南昌大学滑阀形式（滑阀形式（a）球阀形式（球阀形式（b）锥阀形式（锥阀形式（c）从阀整体再看滑阀、球阀、锥阀阀芯从阀整体再看滑阀、球阀、锥阀阀芯第二节第二节 液压阀的共性问题液压阀的共性问题一、阀口形式（一、阀口形式（P107 表表6-2）南昌大学第二节第二节 液压阀上的共性问题液压阀上的共性问题二、液动力二、液动力 由液流的动量定理可知，作用在阀芯上的液动力有稳态液由液流的动量定理可知，作用在阀芯上的液动力有稳态液动力和瞬态液动力。动力和瞬态液动力。 （一）稳态液动力（前面动量定理已做例子讲了）（一）稳态液动力（前面动量定理已做例子讲了） 稳态液动力是阀芯移动完毕，开口固

11、定以后，液流流过阀稳态液动力是阀芯移动完毕，开口固定以后，液流流过阀口时因动量变化而作用在阀芯的力。口时因动量变化而作用在阀芯的力。 稳态液动力对滑阀性能的影响是加大了操纵滑阀所需的力。稳态液动力对滑阀性能的影响是加大了操纵滑阀所需的力。南昌大学 作用在圆柱滑阀上的作用在圆柱滑阀上的cos)90coscos(212qvvvqFs第二节 液压阀上的共性问题二、液动力二、液动力南昌大学压力分布压力分布Pressure Distribution阀芯阀芯Spool阀套阀套Valve Cover液动力方向液动力方向 Bernoulli Force direction第二节 液压阀上的共性问题二、液动力二

12、、液动力-稳态液动力稳态液动力南昌大学第二节第二节 液压阀上的共性问题液压阀上的共性问题二、液动力二、液动力 （二）瞬态液动力（不做要求）（二）瞬态液动力（不做要求） 瞬变液动力是滑阀在移动过程中（即开口大小发生变化时）瞬变液动力是滑阀在移动过程中（即开口大小发生变化时）阀腔中液流因加速度或减速而作用在阀芯上的力，这个力只阀腔中液流因加速度或减速而作用在阀芯上的力，这个力只与阀芯移动速度有关，而与阀芯开度本身无关。与阀芯移动速度有关，而与阀芯开度本身无关。 滑阀上的瞬态液动力的方向，视油液流入还是流出阀腔而滑阀上的瞬态液动力的方向，视油液流入还是流出阀腔而定，正阻尼力、负阻尼力（定，正阻尼力、负阻尼力（P109）。）。南昌大学第二节第二节 液压阀上的共性问题液压阀上的共性问题三、卡紧力（三、卡紧力（P109）（了解液压卡紧现象，计算不做要