第四章1液压与气压传动(方向阀)

1、Hydraulic & Pneumatic Transmission 在液压系统中，通常利用液压控制阀来对液流的流动方向、压力的高低以及流量的大小进行预期的控制，以满足负载的工作要求。 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 叠加式液压阀 二通插装阀 液压伺服阀和电液比例阀液压控制元件 了解液压控制阀的分类。 理解方向阀、压力阀、流量阀的工作原理、功用及其结构，掌握其分析方法。 了解叠加阀的工作原理、插装阀的结构和工作原理。 了解液压伺服阀和电液比例阀。 液压控制元件各种液压阀的工作原理各种液压阀的职能符号和工作方式各种液压阀的作用及应用各种液压阀的性能参数各种液压阀的典型结构、特点液压控

2、制元件液压控制元件 阀芯、阀体以及驱动阀芯在阀体内作阀芯、阀体以及驱动阀芯在阀体内作相对运动的装置。相对运动的装置。 驱动装置可以是手调机构，也可以是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。弹簧或电磁铁，有时还作用有液压力。一、液压控制阀概述 利用阀芯在阀体内作相对运动来控制阀口的通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。断及阀口的大小，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p p和阀口和阀口面积面积 A A 有关，始终满足压力流量方程；作用在阀芯有关，始终满足压力流

3、量方程；作用在阀芯上的力是否平衡则需要具体分析。上的力是否平衡则需要具体分析。一、液压控制阀概述分类方法分类方法种类种类详细分类详细分类 按机能按机能分类分类压力控制阀压力控制阀溢流阀、顺序阀、卸荷阀、平衡阀、减压阀、比例压力控溢流阀、顺序阀、卸荷阀、平衡阀、减压阀、比例压力控制阀、缓冲阀、仪表截止阀、限压切断阀、压力继电器制阀、缓冲阀、仪表截止阀、限压切断阀、压力继电器流量控制阀流量控制阀节流阀、单向节流阀、调速阀、分流阀、集流阀、比例流节流阀、单向节流阀、调速阀、分流阀、集流阀、比例流量控制阀量控制阀方向控制阀方向控制阀单向阀、液控单向阀、换向阀、行程减速阀、充液阀、梭单向阀、液控单向阀、

4、换向阀、行程减速阀、充液阀、梭阀、比例方向阀阀、比例方向阀按结构按结构分类分类滑阀滑阀圆柱滑阀、旋转阀、平板滑阀圆柱滑阀、旋转阀、平板滑阀座阀座阀锥阀、球阀、喷嘴挡板阀锥阀、球阀、喷嘴挡板阀射流管阀射流管阀射流阀射流阀按操作方按操作方法分类法分类手动阀手动阀手把及手轮、踏板、杠杆手把及手轮、踏板、杠杆机动阀机动阀挡块及碰块、弹簧、液压、气动挡块及碰块、弹簧、液压、气动电动阀电动阀电磁铁控制、伺服电动机和步进电动机控制电磁铁控制、伺服电动机和步进电动机控制一、液压控制阀概述分类方法分类方法种类种类详细分类详细分类按连接方按连接方式分类式分类管式连接管式连接螺纹式连接、法兰式连接螺纹式连接、法兰式

5、连接板式及叠加式板式及叠加式连接连接单层连接板式、双层连接板式、整体连接板式、叠加阀单层连接板式、双层连接板式、整体连接板式、叠加阀插装式连接插装式连接螺纹式插装（二、三、四通插装阀）、法兰式插装（二螺纹式插装（二、三、四通插装阀）、法兰式插装（二通插装阀）通插装阀）按其他方按其他方式分类式分类开关或定值控开关或定值控制阀制阀压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀 按控制方按控制方式分类式分类 电液比例阀电液比例阀电液比例压力阀、电源比例流量阀、电液比例换向阀、电液比例压力阀、电源比例流量阀、电液比例换向阀、电流比例复合阀、电流比例多路阀三级电液流量伺服电流比例复

6、合阀、电流比例多路阀三级电液流量伺服伺服阀伺服阀单、两级（喷嘴挡板式、动圈式）电液流量伺服阀、三单、两级（喷嘴挡板式、动圈式）电液流量伺服阀、三级电液流量伺服级电液流量伺服数字控制阀数字控制阀数字控制压力控制流量阀与方向阀数字控制压力控制流量阀与方向阀一、液压控制阀概述公称通径公称通径 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。阀工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，最大不得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大于额定流量的1.

7、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。对压力控制阀，实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。际最高压力还可能受它的功率极限的限制。一、液压控制阀概述 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。 阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封性阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封性能要好。能要好。 所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外干扰时变化所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外

8、干扰时变化量要小。量要小。 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。一、液压控制阀概述一、液压控制阀概述液压控制阀基础 方向控制阀主要用来通断油路或改变油液流动方向控制阀主要用来通断油路或改变油液流动方向，从而控制液压执行元件的起动或停止，改变方向，从而控制液压执行元件的起动或停止，改变其运动方向。其运动方向。 主要包括主要包括单向阀和换向阀单向阀和换向阀两大类。两大类。二、方向控制阀二、方向控制阀作用：作用： 在液压系统中，单向阀只允许液流沿一个方向在液压系统中，单向阀只允许液流沿一个方向通过，反向流动则被截止。控制油液的单向流动。通过，反向流

9、动则被截止。控制油液的单向流动。主要性能要求：主要性能要求： 正向流动时阻力小，反向时密封性好，动作灵正向流动时阻力小，反向时密封性好，动作灵敏，无冲击和噪声。敏，无冲击和噪声。二、方向控制阀 按控制方式不同，单向阀可分为按控制方式不同，单向阀可分为普通单向阀普通单向阀和和液控液控单向阀单向阀两类。两类。 按阀芯结构分为按阀芯结构分为球芯、柱芯、锥芯球芯、柱芯、锥芯； 按液流方向与阀芯移动方向分为按液流方向与阀芯移动方向分为直角式、直通式直角式、直通式。二、方向控制阀 DIF DIF型直通单向阀型直通单向阀 直角单向阀直角单向阀二、方向控制阀二、方向控制阀阀体阀体阀芯阀芯弹簧弹簧工作原理图工作

10、原理图职能符号职能符号二、方向控制阀活塞活塞顶杆顶杆阀芯阀芯工作原理图工作原理图职能符号职能符号二、方向控制阀 普通单向阀装在液压泵出口，防止油液倒流而损坏普通单向阀装在液压泵出口，防止油液倒流而损坏液压泵。液压泵。 普通单向阀与其它阀组成复合式阀。普通单向阀与其它阀组成复合式阀。 普通单向阀安装在回油管上作背压阀。普通单向阀安装在回油管上作背压阀。 用液控单向阀实现液压缸保压。用液控单向阀实现液压缸保压。 利用液控单向阀锁紧液压缸。利用液控单向阀锁紧液压缸。二、方向控制阀二、方向控制阀单向阀 利用阀芯和阀体相对位置的改变来控制液流的利用阀芯和阀体相对位置的改变来控制液流的方向或液流的通断，从

11、而使液压执行元件启动、停方向或液流的通断，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。止或变换运动方向。二、方向控制阀 油液流经换向阀时压力损失要小油液流经换向阀时压力损失要小 互不相通的油口间的泄漏要小互不相通的油口间的泄漏要小 换向要平稳，迅速可靠换向要平稳，迅速可靠二、方向控制阀按阀芯相对阀体的运动的方式不同：按阀芯相对阀体的运动的方式不同： 滑阀和转阀滑阀和转阀按操纵方式不同：按操纵方式不同： 手动、机动、电磁动、液动和电液动等手动、机动、电磁动、液动和电液动等二、方向控制阀二、方向控制阀工作原理图工作原理图职能符号职能符号位数：执行元件可能得到的运动状态数目。位数：执行元件可能得到的

12、运动状态数目。通数：阀与液压系统中油路相连接的油口数。通数：阀与液压系统中油路相连接的油口数。二、方向控制阀二、方向控制阀二、方向控制阀二、方向控制阀阀体阀体阀芯阀芯手柄手柄工作原理图工作原理图职能符号职能符号二、方向控制阀手柄手柄阀芯阀芯 弹簧弹簧二、方向控制阀机动换向阀又称为行程阀。机动换向阀通常是二位的。机动换向阀又称为行程阀。机动换向阀通常是二位的。二位二通换向阀又分为常闭（不通）和常开（接通）两种。二位二通换向阀又分为常闭（不通）和常开（接通）两种。二、方向控制阀职能符号职能符号阀芯阀芯弹簧弹簧滚轮滚轮工作原理图工作原理图电磁铁按使用电源不同，可分为交流和直流两种。电磁铁按使用电源不

13、同，可分为交流和直流两种。按衔铁工作腔是否有油液又可分为按衔铁工作腔是否有油液又可分为“干式干式”和和“湿式湿式”。二、方向控制阀推杆推杆阀芯阀芯弹簧弹簧二位三通电磁阀二位三通电磁阀职能符号职能符号三位五通电磁阀三位五通电磁阀二、方向控制阀 液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向阀。阀芯是由其两端密封腔中油液的压差来移动的。阀。阀芯是由其两端密封腔中油液的压差来移动的。二、方向控制阀三位四通液动阀三位四通液动阀二、方向控制阀 对于各种操纵方式的三位换向滑阀，把对于各种操纵方式的三位换向滑阀，把阀芯在中间位置时各油口的连通情况称为

14、换阀芯在中间位置时各油口的连通情况称为换向阀的中位机能。向阀的中位机能。二、方向控制阀二、方向控制阀中位机能中位机能二、方向控制阀中位机能中位机能 在分析和选择三位换向阀的中位机能时，通常在分析和选择三位换向阀的中位机能时，通常考虑以下几点：考虑以下几点： a.a.系统保压系统保压 b.b.液压缸液压缸“浮动浮动” c.c.系统卸荷及在任意位置停止系统卸荷及在任意位置停止 d.d.换向平稳性与精度换向平稳性与精度 e.e.启动平稳性启动平稳性二、方向控制阀 三位换向阀除了在中间位置时有各种滑阀机能外，有时也把三位换向阀除了在中间位置时有各种滑阀机能外，有时也把阀芯在其一端位置时的油口连通情况设

15、计成特殊的机能，这时分阀芯在其一端位置时的油口连通情况设计成特殊的机能，这时分别用两个字母来表示滑阀在中间状态和一端状态的滑阀机能，常别用两个字母来表示滑阀在中间状态和一端状态的滑阀机能，常用的有用的有OP型和型和MP型等型等 。OPOP型型MPMP型型二、方向控制阀 滑阀上的稳态液动力是在阀芯移动完毕，开口固滑阀上的稳态液动力是在阀芯移动完毕，开口固定之后，液流流过阀口时因动量变化而作用在阀芯上定之后，液流流过阀口时因动量变化而作用在阀芯上的有使阀口关小的趋势的力。其值与通过阀的流量大的有使阀口关小的趋势的力。其值与通过阀的流量大小有关，流量越大，液动力也越大，因而使换向阀切小有关，流量越大

16、，液动力也越大，因而使换向阀切换的操纵力也应越大。由于在滑阀式换向阀中稳态液换的操纵力也应越大。由于在滑阀式换向阀中稳态液动力相当于一个回复力，故它对滑阀性能的影响是使动力相当于一个回复力，故它对滑阀性能的影响是使滑阀的工作趋于稳定。滑阀的工作趋于稳定。二、方向控制阀 滑阀上的瞬态液动力是滑阀在移动过程中，阀腔滑阀上的瞬态液动力是滑阀在移动过程中，阀腔液流因加速或减速而作用在阀芯上的力。这个力与阀液流因加速或减速而作用在阀芯上的力。这个力与阀芯的移动速度有关（即与阀口开度的变化率有关），芯的移动速度有关（即与阀口开度的变化率有关），而与阀口开度本身无关，且瞬态液动力对滑阀工作稳而与阀口开度本身

17、无关，且瞬态液动力对滑阀工作稳定性的影响要视具体结构而定。定性的影响要视具体结构而定。二、方向控制阀 一般滑阀的阀孔和阀芯之间有很小的间隙，当缝一般滑阀的阀孔和阀芯之间有很小的间隙，当缝隙均匀且缝隙中有油液时，移动阀芯所需的力只须克隙均匀且缝隙中有油液时，移动阀芯所需的力只须克服粘性摩擦力，数值是相当小的。服粘性摩擦力，数值是相当小的。 在中、高压系统中，当阀芯停止运动一段时间后在中、高压系统中，当阀芯停止运动一段时间后（一般约（一般约5分钟分钟以后），这个阻力可以大到几百牛顿，以后），这个阻力可以大到几百牛顿，使阀芯重新移动十分费力，这就是所谓的液压卡紧现使阀芯重新移动十分费力，这就是所谓的液压卡紧现象。象。 二、方向控制阀 引起液压卡紧的原因，有的是由于脏物进入引起液压卡紧的原因，有的是由于脏物进入缝隙而使