液压传动第六章-液压控制阀及液压回路课件

1、第六章 液压控制阀及液压回路第六章液压控制阀及液压回路第一节概述一、液压阀的分类1.按用途分液压阀按其用途不同可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三类。第六章液压控制阀及液压回路2.按安装连接方式分(1)螺纹式(管式)连接(2)板式连接(3)法兰式连接(4)叠加式连接(5)插装式连接第六章液压控制阀及液压回路二、液压阀的性能参数及对阀的基本要求1)结构简单、紧凑，动作灵敏，使用可靠，调整方便。2)密封性能好，通油时压力损失小。3)通用性好，便于安装与维护。第六章液压控制阀及液压回路三、液压回路的分类1)方向控制回路(如换向回路、锁定回路等)。2)压力控制回路(如调压回路、保压回路、减压回路

2、、增压回路、卸荷回路、平衡回路等)。3)速度控制回路(如调速回路、快速回路、速度转换回路等)。 4)多缸工作控制回路(如顺序动作回路、同步回路、互锁回路、多缸快慢速互不干扰回路等)。第六章液压控制阀及液压回路第二节方向控制阀及方向控制回路图6-1单向阀a)管式单向阀b)板式单向阀c)图形符号1阀体2阀芯3弹簧一、单向阀第六章液压控制阀及液压回路图6-2液控单向阀1控制活塞2锥阀芯3卸荷阀芯1.普通单向阀2.液控单向阀图62所示为液控单向阀。第六章液压控制阀及液压回路二、换向阀1.换向阀的分类及图形符号按阀的操纵方式不同，换向阀可分为手动、机动、电磁动、液动、电液动换向阀，其操纵符号如图63所示

3、。第六章液压控制阀及液压回路图6-3换向阀操纵方式符号a)手动b)机动c)电磁动d)弹簧复位e)液动f)液压外部压力控制g)电液动第六章液压控制阀及液压回路表6-1换向阀的结构原理及图形符号第六章液压控制阀及液压回路表6-1换向阀的结构原理及图形符号第六章液压控制阀及液压回路2.几种常用的换向阀(1)机动换向阀机动换向阀又称行程阀。图6-4机动换向阀1滚轮2阀芯3弹簧第六章液压控制阀及液压回路图6-5电磁换向阀a)、b)二位三通电磁干式换向阀c)、d)三位四通电磁湿式换向阀1衔铁2推杆3阀芯4弹簧(2)电磁换向阀电磁换向阀是利用电磁铁的吸力控制阀芯换位的换向阀。第六章液压控制阀及液压回路图6-

4、6液动换向阀(3)液动换向阀电磁换向阀布置灵活，易实现程序控制，但受电磁铁尺寸限制，难以用于切换大流量油路。第六章液压控制阀及液压回路图6-7电液换向阀a)结构简图b)图形符号c)简化符号(4)电液换向阀电液换向阀是由电磁换向阀和液动换向阀组成的复合阀。第六章液压控制阀及液压回路(5)手动换向阀手动换向阀是用手动杠杆操纵阀芯换位的换向阀。图6-8手动换向阀a)、c)自动复位式b)、d)钢球定位式1手柄2阀芯3弹簧第六章液压控制阀及液压回路(6)转阀转阀是用手动或机动使阀芯转位而改变油流方向的换向阀。图6-9三位四通转阀1阀芯2手柄3、4手柄座叉形拔杆第六章液压控制阀及液压回路图6-10多路换向

5、阀a)并联式b)串联式c)顺序单动式(7)多路换向阀多路换向阀是一种集中布置的组合式手动换向阀，常用于工程机械等要求集中操纵多个执行元件的设备中。第六章液压控制阀及液压回路3.三位换向阀的中位机能三位换向阀中位时各油口的连通方式称为它的中位机能。 1)换向精度及换向平稳性，中位时通液压缸两腔的A、B油口均堵塞(如O型、M型)，换向位置精度高，但换向不平稳，有冲击。2)系统的保压与卸荷中位时P油口堵塞(如O型、Y型、P型)，系统保压，液压泵能向多缸系统的其它执行元件供油。第六章液压控制阀及液压回路3)“浮动”或在任意位置锁住中位时A、B油口连通(如H型、Y型)，则卧式液压缸呈“浮动”状态，这时可

6、利用其它机构(如齿轮-齿条机构)移动工作台，调整位置。表6-2三位换向阀的中位机能图6-11锁定回路三、换向回路和锁定回路第三节压力控制阀及压力控制回路一、溢流阀及调压回路1.溢流阀的结构及工作原理(1)直动型溢流阀图6-12直动型溢流阀a)低压直动型溢流阀b)图形符号c)锥阀芯直动型溢流阀1调整螺母2弹簧3阀芯第三节压力控制阀及压力控制回路(2)先导型溢流阀图6-13先导型溢流阀a)高压先导型溢流阀b)低压先导型溢流阀c)图形符号1先导阀芯2先导阀座3先导阀体4主阀体5主阀芯6主阀套7主阀弹簧第三节压力控制阀及压力控制回路2.溢流阀的静态特性(1)压力-流量特性(2)启闭特性(3)压力稳定性

7、(4)卸荷压力图6-14溢流阀的静态特性a)压力-流量特性b)启闭特性第三节压力控制阀及压力控制回路图6-15溢流阀的应用a)调压溢流b)安全保护c)使泵卸荷d)远程调压3.溢流阀的应用及调压回路(1)调压溢流 (2)安全保护(3)使泵卸荷(4)远程调压(5)形成背压第三节压力控制阀及压力控制回路(6)多级调压图6-16a所示多级调压及卸荷回路中，先导型溢流阀1与溢流阀2、3、4的调定压力不同，且阀1调压最高。图6-16多级调压及卸荷回路1先导型溢流阀2、3、4溢流阀5三位换向阀6、7二位换向阀第三节压力控制阀及压力控制回路二、顺序阀与顺序动作回路1.顺序阀的工作原理与结构特点顺序阀是利用油路

8、中压力的变化控制阀口启闭，以实现执行元件顺序动作的液压元件。图6-17直动型顺序阀a)结构图b)内控式c)外控式1螺堵2下阀盖3控制活塞4阀体5阀芯6弹簧7上阀盖第三节压力控制阀及压力控制回路图6-18定位、夹紧顺序动作回路2.用顺序阀的顺序动作回路图618为机床夹具上用顺序阀实现工件先定位后夹紧的顺序动作回路。第三节压力控制阀及压力控制回路3.用顺序阀控制的平衡回路为防止立式液压缸的运动部件在上位停止时因自重而下滑，或在下行时超速，运动不平稳，常采用平衡回路。图6-19用顺序阀的平衡回路第三节压力控制阀及压力控制回路三、减压阀与减压回路1.减压阀的工作原理与结构特点减压阀是利用油液流过缝隙时

9、产生压降的原理，使系统某一支油路获得比系统压力低而平稳的压力油的液压控制阀。图6-20先导型减压阀a)结构图b)图形符号1调压手轮2密封圈3弹簧4先导阀芯5阀座6主阀芯7主阀体8阀盖第三节压力控制阀及压力控制回路2.减压回路在液压系统中，当某个执行元件或某一支油路所需要的工作压力低于系统的工作压力，或要求有较稳定的工作压力时，可采用减压回路。图6-21减压回路第三节压力控制阀及压力控制回路四、压力继电器及其应用1.压力继电器的结构与工作原理压力继电器是使油液压力达到预定值时发出电信号的液电信号转换元件。图6-22膜片式压力继电器1膜片2柱塞3、7弹簧4调节螺钉5、6钢球8调压螺钉9销轴10杠杆

10、11微动开关第三节压力控制阀及压力控制回路2.用压力继电器控制的保压卸荷回路在图623所示夹紧机构液压缸的保压卸荷回路中，采用了压力继电器和蓄能器。图6-23用压力继电器的第三节压力控制阀及压力控制回路图6-24用压力继电器控制3.用压力继电器控制顺序动作的回路图624所示回路为用压力继电器控制电磁换向阀实现由“工进”转为“快退”的回路。第四节流量控制阀及节流调速回路一、节流阀图625所示为普通节流阀。图6-25节流阀a)结构图b)图形符号1阀芯2推杆3手轮4弹簧第四节流量控制阀及节流调速回路图6-26节流阀和调速阀的特性曲线第四节流量控制阀及节流调速回路二、调速阀调速阀是由定差减压阀与节流阀

11、串联而成的组合阀。图6-27调速阀的工作原理a)工作原理图b)图形符号c)简化符号1减压阀芯2节流阀第四节流量控制阀及节流调速回路三、节流调速回路1.进、回油路节流调速回路在执行元件的进油路上串接一个流量阀，即构成进油路节流调速回路，如图628所示。图6-28进油路节流调速回路第四节流量控制阀及节流调速回路图6-29回油路节流调速回路回油路节流调速回路第四节流量控制阀及节流调速回路图6-30进、回油路节流调速的速度-负载特性曲线进、回油路节流调速的速度-负载特性曲线第四节流量控制阀及节流调速回路1)当节流阀开口AT一定时，缸的运动速度v随负载F的增加而降低，其特性较软。2)当节流阀开口一定时，

12、负载较小的区段曲线比较平缓，速度刚性好；负载较大的区段曲线较陡，速度刚性较差。3)在相同负载下工作时，节流阀开口较小缸的速度v较低时，曲线较平缓，速度刚性好；节流阀开口较大，缸的速度v较高时，曲线较陡，速度刚性较差。4)节流阀开口不同的各特性曲线相交于负载轴上的一点。第四节流量控制阀及节流调速回路2.旁油路节流调速回路将流量阀设置在与执行元件并联的旁油路上，即构成了旁油路节流调速回路，如图631所示。图6-31旁油路节流调整回路及其速度-负载特性第四节流量控制阀及节流调速回路1)节流阀开口越大，进入液压缸中的流量越少，活塞运动速度则越低；反之，开口关小，其速度升高。2)当节流阀开口一定时，活塞

13、运动的速度也随负载的增大而减小，而且其速度刚性比进、回油路节流调速回路更软。3)当节流阀开口一定时，负载较小的区段曲线较陡，速度刚性差；负载较大的区段曲线较平缓，速度刚性较好。第四节流量控制阀及节流调速回路4)在相同负载下工作时，节流阀开口较小，活塞运动速度较高时曲线较平缓，速度刚性好；开口较大，速度较低时，曲线较陡，速度刚性较差。5)节流阀开口不同的各特性曲线，在负载坐标轴上不相交。第五节其它速度控制回路一、容积调速回路1.变量泵液压缸容积调速回路图632所示开式回路为由变量泵及液压缸组成的容积调速回路。图6-32变量泵液压缸容积调速回路1变量泵2单向阀3溢流阀(安全作用)4换向阀5液压缸6

14、溢流阀(背压作用)第五节其它速度控制回路2.变量泵定量液压马达容积调速回路图633所示的闭式回路为由变量泵2及定量液压马达4等组成的容积调速回路。图6-33变量泵定量液压马达容积调速回路及其特性1辅助泵2变量泵3、5溢流阀4定量液压马达第五节其它速度控制回路3.定量泵变量液压马达容积调速回路图634所示闭式回路为由定量泵2和变量液压马达4等组成的容积调速回路。图6-34定量泵变量液压马达容积调速回路及其特性1单向阀2定量泵3、5溢流阀4变量液压马达6辅助泵第五节其它速度控制回路4.变量泵变量液压马达容积调速回路图6-35变量泵变量液压马达容积调速回路及其特性1、8溢流阀2双向变量泵3、4、5、

15、6单向阀7双向变量液压马达9辅助泵第五节其它速度控制回路二、容积节流调速回路(联合调速)1.定压式容积节流调速回路图636为由限压式变量叶片泵1和调速阀3等元件组成的定压式容积节流调速回路。图6-36定压式容积节流调速回路及调速特性1变量泵2换向阀3调速阀4单向阀5行程阀6溢流阀(背压作用)第五节其它速度控制回路2.变压式容积节流调速回路图6-37变压式容积节流调速回路1变量叶片泵2换向阀3节流阀4溢流阀(背压作用)5溢流阀第五节其它速度控制回路三、快速运动回路1.液压缸差动连接的快速运动回路图638为采用单杆活塞缸差动连接实现快速运动的回路。2.双泵供油的快速运动回路图639为双泵供油的快速

16、运动回路。第五节其它速度控制回路图6-38液压缸差动连接的快速回路第五节其它速度控制回路图6-39第五节其它速度控制回路图6-403.采用蓄能器的快速运动回路图640为采用蓄能器4与液压泵1协同工作实现快速运动的回路。第五节其它速度控制回路四、速度转换回路设备工作部件在实现自动工作循环过程中，需要进行速度的转换。1.快慢速转换回路(1)用电磁换向阀的快慢速转换回路图6-41是利用二位二通电磁阀与调速阀并联实现快速转慢速的回路。第五节其它速度控制回路图6-41用电磁换向阀的快慢速转换回路第五节其它速度控制回路图6-42用行程阀的快慢速转换回路1泵2溢流阀3换向阀4、5、6单向行程调速阀(2)用行

17、程阀的快慢速转换回路。第五节其它速度控制回路2.两种慢速的转换回路(1)调速阀串联的慢速转换回路图6-43是由调速阀3和4串联组成的慢速转换回路。(2)调速阀并联的慢速转换回路图6-44a为由调速阀4和5并联的慢速转换回路。图6-43调速阀串联的慢速转换回路第五节其它速度控制回路图6-44调速阀并联的慢速转换回路第六节多缸工作控制回路一、顺序动作回路1.行程控制的顺序动作回路图645a为用行程阀2及电磁阀1控制A、B两液压缸实现工作顺序的回路。第六节多缸工作控制回路图6-45行程控制顺序动作回路a)用行程阀控制b)用行程开关控制1、3、4电磁阀2行程阀第六节多缸工作控制回路2.压力控制的顺序动

18、作回路图6-46压力控制的顺序动作回路1电磁换向阀2、3单向顺序阀第六节多缸工作控制回路二、同步回路1.用调速阀控制的同步回路图647为用两个单向调速阀控制并联液压缸的同步回路。图6-47调速阀控制的同步回路1泵2溢流阀3换向阀4、5单向调速阀第六节多缸工作控制回路2.同步阀及用同步阀控制的同步回路同步阀是用以保证两个或多个流压缸（或液压马达）达到速度同步的流量控制阀。图6-48几种同步阀的符号a)分流阀b)集流阀c)分流集流阀第六节多缸工作控制回路图6-49用等量分流阀的同步回路第六节多缸工作控制回路图6-50带补偿装置的串联缸同步回路3.带补偿装置的串联液压缸同步回路图650中的两液压缸A

19、、B串联，B缸下腔的有效工作面积等于A缸上腔的有效工作面积。第六节多缸工作控制回路三、互锁回路第六节多缸工作控制回路图6-52双泵供油互不干扰回路四、多缸快慢速互不干扰回路第七节比例阀、插装阀和叠加阀一、比例阀1.比例压力阀及其应用用比例电磁铁取代直动型溢流阀的手动调压装置，便成为直动型比例溢流阀，如图653所示。图6-53直动型比例溢流阀a)结构图b)图形符号第七节比例阀、插装阀和叠加阀图6-54利用比例溢流阀的调压回路a)用比例溢流阀调压b)用普通溢流阀调压1比例溢流阀2电子放大器3、4溢流阀5换向阀6先导型溢流阀2.比例流量阀及其应用第七节比例阀、插装阀和叠加阀图6-55利用比例减压阀的

20、减压回路1泵2电液换向阀3比例减压阀4电子放大器5溢流阀第七节比例阀、插装阀和叠加阀图6-56利用比例调速阀的调速回路a)用普通调速阀调速b)用比例调速阀调速第七节比例阀、插装阀和叠加阀3.比例方向阀及其应用用比例电磁铁取代电磁换向阀中的普通电磁铁，便构成直动型比例方向阀，如图657所示。图6-57电反馈直动型比例方向阀二、插装阀1.基本结构和工作原理图6-58插装式锥阀a)结构图b)图形符号第七节比例阀、插装阀和叠加阀2.插装式锥阀用作方向控制阀(1)用作单向阀和液控单向阀将插装锥阀的A或B油口与控制油口K连通时，即成为单向阀。图6-59插装式锥阀用作单向阀第七节比例阀、插装阀和叠加阀图6-

21、60插装式锥阀用作液控单向阀第七节比例阀、插装阀和叠加阀(2)用作换向阀用小规格二位三通电磁换向阀来转换控制腔K的通油状态，即成为能通过高压大流量的二位二通换向阀，如图6-61所示。图6-61插装式锥阀用作二位二通换向阀第七节比例阀、插装阀和叠加阀图6-62插装式锥阀用作四通换向阀a)用作二位四通换向阀b)用作三位四通换向阀1、2、3、4插装式锥阀第七节比例阀、插装阀和叠加阀图6-63插装式锥阀用作压力阀a)用作溢流阀b)用作卸荷阀c)用作顺序阀1锥阀2溢流阀3电磁阀3.插装式锥阀用作压力控制阀第七节比例阀、插装阀和叠加阀图6-64插装式可调节流阀4.插装式锥阀用作流量控制阀第七节比例阀、插装阀和叠加阀5.插装阀应用简例(1)承压上升 (2)保压停留(3)回程下降(4)原位停止图6-65用插装阀的液压系统图1变量泵2溢流阀3、7电磁换向阀4、5、6锥阀第七节比例阀、插装阀和叠加阀三、叠加阀1.概述叠加式液压阀简称叠加阀，它是近十年内在板式阀集成化基础上发展起来的新型液压元件。