第5章液压控制元

1、第5章 液压控制元件 5.1 5.25.4液压控制阀概述方向控制阀压力控制阀新型控制阀流量控制阀 5.3 5.55.1液压控制阀概述 5.1.1 液压控制阀的分类 1.按用途分 （1）方向控制阀； （2）压力控制阀 ； （3）流量控制阀。 2.按安装连接形式分 （1）管式连接 ；（2）板式连接；（3）叠加式连接 （4）插装式连接 3按工作压力等级分 （1）低压阀；（2）中压阀；（3）高压阀返回 4.按控制原理分 （1）开关阀；（2）比例阀；（3）伺服阀；（4）数字阀。 5.1.2 控制阀的结构特点及对阀的基本要求 1.结构特点 所有控制阀在结构上都是由阀体、阀芯和操纵机构三大部分组成。 操纵机

2、构可以是手动、机动、电动、液动、电液等多种形式 。 返回 2.对控制阀的基本要求： （1）动作灵敏，工作平稳可靠，噪声尽可能小。 （2）一般情况下液流流经阀时的阻力损失要小。 （3）密封性要好,内泄漏量要小，无外泄漏。 （4）结构要简单紧凑，安装、维护、调整方便、通用性大，寿命长。返回5.2 方向控制阀 5.2.1 单向阀 1.普通单向阀 控制油液只能朝一个方向流动反向截止。 主要结构：阀体1、阀芯2、弹簧3。 返回返回 2.液控单向阀 一般情况下相当于普通单向阀，必要时可反向导通 。 主要结构：控制活塞1、顶杆2、阀芯3。返回5.2.2 换向阀 1换向阀分类返回 2.滑阀工作原理及图形符号

3、（1）原理 滑阀的工作原理如图5-3所示 。 返回返回 （2）图形符号 一个完整的换向阀图形符号包括工作位置数、通路数、各位置上油口连通关系、操纵方式、复位方式和定位方式等。 换向阀图形符号的含义如下： 用方框表示阀的工作位置。 方框内的箭头表示在这一位置上油路处于接通状态。 框内符号“”或“”表示此油路不通。 一个方框的外部连接几个接口，就表示几“通”。 字母P、T（或O）、A和B、 L的含义分别为： 进油口，回油口，工作油口，泄漏油口。 返回 3.滑阀的中位机能 中位机能是指阀芯处于中间（常态）位置时各油口间的连通情况，或称滑阀机能。 三位换向阀常见的滑阀中位机能见表5-3。 O型 油口全

4、封P、A、B、T互不通。 H型 油口全通P、A、B、T互通。 Y型 油口A、B、T互通，P口闭锁。 J型 油口B、T互通，P、A闭锁。 C型 油口A、P互通， B、T闭锁。 P型 油口P、A、B互通，T口闭锁。 X型 油口PA与BT半开启连通。 K型 油口P、A、T互通，B口闭锁。 M型 油口P、T互通，A 、B口闭锁。返回 4.几种常见的换向阀 （1）手动换向阀 主要结构包括：手柄 1 阀体2、 阀芯3和 复位弹簧4。返回 手动换向阀结构简单，动作可靠，但只适用于间歇动作和要求人力控制的场合。 （2）机动换向阀（行程阀 ）主要结构包括： 滚轮 1、 阀芯 2、 弹簧3。返回 机动换向阀结构简

5、单，动作可靠，换向位置精度高，改变控制机构（挡块或凸轮）外形，可以使阀芯有不同的换位速度，以减小换向冲击。 （3）电磁换向阀 图5-6为二位三通电磁换向阀 返回图5-7所示为三位四通电磁换向阀 电磁换向阀操作方便，便于布置和提高设备的自动化程度，但由于受到电磁铁尺寸和推力的限制，只适用于小流量的场合。 返回（4）液动换向阀 图5-8为液动换向阀结构图 液动换向阀结构简单、动作可靠、平稳，换向速度易于控制，由于液压驱动力大，可用于大流量的液压系统中。 返回 （5）电液换向阀 图5-9为三位四通电液换向阀的结构图，由电磁阀和液动换向阀两部分组成。 电磁阀是先导阀，液动换向阀是主阀。通过先导阀改变控

6、制油路的液流方向，从而控制主阀动作方向，实现其换向要求。 这样，可用较小的电磁换向阀来控制较大流量的液动换向阀的换向。所以，电液换向阀特别适用于高压大流量以及换向精度要求较高的液压系统中。 返回返回5.2.3 方向控制阀的选用 方向控制阀的型号、规格、种类繁多，选用时可根据液压系统的最大工作压力、流量、控制方式、液压系统的自动化程度、经济效果以及各种方向控制阀的特点来选用。 例如：对于没有自动化要求，但要求使用安全，可靠时，可选用手动换向阀 ；对要求动作迅速、操作方便、远距离控制、自动化程度较高时，可选用机动换向阀或电磁换向阀。 返回5.3压力控制阀 5.3.1 溢流阀 1.直动式溢流阀主要结

7、构：调压螺帽 调压弹簧 阀芯 阀体 工作原理：如图这种阀结构简单，动作响应块，一般调整压力小于25MPa，不适于高压大流量场合。返回 2.先导式溢流阀 这种阀的结构分两部分，左边是主阀（溢流）部分，右边是先导阀（调压）部分。 工作原理：如图5-11所示。 性能特点：由于主阀的平衡弹簧只用于主阀芯的复位，弹簧刚度小（进口油压与调压弹簧作用于先导阀前后，弹簧刚度大）。溢流口变化时平衡弹簧预紧力变化较小，故进油口压力受溢流量变化的影响较小其压力流量特性优于直动式溢流阀。 广泛应用于高压，大流量和调压精度要求较高的场合。额定压力一般为6.3MPa。返回返回返回5.3.2 顺序阀 （1）直动式顺序阀 主

8、要结构：螺堵1下阀盖2、控制活塞3阀体4 阀芯5 弹簧6 工作原理： 图5-12所示。液控顺序阀 、卸荷阀 的演变。最高工作压力达14MPa，其最高控制压力可达7MPa。 返回 （2）先导式顺序阀 先导式顺序阀的结构原理与先导式溢流阀类似 。图5-13所示为先导式顺序阀的结构原理和图形符号。 顺序阀的出油口通向系统的另一工作支路（溢流阀出口接油箱），由于它的进、出油口均为压力油，所以它的泄油口L必须单独外接油箱否则将无法工作。 顺序阀弹簧的调定压力应高于前一执行元件所需压力，但应低于系统溢流阀的调定压力。 返回5.3.3 减压阀 1.减压阀的结构和工作原理 图5-14是一种常用的先导式减压阀结

9、构原理图。它也分为两部分，先导阀和主阀。由先导阀调压，主阀减压。 工作原理：减压阀的主阀阀口为常开，且其开度可以随所控压力的变化在一定范围内自动调节，使得出口压力基本保持恒定，因此，称它为定值减压阀 。调节过程： 先导式减压阀外控口K，可以实现二级减压。 减压阀的最高调定压力应比系统最高调定压力低一定的数值。中压系统约低0.5MPa，中高压系统约低lMPa。 返回返回5.3.4 压力继电器 1.压力继电器的结构和工作原理 返回 2.压力继电器的应用 （1）用于安全保护 如图5-16（a） （2）用于控制顺序动作 如图5-16（b） （3）用于液压泵的启闭 如图5-16（c） （4）用于液压泵卸

10、荷 如图5-16（d）返回返回5.4 流量控制阀 5.4.1 流量控制阀的节流特性 1.节流口的结构形式 任何一个流量控制阀，都有一个节流部分， 称为节流口。改变节流口的通流面积就可以改变通过节流阀的流量。图5-17所示为节流口的几 种结构形式。 图5-17（a）为针阀式节流口 图5-17（b）为偏心式节流口。 图5-17（c）为轴向三角槽式节流口 图5-17（d）为周向缝隙式节流口。 图5-17（e）为轴向缝隙式节流口。 返回 2.节流口流量特性公式及其特性分析 这个方程说明通过节流口的流量与节流口截面积，以及节流口进、出口压力差的次方成正比。 （1）压差对流量的影响 见图5-18。 （2）

11、温度对流量的影响 （3）节流口阻塞及最小稳定流量 当节流口小到一定程度时，节流口会被附着层全部堵塞而造成断流,这种现象称为节流口堵塞。 最小稳定流量（指不断流，且流量变化率不大于10%）是节流阀的一项重要性能。 pKAqT返回5.4.2 节流阀 图5-19所示为普通节流阀，只适用于负载和温度变化不大或速度稳定性要求不高的场合。 返回5.4.3 调速阀 1.调速阀的工作原理 结构组成：定差减压阀1，节流阀2 返回 2.调速阀的流量特性和最小压差 图5-21所示为调速阀与节流阀的特性曲线， 当调速阀压力差很小时，p小于a点前的数值，减压阀阀芯被弹簧压向左端，阀口全部打开，减压阀不起作用，这时调速阀

12、的特性就和节流阀相同。所以调速阀正常工作时，最小应保证有0.40.5MPa的压力差。 3.温度补偿调速阀的工作原理 返回5.5新型控制阀 5.5.1 电液比例阀 1.电液比例阀的功用及特点 它是将输入的电信号连续地、按比例地控制液压系统中的流量、压力和方向的控制阀，是介于普通阀和伺服阀之间的一种液压控制阀。 大多数比例阀具有类似普通液压阀的结构特征。它与普通液压阀的主要区别在于，其阀芯的运动是采用比例电磁铁控制，使输出的压力或流量与输入的电流成正比。所以可用改变输入电信号的方法对压力、流量进行连续控制。 返回 2.电液比例溢流阀 如图5-23所示，它由直流比例电磁铁和先导型溢流阀组成。 若与普

13、通压力阀组合，可组成先导型比例溢流阀、比例减压阀和比例顺序阀等 返回 电液比例阀应用实例 返回 3.电液比例换向阀 图5-25所示为电液比例换向阀的结构原理 返回 4.电液比例流量阀 图5-26是比例调速阀的工作原理图 返回图5-27所示为电液比例调速阀的一个应用实例 返回 5.5.2 插装阀 1.基本结构和工作原理 返回 2.插装阀的应用实例 （1）用于换向回路 返回（2）用于调压回路返回 （3）用于调速回路 返回 5.5.3 数字阀控制阀简介 数字阀是用数字信息直接控制的液压阀 ，可直接与计算机对接，不需要数模转换器，故可用于用计算机实现实时控制的电液系统中。返回小 结 本章主要介绍液压系统的各种控制阀的结构和工作原理，通过学习要求达到如下目的： (1) 掌握各种控制阀的主要结构、工作原理、性能特点以及使用场合。 (2) 熟悉各种阀的职能符号。 (3) 明确各种控制阀之间的区别与联系。 本章学习的重点是液压控制阀的工作原理。由于阀的种类很多，原理不尽相同，初学者可能会感到有些困难，但如果我们把它们分类来理解，问题就简单多了。 从本质上讲，方向控制阀都是利用阀芯与阀体相对位置的改变来实现阀内部油路的接通或断开，从而满足液压 返回系统中各种换向功能要求的；压力控制阀都是利用主阀芯上液压力与