液压传动课程电子课件4-控制元件

第4章液压阀第4章液压控制元件

方向控制阀4.2压力控制阀4.3液压控制阀概述

4.1其他液压控制阀4.5流量控制阀4.4液压控制阀液压控制阀是液压系统中控制油液压力、流量及流动方向的控制元件，其作用是控制和调节压力油方向、压力和流量，以满足执行元件的启动、停止、运动方向、运动速度、动作顺序等要求，使整个液压系统能按要求协调地进行工作。由于调节的工作介质是液体，所以统称为液压阀或阀。4.1液压控制阀概述4.1.1

液压控制阀的分类

4.1.2

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。操纵机构可以是手动、机动、电动、液动、电液等多种形式。

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。4.2

方向控制阀4.2.1

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。液压系统中对普通单向阀的要求主要是：①压力油正向通过阀时压力损失小；②反向截止时密封性能好；③动作灵敏，工作时冲击和噪声小等。4.2

方向控制阀主要结构：阀体1、阀芯2、弹簧3。

普通单向阀工作原理图5-1所示是普通单向阀的工作原理结构图。图5-l（a）为管式阀，图5-l（b）为板式阀。压力油从阀体左端的通口P1流入时，克服弹簧3作用在阀芯2上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯2上的径向孔a、轴向孔b从阀体右端的通口流出，实现正向导通。但是压力油从阀体右端的通口P2流入时，它和弹簧力一起使阀芯锥面压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无法通过，实现反向截止。

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。液控单向阀工作原理当控制油口K处无压力油通入时，和普通单向阀相似，压力油只能从通口P1流向通口P2，实现正向导通；当压力油从P2口流入时，液压油将阀芯2推压在阀座上，封闭油路，实现反向截止，和普通单向阀的作用一样。当控制油口K通入压力油推动控制活塞1(控制活塞上腔油液经外部泄漏口L流出)将锥阀阀芯2顶起时，P2和P1沟通，液流从两个方向都可以自由通过。4.2.2

换向阀

1．换向阀分类对换向阀的基本要求是①压力油通过阀时压力损失小；②互不相通的油口间的泄漏小；③换向可靠、迅速且平稳无冲击。

2.滑阀工作原理及图形符号（1）原理滑阀的工作原理如图所示。（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：①用方框表示阀的工作位置。②方框内的箭头表示在这一位置上油路处于接通状态。③框内符号“┰”或“┴”表示此油路不通。④一个方框的外部连接几个接口，就表示几“通”。⑤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。

滑阀式换向阀主体结构形式⑴位置数 位置数（位）是指阀芯在阀体孔中的位置，有几个位置就称之为几位；比如有两个位置即称之为为“两位”，有三个位置我们就称之为“三位”，依次类推。职能符号图图形中“位”是用用粗实线方格（或长方格）表示，有几位即画几个方格来表示。三位换向阀的中格和二位换向阀靠近弹簧的一格为常态位置(或称静止位置或零位置)，即阀芯末受到控制力作用时所处的位置；靠近控制符号的一格为控制力作用下所处的位置。⑵通路数通路数（通）是指换向阀控制的外连工作油口的数目。一个阀体上有几个进、出油口就是几通。将位和通的符号组合在一起就形成了阀体整体符号。在图形符号中，用“┬”和“┴”表示油路被阀芯封闭，用“│”或“∕”表示油路连通，方格内的箭头表示两油口相通，但不表示液流方向。一个方格内油路与方格的交点数即为通路数，几个交点就是几通。二位二通阀相当于一个开关，用于控制油口P、A的通断；二位三通阀有三个油口，一个位置上P与A相通，另一个位置上A与T相通，用于油路切换；二位四通、三位四通、二位五通和三位五通阀用于控制执行元件换向。二位阀与三位阀的区别在于，三位阀有中间位置而二位阀无中间位置。四通阀和五通阀的区别在于，五通阀具有P、A、B、T1和T2五个油口，而四通阀的T1和T2油口在阀体内连通，故对外只有P、A、B和T四个油口。⑶控制符号常见的滑阀操纵方式示于图5-5中。⑷常态位换向阀都有两个或两个以上工作位置，其中未受到外部操纵作用时所处的位置为常态位。在液压原理图中，一般按换向阀图形符号的常态位置绘制(对于三位阀，图形符号的中间位置为常态位)。⑸油口标示因为液压阀是连接动力元件和执行元件的，一般情况下，换向阀的入口接液压泵，出口接液压马达或液压缸。各油口的表示符号是统一的，P表示进油口，T、O表示出油口，L表示泄油口，A、B表示与执行元件连接的油口。换向阀的阀体一般设计成通用件，对同规格的阀体配以台肩结构、轴向尺寸及内部通孔等不同形状和尺寸的阀芯可实现常态位各油口的不同中位机能。3.滑阀式换向阀（1）结构主体。

阀体和滑动阀芯是滑阀式换向阀的结构主体，阀体上开有多个通口，阀芯移动后可以停留在不同的工作位置上。

(2)滑阀的操纵方式。常见的滑阀操纵方式示于图5-5中。图5-5滑阀操纵方式(a)手动式(b)机动式(c)电磁式(d)弹簧控制(e)液动(f)液压先导控制(g)电液控制

(3)手动换向阀。手动换向阀是利用手动杠杆改变阀芯位置来控制液流方向和油路通、断的。手动换向阀有自动复位式和弹簧钢球定位式两种。图5-6为自动复位式手动换向阀，扳动手柄1时阀芯2移动，实现换向；放开手柄1、阀芯2在弹簧3的作用下自动回复中位，该阀适用于动作频繁、工作持续时间短的场合，操作比较完全，常用于工程机械的液压传动系统中。如果将该阀阀芯右端弹簧3的部位改为可自动定位的结构形式，即成为可在三个位置定位的手动换向阀。图5-6(a)所示为为手动换向阀职能符号图。弹簧钢球定位式，阀芯右端有定位钢球和小弹簧，利用钢球嵌入凹槽而起定位作用。扳动手柄时阀芯移动，松开手柄时阀芯能通过弹簧钢球定位而保持其位置。职能符号图(b)结构图图5-6手动换向阀1－手柄；2－阀芯；3－弹簧

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。(4)机动换向阀。机动换向阀又称行程阀，主要用来控制机械运动部件的行程；借助于安装在工作台上的行程挡块压下顶杆或滚轮使阀芯移动，从而控制油液的流动方向和油路通、断；机动换向阀通常是二位的，有二通、三通、四通和五通几种，其中二位二通机动阀又有常开(常态位置两油口相通)和常闭(常态位置两油口不相通)两种形式。图5-7为滚轮式二位三通常闭式机动换向阀，在图示位置，阀芯2被弹簧1顶压向上端，油口P和A相通，B口关闭；当挡块压住滚轮4，使阀芯2移动到下端时，就使油口P和A断开，P和B接通，A口关闭。改变挡块斜面的迎角可使阀芯获得合适的移动速度，而减小液压冲击，使油路换接平稳。图5-7(b)所示为其职能符号。图5-7机动换向阀(a)结构图1－弹簧；2－阀芯；3－端盖；4－滚轮；5－挡块

(b)职能符号图机动换向阀应用场合机动换向阀结构简单，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。(5)电磁换向阀。电磁换向阀控制力是电磁力，利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯来切换液流的方向或油路通、断，实现控制液压系统相应的工作状态；是电气系统与液压系统之间的信号转换元件，它的电气信号由按钮开关、限位开关、行程开关等元件使液压系统方便地实现各种操作及自动顺序动作。图5-8为二位三通交流电磁换向阀结构，在图示位置，油口P和A相通，油口B断开；当电磁铁通电吸合时，推杆1将阀芯2推向右端，这时油口P和A断开，而与B相通。而当磁铁断电释放时，弹簧3推动阀芯复位。图5-8(b)所示为其职能符号。(a)结构图(b)职能符号图图5-8二位三通电磁换向阀1－推杆；2－阀芯；3－弹簧下图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。(6)液动换向阀。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阀，图5-10为三位四通液动换向阀的结构和职能符号。阀芯是由其两端密封腔中油液的压差来移动的，当控制油路的压力油从阀右边的控制油口K2进入滑阀右腔时，K1接通回油，阀芯向左移动，使压力油口P与B相通，A与T相通；当K1接通压力油，K2接通回油时，阀芯向右移动，使得P与A相通，B与T相通；当K1、K2都通回油时，阀芯在两端弹簧和定位套作用下回到中间位置。(a)结构图(b)职能符号图图5-10三位四通液动换向阀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。

(7)电液换向阀。电液换向阀是由电磁换向阀和液动换向阀组合而成的，电磁换向阀起先导作用，通过它来改变控制油液的流动方向，实现液动阀的换向。在大中型液压设备中，当通过阀的流量较大时，作用在滑阀上的摩擦力和液动力较大，此时电磁换向阀的电磁铁推力相对地太小，可用较小流量的电磁阀来控制较大流量的液动阀。由于操纵液动滑阀的液压推力可以很大，所以主阀芯的尺寸可以很大，允许有较大的压力油量通过。图5-11所示为弹簧对中型三位四通电液换向阀的结构和职能符号，当先导电磁阀左边的电磁铁通电后使其阀芯向右边位置移动，来自主阀P口或外接油口的控制压力油可经先导电磁阀的A′口和左单向阀进入主阀左腔，并推动主阀阀芯向右移动，这时主阀阀芯右腔中的控制油液可通过右边的节流阀经先导电磁阀的B′口和T′口，再从主阀的T口或外接油口流回油箱(主阀阀芯的移动速度可由右边的节流阀调节)，使主阀P与A、B和T的油路相通；反之，由先导电磁阀右边的电磁铁通电，可使P与B、A与T的油路相通；当先导电磁阀的两个电磁铁均不带电时，先导电磁阀阀芯在其对中弹簧作用下回到中位，此时来自主阀P口或外接油口的控制压力油不再进入主阀芯的左、右两腔，主阀芯左右两腔的油液通过先导电磁阀中间位置的A′、B′两油口与先导电磁阀T′口相通(如图5-11（b）所示)，再从主阀的T口或外接油口流回油箱。主阀阀芯在两端对中弹簧的预压力的推动下，依靠阀体定位，准确地回到中位，此时主阀的P、A、B和T油口均不通。电液换向阀还有液压对中形式，在液压对中的电液换向阀中，先导式电磁阀在中位时，A′、B′两油口均与油口P连通，而T′则封闭，其他方面与弹簧对中的电液换向阀基本相似。4.转阀转阀是利用手动或机动使用阀芯相对于阀体转动来控制液流方向和油路通、断的。图5-12所示为转动式换向阀（简称转阀）的工作原理图。转阀由阀体1、阀芯2和使阀芯转动的操作手柄3组成；在图示位置，通口P和A相通、B和T相通；当操作手柄转换到“止”位置时，通口P、A、B和T均不相通，当操作手柄转换到另一位置时，则通口P和B相通，A和T相通。由于转阀密封性差，一般用于压力较低和流量较小的场合。结构图(b)职能符号图图5-12转阀1－阀体；2－阀芯；3－手柄4.2.3

换向阀中位机能当三位换向阀的阀芯处于中间位置时，其各油口间有各种不同的连通方式，这种连通方式称为中位滑阀机能。换向阀的阀体一般设计成通用件，对同规格的阀体配以台肩结构、轴向尺寸及内部通孔等不同形状和尺寸的阀芯可实现常态位各油口的不同中位机能。中位机能有O型、H型、X型、M型、Y型、P型、J型、C型、K型等多种型式。O型其中P表示进油口，T表示回油口，A、B表示工作油口。结构特点：在中位时，各油口全封闭，油不流通。机能特点：1、工作装置的进、回油口都封闭，工作机构可以固定在任何位置静止不动，即使有外力作用也不能使工作机构移动或转动，因而不能用于带手摇的机构。2、从停止到启动比较平稳，因为工作机构回油腔中充满油液，可以起缓冲作用，当压力油推动工作机构开始运动时，因油阻力的影响而使其速度不会太快，制动时运动惯性引起液压冲击较大。3、油泵不能卸载。4、换向位置精度高。H型结构特点：在中位时，各油口全开，系统没有油压。机能特点：1、进油口P、回油口T与工作油口A、B全部连通，使工作机构成浮动状态，可在外力作用下运动，能用于带手摇的机构。2、液压泵可以卸荷。3、从停止到启动有冲击。因为工作机构停止时回油腔的油液已流回油箱，没有油液起缓冲作用。制动时油口互通，故制动较O型平稳。4、对于单杆双作用油缸，由于活塞两边有效作用面积不等，因而用这种机能的滑阀不能完全保证活塞处于停止状态。Y型结构特点：在中位时，进油口P关闭，工作油口A、B与回油口T相通。机能特点：1、因为工作油口A、B与回油口T相通，工作机构处于浮动状态，可随外力的作用而运动，能用于带手摇的机构。2、从停止到启动有些冲击，从静止到启动时的冲击、制动性能0型与H型之间。3、油泵不能卸荷。M型结构特点：在中位时，工作油口A、B关闭，进油口P、回油口T直接相连。机能特点：1、由于工作油口A、B封闭，工作机构可以保持静止。2、液压泵可以卸荷。3、不能用于带手摇装置的机构。4、从停止到启动比较平稳。5、制动时运动惯性引起液压冲击较大。6、可用于油泵卸荷而液压缸锁紧的液压回路中。P型结构特点：在中位时，回油口T关闭，进油口P与工作油口A、B相通。机能特点：1、对于直径相等的双杆双作用油缸，活塞两端所受的液压力彼此平衡，工作机构可以停止不动。也可以用于带手摇装置的机构。但是对于单杆或直径不等的双杆双作用油缸，工作机构不能处于静止状态而组成差动回路。2、从停止到启动比较平稳，制动时缸两腔均通压力油故制动平稳。3、油泵不能卸荷。4、换向位置变动比H型的小，应用广泛。X型结构特点：在中位时，A、B、P油口都与T回油口相通。机能特点：1、各油口与回油口T连通，处于半开启状态，因节流口的存在，P油口还保持一定的压力。2、在滑阀移动到中位的瞬间使P、A、B与T油口半开启的接通，这样可以避免在换向过程中由于压力油口P突然封堵而引起的换向冲击。3油泵不能卸荷。4、换向性能介于0型和H型之间。U型结构特点：A、B工作油口接通，进油口P、回油口T封闭。机能特点：1、由于工作油口A、B连通，工作装置处于浮动状态，可在外力作用下运动，可用于带手摇装置的机构。2、从停止到启动比较平稳。3、制动时也比较平稳。4、油泵不能卸荷。K型结构特点：在中位时，进油口P与工作油口A与回油口T连通，而另一工作油口B封闭。机能特点：1、油泵可以卸荷。2、两个方向换向时性能不同。J型结构特点：进油口P和工作油口A封闭，另一工作油口B与回油口T相连。机能特点：1、油泵不能卸荷。2、两个方向换向时性能不同。C型结构特点：进油口P与工作油口A连通，而另一工作油口B与回油口T连通。机能特点：油泵不能卸荷；从停止到启动比较平稳，制动时有较大冲击。不同的中位机能具有各自特点。分析液压阀在中位时或与其它工作位置转换时对液压泵和液压执行元件工作性能的影响。通常考虑以下几个因素：（1）系统保压与卸荷。P口被堵塞时，系统保压，此时的液压泵可以用于多缸系统。如果P口与T口相通，此时液压泵输出的油液直接流回油箱，没有压力，称为系统卸荷；（2）换向精度与平稳性。如果A、B油口封闭，液压阀从其它位置转换到中位时，执行元件立即停止，换向位置精度高，但液压冲击大，换向不平稳；如果A、B油口都与T相通，液压阀从其它位置转换到中位时，执行元件不易制动，换向位置精度低，但液压冲击小；（3）启动平稳性。如果A、B油口封闭，液压执行元件停止工作后，阀后的元件及管路充满油液，重新启动时较平稳；如果A、B油口与T相通，液压执行元件停止工作后，元件及管路中油液泄漏回油箱，执行元件重新启动时不平稳；（4）液压执行元件“浮动”。液压阀在中位时，靠外力可以使执行元件运动来调节其位置，称为“浮动”。如A、B油口互通时的双出杆液压缸；或A、B、T口连通时情况等。4.2.4

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。4.2.5

方向控制阀常见故障和排除方法

1．液控单向阀常见故障和排除方法当控制活塞上无压力油作用时，其工作状况就是普通的单向阀；当有压力油控制时，其正反方向的油液应该均能进行流动。在实际工作中，它可能会产生无法实现正反方向的油液流动故障，即常见的液控失灵；产生此类故障的排除，一般都采取或更换、或清洗、或疏通、或研配等针对性修理方法来进行解决。常见故障主要原因及排除方法下表。

液控单向阀常见故障和排除方法故障现象故障原因排除方法反向不密封有泄漏单向阀不密封单向阀卡死①阀芯与阀孔配合过紧②弹簧侧弯、变形、太弱①修配，使阀芯移动灵活②更换弹簧锥面与阀座锥面接触不均匀①阀芯锥面与阀座同轴度差②阀芯/阀座外径与锥面不同心③油液过脏①检修或更换②检修或更换③过滤油液或更换反向打不开单向阀打不开①控制压力过低②控制管路接头漏油严重或油路不畅通③控制阀芯卡死（如加工精度低，油液过脏）④控制阀端盖处漏油⑤单向阀卡死（弹簧弯曲；加工精度低；油液过脏）①提高控制压力，使之达到要求值②紧固接头，消除漏油或更换油管③清洗，修配，使阀芯移动灵活④使用均匀力矩紧固端盖螺钉⑤更换弹簧；过滤或更换油液2．电（液、磁）换向阀常见故障和排除方法电（液、磁）换向阀作为结构复杂的方向控制阀，在实际工作过程中常见故障有主阀工作不良、电磁铁吸力不足以及电磁线圈故障、压降过大、流量不够、换向冲击及噪声等。电（液、磁）换向阀常见故障的主要原因及排除方法见下表。电（液、磁）控换向阀常见故障和排除方法故障现象故障原因排除方法主阀芯不运动①电磁铁故障①电气线路出故障②电磁铁铁芯卡死①检查后加上控制信号②检查或更换②先导电磁阀故障①阀芯与阀体孔卡死②弹簧侧弯，使滑阀卡死①修理间隙；过滤或更换油液②更换弹簧③主阀芯卡死①阀芯与阀体几何精度差②阀芯与阀孔配合太紧③阀芯表面有毛刺①修理配研间隙达到要求②修理配研间隙达到要求③去毛刺，冲洗干净④液控油路故障控制油路无油①控制油路电磁阀未换向②控制油路被堵塞①检查原因并消除②检查清洗，并使控制油路畅通控制油路压力不足拧紧端盖螺钉，清洗调整节流阀⑤油液变质或油温过高①油液过脏使阀芯卡死②油液中产生胶质，导致阀芯粘着卡死③油液粘度太高，使阀芯移动困难④油温过高，使零件产生热变形，产生卡死①过滤或更换②清洗、消除油温过高③更换合适的油液④检查油温过高原因并消除⑥安装不良①安装螺钉拧紧力矩不均匀②阀体上连接的油管不合理①重新紧固螺钉，受力均匀②重新安装⑦复位弹簧故障①弹簧力过大或断裂②弹簧侧弯变形，阀芯卡死①更换弹簧②更换弹簧阀芯换向后通过的流量不足阀开口量不足①电磁阀中推杆过短②阀芯移动时有卡死现象，不到位③弹簧太弱，推力不足，使阀芯行程不到位①更换适宜长度的推杆②配研达到要求③更换适宜的弹簧压力降过大阀参数选择不当实际通过流量大于额定流量应在额定范围内使用液控换向阀阀芯换向速度不易调节调整装置故障①单向阀封闭性差②节流阀加工精度差，不能调节最小流量③排油腔阀盖处漏油④针形节流阀调节性能差①修理或更换②修理或更换③更换密封件，拧紧螺钉④改用三角槽节流阀电磁铁过热或线圈烧坏①电磁铁故障①线圈绝缘不好②电磁铁铁芯不合适，吸不住③电压太低或不稳定①更换②更换③电压的变化值应在额定电压的10%以内②负荷变化①换向压力过大②换向流量过大③回油口背压过高①降低压力②更换规格合适的电液换向阀③调整背压使其在规定值内③装配不良铁芯与阀芯轴线同轴度不良重新装配电磁铁吸力不够装配不良①推杆过长②电磁铁铁芯接触不良①修磨推杆②消除故障，重新装配达到要求冲击与振动①换向冲击①电磁铁规格过大，吸合速度快而产生冲击②液动换向阀控制流量过大，阀芯移动速度太快而产生冲击③单向节流阀中的单向阀钢球漏装或钢球破碎，不起阻尼作用①需要采用大通径换向阀时，应优先选用电液动换向阀②调小节流阀节流口减慢阀芯移动速度③检修单向节流阀②振动固定电磁铁的螺钉松动紧固螺钉，并加防松垫圈4．3

压力控制阀压力控制阀是用来控制液压系统中的工作压力或通过压力信号实现控制油液压力高低来实现某种动作的液压阀，简称压力阀。压力阀的共同点是利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理工作。按用途分溢流阀、顺序阀、减压阀、平衡阀和卸荷阀；按阀芯结构分滑阀、球阀和锥阀；按工作原理分直动阀和先导阀。4.3压力控制阀4.3.1

溢流阀溢流阀的主要用途是溢去系统多余油液的同时使系统压力得到调整并保持基本恒定。溢流阀在液压系统中能分别起到溢流稳压、安全保护、远程调压与多级调压，使油泵卸荷以及使液压缸回油腔形成背压等多种作用。1.直动式溢流阀主要结构：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。工作原理

图溢流阀工作原理1－阀体；2－弹簧p↓→h↓→qy↓→p↑

p↑→h↑→qy↑→p↓使压力p稳定在调定值附近。进油口出油口特点：③结构简单、便宜，但工作时易产生振动和噪音。职能符号：

①阀芯所受的液压力全靠弹簧力平衡，故当系统压力很高时，弹簧必须很硬，导致结构笨重，调压不轻便。一般用于压力小于2.5MPa的低压系统中，作安全阀或背压阀使用。②由于惯性或负载的变化，导致qy变化，即开口度h的变化，由于k很大，所以p不稳定，稳压精度差；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。

工作原理利用主阀芯上下两端液体压力差与弹簧力相平衡的原理来进行压力控制。先导调压部分：控制主阀的溢流压力主阀部分：溢流P2P1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。溢流阀的应用场合

1、起稳压和溢流作用（阀口常开）

在定量泵进油或回油节流调速系统中2、起安全保护作用（阀口常闭）变量泵液压系统、定量泵旁路节流调速系统和非节流调速系统。3、起卸荷作用4、作背压阀使用5、作吸收换向冲击使用

6、可实现多级调压和远程调压4.3.2顺序阀顺序阀利用系统压力变化来控制其阀口启闭，实现对各执行元件动作顺序的控制，在油路中相当于以油液压力作为信号来控制油路通断的液压开关。主要应用：(1)实现顺序动作

图5-22为定位夹紧油路(要求先定位后夹紧)。当换向阀左位接入油路时，压力油首先进入定位缸下腔，完成定位动作碰到死挡铁以后，系统压力升高，达到顺序阀调定压力(为保证工作可靠，顺序阀的调定压力应比定位缸最高工作压力高0.5～0.8MPa)时，顺序阀打开，压力油经顺序阀进入夹紧缸下腔，实现液压夹紧。当换向阀右位接入油路时，压力油同时进入定位缸和夹紧缸上腔，拨出定位销，松开工件；

图5-22顺序阀应用4.3.2顺序阀(2)用作卸荷阀液控顺序阀可以用作卸荷阀；(3)用作平衡阀顺序阀和单向阀组合成单向顺序阀可作平衡阀用；(4)用作背压阀同于溢流阀用作背压阀时的情况。顺序阀按结构形式和基本动作方式有直动式和先导式两种，直动型顺序阀一般用于低压系统，先导式顺序阀一般用于中、高压系统。从油路控制方式上可有内控式和外控式，从卸油形式上可有内泄式和外泄式；利用外来控制油液控制顺序阀阀口启闭时，称为液控顺序阀。1．顺序阀工作原理顺序阀的工作原理和溢流阀相似，其主要区别在于：溢流阀的出油口接油箱，而顺序阀的出油口接执行元件，即顺序阀的进、出油口均通压力油，因此它的泄油口要单独接油箱。顺序阀阀芯和阀体孔的封油长度较溢流阀长，而且阀芯上不开轴向三角槽。2．直动式顺序阀如图5-23为直动式顺序阀的结构原理图，图（a）为内控式、图（b）为外控型式。在图a进口压力油的压力没有达到调定压力时，顺序阀关闭；当达到调定压力时，顺序阀开启。图（c）和（d）分别为内控式和外控式的图形符号。通过转动下阀盖180°，去掉丝堵做外控口，可实现外控顺序阀功能；原状态下，转动上阀盖180度后用丝堵封闭泄油口实现溢流阀功能。(a)内控式顺序阀结构图(b)外控式顺序阀结构图

(c)内控式顺序阀职能符号(d)外控式顺序阀职能符号图5-23直动式顺序阀1－阀体；2－阀芯；3－调压弹簧；4－调压手轮主要结构：螺堵1下阀盖2、控制活塞3阀体4阀芯5弹簧6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。3．先导式顺序阀图5-24为XY型液控顺序阀。当控制油口K控制油液压力超过顺序阀的调定压力时，阀口打开，油腔P1和P2相通。顺序阀的阀口启闭与其进油腔P1的压力高低无关，决定于控制油口K处控制油液压力。液控顺序阀的泄油口也应单独接油箱。液控先导型顺序阀的图形符号见图b和c(内部泄油式，用作卸荷阀)。溢流阀、减压阀和顺序阀的主要差别在其图形符号上有所体现。(a)结构图(b)、(c)图形符号图5-24液控顺序阀先导式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。先导式顺序阀和先导式溢流阀区别(1)溢流阀的进口压力在通流状态下基本不变。而顺序阀一般不控制系统压力。(2)溢流阀为内泄漏，而顺序阀需单独引出泄漏通道，为外泄漏。(3)溢流阀的出口必须回油箱，顺序阀出口可接负载。4.3.3减压阀

减压阀是使出口压力（即二次回路压力）低于进口压力（即一次回路压力）的压力控制阀；主要用途是用来减低液压系统中某一回路的油液压力，使同一系统具有两个或两个以上较系统压力低的稳定压力的压力回路；广泛应用在夹紧系统、控制系统和润滑系统中。按结构形式和基本动作方式有直动式和先导式两种，直动型较少单独使用，先导型应用较多；按功用可以分为定值减压阀、定差减压阀和定比减压阀。图5-19所示为减压阀用于夹紧油路的原理图。液压泵除供给主油路压力油外，还经分支油路上的减压阀为夹紧缸提供较液压泵供油压力低且更稳定的压力油，其夹紧压力大小由减压阀来调节控制。图5-19减压阀应用1．减压阀工作原理减压原理是依靠压力油通过缝隙(液阻)降压，使出口压力（二次压力）低于进口压力（一次压力），并保持出口压力为一定值，缝隙越小，压力损失越大，减压作用就越强。

2．直动式减压阀下图所示为直动式减压阀的结构原理图。P1为进油口，P2为出油口，阀芯上端弹簧腔的泄漏油经油口L单独接回油箱。减压阀没有工作时，由于弹簧力的作用，阀芯处在下端的极限位置，阀口是常通的。减压阀正常工作时，其出口液压力（出口压力油通过阀内通道a引入，作用在阀芯下端向上的作用力）和弹簧调定作用力相平衡，维持节流降压口H为固定值。当出口压力增大时，作用在阀芯下端的液压力大于弹簧的调定值时，阀芯上移，减小节流降压口，使节流降压作用增强；反之，出口的压力减小时，阀芯下移，增大节流降压口，使节流降压作用减弱，控制出口的压力维持在调定值。

图5-20直动式减压阀1－阀体；2－阀芯；3－调压弹簧；4－调压手轮3．先导式减压阀下图所示为J型先导型减压阀。在结构上，和Y型先导型溢流阀类似，由先导阀和主阀两部分组成。压力油从进油口进入进油腔P1，经减压阀口减压后，再从出油腔P2和出油口流出。P2腔压力油经小孔f进入主阀芯5的下端，同时经阻尼小孔流入主阀芯上端，再经孔c和b作用于锥阀3上。当出油口压力较低时，先导阀关闭，主阀芯两端压力相等，主阀芯被平衡弹簧4压在最下端，减压阀口开度为最大，压降最小，减压阀不起减压作用；当出油口压力达到先导阀的调定压力时，先导阀开启，此时P2腔压力油经孔、c、b、先导阀阀口、孔和泄漏口L流回油箱，由于阻尼小孔的作用，主阀芯两端产生压力差，主阀芯便在此压力差作用下克服平衡弹簧的弹力上移，减压阀口减小，使出油口压力降低至调定压力。由于外界干扰(如负载变化)出油口压力变化时，减压阀将会自动调整减压阀口的开度以保持出油口的压力稳定。调节手轮1即可调节调压弹簧2的预压缩量，从而调定减压阀的出油口压力。图b所示为直动型减压阀的图形符号，也是减压阀的一般符号，图c所示为先导型减压阀的图形符号。J型减压阀的调压范围为0.5～6.3MPa，适用于中、低压系统。(a)结构图(b)、(c)职能符号图图5-21先导型减压阀1－调压手轮；2－调压弹簧；3－锥阀；4－平衡弹簧；5－主阀芯先导式定值减压阀结构及工作原理

结构通过主阀芯上下移动，调节减压孔口节流损失，保证出口压力恒定。先导调压部分：主阀部分：给定阀的出口压力值。工作原理：

（1）减压：节流口（2）稳压：阀芯稳定工作时，若p2↑

，等式左边大于右边，阀芯上移，阀口开度减小，Δp增加，，导致p2↓。p3先导式减压阀和先导式溢流阀的不同之处：③为保证减压阀出口压力调定值恒定，先导阀弹簧腔需通过泄油口单独外接油箱；而溢流阀的出油口是通油箱的，所以它的导阀弹簧腔和泄漏油可通过阀体上的通道和出油口相通，不必单独外接油箱。①减压阀保持出口压力基本不变，而溢流阀保持进口处压力基本不变。②在不工作时，减压阀进、出油口互通，而溢流阀进出油口不通。4.3.4

压力继电器

1.压力继电器的结构和工作原理

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）用于液压泵卸荷如图5-16（d）4.3.5

各类压力控制阀常见故障和排除方法1．溢流阀常见故障和排除方法溢流阀在使用中的主要故障有压力波动不稳定、压力调整无效、振动与噪声等，一般采取更换、或清洗、或疏通、或研配等针对性修理方法来进行解决。溢流阀常见故障的主要原因及排除方法见表。故障现象故障原因排除方法无压力①主阀故障①主阀芯阻尼孔堵塞（装配时主阀芯未清洗干净，油液过脏）②主阀芯在开启位置卡死（如零件精度低，装配质量差，油液过脏）③主阀芯复位弹簧折断或弯曲，使主阀芯不能复位①清洗阻尼孔使之畅通；过滤或更换油液②检修装配；阀盖紧固螺钉拧紧力要均匀；过滤或更换油液③更换弹簧②先导阀故障①调压弹簧折断/未装②锥阀或钢球未装③锥阀损坏①更换弹簧②补装弹簧或钢球③更换锥阀③远腔口故障①电磁阀未通电常开②铁芯卡死①检查电气线路接通电源②检修、更换④装错进出油口安装错误纠正压力突然升高①主阀故障主阀芯工作不灵，在关闭状态突然卡死检修更换零件，过滤或更换油液②先导阀故障①先导阀阀芯与阀座结合面突然粘住②调压弹簧弯曲造成卡滞①清洗修配或更换油液②更换弹簧压力突然下降①主阀故障①主阀芯阻尼孔突然被堵死②主阀芯工作不灵，关闭状态突然卡死③主阀盖处密封垫突然破损①清洗，过滤或更换油液②修复零件，过滤或更换油液③更换密封件②先导阀故障①先导阀阀芯突然破裂②调压弹簧突然折断①更换阀芯②更换弹簧③远腔口电磁阀故障电磁铁突然断电，使溢流阀卸荷检查电气故障并消除压力波动（不稳定）①主阀故障①主阀芯动作不灵活，有时有卡住现象②主阀芯阻尼孔有时堵有时通③主阀芯锥面与阀座锥面接触不良④阻尼孔径太大，造成阻尼作用差①检修更换零件，压盖螺钉拧紧力应均匀②清洗，检查油质，更换油液③修配或更换零件④适当缩小阻尼孔径②先导阀故障①调压弹簧弯曲②锥阀与锥阀座接触不良③调压螺钉松动使压力变动①更换弹簧②修配或更换零件③调压后应把锁紧螺母锁紧噪声、振动大①主阀故障主阀芯在工作时径向力不平衡检查零件精度，更换零件②先导阀故障①锥阀与阀座接触不良，造成调压弹簧受力不平衡，锥阀振荡产生尖叫声②调压弹簧轴心线与端面不够垂直，调压弹簧在定位杆上偏向一侧③装配时阀座装偏④调压弹簧侧向弯曲①提高锥阀精度②更换弹簧③提高装配质量④更换弹簧③存在空气泵吸入空气或系统存在空气排除空气④阀使用不当通过流量超过允许值在额定流量范围内使用⑤回油不畅回油管路阻力过高或回油过滤器堵塞或回油管贴近油箱底面适当增大管径，减少弯头，回油管口应离油箱底面二倍管径以上，更换滤芯⑥远控口管径选择不当远控口至电磁阀之间的管子通径过大一般管径取6mm较适宜2．减压阀常见故障和排除方法减压阀在使用中的主要故障有不起减压作用和二次压力不稳定等，减压阀常见故障的主要原因及排除方法见表。故障现象故障原因排除方法无二次压力①主阀故障①主阀芯在全闭位置卡死②主阀弹簧折断，弯曲变形；③阻尼孔堵塞①修理、更换零件②修理、更换弹簧③检修，过滤或更换油液②无油源未向减压阀供油检查油路消除故障不起减压作用①使用错误泄油通道堵塞、不通清洗或重新布置泄油管单②主阀故障主阀芯在全开位置时卡死修理、更换零件/检查油质，更换油液③锥阀故障调压弹簧太硬，弯曲并卡住更换弹簧二次压力不稳定主阀故障①主阀芯与阀体几何精度差②弹簧太弱，变形或将主阀芯卡住③阻尼孔时堵时通①检修，使其动作灵活②更换弹簧③清洗阻尼孔二次压力升不高①外泄漏①顶盖结合面漏油：密封件老化失效，螺钉松动或拧紧力矩不均②各丝堵处有漏油①更换密封件，紧固螺钉，并保证力矩均匀②紧固并消除外漏②锥阀故障①锥阀与阀座接触不良②调压弹簧太弱①修理或更换零件②更换弹簧3.顺序阀常见故障和排除方法顺序阀在使用中的主要故障是出油腔压力和进油腔压力总是同时上升或同时下降、出口腔无油流。顺序阀阀常见故障的主要原因及排除方法见表。故障现象故障原因排除方法始终出油，不起顺序阀作用①阀芯在打开位置上卡死②单向阀在打开位置上卡死或密封不良③调压弹簧断裂或漏装④未装锥阀或钢球①修理，使配合间隙达到要求，并使阀芯移动灵活；检查油质，过滤或更换；更换弹簧②修理，使单向阀的密封良好③更换/补装弹簧④补装锥阀及钢球始终不出油，不起顺序阀作用①阀芯在关闭位置上卡死②控制油液流动不畅通③远控压力不足，或下端盖结合处漏油严重④通向调压阀油路上的阻尼孔被堵死⑤泄油管道中背压太高，使滑阀不能移动⑥调节弹簧太硬，或压力调得太高①修理，使滑阀移动灵活，更换弹簧；过滤或更换油液②清洗或更换管道，过滤或更换油液③提高控制压力，拧紧端盖螺钉并使之受力均匀④清洗⑤泄油管道不能接在回油管道上，应单独接回油箱⑥更换弹簧，适当调整压力调定压力值不符合要求①调压弹簧调整不当②调压弹簧侧向变形③滑阀卡死①重新调整所需要的压力②更换弹簧③检查滑阀的配合间隙，修配，使滑阀移动灵活；过滤或更换油液振动与噪声①回油阻力（背压太高）②油温过高①降低回油阻力②控制油温在规定范围内单向顺序阀反向不能回油单向阀卡死检修单向阀续表4.压力继电器（压力开关）常见故障和排除方法。故障现象故障原因排除方法无输出信号①微动开关损坏②电气线路故障③阀芯卡死或阻尼孔堵死④进油管路弯曲、变形，油液流动不畅通⑤调节弹簧太硬或压力调得过高⑥与微动开关相接的触头未调整好⑦弹簧和顶杆装配不良，有卡滞现象①更换微动开关②检查原因，排除故障③清洗，修配，达到要求④更换管子，使油液流动畅通⑤更换弹簧或按要求调节压力值⑥精心调整，使触头接触良好⑦重新装配，使动作灵敏灵敏度太差①顶杆柱销处摩擦力过大，或钢球与柱塞接触处摩擦力过大②装配不良，动作不灵活③微动开关接触行程太长④调整螺钉、顶杆等调节不当⑤钢球不圆⑥阀芯移动不灵活⑦安装不当①重新装配，使动作灵敏②合理调整位置③合理调整位置④合理调整螺钉和顶杆位置⑤更换钢球⑥清洗、修理，达到灵活⑦改为垂直或水平安装发信号太快①阻尼孔过大②膜片碎裂③系统冲击压力太大④电气系统设计有误①阻尼孔适当改小，或在控制管路上增设阻尼管（蛇形管）②更换膜片③在控制管路上增设阻尼管，以减弱冲击压力④按工艺要求设计电气系统4.4

流量控制阀4.4.1

流量控制阀的节流特性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。图5-17典型节流口的结构形式各节流口特点针阀式加工简单，但节流口通道较长，易堵塞，流量受温度变化的影响大，一般用于节流特性要求较低的场合。偏心式阀心上径向力不平衡，转动费力，高压时应避免采用；结构简单，但节流口通道较长，易堵塞；能获得较不的稳定流量。三角槽式结构简单、工艺性好，小流量时稳定性较好，调节范围大。但节流通道也较长，温度变化会影响流量稳定性。应用广泛。各节流口特点周向缝隙式温度对流量影响小，不易堵塞，因而可获得较小的流量。但阀心所受径向力不平衡，结构复杂，工艺性差，只适用于低压节流阀。轴向缝隙式流量对温度变化不敏感，在小流量时，流量稳定性较好，不易堵塞，因而可用于性能要求较高的场合。但节流口在高压作用下易变形，应用时应改善结构刚度。4.4.2

节流阀1、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。2、单向节流阀当压力油从P1流入时，压力油经阀芯2上的轴向三角槽的节流口，从P2流出。此时调节螺母5，可调节顶杆4的轴向位置，弹簧1推动阀芯2随之铀向移动，节流口的通流面积A得到改变。当压力油从P2流入时，压力油推动阀芯2压缩弹簧1，使进出油口导通，从P1流出。此时节流口没有起节流作用，油路畅通。图5-30单向节流阀1－弹簧；2－阀芯；3－阀体；4－顶杆；5－螺母节流阀结构简单，制造容易，体积小，使用方便，造价低。但负载和温度的变化对流量稳定性的影响较大，因此只适用于负载和温度变化不大或速度稳定性要求不高的液压系统。

在液压系统中，节流元件与溢流阀并联于泵的出口，构成恒压油源，使泵出口的压力恒定。如下图(a)所示，节流阀和溢流阀相当于两个并联的液阻，液压泵输出流量qvp不变，流经节流阀进入液压缸的流量qv1和流经溢流阀的流量Δq的大小由节流阀和溢流阀液阻的相对大小来决定。当节流阀的液阻大于溢流阀的液阻，则qv1＜Δqv；反之，则qv1＞Δqv。节流阀是一种可以在较大范围内以改变液阻来调节流量的元件。节流阀的作用图5-31节流阀作用4.4.3调速阀1、组成：

普通节流阀＋稳压阀减压阀（串接）溢流阀（并接）保证节流阀前后压差基本不变2、结构及工作原理：

减压阀阀芯受力平衡方程：

Fs、AP3A2A1即：

因为弹簧刚度较低，且工作过程中减压阀阀芯位移很小，可以认为Fs基本保持不变。故节流阀两端压力差p2-p3也基本保持不变，这就保证了通过节流阀的流量稳定。分析：

（1）阀芯稳定工作时:（2）当负载FL↑P3↑

减压阀芯下移x↑

P2↑

q不随负载R的变化而变化，使速度稳定性↑

Fs、AP3A2A1调速阀的流量特性和最小压差图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，Δp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0.4～0.5MPa的压力差。3、职能符号

详细职能符号：

简化职能符号：

4.4.4流量控制阀常见故障和排除流量阀在使用中的常见故障是流量调整失灵、流量不稳定、压力补偿装置失灵、内泄漏量增大等。流量阀常见故障原因及排除方法见表。故障现象故障原因排除方法调整节流阀手柄无流量变化①压力补偿阀不工作压力补偿阀芯在关闭位置上卡死检查修配间隙；更换弹簧②节流阀故障①油液过脏，节流口堵死②手柄与节流阀芯装配不当③节流阀阀芯无连接④节流阀阀芯配合间隙过小或变形⑤调节杆螺纹被堵①检查油质，过滤油液②检查原因，重新装配③更换键或补装键④清洗，修配间隙或更换零件⑤拆开清洗③系统未供油换向阀阀芯未换向检查原因并消除执行元件运动速度不稳定（流量不稳定）①压力补偿阀故障①压力补偿阀阀芯工作不灵敏②压力补偿阀阀芯在全开位置上卡死①检查修配间隙；更换弹簧；移动灵活②清洗阻尼孔，油液过脏应更换②节流阀故障①节流口处积有污物，时堵时通②外载荷变化引起流量变化①清洗检查油质，过滤或更换②对外载荷变化大的或要求执行元件运动速度非常平稳的系统，应改用调速阀③油液品质劣化①油温过高②温度补偿杆性能差③油液过脏①检查原因，降温②更换温度补偿杆③清洗，检查油质，不合格的应更换④单向阀故障单向阀的密封不良研磨单向阀，提高密封性⑤振动①系统中有空气②调定位置发生变化①应将空气排净②调整后用锁紧装置锁住⑥泄漏内泄和外泄使流量不稳定消除泄漏，或更换元件续表4.5新型控制阀4.5.1

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。

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电液比例阀应用实例

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

4.电液比例流量阀图5-26是比例调速阀的工作原理图图5-27所示为电液比例调速阀的一个应用实例4.5.2插装式锥阀(又称逻辑阀或二通插装阀)插装阀是将锥阀芯插入带阀座的阀套内，组成一个通用的基本插装单元，称为主阀，插装在不同的阀体内，再配以不同类型的先导阀控制其动作，以实现不同功能的液压阀。它不仅能满足常用液压阀的各种动作要求，而且在同等控制功率情况下，与普通液压阀相比，具有通流能力大，阀芯动作灵敏，抗堵塞能力强，密封性好，结构简单，易于实现标准化等优点。特别适用于高压、大流量液压系统，并适宜于低黏度工作介质。目前，在塑料成型机械、液压机及其他重型机械的液压系统中均有应用。根据用途不同，逻辑阀又分为逻辑压力阀、逻辑流量阀和逻辑换向阀三种。1．插装式锥阀的工作原理如图5-44（a）为插装阀的结构原理。它由控制盖板5、插装阀单元（阀套2、阀芯3、弹簧4、及密封件等组成）、插装块体1和先导元件6等组成。插装主阀采用插装式连接，盖板将插装主阀封装在插装块体内，并沟通先导阀和主阀。当X口无液压力作用时，阀心受到的向上的液压力大于弹簧力，阀心开启，A与B相通，至于液流的方向，视A、B口的压力大小而定；反之，当X口有液压力作用时，且X口的油液压力大于A和B口的油液压力，才能保证A与B之间关闭。(a)结构图(b)图形符号图5-44二通插装阀1－插装阀体；2－阀套；3－阀芯；4－弹簧；5－控制盖板；6－先导控制阀由于插装单元在回路中主要起通、断作用，故称为二通插装阀。A和B