液压与气压传动 04液压控制元件

1、 第四章第四章 液压控液压控制元件制元件4.14.1液液压元件概压元件概述述4.24.2方方向控制阀向控制阀4.34.3压力控制阀压力控制阀4.44.4流量控流量控制阀制阀液压控制阀群图 液压控制元件液压控制元件主要是各种控制阀，主要是各种控制阀， 在液压系在液压系统中，液压控制阀用来控制油液的压力、流量统中，液压控制阀用来控制油液的压力、流量和流动方向，从而控制液压执行元件的启动、和流动方向，从而控制液压执行元件的启动、停止、运动方向、速度、作用力等，满足液压停止、运动方向、速度、作用力等，满足液压设备对各工况的要求。设备对各工况的要求。 4.14.1概概述述4.1.14.1.1液压阀的分类

2、液压阀的分类方向控制阀压力控制阀流量控制阀按操纵方式手动机动电动液动 电液动按用途按控制方式定值或开关控制阀电液比例控制阀 电液伺服控制阀数 字 阀 按连接方式管 式板 式叠加式插装式按结构球阀滑阀锥阀4.1.24.1.2对液压阀的要求对液压阀的要求l动作灵敏，工作可靠，工作时冲击和振动小；l油液通过时压力损失小；l密封性能好，内泄露少，无外泄露；l结构紧凑，安置、调试、维护方便，通用性好。4.2 4.2 方向控制阀方向控制阀功用：用以控制液流通断或油液流动方向。 分类：单向阀、换向阀。4.2.14.2.1单向阀单向阀作用：作用：控制油路通断。正向导通，反向截止。1-阀心，2-阀体，3-弹簧1

3、、普通单向阀、普通单向阀普通单向阀：正向流通普通单向阀：反向截止应用：应用：1）分隔油路以防干扰（开启压力 0.03-0.05 M Pa ）；2）作背压阀用（开启压力 0.3-0.6 M Pa）。图形符号图形符号: :2.2.液控单向阀液控单向阀作用：作用：1）控制口通油箱时，同普通单向阀；2）控制口通压力油时，液流可正反向自由通过。多一个控制油口K图形符号图形符号: :液控单向阀：液控单向阀：K K口不通油普通单向阀一样口不通油普通单向阀一样液控单向阀液控单向阀：正向流通液控单向阀：正向流通液控单向阀液控单向阀液控单向阀：液控单向阀：K K口通油，反向可以流通口通油，反向可以流通液控单向阀：

4、液控单向阀：K K口通油，反向可以流通口通油，反向可以流通液控单向阀5.2.25.2.2换向阀换向阀 利用阀心与阀体相对位置的改变，利用阀心与阀体相对位置的改变，控制相应油路的通、断或变换油液的方控制相应油路的通、断或变换油液的方向，以实现对执行元件运动方向的控制。向，以实现对执行元件运动方向的控制。1.1.基本概念基本概念位：是指换向阀阀芯的工作位置。通：是指换向阀的油口数。常态位：仅在弹簧弹力作用下阀芯所处的工作位置。2.2.换向阀的分类换向阀的分类按阀芯结构分：滑阀、球阀、锥阀。按操纵方式分：手动、机动、电动、液动、电液动。按工作位置分：二位、三位、四位、五位等。按通路数分：二通、三通、

5、四通、五通等。按位、通分：二位二通、二位三通、三位三通、三位四通等。3.3.换向原理及图形符号换向原理及图形符号1)1)换向阀结构及图形符号换向阀结构及图形符号二位三通阀二位二通阀二位四通阀二位五通阀三位四通阀三位五通阀 2 2）图形符号含义：）图形符号含义：l用方格数表示阀的工作位置数。l一个方格内，箭头或“”与方格的交点数为油口通路数。箭头表示油口相通，“”表示油口不通。l控制方式和复位弹簧符号画在方格两侧。lP进油口，T回油口，A、B两工作油口。l三位阀的中位，二位阀靠有弹簧的那位为常态位。3 3）换向原理）换向原理左位:右位:中位:PA ,B O ,活塞右移；P、A、B、O均不通，活塞

6、静止；P B,A O,活塞左移。换向阀：换向阀：滑阀式换向阀动画ABPTPTAB换向阀换位换向阀换位ABPTPTAB4.4.三位阀的中位机能三位阀的中位机能O型P型M型H型Y型K型5.5.几种常用的换向阀几种常用的换向阀手动换向阀机动换向阀（行程阀）机动换向阀（行程阀）电磁换向阀电磁换向阀液动换向阀液动换向阀电液动换向阀换向阀的操作方式换向阀的操作方式5.35.3压力控制阀压力控制阀 定义定义：在液压传动系统中，控制液压油压力高低的液压阀称之为压力控制阀，这类阀的共同点主要是利用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理来工作的。压力控制阀的作用：压力控制阀的作用：1、用来控制液压系统中油液压力；

7、1) 溢流阀 2) 减压阀 3) 顺序阀 4) 压力继电器2、通过压力信号实现控制。5.3.15.3.1溢流阀（溢流阀（Relief valveRelief valve）按结构型式分：直动式溢流阀 先导式溢流阀 1 1）直动型溢流阀：）直动型溢流阀：结构如右图所示，压力由弹簧设定，当油的压力超过设定值时，提动头上移，油液就从溢流口流回油箱，并使进油压力等于设定压力。由于压力为弹簧直接设定，一般当安全阀使用。PT符号符号PT 2 2）先导型溢流）先导型溢流：结构如图418所示，由主阀和先导阀两部分组成，主要特点是利用主阀平衡活塞上下两腔油液压力差和弹簧力相平衡。调节螺钉调节螺钉锥阀锥阀 锥阀座锥

8、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符号符号先导型溢流阀工作原理溢流阀的主要性能溢流阀的主要性能 （1 1）静态特性）静态特性A.A.压力压力流量特性（启闭特性）流量特性（启闭特性）B.B.调压范围与流量调节范围调压范围与流量调节范围C.C.卸荷压力与压力损失卸荷压力与压力损失（2 2）动态特性）动态特性压力超调量压力超调量p p升压时间升压时间t t1 1过渡过程时间过渡过程时间t t2 2卸荷时间卸荷时间t t3 3溢流阀的应用溢流阀的应用 （1 1）定压阀）定压阀（2 2）安全阀）安全阀保障系统的安全保障系统的

9、安全 （3 3）背压阀）背压阀（5 5）实现系统的远程调压）实现系统的远程调压（4 4）卸荷阀）卸荷阀（6 6）实现多级调压）实现多级调压 1 1）作溢流阀用：）作溢流阀用：在定量泵的液压系统中如图（a）所示，常利用流量控制阀调节进入液压缸的流量，多余的压力油可经溢流阀流回油箱，这样可使泵的工作压力保持定值。溢流阀溢流阀 主主要用途：要用途： 2 2）作安全阀）作安全阀用用：液压系统，在正常工作状态下，溢流阀是关闭的，只有在系统压力大于其调整压力时，溢流阀才被打开溢流，对系统起过载保护作用。3 3）远程压力控制回路）远程压力控制回路：从较远距离的地方来控制泵工作压力的回路，如图所示回路压力维持

10、在3MPa。遥控溢流阀的调定压力一定要低于主溢流阀调定压力，否则等于将主溢流阀引压口堵塞。 4 4）多级压力切换回）多级压力切换回路路：如图利用电磁换向阀可调出三种回路压力，注意最大压力一定要在主溢流阀上设定。 4.3.24.3.2减压阀（减压阀（Reducing valveReducing valve）减减压阀压阀应用：应用：当回路内有两个以上液压缸，其中之一需要较低的工作压力，同时其它的液压缸仍需高压运作时，此刻就得用减压阀提供一较系统压力为低的压力给低压缸。减压阀减压阀工作原理：工作原理：减压阀是利用液流流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力的压力控制阀。定值减压定值减压阀阀使进

11、口油液的压力减低后输出，并保持所使进口油液的压力减低后输出，并保持所输出减压油的压力为恒定值，这种阀用得输出减压油的压力为恒定值，这种阀用得较多，常称为减压阀。较多，常称为减压阀。保证阀的进、出口两侧油液的压力差为恒保证阀的进、出口两侧油液的压力差为恒定值，常用它与节流阀组合成调速阀。定值，常用它与节流阀组合成调速阀。定差减压定差减压阀阀可使进出口压力的比值保持恒定。可使进出口压力的比值保持恒定。 定比减压定比减压阀阀 输出、输出、输入输入压力压力关系关系 由于减压阀能使与其出口处相接的某一回路的压力保由于减压阀能使与其出口处相接的某一回路的压力保持恒定，因此它在系统的夹紧、控制、润滑等油路中

12、应用持恒定，因此它在系统的夹紧、控制、润滑等油路中应用较多。较多。 对减压阀的要求是对减压阀的要求是：出口压力维持恒定，不受入口出口压力维持恒定，不受入口压力、通过流量大小的影响。压力、通过流量大小的影响。 减压阀分类减压阀分类： 1）按调节要求不同按调节要求不同，有出口压力为定值的定值减压阀；进出口压力差不便的定差减压阀；进出口压力成比例的定比减压阀。其中定值减压阀应用最广，又简称减压阀。 2）按结构不同）按结构不同有直动型和先导型两种 1 1 ） 结 构 ：） 结 构 ：如右图所示，为先导型减压阀，由主阀和先导阀组成，先导阀负责调定压力，主阀负责减压作用。1.1.减压阀结构及工作原理：减压

13、阀结构及工作原理： 2 2）工作原理：）工作原理：进口压力油经主阀阀口流至出口，出口压力油引至主阀芯下腔，然后进入主阀芯上腔和先导阀前腔，当出口压力大于减压阀的调定压力时，先导阀阀口开启，主阀芯上移，主阀阀口缝隙关小，减压阀才起减压作用且保证出口压力为稳定不变。 特点特点l减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值；l减压阀阀口常开，进出油口相通；l减压阀有单独的泄油口；l减压阀的出口压力又去工作，压力不为零。l减压阀与溢流阀一样有遥控口。 2 2减压阀的应用减压阀的应用 1）减压回路：右图为减压回路，不管回路压力多高，A缸压力决不会超过3MPa。2.32.3顺序阀（顺序阀（sequence v

14、alvesequence valve）顺顺序阀定序阀定义义： 是一种利用压力控制阀口通断的压力阀，因用于控制多个执行元件的动作顺序而得名。功用功用 顺序阀用来顺序阀用来控制多个执行控制多个执行元件的顺序动作元件的顺序动作。通过改。通过改变控制方式、泄油方式和变控制方式、泄油方式和二次油路的接法，顺序阀二次油路的接法，顺序阀还可具有其他功能，如作还可具有其他功能，如作背压阀、平衡阀背压阀、平衡阀或或卸荷阀卸荷阀用。用。 顺序阀的工作原理先导式顺序阀2工作原理和结构工作原理和结构 顺序阀也有直动式和先导顺序阀也有直动式和先导式之分，根据控制压力来式之分，根据控制压力来源的不同，它有源的不同，它有内

15、控式内控式和和外控式外控式之分；根据泄油方之分；根据泄油方式，它有式，它有内泄式内泄式和和外泄式外泄式两种。两种。p1p2p1p2k顺序阀有顺序阀有内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄四种类型。四种类型。 3 3、顺序阀特点：顺序阀特点：内控外泄顺序阀与溢流阀相同之处：阀口常闭，进口压力控制阀口启闭，但是该阀出口油液要去工作，所以有单独的泄油口。内控外泄顺序阀用于多个执行元件顺序动作。其进口压力先要达到阀的调定压力，而出口压力取决于负载。当负载压力高于阀的调定压力时，进口压力等于出口压力即负载压力，阀口全开；当负载压力低于调定压力时，进口压力等于调定压力

16、，阀的开口一定。2 2、顺序阀的应用、顺序阀的应用1）用于顺序动作回路：图示为一定位与夹紧回路，其前进的动作顺序是先定位后夹紧，后退是同时退后。 2）起平衡阀的作用：在大形压床上由于压柱及上模很重，为防止因自重而产生的自走现象，必须加装平衡阀（顺序阀），如右图示。溢流阀、顺序阀、减压阀的主要区别 阀口有无泄漏油口控制油引出点在系统中安装方式及作用溢流阀常闭无入口并联在系统中，控制入口压力顺序阀常闭有入口串联在系统中，控制通断减压阀常开有出口串联在系统中，控制出口压力2.42.4压力继电器压力继电器压压力继电器力继电器定定义：义： 压压力继电器是一种将液力继电器是一种将液压系统的压系统的压力信号

17、压力信号转换转换为为电信号电信号输出的元件。输出的元件。压力继电器压力继电器作用：作用：通过压力继电器内的微动开关，自通过压力继电器内的微动开关，自动接通或断开电气线路，实现执行元件的顺序控制或动接通或断开电气线路，实现执行元件的顺序控制或安全保护。安全保护。压力继电器压力继电器类型：类型：柱塞式、弹簧管式柱塞式、弹簧管式和和膜片式膜片式。 压力继电器压力继电器的主要性能包括：压力继电器的主要性能包括：（1 1）调压范围）调压范围 （2 2）灵敏度和通断调节区间）灵敏度和通断调节区间（3 3）重复精度）重复精度（4 4）升压或降压动作时间）升压或降压动作时间 压力继电器在液压系统中压力继电器在

18、液压系统中的的应用应用很广，如刀具移到指定很广，如刀具移到指定位置碰到挡铁或负载过大时的位置碰到挡铁或负载过大时的自动退刀；润滑系统发生故障自动退刀；润滑系统发生故障时的工作机械自动停车；系统时的工作机械自动停车；系统工作程序的自动换接等，都是工作程序的自动换接等，都是典型的例子。典型的例子。p5.45.4流量控制阀流量控制阀流量控制阀定义流量控制阀定义：是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调节的阀。普通流量控制阀分类普通流量控制阀分类：包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀。流量控制原理流量控制原理：n通用节流方程为： q = KApmn常用节流口结构有锥形、三角槽形、矩形、三角形等。由

19、节流方程知，当压力差一定时，改变开口面积即改变液阻就可改变流量。 右图为节流阀的结构，油液由入口进入，经滑轴上的节流口后，由出口流出。调整手轮使滑轴轴向移动，以改变节流口节流面积的大小，从而改变流量大小达到调速的目的。图中油压平衡用孔道在于减小作用于手轮上的力，使滑轴上下油压平衡。5.4.2 5.4.2 节流阀：节流阀： （Throttle valveThrottle valve）节流阀节流阀节流阀节流阀 节流阀节流阀入口、出口压差入口、出口压差Q = K A pmK节流系数节流系数A过流面积过流面积流量特性方程流量特性方程pm孔口形状指数孔口形状指数调速阀调速阀能在负能在负载变化的状况载变化

20、的状况下，保持进口、下，保持进口、出口压力差恒出口压力差恒定。定。调速阀的结构，由调速阀的结构，由定差减压阀定差减压阀和和普通节流阀普通节流阀组成组成 其动作原理说明如下： 压力油Pl进入调速阀后，先经过定差减压阀的阀口x(压力由p1减至p2,然后经过节流阀阀口y流出,出口压力为p3。从图中可以看到,节流阀进出口压力p2、p3经过阀体上的流道被引到定差减压阀阀芯的两端(p3引到阀芯弹簧端,p2 引到阀芯无弹簧端),作用在定差减压阀芯上的力包括液压力、弹簧力。调速阀工作时的静态方程如下: 此时只要将弹簧力固定，则在油温无什么变化时，输出流量即可固定。另外，要使阀能在工作区正常动作，进、出口间压力差要在0.5 1MPa以上。 以上讲的调速阀是压力补偿调速阀，即不管负载如何变化，通过调速阀内部具有