第六章液压控制阀课件

液压控制阀作用控制液流的方向、压力和流量。§6-1

概述一、分类按用途：方向阀压力阀流量阀按控制方式：开关（定值）比例伺服（随动）数字按结构形式：滑阀、锥阀、球阀等。一、分类按连接方式：螺纹连接阀法兰连接阀板式连接阀集成连接阀按操纵方式：手动、机动、电动、液动和电液动二、液压控制阀的结构特点及要求1.结构特点液压控制阀装在泵与执行元件之间，不做功，只对执行元件起控制作用。组成：阀体、阀芯、操纵机构。共同点：都是通过阀芯的移动或控制油口开闭或限制、改变油液的流动来工作的，且液过阀孔都会产生压力降及温升。2.对液压控制阀的要求1、性能良好，既阀的工作灵敏，工作可靠，无冲击振动现象；2、密封性能良好，能承受高于额定工作压力的实验压力；3、液流通过阀口时，压力损失要小；4、结构简单，便于安装和制造，体积小、价格便宜；5、要求系列化、标准化、通用化。§6-2

方向控制阀§6-2

方向控制阀

定义：在液压系统中，用来控制工作液体流动方向的阀。

作用：控制液流方向，从而改变执行元件的运动方向。

分类：单向阀（普通、液控）换向阀（按通路分：二、三、四、五通）按工位数目分：二、三、四位，按控制方式分：电磁、液控，按操纵方式分：手动、气动、机动）一、单向阀1、普通单向阀结构：阀体、阀芯、弹簧等单向阀原理单向阀工作原理单向阀工作原理作用：只许油液单向流动，反向不通。要求：正向流动阻力小，反向不通，密封好。开启压力：0.03~0.05MPa背压阀：(单向阀的变形)弹簧较硬开启压力：0.2~0.6MPa背压：执行元件回油腔的压力。

职能符号：应用：锁紧油缸，避免向油泵倒灌。平衡重物2、液控单向阀组成：普通单向阀+小活塞缸特点：a.无控制油时，与普通单向阀一样，

b.通控制油时，正反向都可以流动。

职能符号：液控单向阀液控单向阀工作原理应用：锁紧油缸，避免倒灌。控制重物下放速度。

液压锁二、换向阀作用：利用阀芯在阀体内的相对运动改变油液流动方向，接通或关闭油路，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。要求：1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小；2）油液流过时的压力损失小；3）密封性能好；即泄露量要小；4）结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性强。1．换向阀的分类1）根据阀芯的结构方式：①滑阀式：阀芯在阀体内作直线运动，控制方式多，高、低压均适用。②转阀式：阀芯在阀体内作回转运动，密封性能差，限低压场合。③单向阀型：锥阀、球阀、平面阀。通过阀芯相对阀座开启或闭合来实现换向。1．换向阀的分类2）根据控制方式：手动、机动、电磁、液动、电液动。3）根据阀的工作位数和通路数：二位三通、二位四通、三位四通、三位五通等。3．滑阀式换向阀工作原理：由主体部分和控制部分组成。工作原理：通过外力（机械力、电磁力、液压力等）使阀芯在阀体内作相对运动，从而使油路换向。3．换向阀工作原理（1）滑阀式换向阀工作原理：组成：由主体部分和控制部分组成。工作原理：通过外力（机械力、电磁力、液压力等）使阀芯在阀体内作相对运动，从而使油路换向。主体部分组成1）两位两通PA职能符号：作用：控制油路的通与断2）两位三通职能符号：作用：控制液流方向PAB3）两位四通职能符号：作用：控制执行元件换向P—

压力油口O—

回油口A、B—

分别接执行元件的两腔4）三位四通职能符号：作用：换向、停止。PABO5）两位五通职能符号：作用：换向、两种回油方式。PABO1O26）三位五通职能符号：作用：换向、停止、回油不同。PABO1O2两种回油方式工进：有背压运动平稳退回：快速畅通二、操纵定位装置作用：移动阀芯并使其保持在工作位置上。a.手柄控制，弹簧复位。1.手动b.手柄控制，钢球定位。应用：小流量，需徒手操作的场合。三位四通手动换向阀结构图2.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）两位两通常开常闭靠弹簧的方格表示常态用行程阀速度换接3.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)实物4.液动液体操纵，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)5.电液动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实物

三、中位机能O型三位滑阀在中间位置工作时，油路的连通方式。双向锁紧，系统保压。M型双向锁紧，油泵卸荷。H型油缸浮动，泵卸荷。P型差动连接。Y型油缸浮动，系统保压。K型单向锁紧，油泵卸荷。四、主要性能参数1.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）2.压力损失通过的流量影响压力损失；3.内泄漏量影响系统效率，使油液升温；4.换向、复位时间按系统要求合理选用；5.换向频率单位时间内的换向次数。（电磁阀：60次/min)换向阀小结职能符号:位:阀芯的工作位置;通:阀体上油路的通道数;机能:中位时油路的连通方式。控制方式:O型H型P型Y型K型手动机动电磁液动电液§6-3

压力控制阀§6-3

压力控制阀分类按用途：溢流阀减压阀顺序阀平衡阀卸荷阀按阀芯结构：滑阀球阀锥阀按工作原理：直动式先导式§6-3.1

溢流阀作用：防止系统过载，保持系统压力恒定。一、工作原理

1.直动式溢流阀结构：

职能符号：工作原理：p<ps,阀口不开；

p>ps,溢流。ps—

弹簧力DBD型直动式溢流阀实物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。先导式溢流阀先导式溢流阀工作原理职能符号新符号旧符号实物先导式溢流阀先导式溢流阀二、静态特性1.直动式溢流时阀芯受力方程：k

—

弹簧刚度—

弹簧的预压缩量—

阀口开度（阀芯位移，即增加的压缩量）式中：开启压力：调定压力(全流压力):—通过额定流量时阀芯的位移调压偏差:（阀口将开未开）流量-压力特性方程：特性曲线特点：反应快，波动大（0.2-0.4MPa).

2.先导式对于高压大流量的溢流阀，为了减小波动，采用了先导阀。特点：反应慢，稳定性好，波动小。p’—

主阀芯上端的压力三、应用1.作安全阀（常闭）作用：防止系统过载。2.

作溢流阀（常开）作用：保持系统压力恒定3.卸荷或远程调压卸荷远程调压4.作背压阀放在系统回油路上§6-3.2

减压阀特点：出口压力控制阀芯动作，有单独泄油口工作原理：节流口产生压降Δpp2=p1

-Δp

，

p1一定，Δp↑

，

p2↓。●

p1<ps,处于非工作状态，不起减压作用；●

p1

>ps,减压、稳压。作用：减低系统压力，并有稳压作用。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：工作缸夹紧缸应用：使夹紧缸获得稳定的低压。§6-3.3顺序阀作用：控制多个执行元件动作顺序。1.内控顺序阀职能符号：结构：出油口接二次油路，有单独泄油口。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。顺序阀工作原理顺序阀工作原理应用：控制液压缸动作顺序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：§6-3.4

平衡阀与顺序阀区别：没有单独的泄油口，弹簧较硬。职能符号：1.

内控平衡阀特点：内部控制，内部泄油。作用：放在执行元件的回油路上，平衡重物。应用：平衡重物。2.

外控平衡阀职能符号：特点：外部控制，内部泄油。应用平衡重物，限制重物下落速度。§6-3.5

卸荷阀职能符号：工作原理：pK

<ps,阀口不开；

pK

>ps,阀口打开，使泵卸荷。作用：使油泵卸荷，减小功率消耗。区别：出口接油箱，K口接卸荷油压。特点：外部控制，内部泄油。应用：使左泵卸荷§6-3.6压力继电器作用：利用系统中压力变化，控制电路的通断。微动开关调节螺钉顶杆柱塞工作原理：p>ps,微动开关闭合，发出电信号。p<ps,微动开关断开，电信号撤销。职能符号：应用：1.控制电磁阀动作。

2.控制系统压力，出故障时，自动停车。应用：控制电磁阀，实现油缸顺序动作。压力阀小结作用：控制液压系统中的压力。共性：利用液压力和弹簧力比较，控制阀口的开与关；或控制开口大小。溢流阀：控制进口压力减压阀：控制出口压力顺序阀：控制阀口通与不通，进而控制执行元件的动作顺序。平衡阀：装在执行元件的回油路上，平衡重物。卸荷阀：使油泵卸荷。要求：掌握各种阀的工作原理及应用场合。§6-4流量控制阀§6-4流量控制阀应满足下列要求：1、具有足够的调节范围，而且调节时流量变化要均；2、能够保证稳定的最小流量；3、工作液体的温度、压力的变化对流量的影响要小；4、调节方便，且泄露要小。§6-4流量控制阀作用：控制流量，调节执行元件的运动速度。分类：节流阀调速阀一、普通节流阀结构：轴向三角槽工作原理：职能符号：静态特性1.流量特性薄壁孔细长孔C—

流量系数

AT

—

节流口通流截面积

Δp—

节流口前后压差

φ—

压差指数q∝AT

，Δp=c，AT↑，q↑。影响流量稳定的因素1)压差对流量稳定性的影响AT

一定时，q变。即当F变时，

Δp变，q变。pA一定，当F变时，pB变。同样Δp下，对薄壁孔的流量影响小。ABF2)温度对流量稳定性的影响

3)节流口的阻塞阻塞现象：当Δp一定，AT

较小时，流量时大时小甚至断流。措施：加大水利半径、选择稳定性好的油液、精心过滤。薄壁孔不易附着、阻塞。

结论：薄壁式节流口流量特性好。T变，η变，q变。薄壁孔不受温度变化影响。2.最小稳定流量和流量调节范围最小稳定流量

qmin=0.05L/min应用：运动平稳性要求不高的调速系统。流量调节范围：流量特性曲线：二、调速阀1.组成：节流阀＋差压式减压阀2.工作原理p1一定，p2↑→阀芯下移→xR↑→ΔpR↓→

pm↑，ΔpT

=pm-p2=C;p2↓→阀芯上移→xR↓→ΔpR↑,→

pm↓，ΔpT

=pm-p2=C。节流阀：F变，Δp变，q变。调速阀：F变，ΔpT不变，q不受负载变化的影响。调速阀工作原理调速阀工作原理特性曲线应用：负载变化，运动平稳性要求高的调速系统。Δp——阀的进出口压差节流阀：Δp=ΔpT=p1–p2调速阀：Δp=

ΔpT+ΔpR※当F变化时，调速阀进出口压差Δp

变，不变的是Δ

pT。要求：调速阀正常工作Δp>0.4~0.5MPa（Δp<0.4MPa时减压阀不起作用，和普通节流阀一样）职能符号：简化符号三、溢流节流阀（旁路调速阀）1．组成及作用组成：由压差式溢流阀和节流阀并联而成。作用：保证通过阀的流量基本上不受负载变化的影响。2．工作原理溢流节流阀是通过P1随P2的变化来使流量基本保持恒定的。与调速阀不同之处：必须接在执行元件的进油路上。四、分流集流阀§6-5其它控制阀一、电液比例控制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。在普通液压阀上用电-机械转换器取代原有的控制部分，即成为比例阀。§6-5其它控制阀1、电液比例控制系统的组成及分类（1）组成多应用于开环控制。基本元件：基本元件：3比例阀比例阀由比例电磁铁和液压阀本体组成。比例电磁铁：电液接口元件。作用:将电控器放大后的电信号→与之成比例的力或位移→液压放大输出4执行元件液压缸或液压马达（2）电液比例控制系统的分类*比例压力控制系统*比例流量控制系统*比例流量压力控制系统2.电液比例阀的组成及分类

比例阀由比例电磁铁和液压阀本体组成。比例电磁铁：电液接口元件。液压阀本体:功率放大级.作用:将电控器放大后的电信号→与之成比例的力或位移→液压阀放大驱动负载.3.电-机械转换器结构及控制形式

比例电磁铁：利用电磁力与弹簧力相平衡的原理实现电-机械转换。比例电磁铁类型：力控制型：直接输出力，比例电磁铁直接与阀芯或传力弹簧与阀芯连接。行程控制型：阀芯另一侧放置弹簧，弹簧为力-位移转换元件，电磁铁的输出力，通过弹簧转换成阀芯的位移。电液比例阀的类型比例压力控制阀比例流量控制阀比例方向控制阀比例复合阀4.比例压力控制阀（1）直动型比例溢流阀（2）先导型比例溢流阀（3）先导型比例减压阀

5.比例流量控制阀二、电液伺服阀

电液转换元件和功率放大元件。小功率电信号输入-大功率液压能输出。电液伺服系统的核心。1、工作原理：应用举例三、电液数字阀用数字信息直接控制的阀，称电液数字阀。数字阀可直接与计算机接口连接，不需要D/A转换器。与比例阀、伺服阀相比，这种阀结构简单，工艺性好，价廉，抗污染能力强，重复性好，工作稳定可靠，功耗小。在微机实时控制的电液系统中，它已部分取代了比例阀或伺服阀，为计算机在液压系统中的应用开拓了一个新的道路。电液数字阀对计算机而言，最普通的信号可量化为两个量级的信号，即“开”和“关”。用数字量进行控制的方法很多，用得最多的是由脉数调制(PNM)演变而来的增量控制法以及脉宽调制(PWM)控制法。1、数字阀的结构下面主要