液压控制阀溢流阀教程课件

液压传动

李杞超液压传动

李杞超05液压控制阀5.3压力控制阀基本原理：压力控制阀利用油液压力和弹簧力相平衡的原理进行工作，以满足执行元件对力或扭矩的要求。工作状态：油液压力和弹簧力不同大小关系，使阀处于不同的工作状态。压力控制阀：在液压系统中，稳定、调节和控制液压系统压力，或利用压力信号控制其它动作的液压控制阀，统称为压力控制阀，简称压力阀。5液压控制阀5.3压力控制阀基本原理：压力控制阀利用油液压力阀的分类压力阀按功能分为按阀芯结构按工作原理溢流阀减压阀顺序阀压力继电器平衡阀卸荷阀直动式先导式滑阀球阀锥阀压力阀的分类压力阀按功能分为按阀芯结构按工作原理溢流阀溢流阀的作用溢流阀溢流阀是通过阀口的溢流，维持系统压力恒定，实现稳定、调节或限制系统最高压力，并溢出多余油液，防止系统过载。一般并联于主油路，出口接油箱，采用进口压力负反馈。溢流阀与减压阀在系统中都起稳压作用，但其差别是：

溢流阀稳定进口压力，而减压阀是稳定出口压力。溢流阀的结构

由控制部分和调节部分组成，其中：控制部分：由阀芯、阀体、弹簧等组成。调节部分：由调节手轮、弹簧、锥阀、遥控口等组成。溢流阀按照其结构原理可分为：直动式和先导式两种溢流阀。溢流阀的分类溢流阀的作用溢流阀溢流阀是通过阀口的溢流，（1）直动式溢流阀结构实物图片剖面图可知：直动溢流阀是由阀体、阀芯、弹簧和调节旋钮组成的。（1）直动式溢流阀结构实物图片剖面图可知：

直动型溢流阀因阀口和测压面结构型式不同，形成了三种基本结构。无论何种结构，均是由调压弹簧和调压手柄、溢流阀口、测压面等三个部分构成。

滑阀式溢流口，端面测压

锥阀式溢流口，端面测压

锥阀式溢流口，锥面测压直动型溢流阀因阀口和测压面结构型式不同，形成直动型溢流阀与符号的对应关系

溢流阀的符号阀口阀口测压面测压孔直动型溢流阀溢流阀的符号阀阀口测压面测压孔职能符号方框－表示溢流阀的阀体；实线－表示各油路；箭头－表示内部通路及方向；虚线－表示控制油路，连在进油路，表示由进油控制；弹簧－表示与液压力相平衡来控制阀芯；U－表示下部回油箱。职能符号方框－表示溢流阀的阀体；工作原理直动式滑阀阀芯溢流阀原理液压力与弹簧力相平衡的原理工作，不同压力和弹簧力的大小，溢流阀对应不同的工作状态。液压力低于调压弹簧力，阀口关闭。液压力高于调压弹簧力，阀口开启。直动溢流阀工作过程力平衡方程——弹簧预压缩量（m）——阀开口量（m）当时工作原理直动式滑阀阀芯溢流阀原理液压力与弹簧特点1）液压油液直接作用在阀芯上，结构简单，灵敏度高。2）当溢流阀流量变化时，阀口开度即弹簧压缩量也随之变化。3）当溢流阀工作时，可认为FS=Fp,即

p=k（x0+x）/A由上式可知：当弹簧压缩量变化x很小时,可认为溢流阀进口压力基本保持不变。4）适用于低压、小流量的系统中。如果压力大或流量大，则需要刚度k大的弹簧，因此，手动调节困难，且当阀口开度有较小变化，将引起较大压力波动。５）有弹簧调节手柄，出口必须接油箱。特点1）液压油液直接作用在阀芯上，结构简单，灵敏度高。（2）先导式溢流阀结构实物图片剖面图可知：先导溢流阀是由主阀和先导阀组合而成的，协调工作。

（1）先导阀及其弹簧是稳定、控制和调节压力的。（2）主阀是溢流的，而弹簧主要是起开阀后复位作用。（2）先导式溢流阀结构实物图片剖面图可知：先导溢流阀工作原理

先导式溢流阀是以液压力与弹簧力相平衡原理工作的。主阀状态是由油液压力和先导阀调定压力大小所决定的，当主阀打开时，压力满足下式：

pA=k（x0+x)+p'A'式中，p'为主阀上端压力，即先导阀调定压力,p'A'等先导阀的预压紧力。A'为先导阀作用面积，

A为主阀有效作用面积。

出油先导溢流阀原理图工作原理先导式溢流阀是以液压力与弹簧力相平衡原理工作的1）三节同芯先导型溢流阀

主要特点：由主阀芯负责控制系统的压力，先导级负责向主阀提供指令力，作用在主阀芯上的主油路液压力与先导级所输出的“指令压力”相平衡。阀口处同芯活塞处同芯导向处同芯黑三角代表先导型液压控制工作过程封闭过程开启过程溢流过程1）三节同芯先导型溢流阀主要特点：由主阀芯出油口P2进油口P1主阀芯主阀口导阀芯先导级固定节流孔调压手柄调压弹簧主阀弹簧出油口P2进油口P1主阀芯主阀口导阀芯先导级固调压手柄调压弹YF型先导式溢流阀原理图阀口主级测压面主级指令导阀比较主阀比较：半桥式先导控制部分YF型先导式溢流阀原理图阀主级测压面主级指令导主阀比较：半桥二节同芯先导式溢流阀2）二节同芯先导型溢流阀

阀口处同芯导向处同芯结构特点结构简单，加工和装配方便通流面积大主阀芯与阀套通用化，便于批量生产二节同芯先导式溢流阀2）二节同芯先导型溢流阀阀口处同芯导向YF型先导式溢流阀原理图主级测压面主级指令导阀比较主阀比较：半桥式先导控制部分节流孔2、4串联等价于1个孔节流孔3构成动态阻尼，稳定主阀YF型先导式溢流阀原理图主级测压面主二节同芯型先导式溢流阀主级测压面导阀芯阀口固定节流孔工作过程二节同芯型先导式溢流阀主级测压面导阀芯阀固定节流孔工作过程电磁溢流阀3）电磁溢流阀

是电磁换向阀与先导式溢流阀的组合，用于系统的多级压力控制或卸荷。电磁阀部分先导式溢流阀部分电磁溢流阀3）电磁溢流阀是电磁换向阀与先电磁溢流阀原理图电磁阀通电卸压先导式溢流阀部分PT符号电磁溢流阀原理图电磁阀通电卸压先导式溢流阀部分PT符号T远程调压原理先导式溢流阀部分P先导式溢流阀部分远程调压阀远程调压阀25MPa25MPa32MPa32MPa输出25MPaT远程调压原理先导式溢流阀部分P先导式溢远程调压阀远程调压阀有两个阀协调工作，其中，先导阀控制和调节溢流压力，主阀溢流控制口开闭的油液来自进油口，漏油回油采用内泄方式溢流阀并联于系统回路中，不工作时，阀芯常闭；工作时，阀芯常开弹簧刚度k比较小，阀前的压力p随流量变化较小，即压力稳定性比直动式要好（最大压力偏差小于0.2MPa）特点溢流阀的代号：

例如，溢流阀YF-L10B,其中，各个符号的含义为：YF－溢流阀L－连接方式（L--螺纹连接，B--板式连接，F--法兰连接）10－公称直径10mm通径B－工作压力范围有两个阀协调工作，其中，先导阀控制和调节溢流压力，主阀溢流（3）直动式与先导式溢流阀比较

直动式与先导式溢流阀在结构、特性、适用场合都存有不同之处。结构:阀的个数不同，直动式溢流阀只有主阀，而先导式有主阀和先导阀组成；弹簧刚度：直动式的弹簧刚度大，而先导式的弹簧刚度小。特性:(a)先导式溢流阀的稳压性比直动式要好，更接近于理想特性曲线；(b)先导式溢流阀特性曲线由两段组成，而直动式是由一段曲线组成的；(c)先导式溢流阀的开启比通常比直动式大，静态调压偏差比直动式要小。(d)先导式溢流阀是二级阀，其灵敏度低于直动式。适用场合：直动式仅适合于低压、低流量的场合；先导式不仅可以稳压和溢流，而且还可用于卸荷和远程控制。控制方式：直动式为内部控制；而先导式可内控，也可外控。（3）直动式与先导式溢流阀比较直动式与先导式溢流阀在结1）稳压油路

（4）应用及实例在定量泵节流调速系统中，液压泵输出的压力油只有一部分进入油缸，多余的经溢流阀流回油箱，溢流阀是常开的，这样使系统压力保持恒定。先导溢流阀在溢流稳压状态时，对于主阀，油液压力应满足以下关系式

p=k（x0+x）/A+p1［分析］：由于主阀较软，k较小，因此，p变化小。1）稳压油路（4）应用及实例在定量泵节2）安全油路

液压系统都要装安全用的溢流阀，以限制系统的最高压力，超过时，安全溢流阀打开溢流。注意：溢流阀的调整值应比系统的最高工作压力高10-20%，以免溢流阀打开溢流影响系统正常工作。3）调压和背压油路溢流阀作背压，回油路具有一定压力，使执行元件运行平稳。

调压溢流阀在工作时是处于溢流的状态，此时油路的压力由溢流阀的调压弹簧力决定。通过调整先导阀弹簧预压缩量Δx'或改变弹簧刚度k'，可以调整先导型溢流阀的溢流压力p。

p=k（x0+x）/A+p1＝k（x0+x）/A＋k'Δx'/A'

式中，A'是先导阀的承压面积。2）安全油路注意：溢流阀的调整值应比系统的最高工作压力高4）远程调压油路

先导溢流阀１的远程控制口K

，与先导溢流阀２连接，构成远程调压控制油路。先导溢流阀１入口处的压力，由先导阀２控制。这样可利用阀２在较大范围内任意调节阀１前压力，实现远程压力控制。２１要求：（１）阀１必须为大规格先导阀。（２）阀２大小规格均可，直动、先导均可。4）远程调压油路先导溢流阀１的远程控制口K，与先导溢流5）系统卸荷油路将先导型溢流阀１的阀体上的远程控制口K，通过二位二通阀２接通油箱，实现系统卸荷。

[分析]：当远程控制口K与油箱连通时，主阀芯左端弹簧腔的压力接近于０。因此，主阀芯在很小压力下，便可移动到左端，阀口开度达到最大，使系统油液在很低压力下通过阀口流回油箱，实现卸荷。5）系统卸荷油路将先导型溢流阀１的阀体上的远程控制（5）溢流阀性能指标

溢流阀性能包括：静态特性和动态特性静态特性－－是指系统在稳定工作状态时溢流阀的性能动态特性－－是指系统在瞬时工作状态时溢流阀的性能压力－流量特性

溢流阀的“压力－流量”特性又称为溢流特性，表征进口压力随溢流量的变化情况，即溢流阀稳压性能。理想的“压力－流量”特性曲线，应是平行于流量坐标轴的水平直线。即不论溢流量多大，压力始终保持不变。1）溢流阀静态特性（5）溢流阀性能指标溢流阀性能包括：静态特性和动态特性压

当溢流阀稳定工作时，作用在阀芯上的力是平衡的，即摩擦力轴向稳态液动力阀芯重力弹簧作用力一般情况可忽略则上式可简化为（１）（２）（a）直动溢流阀特性方程

当溢流阀稳定工作时，弹簧预压缩量为x0，而阀口开度为x，则上式可表示为：（3）当溢流阀稳定工作时，作用在阀芯上的力是平衡的，即

当溢流阀刚开始溢流时，即阀口开度为x＝０，此时的压力称为溢流阀的开启压力Pc，即（4）

全流压力－－对应溢流阀额定流量qn的压力pn

静态调压差－全流压力pn与开启压力Pc之差，即（pn-

Pc）

开启比－开启压力与全流压力之比，即Pc／pn

将式（３）和（４）代入小孔（面积＝W

x）流量与压力之间关系式，便可得到直动溢流阀特性方程，即（５）式中，W为阀的开口宽度，Cd为流量系数。

随着溢流量增加，x增加和压力p也将随之增加。当溢流阀刚开始溢流时，即阀口开度为x＝０，此时的压力

对于先导式溢流阀，还应考虑先导阀的调定压力，因此，先导式溢流阀的压力可表示为（６）式中，F'为先导阀的调定压力，是由先导阀弹簧预紧力决定的。同理，将式（６）和（４），代入小孔流量计算公式，便可得到先导式溢流阀的特性方程。（b）先导式溢流阀特性方程（7）对于先导式溢流阀，还应考虑先导阀的调定压力，因此，先导式ACB.先导式溢流阀的启闭特性比直动式溢流阀更好

[分析]：先导溢流阀特性曲线由AB和BC两段组成的。直动式为一段;AB段是由先导阀特性决定的,A点对应压力为先导阀开启压力;BC段是由主阀特性决定的，B点对应压力为主阀开启压力;先导式特性曲线比直动式的要平缓，即先导式溢流阀的开启比通常比直动式要大，静态调压偏差小，精度高。

溢流阀的特性方程所对应曲线即为溢流特性曲线。（c）溢流阀静态特性曲线直动式和先导式溢流阀特性曲线ACB.先导式溢流阀的启闭特性[分析]：溢流阀的特性方

启闭