LL第六章液压阀

液压阀第六章§6.1概述液压阀：用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量。可分为：■方向阀■压力阀■流量阀一、液压阀的作用各类阀的共同点是：结构上，所有阀都由阀体、阀芯(座阀或滑阀)和驱使阀芯动作的元、部件(如弹簧、电磁铁)）组成；

工作原理上，所有阀的开口大小，阀进、出口间压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，仅是各种阀控制的参数各不相同。二、液压阀的分类

按操纵方式：■手动■机动■电动■液动■电液动按用途：方向阀压力阀流量阀按连接方式：管式板式插装式液压阀的具体分类见P105表6-1。三、对液压阀的基本要求

动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小；油液流过时压力损失小；密封性能好；结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大。

§6.2液压阀上的共性问题一、阀口形式二、液动力液压阀的阀口形式及其通流截面计算公式见P107表6-2。很多液压阀采用滑阀式结构，滑阀在阀心移动、改变阀口的启闭或开口大小时控制了液流，同时也产生液动力：■稳态液动力■瞬态液动力三、卡紧力通常滑阀的阀孔和阀心之间有很小的缝隙，缝隙中有油液时，移动阀心只须克服很小的粘性摩擦力。但事实在中、高压系统中，阀心停止运动一段时间后(约5min),该阻力可达几百牛顿，重新移动阀心很费力，此即为滑阀的液压卡紧现象。引起液压卡紧的原因：

脏物进入缝隙导致阀心移动困难；缝隙过小，当油温升高时阀心膨胀而卡死；

主要原因：滑阀副几何形状误差和同心度变化引起的径向不平衡液压力，即液压卡紧力。滑阀上产生径向不平衡力的三种情况：

阀心与阀孔无几何形状误差，轴心线平行但不重合。(P110图6-4a)

阀心因加工误差而带有倒锥(锥部大端朝向高压腔)，阀心与阀孔轴心线平行但不重合。(P110图6-4b)

阀心表面有局部突起时，阀心受到的径向不平衡力将使阀心的凸起部分推向孔壁。(P110图6-4c)减小液压卡紧力的措施：

提高阀的加工和装配精度，避免出现偏心；

在阀心台肩上开出平衡径向力的均压槽，槽的位置应尽可能靠近高压端；使阀心或阀套在轴向或圆周方向上产生高频小振幅的振动或摆动；精细过滤油液。四、阀的泄漏特性锥阀不产生泄漏;

滑阀由于阀心和阀孔间有一定的间隙，在压力作用下要产生泄漏。

用于压力阀或方向阀时，滑阀压力油通过径向缝隙泄漏量的大小，是阀的性能指标之一。§6.3方向控制阀作用：控制液流方向，从而改变执行元件的运动方向。按通路分类--二通,三通,四通,五通…按工作位置分类--二位,三位,四位…方向控制阀单向阀换向阀常见的方向控制阀类型：普通单向阀液控单向阀按控制方式分类电磁换向阀液控换向阀按操作方式分类手动换向机动换向气动换向一、单向阀(一)普通单向阀常用的单向阀：普通单向阀液控单向阀作用：只许油液单向流动，反向不通。职能符号P1P2开启压力：0.03~0.05MPa要求：正向流动阻力小，反向不通，密封好。开启压力达到0.2~0.6Mpa时，可作背压阀使用。应用：

锁紧油缸，避免向油泵倒灌。(二)液控单向阀特点：a.无控制油时，与普通单向阀相同

b.通控制油时，正反向都可以流动。组成：普通单向阀+小活塞缸职能符号控制口K处通入压力油时，活塞右移推动顶杆顶开阀心，此时P1与P2接通

。KP1P2应用：锁紧油缸，避免倒灌。控制重物下放速度。

液压锁二、换向阀(一)对换向阀的主要要求换向阀：利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油流的方向，使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。换向阀应满足：油液流经换向阀时的压力损失要小；互不相通的油口间的泄漏要小；换向要平稳、迅速且可靠。(二)滑阀式换向阀按阀芯形状，换向阀有滑阀式和转阀式两种。

1、结构主体◆阀体◆滑动阀芯最常见的结构形式：二位二通阀二位三通阀二位四通阀三位四通阀二位五通阀三位五通阀两位两通PA职能符号：作用：控制油路的通与断两位三通职能符号：作用：控制液流方向PAB两位四通作用：控制执行元件换向职能符号：P—压力油口O—回油口A、B—分别接执行元件的两腔APBO三位四通作用：换向、停止。PABO职能符号：两位五通作用：换向、两种回油方式。PABO1O2职能符号：三位五通作用：换向、停止、回油不同。PABO1O2职能符号：

2、滑阀的操纵方式作用：移动阀芯并使其保持在工作位置上。a.手柄控制，弹簧复位；b.手柄控制，钢球定位。手动：应用：小流量，需徒手操作的场合。符号表示结构及外观图机动两位两通机动换向阀：挡块操纵，弹簧复位。应用：行程控制的场合。(又叫行程阀)常开常闭靠弹簧的方格表示常态电磁两位三通电磁换向阀电磁铁操纵，弹簧复位。优点：易于实现自动化。应用：小流量的场合。(q≤63L/min)液动液压操纵，弹簧复位。三位四通液动换向阀应用：高压，大流量的场合。(q≤160L/min)电液动电液联合控制，弹簧复位。电磁控制先导阀动作；液体控制主阀芯动作；节流阀控制阀芯移动速度。简化符号：应用：高压、大流量的场合。(q≤1200L/min)三位四通电液换向阀

3、换向阀的结构电液换向阀：由电磁滑阀和液动滑阀组合而成。液动阀心右移：电磁铁3通电时，电磁阀心4右移，压力油经单向阀1与液动阀心8左端接通，右端油经节流阀6及电磁阀接通油箱。液动阀心左移：电磁铁5通电时，电磁阀心4左移，压力油经单向阀7与液动阀心8右端接通，左端油经节流阀2及电磁阀接通油箱。

4、换向阀的中位机能分析三位换向阀芯处于中位时，各通口间有不同的连通方式，可满足不同的使用要求。称该连通方式为换向阀的中位机能。

三位四通换向阀常见的中位机能、型号、符号及特点：O型双向锁紧，系统保压。四口全通，油缸浮动，泵卸荷。H型Y型油缸浮动，系统保压。K型单向锁紧，油泵卸荷。双向锁紧，油泵卸荷。M型差动连接。P型三位四通换向阀的中位机能见P91表6-7。系统保压；系统卸荷。P口通畅地与T口接通时，系统卸荷；换向平稳性和精度；启动平稳性。液压缸“浮动”和在任意位置上的停止。分析和选择阀的中位机能时，通常考虑：详见P91-92。

5、主要性能工作可靠性（电磁阀、电液阀、液动阀）

可靠的换向、复位；（与压力、流量有关）压力损失

通过的流量影响压力损失；内泄漏量

影响系统效率，使油液升温；换向、复位时间按系统要求合理选用；换向频率

单位时间内的换向次数。§6.4压力控制阀按工作原理：◆直动式◆先导式按阀芯结构：◆滑阀◆球阀◆锥阀按用途：◆溢流阀◆减压阀◆顺序阀◆平衡阀◆卸荷阀

分类：一、溢流阀(一)功用和要求溢流阀是通过阀口的溢流，使被控制系统或回路的压力维持恒定，实现稳压、调压或限压作用。主要要求：

调压范围大、调压偏差小、压力振摆小、动作灵敏、过流能力大、噪声小。(二)工作原理和结构1.直动式溢流阀工作原理：

p<ps

,阀口不开；

p>ps

,溢流。

ps

—弹簧力职能符号：DBD型直动式溢流阀2.先导式溢流阀结构：先导阀、主阀

阻尼孔主阀先导阀平衡弹簧

调压弹簧阻尼孔、压差Δp远程控制口K:实现远程调压。K口打开，p由控制油压决定；K口堵上，p由先导阀ps决定。职能符号实物(三)静态特性垂直安放(直动式)时，阀芯受力平衡方程：稳定工作时，作用在溢流阀心上的力是平衡的。式中：k

—弹簧刚度；xC—弹簧的预压缩量；xR—阀口开度(阀芯位移，即增加的压缩量)。则开启压力pc为：溢流阀开始溢流(阀口将开未开)时：流量-压力特性方程：直动式先导式溢流阀的特性曲线溢流阀理想溢流特性曲线最好是在pT处平行于流量坐标的直线，即仅在压力达到pT

时才溢流。(四)应用作溢流阀，使系统压力恒定；作安全阀，对系统起过载保护作用；作背压阀，接在系统回油路上，以改善执行元件的运动平稳性；实现远程调压或使系统卸荷。二、减压阀工作原理：●

p2<

ps

,处于非工作状态，不起减压作用；●

p2

>ps

,减压、稳压。作用：减低系统压力并稳压。

特点：出口压力控制阀芯动作。稳压原理●

p2↑→阀芯上移→阀口减小→Δp↑，

p2=p1

-Δp，

p1一定，Δp↑

，

p2↓；●

p2↓

→阀芯下移→阀口开大→

Δp↓，

Δp↓，

p2↑=ps

。职能符号：减压阀减压阀的p2-q特性曲线：先导式减压阀中，出油口压力的压力调整值越低，它受流量变化的影响就越大。减压阀的出油口不输出油液时，它的出口压力基本上仍能保持恒定。

减压阀进油口压力p1基本恒定时，若通过的流量q增加，则阀口缝隙xR加大，出口压力p2略微下降。应用：使夹紧缸获得稳定的低压。工作缸夹紧缸三、顺序阀作用：控制多个执行元件的顺序动作。1.内控顺序阀工作原理：p<ps,进出口不通；p>

ps

,接通。特点：内部控制，外部泄油。出油口接二次油路职能符号2.外控顺序阀结构：控制油口。工作原理：pK

<ps

,不通；pK>ps,进出口接通。特点：外部控制，外部泄油。职能符号顺序阀在液压系统中的应用：控制多个执行元件的顺序动作；与单向阀组成平衡阀，保持垂直放置的液压缸不因自重而下落；用外控顺序阀使双泵系统的大流量泵卸荷；用内控顺序阀接在液压缸回油路上，增大背压，以使活塞的运动速度稳定。四、压力继电器微动开关调节螺钉顶杆柱塞作用：利用系统中压力变化，控制电路的通断。§6.5流量控制阀常用的流量控制阀：◆普通节流阀◆调速阀流量控制阀：依靠改变阀口通流面积的大小或通流通道的长短来控制流量，达到调节执行元件运动速度的目的。一、普通节流阀职能符号二、调速阀职能符号简化的职能符号P2P3P2P3调速阀=定差减压阀+节流阀先减压后节流调速阀和节流阀的流量特性三、旁通式调速阀溢流节流阀旁通式调速阀亦称为溢流节流阀§6.6电液伺服阀根据输出液压信号可分为：◆流量伺服阀◆压力伺服阀电液伺服阀：将电气信号变为液压信号以实现流量或压力控制的转换装置。电气信号优点：传递快，线路连接方便，适于远距离控制，易于测量、比较及校正等。液压动力优点：输出力大，惯性小，反应快。

二者的结合使得电液伺服阀成为控制灵活、精度高、快速性好、输出功率大的控制元件。一、电液伺服阀的工作原理电液伺服阀中：电磁部分将输入电流转变成转矩，是衔铁偏转(力矩马达)。液压部分的喷嘴-档板装置使微小电信号可借助于档板间隙的改变是滑阀移动(液压放大器)。二、常用的结构形式液压伺服阀中常用的液压控制元件结构型式：1、滑阀：(P141图6-40)

◆单边◆双边◆四边2、射流管：(P142图6-41)3、喷嘴-挡板：(P142