顺序、流量阀..ppt

1、三、顺序阀,顺序阀的作用是利用油液压力作为控制信号，控制油路通断。 按结构可分为直动式和先导式；按控制油来源分内控和外控。按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。 顺序阀的工作原理与溢流阀相似。 顺序阀的出口一般接负载（串联），调压弹簧腔有外接泄油口，采用进口测压，阀口常闭。,姝眽绉戞妧澶,娴佷綋浼犲姩鍙婃帶鍒剁爺绌舵墍,图6.20,直动型顺序阀,直动式顺序阀是作用在阀芯上的主油路液压力与调压弹簧力直接相平衡的顺序阀。,姝眽绉戞妧澶,娴佷綋浼犲姩鍙婃帶鍒剁爺绌舵墍,调压手柄,姝眽绉戞妧澶,娴佷綋浼犲姩鍙婃帶鍒剁爺绌舵墍,直动型顺序阀 与符号的对应关系,姝眽绉戞妧澶,娴佷綋浼犲姩鍙婃帶鍒剁爺绌舵

2、墍,直动型顺序阀与直动式溢流阀的比较,顺序阀在油路中相当于一个以油液压力作为信号来控制油路通断的液压开关。它与溢流阀的工作原理基本相同，主要差别为：出口接负载；动作时阀口不是微开而是全开；有外泄口。,出口回油箱,顺序阀,溢流阀,在直动型顺序阀在基础上，将主阀芯上腔的调压弹簧用先导调压回路代替，且将先导阀调压弹簧腔引至外泄口 L，就构成图示先导式顺序阀。,顺序阀的四种结构形式及符号,外控顺序阀(外控外泄),顺序阀 (内控外泄),背压阀 (内控内泄),卸荷阀 (外控内泄),通过改变上盖或底盖的装配位置可得到内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄四种结构类型。,内控内泄顺序阀的图形符号和工作原理与溢

3、流阀相同。多串联在执行元件的回油路上，使回油具有一定压力，保证执行元件运动平稳。常作背压阀。 内控外泄顺序阀与溢流阀非常相像：阀口常闭，进口压力控制，但是该阀出口油液要去工作，所以有单独的泄油口。内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，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。,如何通过改变上盖或底盖的装配位置得到内控外泄、外控外泄两种结构类型？,单向顺序阀,溢流阀、减压阀和顺序阀之区别,例1 如图所示回路，顺序阀的调整压力pX=3MPa，溢流阀的调整 压力p

4、y=5MPa，问在下列情况下A、B点的压力为多少？ 1）液压缸运动时，负载压力pL=4MPa； 2）如负载压力pL变为1MPa； 3）活塞运动到右端。,顺序阀的应用,参考答案： 1） PA=PB=4MPa 2） PB=3MPa PA=1MPa 3） PA=PB=5MPa,例2：如图所示系统，缸、上的外负载力F1=20000N，F2=30000N，有效工作面积都是A=50cm2，要求缸先于缸动作，问：1）顺序阀和溢流阀的调定压力分别为多少？2）不计管路阻力损失，缸动作时，顺序阀进、出口压力分别为多少？,1) P溢P顺6MPa 2) P进=P顺6MPa P出=4MPa,例3：如图所示回路，顺序阀和

5、溢流阀串联，调整压力分别为PX和PY，当系统外负载为无穷大时，问： 1）泵的出口压力为多少？ 2）若把两阀的位置互换，泵的出口压力又为多少？,参考答案： 1） Px Py Pp = Px Px Py Pp = Py 2） Pp = Px + Py,例4：如图a、b回路参数相同，液压缸无杆腔面积A=50cm2，负载FL=10000N，各阀的调定压力如图示，试分别确定两回路在活塞运动时和活塞运动到终端停止时A、B两处的压力。,参考答案： a）运动时： PA=PB=2MPa 终端时： PA=5MPa PB=3MPa b) 运动时： PA=3MPa PB=2MPa 终端时： PA=PB=5MPa,四

6、压力继电器,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。 其作用是实现执行元件的顺序控制或安全保护。 压力继电器在压力达到调定值时，发出电信号，控制电气元件动作。 压力继电器有柱塞式、膜片式、弹簧管式和波纹管式四种结构形式。,图示为柱塞式压力继电器。主要零件包括柱塞1、调节螺钉2、电气微动开关3 。压力油作用在柱塞下端，液压力直接与弹簧力比较。当液压力大于或等于弹簧力时，柱塞向上移压微动开关触头，接通或断开电气线路。反之，微动开关触头复位。,工作原理：当压力达到调定值时，发电信号使电路接通。,压力继电器的应用,如右图所示，压力继电器用在顺序动作回路中。当执行元件工作压力达到压力

7、继电器调定压力时，压力继电器将发出电信号，使电磁铁得电，换向阀换向，从而实现两液压缸的顺序动作。,第四节 流量控制阀,流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调节的阀。普通流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流阀。,调速阀,节流阀,液压系统在工作时，常需随工作状态的不同而以不同的速度工作，只要控制流量就控制了速度；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了。 速度控制的概念 对液压执行元件而言，控制“流入执行元件的流量”或“流出执行元件的流量”都可控制执行元件的速度。,任何液压系统都要有泵，不管执行元件的推力、速度如何变化，定量泵的输出流量永远是固

8、定不变的，所谓速度控制或控制流量只是使流入执行元件之流量小于泵的流量而已，故常将其称为节流调速。 图430所示说明定量泵在无负载且设回路无压力损失的状况下，其节流前后的差异；节流前泵打出的的油全进入回路，此时泵输出压力趋近于零；节流后泵50L/min的流量才有30L/min能进入回路，虽然其压力趋近于零，但是剩余的20L/min得经溢流阀流回油箱，若将溢流阀压力设定为5MPa，此时就算是没有负载，系统压力仍将会大于4MPa，也就是说不管负载的大小如何，只要作了速度控制，则泵的输出压力将会趋近溢流阀的设定压力，趋近的程度由节流量的多少与负载大小来决定。,节流阀,液流从进油口流入经节流口后，从阀的

9、出油口流出。阀芯3 的锥台上开有三角形槽。转动调节手轮1，阀芯 3 产生轴向位移，节流口的开口量即发生变化，从而流量发生变化。,（1）普通节流阀,动画,（2）单向节流阀,流体正向流动时，与普通节流阀一样，节流缝隙的大小可通过手柄进行调节；当流体反向流动时，靠油液的压力把阀芯4压下，下阀芯起单向阀作用，单向阀打开，可实现流体反向自由流动。,节流阀芯分成了上阀芯和下阀芯两部分,对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式：,节流口的流量特性,式中: A :阀口通流面积； P :阀口前、后压差； K :节流系数; m :由节流口形状和结构决定的指数，0.5ml。,需要说明的是节流系数K并不是常数，节流

10、口的结构、形状、压力差、油温都对K有影响。精确的K值需靠试验确定，一般K=0.6-0.8。m值也受多种因素影响，一般薄壁节流口的m为0.5左右。,液压系统在工作时，希望节流口大小调节好后，流量稳定不变。但实际上流量总会有变化，特别是小流量时，影响流量稳定性与节流口形状、节流压差以及油液温度等因素有关。,影响流量稳定性的因素,（1）压差变化对流量稳定性的影响,当节流口前后压差变化时，通过节流口的流量将随之改变，节流口的这种特性可用流量刚度T来表征。,刚度的物理意义如下： 当p有某一增量时，Q值相应的也有某一增量，Q的增量值越大，说明流量的变化也就越大，刚度就越小。反之，则刚度大。,p 大有利于提

11、高节流阀刚性，但过大不仅造成压力损失增大，而且可能因阀口太小而堵塞，一般取p （0.150.4）MPa。,（2）油温变化对流量稳定性的影响,油温升高，油液粘度降低。对于细长孔，当油温升高使油的粘度降低时，流量就会增加。所以节流通道长时温度对流量的稳定性影响大。,对于薄壁孔，油的温度对流量的影响是较小的，这是由于流体流过薄刃式节流口时为紊流状态，其流量与雷诺数无关，即不受油液粘度变化的影响；节流口形式越接近于薄壁孔，流量稳定性就越好。,一般节流阀，只要保持油足够清洁，不会出现阻塞。有的系统要求缸的运动速度极慢，节流阀的开口只能很小，于是导致阻塞现象的出现。此时，通过节流阀的流量时大时小，甚至断流

12、。流量小时，流量稳定性与油液的性质和节流口的结构都有关。,（3）阻塞对流量稳定性的影响,产生堵塞的主要原因是：, 油液中的杂质或因氧化析出的胶质等污物堆积在节流缝隙处； 由于油液老化或受到挤压后产生带电的极化分子，被吸附到缝隙表面，形成牢固的边界吸附层，因而影响了节流缝隙的大小。以上堆积、吸附物增长到一定厚度时，会被液流冲刷掉，随后又重新附在阀口上。这样周而复始，就形成流量的脉动； 阀口压差较大时容易产生堵塞现象。一般取p（0.150.4）MPa。,适当选择节流口前后的压差，用多个节流口串联。一般取 p0.20.3 MPa。,精密过滤并定期更换油液。在节流阀前设置单独的精滤装置，为了除去铁屑和

13、磨料，可采用磁性过滤器。,节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的金属，以减小吸附层的厚度。,采用大水力半径的薄刃式节流口。一般通流面积越大、节流通道越短、以及水力半径越大时，节流口越不易堵塞。,减轻堵塞现象的措施,节流口的形式,（1）直角凸肩节流口,hB B-阀体沉割槽的宽度。,特点： 过流面积和开口量呈线性结构关系，结构简单，工艺性好。但流量的调节范围较小，小流量时流量不稳定，一般节流阀较少使用。,节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性在很大程度上决定着流量控制阀的性能。,（2）针阀式(锥形凸肩)节流口,h,特点： 结构简单，可当截止阀用。调节范围较大。由于过流断面仍是同心环状间隙，水

14、力半径较小，小流量时易堵塞，温度对流量的影响较大。一般用于要求较低的场合 。,（3） 偏心槽式节流口,特点： 节流口由偏心的三角沟槽组成。阀芯有转角时，节流口过流断面面积即产生变化。本结构的特点是，小流量调节容易。但制造略显得麻烦、阀芯所受的径向力不平衡，只宜用在低压场合。,36,（4）轴向三角槽式节流口,沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯做轴向运动，即可改变开口量h，从而改变过流断面面积。,特点：结构简单，水力半径大，调节范围较大。小流量时稳定性好，最低对流量的稳定流量为50ml/min。因小流量稳定性好，是目前应用最广的一种节流口。,（5）周向缝隙式节流口,特点：阀芯上开有狭缝，旋转阀芯可以

15、改变缝隙的通流面积大小。这种节流口可以作成薄刃结构，从而获得较小的稳定流量，但是阀芯受径向不平衡力，只适于低压节流阀中。,调速阀（动画）,结构原理,调速阀是由定差减压阀与节流阀串连而成。,压力油 P1 先经定差减压阀，然后经节流阀流出。节流阀进口压力油 P2 和出口压力油 P3 经阀体流道被引至定差减压阀阀芯两端，P2-P3 与定差减压阀的弹簧力进行比较，因定差减压阀阀口的压力补偿作用，使P2-P3基本不变。,流量稳定性分析,调速阀通过调节流量来调节速度，并保证其速度的稳定。 节流阀既是调节元件，又是检测元件。当阀口面积调定后，它一方面控制流量的大小，一方面检测流量信号并转换为阀口前后压力差反

16、馈作用到定差减压阀阀芯的两端面，与弹簧力相比较，当检测的压力差偏离预定值时，定差减压阀阀芯产生相应位移，改变减压缝隙进行压力补偿，保证节流阀前后的压力差基本不变。 阀芯位移势必引起弹簧力和液动力波动，因此流经调速阀的流量只能基本稳定。 为保证定差减压阀的压力补偿作用，调速阀进出口压力差应大于弹簧力FS 和液动力FY所确定的最小压差，即最小稳定工作压差。否则无法保证流量稳定。 调速阀达到最小工作压差时，调速阀的速度刚性可近似为。,基本的速度控制回路：有进油节流调速、回油节流调速、旁路节流调速三种方法。 1进油节流调速：就是控制执行元件入口的流量，图435所示，该回路不能承受负负载，如有负向负荷（

17、负荷与运动方向同向者），则速度失去控制。,2.回油节流调速：就是控制执行元件出口的流量，图436所示，回油节流调速是控制排油，节流阀可提供背压，使液压缸能承受各种负荷。,3旁路节流调速：是控制不需流入执行元件也不经溢流阀而直接流回油箱的油的流量，从而达到控制流入执行元件油液流量的目的。图4-37所示旁路节流调速回路，该回路的特点是液压缸的工作压力基本上等于泵的输出压力，其大小取决于负载，该回路中的溢流阀只有在过载时才打开。,从上所述，此三种调速方法不同点为： 1）进油调速和回油调速会使回路压力升高，造成压力损失；旁路调速则几乎不会。 2）用旁路调速作速度控制时，无溢流损失，效率最高，控制性能最差，主要用于负载变化很小的正向负载的场合。 3）用进油调速作速度控制时，效率次之，主用于负荷变化较大之正向