液壓與氣動(dòng)技術(shù)（第6版）課件：液壓控制閥

液壓與氣動(dòng)技術(shù)

液壓控制閥

液壓控制閥第一節(jié)概述第二節(jié)方向控制閥第三節(jié)壓力控制閥第四節(jié)流量控制閥第五節(jié)插裝閥與疊加閥第六節(jié)比例閥、伺服閥和數(shù)字閥第一節(jié)概述液壓控制元件作用

液壓控制閥在液壓系統(tǒng)中被用來控制液流的壓力、流量和方向，從而對執(zhí)行元件的起動(dòng)、停止、運(yùn)動(dòng)方向、速度、動(dòng)作順序和克服負(fù)載的能力進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制。對液壓控制元件的基本要求動(dòng)作靈敏、使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)小，使用壽命長。油液通過液壓閥時(shí)壓力損失小。密封性能好，內(nèi)泄漏少，無外泄漏。結(jié)構(gòu)簡單緊湊，體積小。安裝、維護(hù)、調(diào)整方便，通用性好。一、液壓閥的基本結(jié)構(gòu)與原理

利用閥芯在閥體內(nèi)的相對運(yùn)動(dòng)來控制閥口的通斷及開口大小，來實(shí)現(xiàn)壓力、流量和方向控制。二、液壓閥的分類1.按結(jié)構(gòu)型式劃分:滑閥錐閥球閥2.按機(jī)能劃分:

方向閥、壓力閥、流量閥3.按控制原理:開關(guān)閥、比例閥、伺服閥、數(shù)字閥4.按連接方式：管式、板式、疊加式、插裝式5.按操縱方式：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)和電液動(dòng)

三、液壓閥的性能參數(shù)1.公稱通徑閥的規(guī)格大小用通徑Ｄｇ（單位為ｍｍ）來表示，公稱通徑表征閥通流能力的大小，其應(yīng)與閥進(jìn)、出油口連接油管的規(guī)格一致。2.額定壓力液壓閥連續(xù)工作所允許的最高壓力稱為額定壓力。第二節(jié)方向控制閥作用控制液流方向，從而改變執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向。分類

單向閥換向閥一、

單向閥1.普通單向閥一種只允許液流沿一個(gè)方向通過，而反向液流被截止的方向閥；結(jié)構(gòu)：閥體、閥芯、彈簧等作用：只許油液單向流動(dòng)，反向不通。要求：正向流動(dòng)阻力小，反向不通，

密封好。開啟壓力：0.04~0.1MPa背壓閥：（單向閥的變形）

彈簧較硬開啟壓力：0.2~0.6MPa（背壓：執(zhí)行元件回油腔的壓力。）普通單向閥工作原理2.液控單向閥

液控單向閥是一種通入控制液壓油后即允許油液雙向流動(dòng)的單向閥。2.液控單向閥組成：普通單向閥+小活塞缸特點(diǎn)：a.無控制油時(shí)，與普通單向閥一樣，

b.通控制油時(shí)，正反向都可以流動(dòng)。職能符號(hào)：KP1P2二、換向閥

1.換向閥的工作原理

變換閥芯在閥體內(nèi)的相對工作位置，使閥體各油口連通或斷開，從而控制執(zhí)行元件的換向或啟停。職能符號(hào)：結(jié)構(gòu)圖三位四通換向閥2.換向閥的分類

按結(jié)構(gòu)類型分：滑閥式、轉(zhuǎn)閥式和球閥式；

按閥體連通的主油路數(shù)分：二通、三通、四通等；按閥芯在閥體內(nèi)的工作位置分：二位、三位、四位等；

按操作閥芯運(yùn)動(dòng)的方式分：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)等；

按閥芯的定位方式分：鋼球定位和彈簧復(fù)位兩種。換向閥結(jié)構(gòu)與職能符號(hào)：

二位二通PA二位三通PAB二位四通三位五通PABT1T23.三位換向閥的中位機(jī)能

三位閥常態(tài)位

（即中位）各油口

的連通方式稱為中

位機(jī)能。4.滑閥式換向閥的操作方式

滑閥式換向閥的操作

方式包括手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電

磁動(dòng)、液動(dòng)和電液動(dòng)等。

（1）手動(dòng)（機(jī)動(dòng)）換向閥

手動(dòng)換向閥閥芯的運(yùn)動(dòng)是

借助人力來實(shí)現(xiàn)的；實(shí)物實(shí)物手動(dòng)轉(zhuǎn)閥（動(dòng)畫）（２）電磁換向閥

電磁閥布置靈活，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但電磁鐵的吸力有限，難于切換大的流量。

電磁換向閥電磁換向閥實(shí)物電磁換向閥實(shí)物電磁換向閥實(shí)物（３）液動(dòng)換向閥

電磁閥布置

靈活，易于實(shí)現(xiàn)

自動(dòng)化，但電磁

鐵的吸力有限，

難于切換大的流

量。電液換向閥的一些控制機(jī)構(gòu)１）阻尼調(diào)節(jié)器

又稱為換向時(shí)間調(diào)節(jié)器，它是一疊加式單向節(jié)流閥，可疊放在先導(dǎo)閥與主閥之間。２）預(yù)壓閥：對于以內(nèi)控方式實(shí)現(xiàn)供油的電液換向閥。電液聯(lián)合控制，彈簧復(fù)位?！耠姶趴刂葡葘?dǎo)閥動(dòng)作，●液體控制主閥芯動(dòng)作，●節(jié)流閥控制閥芯移動(dòng)速度。應(yīng)用：高壓、大流量的場合。（qV≤1200L/min)三位四通電液換向閥實(shí)物（動(dòng)畫）實(shí)物換向閥小結(jié)職能符號(hào):位:閥芯的工作位置;通:閥體上油路的通道數(shù);機(jī)能:中位時(shí)油路的連通方式?？刂品绞?O型H型P型Y型K型手動(dòng)機(jī)動(dòng)電磁液動(dòng)電液

第三節(jié)壓力控制閥

分類：

按用途：溢流閥，減壓閥，順序閥，壓力繼電器；

按工作原理：直動(dòng)式，先導(dǎo)式。

一、溢流閥

1.結(jié)構(gòu)原理

溢流閥按結(jié)構(gòu)型式可分為直動(dòng)型和先導(dǎo)型。

旁接在液壓泵的出口，保證系統(tǒng)壓力恒定或限制其最高壓力；

旁接在執(zhí)行元件的進(jìn)口，對執(zhí)行元件起安全保護(hù)作用。

（１）直動(dòng)型溢流閥作用：防止系統(tǒng)過載，保持系統(tǒng)壓力恒定。1.溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理工作原理：pA<Fs,閥口不開；

pA>Fs,溢流。

Fs—

彈簧力實(shí)物（２）先導(dǎo)型溢流閥它由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成。三級(jí)同心結(jié)構(gòu)，即主閥芯的大直徑與閥體孔、錐面與閥座孔、上端直徑與閥蓋孔三處同心。先導(dǎo)式溢流閥

結(jié)構(gòu)：先導(dǎo)閥+主閥阻尼孔，壓差Δp

調(diào)壓彈簧2，平衡彈簧4

遠(yuǎn)程控制口K

:實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。K口打開，p由控制油壓決定；K口堵上，p由先導(dǎo)閥ps

決定。實(shí)

物Y2型中高壓溢流閥2.溢流閥的應(yīng)用溢流閥的應(yīng)用主要有：溢流穩(wěn)壓；過載保護(hù)；遠(yuǎn)程調(diào)壓；使泵卸荷。3.溢流閥的靜態(tài)特性溢流閥靜態(tài)特性，是指元件或系統(tǒng)在穩(wěn)定工作狀態(tài)下的性能。溢流閥的靜態(tài)特性指標(biāo)很多，主要是指壓力—流量特性。壓力—流量特性調(diào)壓偏差（ｐｓ－ｐｋ）、（ｐｓ－ｐｂ）；開啟壓力比ｎｋ＝ｐｋ／ｐｓ；閉合壓力比ｎｂ＝ｐｂ／ｐｓ。ｎｋ＝0.9～0.95。直動(dòng)式特點(diǎn)：反應(yīng)快，波動(dòng)大（0.2-0.4MPa).先導(dǎo)式特點(diǎn)：反應(yīng)慢，穩(wěn)定性好，波動(dòng)小。

5.3.1溢流閥4（1）作溢流閥用

如圖5-12（a）所示的溢流閥1；（2）作安全閥用

圖5-12（b）；（3）作卸荷閥用

如圖5-12（c）所示；（4）作背壓閥用

如圖5-12（a）所示的溢流閥2。２．溢流閥的應(yīng)用二、順序閥分類：順序閥按結(jié)構(gòu)：直動(dòng)型和先導(dǎo)型；按控制液壓油來源：內(nèi)控式和外控式之分。1.順序閥的基本結(jié)構(gòu)和工作原理順序閥的四種控制、泄油方式內(nèi)控：控制液壓油直接引自進(jìn)油口；外控：控制液壓油從外部油路引入；外泄：閥的泄油從泄油口流回油箱；內(nèi)泄：泄油經(jīng)內(nèi)部通道進(jìn)入閥的出油口。順序閥的特點(diǎn)１）內(nèi)控外泄順序閥：

閥口常閉，進(jìn)口壓力控制閥口的開啟。出口液壓油工作，彈簧腔的泄漏油需單獨(dú)引回油箱。２）內(nèi)控內(nèi)泄順序閥：

內(nèi)控內(nèi)泄順序閥串聯(lián)在液壓系統(tǒng)的回油路中使回油具有一定的壓力，溢流閥則旁接在主油路中。３）外控內(nèi)泄順序閥：在功能上等同于液動(dòng)二位二通閥，其出口接回油箱，工作時(shí)閥口處于全開狀態(tài)，用于雙泵供油回路時(shí)可使大泵卸載。４）外控外泄順序閥除可作為液動(dòng)開關(guān)閥外，還可用于變重力負(fù)載系統(tǒng)中，稱之為限速鎖。２.順序閥的應(yīng)用順序動(dòng)作組成平衡閥使泵卸載

三、減壓閥減壓閥是一種利用液流流過縫隙液阻產(chǎn)生的壓力損失使出口壓力低于進(jìn)口壓力的壓力控制閥。按調(diào)節(jié)要求有：用于保證出口壓力，使其為定值的定值減壓閥；用于保證進(jìn)、出口壓力差不變的定差減壓閥；用于保證進(jìn)、出口壓力成比例的定比減壓閥。1.減壓閥的基本結(jié)構(gòu)和工作原理2.減壓閥的應(yīng)用減壓閥與溢流閥的工作原理和基本結(jié)構(gòu)比較減壓閥的實(shí)質(zhì)為出口壓力控制，以保證出口壓力為定值；溢流閥的實(shí)質(zhì)為進(jìn)口壓力控制，以保證進(jìn)口壓力恒定；減壓閥閥口常開，進(jìn)、出油口互通；溢流閥閥口常閉，進(jìn)、出油口不通；減壓閥出口處液壓油可用于工作，壓力不等于零，溢流閥的出口直接接回油箱；減壓閥先導(dǎo)閥彈簧腔的泄漏油需單獨(dú)引回油箱（外泄）；溢流閥先導(dǎo)閥彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體內(nèi)流道內(nèi)泄至出口（內(nèi)泄）。

獲得壓力低于系統(tǒng)壓力的二次油路，如夾緊油路、潤滑油路和控制油路通四、壓力繼電器微動(dòng)開關(guān)調(diào)節(jié)螺釘頂桿柱塞作用：利用系統(tǒng)中壓力變化，控制電路的通斷。職能符號(hào)：第四節(jié)流量控制閥流量控制閥通過改變閥口大小，改變液阻實(shí)現(xiàn)輸出流量調(diào)節(jié)，從而控制執(zhí)行元件。

流量閥分類：節(jié)流閥調(diào)速閥（穩(wěn)流節(jié)流閥）。1.節(jié)流閥的基本結(jié)構(gòu)和工作原理2.節(jié)流閥的流量特性3.節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量節(jié)流閥的堵塞現(xiàn)象使節(jié)流閥在很小流量下工作時(shí)流量不穩(wěn)定，以致執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。因此，對節(jié)流閥應(yīng)有一個(gè)能正常工作的最小流量限制。這個(gè)限制值稱為節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量，用于系統(tǒng)則限制了執(zhí)行元件的最低穩(wěn)定速度。二、調(diào)速閥

1.調(diào)速閥的基本結(jié)構(gòu)和工作原理調(diào)速閥的基本結(jié)構(gòu)調(diào)速閥的工作原理1)組成：節(jié)流閥＋差壓式減壓閥2)工作原理

p1一定，

p3↑→閥芯右移→x

↑→p2↑

Δp=p3-p2=C;p3↓→閥芯左移→x↓→p2↓Δp=p2-p3=C。節(jié)流閥：F變，Δp變，qV變。調(diào)速閥：F變，Δp不變，

qV不受負(fù)載變化的影響。2.調(diào)速閥的流量特性調(diào)速閥中，節(jié)流閥既是一個(gè)調(diào)節(jié)元件，又是一個(gè)檢測元件。當(dāng)檢測的壓力差值偏離預(yù)定值時(shí)，定差減壓閥閥芯產(chǎn)生相應(yīng)的位移，改變減壓縫隙的大小以進(jìn)行壓力補(bǔ)償，進(jìn)而保證節(jié)流閥前后壓力差基本保持不變。因此，節(jié)流閥前、后壓力差只能是基本不變，即流經(jīng)調(diào)速閥的流量基本穩(wěn)定。應(yīng)用：負(fù)載變化，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求高的調(diào)速系統(tǒng)。Δp—閥的進(jìn)出口壓差節(jié)流閥：Δp=Δp=p1–p2調(diào)速閥：Δp=

Δp12+Δp23※當(dāng)F變化時(shí)，調(diào)速閥進(jìn)出口壓差Δp

變，不變的是Δ

p23。要求：調(diào)速閥正常工作Δp>0.4~0.5MPa（Δp<0.4MPa時(shí)減壓閥不起作用）調(diào)速閥的特性曲線第五節(jié)插裝閥與疊加閥

插裝閥（也叫做邏輯閥）特點(diǎn)：通流能力大、密封性能好、動(dòng)作靈敏，并且結(jié)構(gòu)簡單。應(yīng)用：用于流量較大的系統(tǒng)或?qū)γ芊庑阅芤筝^高的系統(tǒng)中。插裝閥通過與各先導(dǎo)閥組合，便可組成方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥。1.方向控制插裝閥2.壓力控制插裝閥3.流量控制插裝閥在插裝閥的控制蓋板上有閥芯限位器，用來調(diào)節(jié)閥芯的開度，從而起到流量控制閥的作用。若在二通插裝閥前串聯(lián)一個(gè)定差減壓閥，則可組成二通插裝調(diào)速閥。二、疊加閥第六節(jié)比例閥、伺服閥和數(shù)字閥一、比例閥比例閥統(tǒng)稱電液比例控制閥。一類是由電液伺服閥簡化結(jié)構(gòu)、降低精度發(fā)展起來的；另一類是以比例電磁鐵取代普通液壓閥的手調(diào)裝置或普通電磁鐵而發(fā)展起來的。比例閥的工作原理1)用比例電磁鐵取代直動(dòng)型溢流閥的手調(diào)裝置，便構(gòu)成直動(dòng)型比例溢流閥。2)把直動(dòng)型比例溢流閥作先導(dǎo)閥與普通壓力閥的主閥相配，便可組成先導(dǎo)型比例溢流閥、比例順序閥和比例減壓閥。3)用比例電磁鐵取代電磁換向閥中的普通電磁鐵，便構(gòu)成直動(dòng)型比例方向閥。4)用比例電磁鐵取代節(jié)流閥或