g第四章液压控制元件.

第四章液压控制元件第一节概述液压控制阀用来控制液压系统中油液的压力、流量、方向，从而控制液压执行元件的启动、停止、运动方向、速度大小和作用力等，满足液压设备对工况的要求。各类液压控制阀的共性：A、在结构上，都由阀体、阀芯和驱动阀芯动作的操纵机构等组成；B、在工作原理上，所有阀的阀口大小、阀口压力差、阀口流量之间的关系都符合孔口流量公式。一、液压控制阀的基本结构与原理二、液压控制阀的分类1.按用途分方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀2.按操作方式分手动式、电动式、机动式、液动式和电液动式等3.按控制方式分定值或开关控制阀、电液比例控制阀、电液伺服控制阀和数字阀等4.按连接（安装）方式分管（螺纹）式、板式、法兰式）、叠加式和插装式等5.按阀的结构形式分滑阀式、转阀式、球阀式和锥阀式三、液压控制阀的性能参数1.液压阀的规格与性能参数液压阀的规格用公称通径Ｄｇ表示，单位为mm。液压阀的性能参数主要有：公称压力、额定流量、最小稳定流量、最大工作压力、开启压力、压力调整范围、允许背压、最大流量、调速范围和各种特性曲线等参数。三、液压控制阀的性能参数2.液压系统对液压阀的基本要求（1）动作灵敏、工作可靠、工作时冲击和振动要小。（2）阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封性能要好、泄漏要少。（3）所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外界干扰时变化量要小。（4）结构简单紧凑，容易安装、调整、维护、保养，通用性要好。第二节方向控制阀方向控制阀是用于控制液压系统中液流流向的控制元件，简称方向阀。工作原理：利用阀芯和阀体之间相对位置的改变，来实现油路间的接通、断开、改变油液流动方向，从而控制执行元件的启动、停止或改变其运动方向，以满足系统对液流流向的要求。方向控制阀主要包括单向阀和换向阀两类。1.普通单向阀作用：只允许液流沿一个方向流动，不允许油液反向倒流，因为起止回作用，所以又被称为止回阀。主要性能要求是：正向导通时，液流阻力小，压力损失要小；反向截止时，不能泄漏，密封性能要好。一、单向阀2.液控单向阀液控单向阀是一种通过控制液压油后即允许油液双向流动的单向阀。它由单向阀和液控装置两部分组成。液控单向阀可用做二通开关阀，也可用做保压阀，用两个液控单向阀还可以组成“液压锁”。一、单向阀3.单向阀的应用（1）安装在液压泵的出口处，防止油液倒流，起止回阀作用。（2）将单向阀的复位弹簧更换为弹力更大弹簧后，安装在液压缸的回油路上，可用做背压阀。（3）用做起重机支腿、夹紧回路等的锁紧装置。（4）保持控制油路有必要的压力。（5）可与其他液压阀一体用做复合阀，如单向节流阀、单向顺序阀、单向减压阀、单向调速阀等。（6）局部回路可作为安全阀使用。一、单向阀换向阀是利用改变阀芯与阀体的相对位置，控制相应油路接通、断开或变换油液的流动方向，从而对执行元件实现启动、停止和变换运动方向的控制元件。二、换向阀1.换向阀的类型2.对换向阀性能的主要要求（1）油液流经换向阀时压力损失要小。（2）互不相通的油口间的泄漏要小。（3）换向要平稳、迅速且可靠。3.滑阀式换向阀的工作原理二、换向阀当阀芯处于图4-4（b）所示的中间位置时，油口P、A、B、T互不相通，液压缸的活塞处于停止状态；当阀芯向右移动到右端时，如图4-4（a）所示，油口P、A相通，油口B、T相通，由液压泵输出的压力油从阀的P口经A口输入液压缸左腔，液压缸右腔的油经B口、T口流回油箱，液压缸活塞向右运动，实现右行；反之，若阀芯向左移动到左端时，如图4-4（c）所示，液压缸活塞向左运动，实现左行。4.换向阀的图形符号（1）用方格表示阀的工作位置；（2）方格内的箭头表示两油口接通，方框内“⊥”或“┬”表示此油口不通。一个方格中箭头和符号“⊥”、“┬”与方格的交点数，即为油口的通路数。（3）控制方式和复位弹簧画在方格的两侧。（4）三位阀的中位和二位阀靠弹簧一侧的位为常态位。（5）进油口用P表示；回油口用T表示；工作油口用A、B表示。二、换向阀5.换向阀常用操纵方式符号二、换向阀6.三位换向阀的中位机能三位换向阀的阀芯在中间位置时，各通口间有不同的连接方式，可满足不同的使用要求。这种常态位时的连通方式称为换向阀的滑阀中位机能。常见的三位四通换向阀的滑阀中位机能类型有：O型、H型、P型、Y型、M型。二、换向阀在分析和选择三位换向阀的中位滑阀机能时，通常要考虑以下几点：（1）液压泵的工作状态（2）液压缸工作状态（3）换向平稳性与精度（4）启动平稳性二、换向阀7.几种常用的换向阀二、换向阀电磁换向阀7.几种常用的换向阀二、换向阀液动换向阀7.几种常用的换向阀二、换向阀电液换向阀7.几种常用的换向阀二、换向阀机动换向阀7.几种常用的换向阀二、换向阀手动换向阀第三节压力控制阀在液压系统中，控制液压系统压力或利用压力作为信号来控制其他元件动作的阀，统称为压力控制阀。压力控制阀按其功能和用途不同，可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。压力控制阀的共同特点是利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理来进行工作的。液压系统中常用溢流阀控制系统的压力，避免系统压力超过极限值。溢流阀的分类有直动型和先导型两种。直动型一般用于低压系统，先导型用于中、高压系统。一、溢流阀1.直动型溢流阀一、溢流阀2.先导型溢流阀一、溢流阀Y型溢流阀2.先导型溢流阀一、溢流阀Y2型中、高压溢流阀3.溢流阀的性能（1）压力调节范围调压弹簧在规定的范围内调节时，系统压力能平稳地上升或下降，且无突跳及迟滞现象时的最大至最小调定压力.（2）压力稳定性由压力振摆与压力偏移两个指标来衡量。压力振摆：在公称流量下，调压范围内的压力振摆值；压力偏移：在公称流量、公称压力下，测试3min内的压力偏移值。一、溢流阀3.溢流阀的性能（3）启闭特性指溢流阀在稳态情况下，从开启到闭合的过程中，被控压力与通过溢流阀的溢流量之间的关系（4）卸荷压力当溢流阀的远程控制口与油箱相通时，额定流量下的压力损失称为卸荷压力。一、溢流阀4.溢流阀的应用一、溢流阀顺序阀是用来控制液压系统中各元件先后动作顺序的液压元件。A.根据控制方式不同，顺序阀可分为内控式和外控式。内控顺序阀：用阀的进口压力控制阀芯的启闭外控顺序阀：用外部控制油液来控制阀的启闭B.根据泄漏油液回油方式不同，顺序阀可分为内泄式和外泄式。内泄顺序阀：出口接油箱外泄顺序阀：出口接高压油液C.顺序阀又可分为直动型和先导型两种。二、顺序阀1.顺序阀的结构及工作原理二、顺序阀直动式顺序阀1.顺序阀的结构及工作原理二、顺序阀先导式顺序阀2、顺序阀的应用顺序阀在液压系统中除控制执行机构的顺序动作外，也可作为卸荷阀、背压阀和平衡阀使用。二、顺序阀在一个液压系统中，往往一个液压泵需要同时向几个执行元件供油，而各执行元件所需的工作压力不尽相同。若某个执行元件所需的工作压力比液压泵的供油压力低，则可在各分支油路上串联一个减压阀来获得。先导型：定值输出减压阀减压阀直动型：定差减压阀、定比减压阀三、减压阀1.减压阀的结构及工作原理三、减压阀J型先导减压阀1.减压阀的结构及工作原理三、减压阀DR型先导减压阀2.减压阀的应用减压阀在液压系统中主要应用于减压回路中。三、减压阀压力继电器是一种将油液的压力信号转换成电信号的电液转换元件。当油液压力达到压力继电器的调定压力时，它发出电信号，以控制电磁铁、电磁离合器、继电器等元件动作，实现程序控制和安全作用。四、压力继电器膜片式压力继电器第四节流量控制阀在液压系统中，当执行元件的有效面积一定时，执行元件的运动速度取决于输入执行元件的流量。用来控制油液流量的液压阀，统称为流量控制阀，简称流量阀。常用的流量阀有节流阀和调速阀等。一、流量阀的特性1.节流口的流量特性一、流量阀的特性2.节流口的影响因素（1）压差Δp对流量的影响三种结构形式的节流口中，通过薄壁小孔的流量受压差改变的影响最小。（2）温度对流量的影响对于薄壁小孔，温度对流量几乎没有影响。（3）节流口的形状节流通道越短和水力半径越大，越不容易堵塞（薄壁小孔）。一、流量阀的特性3.节流口的形式二、节流阀普通节流阀二、节流阀LF型节流阀节流阀只适用于负载变化不大、速度稳定性要求不高的场合三、调速阀在节流调速系统中，负载变化时，引起系统压力变化，进而引起节流阀两端压力差也发生变化。根据qV＝KSΔpm，则执行元件的速度会不稳定。为解决负载变化大的执行元件的速度稳定性问题，通常要对节流阀进行压力补偿，即采取措施保证负载变化时，节流阀前后压力差不变。调速阀就是实现这一功能的一种流量控制阀。三、调速阀如：定差减压阀+节流阀=调速阀四、分流集流阀有些液压系统由一台液压泵同时向几个几何尺寸相同的执行元件供油，要求不论各执行元件的负载如何变化，它们仍能获得相等的或成一定比例的流量，从而实现执行元件的运动速度同步或定比关系。分流集流阀就是用来实现这种关系的一种流量控制阀，又称为同步阀。根据液流方向的差异，它分为分流阀、集流阀和分流集流阀三类。四、分流集流阀1.分流阀分流阀的作用是使液压系统中由同一油源向多个执行元件供应相等的流量（等量分流），或按一定比例（定比分流）向多个执行元件供应流量，以实现执行元件的运动速度保持同步或定比关系。四、分流集流阀2.集流阀集流阀结构原理与分流阀相反，它是从两个执行元件收集等流量或按比例的回油量，以实现其间的速度同步或定比关系。四、分流集流阀3.分流集流阀分流集流阀综合了分流阀和集流阀的功用，既可作为分流阀用，又可作为集流阀用。它的特点是结构简单、成本低、同步精度高，但负载相差较大时，节流发热较大。五、流量控制阀的选用选用流量控制阀的类型和规格，主要考虑以下几点：（1）流量阀的公称压力和公称流量应大于或等于流量阀的实际最高工作压力和最大控制流量。（2）流量阀的最小稳定流量应满足执行元件最低运动速度的要求。（3）流量控制精度要求高的系统应选用调速阀。（4）油口的连接尺寸。第五节其他液压阀插装阀又称逻辑阀，就是将逻辑元件插入到阀体孔中，配以不同的先导控制级，形成各种控制阀或整个控制系统一、插装式锥阀插装阀与普通液压阀比较，具有下述优点：（1）通流能力大，特别适用于大流量场合。它的最大通径可达200～250mm，通过的流量可达10000L/min。（2）阀芯动作灵敏，抗堵塞能力强。（3）密封性好，泄漏小，油液流经阀口的压力损失小。（4）结构简单，制造容易，工作可靠，标准化、通用化程度高。一、插装式锥阀1.插装式锥阀的结构与工作原理一、插装式锥阀2.插装式锥阀用作方向阀（1）用作单向阀一、插装式锥阀2、插装式锥阀用作方向阀（2）用作二位二通阀一、插装式锥阀2.插装式锥阀用作方向阀（3）用作二位四通阀一、插装式锥阀一、插装式锥阀2.插装式锥阀用作方向阀（4）用作三位四通阀3.插装式锥阀用作压力控制阀一、插装式锥阀一、插装式锥阀4.插装式锥阀用作流量控制阀叠加式液压控制阀简称叠加阀，采用这种阀组成液压系统时，不需另外的连接块，它以自身的阀体作为连接体直接叠合而成所需的系统。二、叠加式液压阀用叠加阀组成的液压系统具有以下特点：（1）结构紧凑，体积小、重量轻，安装简便，装配周期短。（2）若液压系统有变化，改变工况需要增减元件时，易迅速组装新系统。（3）元件之间实现无管连接，减小泄漏、简化系统、降低成本。（4）系统易灵活配置、维护保养。（5）叠加阀元件标准化、通用化和集成化程度高。二、叠加式液压阀1.叠加式溢流阀二、叠加式液压阀2.叠加式流量阀二、叠加式液压阀电液比例控制阀是一种按输入的电气信号连续地、按比例地对液压油的压力、流量或方向进行远距离控制的液压阀。它由电机械比例转换装置（比例电磁铁）和液压控制阀本体两大部分构成。输出压力和流量可以不受负载变化的影响。电液比例阀能够提高液压系统参数的控制水平，而且其结构简单、成本低。电液比例控制阀可分为电液比例压力阀、电液比例流量阀、电液比例方向阀及电液比例复合阀。三、电液比例控制阀1.电液比例压力阀三、电液比例控制阀三、电液比例控制阀1.电液比例压力阀2.电液比例流量阀三、电液比例控制阀3.电液比例方向阀三、电