液壓與氣壓傳動課件：壓力控制閥

壓力控制閥液壓與氣壓傳動壓力控制閥溢流閥：調節(jié)進口壓力減壓閥：調節(jié)出口壓力順序閥：壓力控制油路通斷壓力繼電器：壓力與電信號轉換手動調節(jié)（手調輪或螺釘）調壓彈簧和液壓力平衡電比例調節(jié)（比例電磁鐵）電磁力和液壓力平衡管式連接板式連接疊加式連接插裝式連接安裝方式作用調節(jié)方式主要內容6.1溢流閥6.2減壓閥6.3順序閥6.4壓力繼電器6.5插裝壓力控制閥6.1溢流閥(1)調壓范圍要大，且當流過溢流閥的流量變化時，系統(tǒng)中的壓力變化要小，啟閉特性要好。(2)靈敏度要高。(3)工作平穩(wěn)，沒有振動和噪聲。(4)當閥關閉時，泄漏量要小?；竟ぷ髟砝帽豢貕毫ψ鳛樾盘杹砀淖儚椈傻膲嚎s量,從而改變閥口的通流面積和系統(tǒng)的溢流量來達到定壓目的?；拘阅芤?.1.1直動式溢流閥工作原理：當溢流閥穩(wěn)定工作時,其閥芯受力平衡方程式為:

pAR

=Fs+Fbs+FG±Ff在忽略穩(wěn)態(tài)液動力Fbs、自重FG及摩擦力Ff的影響時,有:pAR

=Fs

則:pAR<Fs,閥口不開；pAR

=Fs，閥口即將打開,

pAR

>Fs時，閥口開啟溢流。Fs—彈簧力AR—閥芯承壓面積如圖所示，彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體上的泄油通道直接引到溢流閥的出口，然后回油箱。若回油路有背壓，則背壓力作用在閥芯的上端，導致溢流閥的進口壓力隨之增大。壓力p高，流量q大時，k較大，不但手調困難，且Fbs略有變化，p變化較大。一般用于低壓小流量場合(<2.5MPa)。

特點：

直動式溢流閥圖形符號

注：

滑閥結構直動式溢流閥結構簡單，靈敏度高，但因壓力直接與調壓彈簧力平衡，不適于在高壓、大流量下工作。調壓手柄調壓彈簧低壓閥高壓閥滑閥結構改為錐閥結構，可以用于高壓小流量。常用于遠程調壓閥或先導式壓力閥的先導調壓級。溢流閥的符號測壓孔閥口閥口測壓面與職能符號的對應關系

結構組成:由先導閥和主閥組成。主閥控制主油路溢流的開口；先導閥控制主閥的開啟壓力。6.1.2先導型溢流閥三級同心先導型溢流閥錐面與閥座孔主閥芯的大直徑與閥體孔上端直徑與閥蓋孔閥口主級測壓面主級指令導閥比較主閥比較：先導閥關閉，油液靜止主閥比較：先導閥打開，油液流動，由于液阻二級同心先導型溢流閥閥芯錐面與閥套座孔圓柱體與閥套內圓面主級測壓面主級指令導閥比較節(jié)流孔2、4串聯(lián)等價于1個孔，孔口長徑比小，不易堵塞節(jié)流孔3構成動態(tài)阻尼，穩(wěn)定主閥先導閥前腔有一遙控口，起卸荷和遠程控制作用，可以構成遠程調壓閥和電磁溢流閥。pT直動型與先導型溢流閥的比較溢流流量的大部分經(jīng)主閥閥口流回油箱．主閥彈簧只在閥口關閉時起復位作用，彈簧力很小，有時又稱其為弱彈簧。因先導閥流量很小，一般僅占主閥額定流量的1％，約l~5L／min．因此先導閥閥座直徑很小，即使是高壓閥，先導閥閥芯受力也不大，無需較大的調壓彈簧。因此閥調節(jié)性能有很大改善。遠程調壓閥無論是遠程調壓閥起作用，還是先導閥起作用，溢流量始終經(jīng)主閥閥口回油箱。遠程調壓閥與先導閥并聯(lián)于主閥芯上腔。其調定壓力低于先導閥，主閥調定壓力為遠程調壓閥壓力。若其調定壓力高于先導閥，先導閥起作用。T最終主閥調定壓力25MPaP先導式溢流閥部分遠程調壓閥25MPa32MPa先導式比例溢流閥的工作原理

6.1.3電液比例溢流閥結構：主要由比例電磁鐵先導閥、主閥和限壓閥組成。與開關型溢流閥不同的是先導閥沒有調壓彈簧，比例電磁鐵的推桿2直接作用在先導閥錐閥閥芯1上對閥芯施加電磁力。系統(tǒng)壓力P作用在主閥閥芯5的下端，流經(jīng)阻尼孔R1后作用在錐閥閥芯1上。當系統(tǒng)工作壓力達到比例電磁鐵的調整壓力時，先導錐閥閥芯開啟形成先導溢流。主閥閥芯5上腔的油壓力降低，主閥閥芯開啟而溢流。限壓閥4是一個開關型直動式微量溢流閥，主要起安全閥作用，保護系統(tǒng)不受峰值壓力的損壞。先導式比例溢流閥(DBE型)1-先導閥閥芯；2-推桿；3-比例電磁鐵；4-限壓閥；5-主閥閥芯閥內通道為鑄造流道，壓力損失較低，通流能力大。主閥閥芯為滑閥結構，由閥套和閥芯組成。閥套固定在閥體上，閥芯相對閥體運動，改變閥口開度；控制油口為X，A口與液壓泵出口連接，B口單獨接通油箱。限壓閥10設有手調彈簧手柄，用來調節(jié)系統(tǒng)的最高工作壓力，起過載保護作用。DBEM型先導式比例溢流閥的結構基本應用作定壓閥（工作中常開）作用：保持系統(tǒng)即泵的出口壓力恒定。應用：常用于進油和回油節(jié)流調速系統(tǒng)中。作安全閥（工作狀態(tài)常閉）作用：超載時打開，而平時關閉，防止系統(tǒng)過載。工作過程：在正常工作時，安全閥關閉，不溢流。系統(tǒng)發(fā)生故障，壓力升至安全閥的調整值時，閥口才打開，使變量泵排出的油液經(jīng)溢流閥流回油箱，以保證液壓系統(tǒng)的安全。電磁溢流閥

電磁溢流閥是電磁換向閥與先導式溢流閥的組合，用于系統(tǒng)卸荷。遙控口接油箱系統(tǒng)卸荷，遙控口切斷，由先導閥調定主閥壓力。6.1.4溢流閥的工作特性1.靜態(tài)特性

直動式溢流閥在工作時，閥芯上受到的力平衡方程為：

因為：液動力

則有：

溢流閥靜態(tài)特性曲線

2.動態(tài)特性溢流閥起動時進口壓力響應特性曲線

作用：使出口壓力低于進口壓力。原理：利用油液流經(jīng)縫隙液阻產(chǎn)生壓力損失的原理降低壓力。

直動式分類:

定值減壓閥：出口壓力為定值

先導式

定差減壓閥：進出口壓力差不變

定比減壓閥：進出口壓力成比例6.2減壓閥先導型滑閥式減壓閥定壓減壓閥結構與工作原理6.2.1定壓減壓閥主級測壓面主級指令主閥比較：導閥比較先導閥關閉，油液靜止主閥全開，不起減壓作用先導閥打開油液流動主閥閥口減小，液阻作用下減壓先導型減壓閥與符號的對應關系減壓閥符號代表液壓先導控制先導式減壓閥先導式溢流閥先導式定壓減壓閥和先導式溢流閥的不同之處a.進口壓力控制，保證進口壓力為定值b.閥口常閉c.內部回油（溢流閥彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體內流道內泄至出口）d.并聯(lián)于系統(tǒng)a.出口壓力控制，保證出口壓力為定值b.閥口常開c.單獨的泄油口，外部回油d.串聯(lián)于系統(tǒng)e.先導式減壓閥與先導式溢流閥都有遙控口定壓減壓閥溢流閥6.2.2定差式減壓閥工作原理：高壓油(壓力為P1)經(jīng)節(jié)流口x減壓后以低壓P2輸出，同時低壓油經(jīng)閥芯中心孔將壓力P2引至閥芯上腔，其進出油壓在閥芯上、下兩端有效作用面積上產(chǎn)生的液壓力之差與彈簧力相平衡。只要盡量減小彈簧剛度，并使閥芯的開口量相比與彈簧的預壓縮量較小的情況下，就可使壓力差P近似保持為定值。應用：定差減壓閥主要用來和其他閥組成復合閥，如定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)組成調速閥。定差減壓閥可使進出油口壓力差保持為定值。6.2.3比例減壓閥當出口壓力P2低于輸入電信號的調定壓力時，錐閥1關閉，阻尼孔R

1

、R

2

、R3中沒有油液流動，主閥閥芯上下兩端的油壓力相等。此時，主閥閥芯在彈簧力作用下處于最下端位置，減壓小孔完全打開，閥處于非工作狀態(tài)，閥不起減壓作用。當出口壓力P2上升到調定壓力時，先導錐閥1被打開，主閥上腔的油經(jīng)阻尼孔R3，通過錐閥由泄油口流往油箱，產(chǎn)生壓力降，P2>P3，主閥閥芯上移，減壓小孔進入控制位置，小孔的通流面積減小，液阻增大。油液從A通過小孔流向B時，產(chǎn)生壓力降，使出口處壓力保持在調定值上。1-先導錐閥閥芯；2-推桿；3-比例電磁鐵；4-安全閥；5-主閥閥芯；6-單向閥1.先導式二通型比例減壓閥工作原理DRE型先導式比例減壓閥結構特點先導閥部分與溢流閥的先導閥完全相同；主閥套上均勻分布著9個小孔，形成控制減壓口，有利于減小液動力對主閥閥芯的影響；A為一次液壓油入口，B為二次液壓油出口。Y為外泄油口，必須單獨接往油箱1-壓力檢測孔堵頭；2、4-通道；3-流量穩(wěn)定器；5-先導閥體；6-先導閥閥芯；7-比例電磁鐵；8-限壓安全閥；9-主閥閥芯組件；10-主閥體；11-單向閥2.直動式三通型比例減壓閥二通減壓閥的致命弱點當出現(xiàn)A到P的反向高壓時（由于負載反向驅動，使輸出口壓力升高），減壓閥芯運動到使閥口關閉，使得從閥口開始到液壓缸的封閉容腔中的高壓油沒有出路，導致設備受損等事故產(chǎn)生。例如，夾緊工件時，油缸運動到接觸工件瞬間，開始出現(xiàn)反向驅動的負載，隨后，缸內壓力升高，有可能夾壞工件。只有從閥口到液壓缸的封閉容腔中有泄漏，使封閉容腔中的壓力降低到一定程度，減壓閥口才重新打開小口（由閥芯受力平衡條件決定），進而使出口壓力恢復到與輸入信號相對應。為解決這一問題，為負載提供一個溢流通道，將比例減壓閥由二通改為三通（增加T口）。當輸出壓力開始高于控制信號所對應的比例減壓閥的出口壓力時，負載油口A與溢流口T接通，避免A腔壓力上升可能造成的事故。當無信號電流時：閥芯在對中彈簧作用下處于中位，各油口互不相同。當比例電磁鐵通電流時：相應的電磁力使閥芯右移，接通進油口P和A，同時此A口壓力作用在閥左端，與電磁力平衡，油口A壓力PA與控制電流成正比。當受到擾動，PA對閥芯施加的力超過電磁力，閥芯左移，A→T，PA壓力下降直至新的平衡重新建立。三通減壓閥，壓力下降時，壓力油直接回油箱，使降壓響應與升壓響應一樣快速。2.直動式三通型比例減壓閥特點具有三個主通油口，為三通型復合功能閥，

P—A流動時為減壓功能，反向A—T流通時為溢流功能。成對組合使用時，主要用作比例方向閥的先導閥。3.雙向三通型比例減壓閥左邊電磁鐵通入電流i→Fi↑，閥芯4右移→(P→A)→油液進入閥芯空腔→產(chǎn)生Fp＝PAA＝Fi用作三位四通先導型比例方向閥的先導級6.2.4減壓閥閥工作特性1.調壓范圍減壓閥的最低調整壓力一般不能低于0.5MPa，最高調整壓力一般至少比系統(tǒng)壓力低0.5MPa。若負載壓力低于調定壓力，則出口壓力由負載決定，此時減壓閥不起作用，進出口壓力相等，即減壓閥保持出口壓力恒定的條件是負載壓力大于調定壓力，此時先導閥要開啟，處于工作狀態(tài)。減壓閥的外泄油口一定要單獨連通油箱。2.壓力穩(wěn)定性壓力穩(wěn)定性是指出油口壓力的振擺。對于額定壓力為16MPa以上的減壓閥，一般要求壓力振擺值不超過±0.5MPa:對于額定壓力為16MPa以下的減壓閥，要求其壓力振擺值不超過±0.3MPa。3.壓力偏移壓力偏移是指出油口的調定壓力在規(guī)定時間內的偏移量。一般按1min計算。對采用Ha、Hb、Hc、Hd四根不同調壓彈簧的減壓閥，其壓力偏移值一般對應要求為0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa和1.0MPa。4.進油口壓力變化引起的出油口壓力變化量出油口壓力的波動值越小，減壓閥的靜態(tài)特性越好。對于采用Ha、Hb、Hc、Hd四根不同調壓彈簧的先導式減壓閥，一般規(guī)定其壓力偏移值分別不超過02MPa、4MPa、0MPa和0.8MPa。5.流量變化引起的出油口壓力變化量當減壓閥的進油口壓力恒定時，通過閥的流量變化往往引起出油口壓力的變化，使出油口壓力不能保持調定值?？梢杂脺p壓閥出油口壓力的變化率表示。減壓閥閥工作特性6.外泄漏量外泄漏量是指當減壓閥起減壓作用時，每分鐘從泄油口流出的先導流量。其數(shù)值一般應小于1.5~2.0L/min。測試時，使被測減壓閥的進油口壓力調為額定壓力，出油口壓力為調壓范圍的最低值，測得的泄油口流量即為外泄漏量。7.反向壓力損失當反向通過額定流量時，減壓閥的壓力損失即為反向壓力損失。一般規(guī)定反向壓力對于單向減壓閥，損失應小于0.4MPa。減壓閥的工作特性應用用于同一油源的兩個或兩個以上的負載相差較大的各輕載支路上，如夾緊回路、潤滑油路等。減壓閥的出口壓力還與出口的負載有關，若因負載建立的壓力低于調定壓力，則出口壓力由負載決定，此時減壓閥不起減壓作用，進出口壓力相等。工作缸夾緊缸使夾緊缸獲得穩(wěn)定的低壓。順序閥有直動式和先導式之分。根據(jù)控制壓力來源的不同，有內控式和外控式之分；根據(jù)泄油方式的不同，有內泄式和外泄式兩種。通過改變控制壓力的來源、泄油方式以及二次油路的連接形式。順序閥可作多種用途，如內控內泄式順序閥在系統(tǒng)中可用作背壓閥，外控內泄式順序閥可用作卸荷閥等。6.3順序閥作用：控制多個執(zhí)行元件動作的先后順序職能符號：結構：主要由閥體、閥芯、調壓彈簧、控制活塞及上下端蓋等零件組成。工作原理：利用壓力控制閥口的通斷。工作原理閥口測壓孔測壓孔測壓面測壓面泄油口泄油口進油口進油口出油口出油口液控二位二通閥(外控外泄)

順序閥(內控外泄)背壓閥(內控內泄)

卸荷閥(外控內泄)外控單向順序閥

內控平衡閥

外控平衡閥

內控單向順序閥

順序閥分類按控制油來源不同分內控和外控，按彈簧腔泄漏油引出方式不同分內泄和外泄PT直動式順序閥直動式溢流閥順序閥和溢流閥的不同之處開啟和切斷，不穩(wěn)壓；出油口接壓力油路；接通后，全開口，壓損小。自動穩(wěn)壓調節(jié)；出口回油箱；進出油口接通，壓損大。順序閥的應用實例如圖所示油液經(jīng)兩位四通電磁換向閥進入定位缸A下腔，實現(xiàn)定位動作，這個過程中由于壓力未達到順序調定值，故夾緊缸不動作。待定位完成,油壓升高，達到順序閥調定值時，順序閥開啟，油液經(jīng)順序閥進入夾緊缸，進行來緊。為保證可靠工作，順序閥調定壓力值大于定位缸0.5-0.8MPa。（1）可以使兩個以上的執(zhí)行元件按預定的順序動作；（2）可將順序閥用作背壓閥、平衡閥、卸荷閥或用來保證油路最低工作壓力?？刂譬p回（泄）油方式分類內

控內回（泄）外回（泄）用途：用作背壓閥用途：1.用作控制執(zhí)行機構的順序動作。2.用作平衡閥，開啟壓力足以支撐自重W。外控內泄外泄用途：用作交變載荷的平衡閥，開啟壓力由支撐的重量w而定。外控壓力Pc稍大于開啟壓力即可。用途：用作卸荷閥。順序閥的應用6.4壓力繼電器壓力繼電器與前面所述的幾種壓力閥功用不同，它并不是依靠控制油路的壓力來使閥口改變，而是一個靠液壓系統(tǒng)中油液的壓力來啟閉電氣觸點的電氣轉換元件。在輸入壓力達到調定值時，它發(fā)出一個電信號，以此來控制電氣元件的動作，實現(xiàn)液壓回路的動作轉換、系統(tǒng)遇到故障的自動保護等功能。壓力繼電器實際上是一個壓力開關。壓力繼電器的結構及工作原理結構組成：壓力繼電器由壓力一位移轉換機構和電氣微動開關等組成。前者通常包括感壓元件、調壓復位彈簧和限位機構等。分類方式：按感壓元件不同，壓力繼電器有柱塞式、薄膜式(膜片式)、彈簧管式和波紋管式四種結構形式。按照微動開關的結構，壓力繼電器有單觸點和雙觸點之分。工作原理p>ps

,微動開關閉合，發(fā)出電信號。p<ps

,微動開關斷開，電信號撤銷。圖形符號：微動開關調節(jié)螺釘頂桿柱塞功用:根據(jù)系統(tǒng)壓力變化，自動接通或斷開電路，實現(xiàn)程序控制或安全保護。柱塞式壓力繼電器壓力繼電器的主要性能（1）調壓范圍調壓范圍是指壓力繼電器能發(fā)出電信號的最低和最高工作壓力范圍。（2）靈敏度和通斷調節(jié)區(qū)間壓力升高到壓力繼電器的調定值時，使其動作接通電信號的壓力稱為開啟壓力；系統(tǒng)壓力降低，使壓力繼電器復位切電信號的壓力稱為閉合壓力。開啟壓力與閉合壓力差值稱為壓力繼電器的靈敏度。為避免系統(tǒng)壓力波動使壓力繼電器頻繁通斷，要求開啟壓力和閉合壓力之間有一可調的差值，稱為通斷調節(jié)區(qū)間。（3）重復精度在一定的調定壓力下，多次升壓(或降壓)過程中，開啟壓力(或閉合壓力)自身的差值稱為重復精度。差值小則重復精度高。（4）升、降壓動作時間壓力繼電器入口壓力由卸荷壓力升至調定壓力，微動開關觸點接通發(fā)出電信號的時間，稱為升壓動作時間。壓力降低，微動開關觸點斷開發(fā)出斷電信號的時間，稱為降壓動作時間。6.5插裝壓力控制閥插裝溢流閥的工作原理其結構主要由主閥的錐式插裝件1、帶先導調壓閥的控制蓋板2組成。當系統(tǒng)壓力PA低于先導閥調壓彈簧的調定壓力時，導閥及主閥均關閉,腔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中油壓力都相等。當系統(tǒng)壓力PA大于調壓彈簧的調定壓力時，先導閥開啟，腔Ⅲ中的油液流往油箱，腔Ⅰ中的油經(jīng)阻尼孔、腔Ⅱ流到腔亞，產(chǎn)生壓降。當腔Ⅲ中的油壓力低于腔1時，主閥被抬起，進出油口打開而溢流。插裝減壓閥的工作原理如圖為定值輸出型先導式減壓閥的結構圖。它也是由主閥(插裝件)和先導調壓閥兩部分組成的，其功用是減壓與穩(wěn)壓。A腔為一次壓力(進口壓力)油腔，與系統(tǒng)主油路相接，B腔為減壓后的二次壓力(出口壓力)油腔，與負載相接。1-位移軸承；2-阻尼孔；3-節(jié)流閥芯；4-節(jié)流閥套；