液压阀详细讲解课件

1、液压控制阀授课：大山时间：2016.9.269.28 1液压阀概述2方向控制阀3压力控制阀4流量控制阀液压控制阀群图 在液压系统中，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、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。 1液压阀概述1.1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1.2对液压阀的要求动作灵敏，工作可靠，工作时冲击和振动小；油液通过时压力损失小；密封性能好，内泄露少，无外泄露；

2、结构紧凑，安置、调试、维护方便，通用性好。2 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。2.1单向阀作用：控制油路通断。正向导通，反向截止。1-阀心，2-阀体，3-弹簧1、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：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:2.液控单向阀作用：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:液控单向阀：K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液控单向阀液

3、控单向阀：K口通油，反向可以流通液控单向阀：K口通油，反向可以流通液控单向阀2.2换向阀 利用阀心与阀体相对位置的改变，控制相应油路的通、断或变换油液的方向，以实现对执行元件运动方向的控制。1.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.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、三位等。按通路数分：二通、三通、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.换向原理及图形符号1)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

4、阀三位四通阀三位五通阀 2）图形符号含义：用方格数表示阀的工作位置数。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。控制方式和复位弹簧符号画在方格两侧。P进油口，T回油口，A、B两工作油口。三位阀的中位，二位阀靠有弹簧的那位为常态位。3）换向原理左位:右位:中位:PA ,B O ,活塞右移；P、A、B、O均不通，活塞静止；P B,A O,活塞左移。换向阀：滑阀式换向阀动画ABPTPTAB换向阀换位ABPTPTAB4.三位阀的中位机能O型P型M型H型Y型K型5.几种常用的换向阀手动换向阀机动换向阀（行程阀）电磁换向阀液动换向阀电液动换向阀换向阀的操作方式5

5、.3压力控制阀 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：1、用来控制液压系统中油液压力； 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。3.1溢流阀（Relief valve）按结构型式分：直动式溢流阀 先导式溢流阀 1）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。直动型溢流阀PT符号PT 2）先导型溢流：结构如图

6、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。先导型溢流阀调节螺钉锥阀锥阀座调压弹簧阀体主阀芯主阀体主阀弹簧遥控口K进油口P出油口TPT符号先导型溢流阀工作原理先导型溢流阀工作原理先导型溢流阀工作原理 1）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（Relief valve）”主要用途： 2）作安全阀用：（b）所示液压系统，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。

7、3）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）多级压力切换回路：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。减压阀应用：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。3.2减压阀（Reducing valve） 减压阀分类： 1）按调节要求不同，有出口

8、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）按结构不同有直动型和先导型两种 1）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.减压阀结构及工作原理： 2）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。减压阀动画 特点减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值；减压阀阀口常开，进出油口相通；减

9、压阀有单独的泄油口；减压阀的出口压力又去工作，压力不为零。减压阀与溢流阀一样有遥控口。 2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。3.3顺序阀（sequence valve） 顺序阀定义：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。 顺序阀分类：按控制油来源不同分内控和外控，按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。 顺序阀有内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄四种类型。直动式顺序阀 1、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

10、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，阀的开口一定。2、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。作卸荷阀用：将外控式顺序阀由外泄改为内泄，可在双泵供油系统中作低压泵的卸荷阀使用。快速轻载时，双泵同时向系统供油；慢速重载时，小泵2供油，大泵1

11、卸荷。可见，顺序阀可作溢流阀用，但溢流阀不能做顺序阀用。控制元件压力控制阀控制元件顺序阀与单向阀组成单向顺序阀， P开G/A上升到位后，不因自重下落且下降时不会产生冲击。 作平衡阀用：控制元件压力控制阀控制元件顺序阀3.4压力继电器 压力继电器定义：压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件。压力继电器作用：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安全保护。压力继电器类型：柱塞式、弹簧管式和膜片式。 单触点柱塞式压力继电器，主要零件包括柱塞1、调节螺帽2和电气微动开关3。如图所示,压力油作用在柱塞的下端，液压力直接与上端弹簧力相比较。当液压力

12、大于或等于弹簧力时，柱塞向上移压下微动开关触头，接通或断开电气线路。当液压力小于弹簧力时，微动开关触头复位。显然,柱塞上移将引起弹簧的压缩量增加，因此压下微动开关触头的压力(开启压力与微动开关复位的压力(闭合压力)存在一个差值，此差值对压力继电器的正常工作是必要的，但不易过大。 控制元件压力控制阀控制元件压力继电器控制元件压力控制阀控制元件压力继电器3. 压力继电器的应用 实现顺序动作：控制元件压力控制阀控制元件压力继电器 实现安全保护：压力继电器装在油缸的进油端，当油缸前进碰上挡铁或切削力过大时，其进油腔压力增大，达到压力继电器的调定值时，压力继电器发出电讯号使换向阀 2 的电磁铁断电，油缸

13、快速退回。控制元件压力控制阀控制元件压力继电器4流量控制阀流量控制阀定义：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：包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀。在液压系统中用来控制液体的流量的阀类称为流量控制阀。5.4 流量控制阀工作原理：通过改变阀的节流口过流面积的大小或改变液流通道的长短来改变液流局部阻力的大小，从而实现对流量的控制。流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀等。控制元件流量控制阀控制元件 节流口的形式 节流口形式及其流量特性控制元件流量控制阀控制元件 节流口的流量特性方程及流量稳定性 流量特性方程对于节流口的q稳定性而言，薄壁孔（=0.5

14、）优于细长孔（=1）；而阻尼孔优先选细长孔。 最小稳定流量 指节流阀可正常工作的最小流量q min 。对于薄 壁 孔： q min=10153 /min ； 三角沟式： q min=30503 /min 控制元件流量控制阀控制元件 从流量特性方程可见，节流阀的q稳定与否与压差、油温及节流口的形状等因素有关。压力：越大，p对q的稳定性的影响越大。 阀口宜制成薄壁孔。温度： T的改变将引起的变化。当节流孔为细长孔 时，十分明显。 阀口宜采用锐边或薄壁形孔。控制元件流量控制阀控制元件 节流孔的堵塞指当节流阀开度很小时，流量会出现不稳定，甚至断流的现象。产生原因：油液氧化生成物（如：胶质、沥青质）及原

15、有杂质。 结果：造成系统执行元件速度不稳定。措 施:a. 规定节流阀的最小稳定流量q min=0.05L/min；b. 节流口表面粗糙度；c. 采用水力半径大的节流口；d. 精细过滤，定期换油；采用电位差较小的金属材料、选用抗氧化稳定性好的油液、减小节流口的表面粗糙度等。控制元件流量控制阀控制元件一、节流阀无论那一种流量控制阀，内部一定有节流阀的构造，因此节流阀可说是最基本的流量控制阀。普通节流阀单向节流阀1. 普通节流阀普通节流阀是节流中最简单而又最基本的一种形式，它仅仅只有节流部分，有固定式和可调式两种不同的类型。控制元件流量控制阀控制元件节流阀 结构与工作原理控制元件流量控制阀控制元件节

16、流阀2. 单向节流阀单向节流阀是能够完成单向阀和节流阀两种功能的复合原件。 结构与工作原理控制元件流量控制阀控制元件节流阀由于节流阀的流量不仅取决于节流口面积的大小，还与节流口前后压差有关，且阀的刚度小，故只适用于执行元件负载变化很小和速度稳定性要求不高的场合。3. 节流阀的应用 固定式节流阀（节流口大小不能调整）用于改变流量。 可调式节流阀（特点：不易堵塞，流量不稳定）用于速度较低的液压系统。 可调式单向节流阀（特点：流量不稳定）用于需要单向节流阀调整，反向快速运动的场合。 控制元件流量控制阀控制元件节流阀二、调速阀对于执行元件负载变化大及对速度稳定性要求高的节流调速系统，必须对节流阀进行压

17、 力 补 偿。压力补偿装置的 作 用 是： 保证节流阀前后压差 p不变； 使通过节流口的流量只与其开口大小有关，而与负载变 化基本无关；压力补偿装置的 类 型 有： 定差减压阀与节流阀 串 联 调速阀； 溢流阀与节流阀 并 联 溢流节流阀；控制元件流量控制阀控制元件调速阀1. 调 速 阀 结构控制元件流量控制阀控制元件调速阀工作原理 调速阀进油口的压力P1=P泵（忽略管道损失），其值由溢流阀调定； 油液经减压阀后压力降为P2； 调速阀出口压力为P3 ，其值取决于系统负载； 减压阀阀芯上端的油腔（b）经孔（a）同节流阀后的压力油相通，压力为P3。 减压阀肩部的油腔（c）和下端的油腔（d）经孔和节

18、流阀前的压力油相通，压力为P2。控制元件流量控制阀控制元件调速阀油路：p1 减压缝隙x p2 c、d减压阀阀芯受力的平衡方程为： 节流阀p3 缸、b减压阀上下端面积相等，即：令阀芯上的弹簧力为Fs ，不考虑活塞自重及摩擦力，则：A d + A c = A b=A控制元件流量控制阀控制元件调速阀根据节流阀小孔流量方程q=C A p ，可以看出，当C、A不变时，要使q不变，必须保持p 为一常数。而p2 p3FA , 平衡减压阀阀芯的弹簧是一个软弹簧，其k值较小，同时，减压口的开度x的变化量也很小，因此，弹簧力Fs可近似看作常量。在调速阀中， p =p2 p3 ；只需保持（p2-p3）=常数，通过阀

19、的流量就可保持稳定。当负载变化时，可保证通过调速阀的流量基本不变，液压缸可获得稳定的运动速度。控制元件流量控制阀控制元件调速阀 调速阀的自动调节过程 F，p3，减压阀阀心下移，x，减压作用，p2，使 p = p2-p3 基本不变； F，p3，减压阀阀心上移，x，减压作用，p2，仍使 p = p2-p3 基本不变； F 或 皆有p C 若A = C，则q C。控制元件流量控制阀控制元件调速阀调速阀虽然解决了负载变化对流量的影响，但温度变化对流量仍有影响。它是在上述调速阀中节流阀的推杆部分加上一根温度补偿杆（一般用聚氯已烯塑料），且将阀口变成薄刃形（轴向缝隙式）。 温度补偿调速阀工作原理：利用温度

20、补偿杆的热胀冷缩补偿流量。控制元件流量控制阀控制元件调速阀2. 溢流节流阀 结构控制元件流量控制阀控制元件调速阀 工 作 原 理 进油口的压力P1=P泵，其值随负载的改变而改变； 油液经溢流阀后，一部分经溢流口流回油箱 ，另一部分到达溢流阀下端的油腔（c）和溢流阀肩部的油腔（b），其压力值与节流阀 4 的入口压力相同，为P1 ； 溢流阀阀芯上端的油腔（a）和节流阀 4 的出口压力为P2，其值取决于系统负载； 针阀2进口与节流阀4出口端相连，为一安全阀，防止系统过载。（溢流阀常开）控制元件流量控制阀控制元件调速阀油路：p1 溢流阀 p1 b、c 节流阀p2 缸、b当出口压力增大时，阀芯下移，关小

21、溢流口，溢流阻力增大，进口压力随之增加，因而节流阀前后的压差（p1-p2）基本保持不变；反之亦然。即通过阀的流量基本不受负载的影响。控制元件流量控制阀控制元件调速阀3. 溢流节流阀与调速阀的比较 调速阀溢流节流阀减压阀和节流阀串联溢流阀和节流阀并联泵出口压力保持恒压，即阀的进口压力为恒压，不随负载压力的变化而变化。泵出口压力，即阀进口压力是变化的。负载压力越大，阀的进口压力就越高。节流口上的压力差较小， 约为0.10.3MPa节流口上的压力差较大，约为0.30.5MPa泵消耗的功率较大，发热也较大泵消耗的功率较小，发热也较小可以接在进油路、回油路上只能接在进油路上控制元件流量控制阀控制元件调速

22、阀随着液压技术的迅猛发展，对液压控制系统的自动化要求越来越高，许多液压系统要求油流的压力和流量能连续的或按比例地控制信号而变化，但对控制精度和动特性都要求不高。此时，仅用普通液压阀难以实现；若用电液伺服阀又会使系统复杂，成本增高，制造和维护困难。为此，在新型的液压元件中，比例控制阀是一个不错的选择。5 其他液压阀常用的比例控制阀有电液比例控制阀、插装式锥阀和数字式液压元件。控制元件其他液压阀控制元件一、电液比例阀电液比例阀简称比例阀，它是一种输出量与输入信号成比例的液压阀。它可以按给定的输入电信号连续地、按比例地控制液流的压力、流量和方向。 分 类按结构不同分：简化结构，降低精度的电液伺服阀比

23、例电磁铁+不同液压阀的电液比例控制阀（其外型与普通电磁阀相同，但吸力I。）按控制参数不同分：比例方向阀比例流量阀比例压力阀换向阀复合阀：比例方向调速阀比例方向节流阀控制元件其他液压阀控制元件电液比例压力阀 特 点其使用特点是： 能实现自动控制、远程控制和程序控制 ； 能连续地、按比例地控制执行元件的力、速度和方向，并能防止压力或速度变化及换向时的冲击现象； 能把电的快速灵活等优点与液压传动功率大等特点结合起来。 简化了系统，减少了元件的使用量。 制造简便，价格比伺服阀低（比普通液压阀高），但效率比伺服阀高。 使用条件、保养和维护与普通液压阀相同，抗污染性能好。 其结构特点是：将普通液压阀的开关

24、或定值型的手调部分用电机械比例转换装置代替。控制元件其他液压阀控制元件电液比例压力阀电机械比例转换装置主要有三种：比例电磁铁 、力矩马达 和 伺服电机。比例电磁铁是一种直流电磁铁，但和普通电磁换向阀所用的电磁铁不同。普通电磁换向阀所用的电磁铁只要求有吸合和断开两个位置。而比例电磁铁则要求吸力（或位移）和输入电流成比例。力矩马达是一种输出力矩或转角的电机械转换器，其输出力矩较小，适合控制喷嘴挡板之类的先导级阀。伺服电机是可以连续旋转的电机械转换器。作为液压阀控制器的伺服电机，属于功率很小的微特电机，以永磁式直流伺服电机和并激式直流伺服电机最为常用。 控制元件其他液压阀控制元件电液比例压力阀1.

25、电液比例压力阀 电液比例压力阀时按输入的电信号控制系统压力的元件。按用途不同比例溢流阀、比例减压阀和比例顺序阀；按结构特点不同直动型和先导型比例压力阀。 直动型比例压力阀控制元件其他液压阀控制元件电液比例压力阀图示为直动锥阀式比例压力阀。比例电磁铁1通电后产生吸力，经推杆2和传力弹簧3作用在锥阀上，当锥阀底面的液压力大于电磁吸力时，锥阀被顶开，溢流。连续地改变控制电流的大小，即可连续地按比例地控制锥阀的开启压力。 为什么称作传力弹簧？与普通液压控制阀的有何区别？比例压力阀的弹簧在整个工作过程中，不是用来调压的，而是用来传力的，没有预压缩量，因此，称为传力弹簧。 控制元件其他液压阀控制元件电液比

26、例压力阀 先导式比例溢流阀控制元件其他液压阀控制元件电液比例压力阀图示的比例溢流阀，其下部与二级同心式先导型溢流阀的主阀相同，上部则为比例先导压力阀。该阀还附有一个手动调整的先导阀9，用以限制比例溢流阀的最高压力。以避免因电子仪器发生故障使得控制电流过大，压力超过系统允许最大压力的可能性。如将比例先导压力阀的回油及先导阀9的回油都与主阀回油分开，则图示比例溢流阀可做比例顺序阀使用。 控制元件其他液压阀控制元件电液比例压力阀 先导式比例换向阀组 成：比例电磁铁替代普通电磁换向阀中的普通电磁铁即可。工作原理：输入电流，得到一个运动方向；改变电流信号极性，即可改变运动方向。控制元件其他液压阀控制元件

27、电液比例换向阀 电液比例流量阀图示为电液比例调速阀。比例电磁铁的输出力作用在节流阀阀芯上，与弹簧力、液动力、摩擦力相平衡。对一定的控制电流，对应一定的节流口开度。通过改变输入电流的大小，即可改变通过调速阀的流量。控制元件其他液压阀控制元件电液比例流量阀二、 插装阀（逻辑阀） 从工作原理上看，插装阀是一个液控单向阀。但控制油液通向阀上安装弹簧的一边。因此，阀口只有在控制油路接进油箱时才能打开，而在控制油路接进油源时关闭 完全象一个受操纵的逻辑元件那样工作。因其具有通断两种状态，可以控制逻辑运算，因此，又称为逻辑阀。液压系统采用逻辑阀时，每个动力油路上都必须安装一个这样的阀，并将原来操纵动力油路的换向阀改为操纵这些逻辑阀的换向阀（即把操纵动力油路改为操纵控制油路），因而使许多元件的规格尺寸大为减小。因此，插装阀在高压大流量系统中应用十分广泛。控制元件其他液