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第五章液压控制阀王剑华编第五章液压控制阀液压与液力传动第五章液压控制阀前言：对液压阀的要求：阻力小，压力损失小；泄漏少。结构组成：阀体、阀芯、操纵装置。§5-1方向控制阀一、单向阀（一）普通单向阀【分析】符号、结构、原理。功用：保压、锁紧、背压。【举例】保压－水平顶住状态下的液压缸获得稳定作用力。【举例】锁紧－柱塞缸不因电机突然停电或故障而下行。【举例】背压－防止液压缸产生起动冲击(换用刚度稍大的弹簧)。第五章液压控制阀液压与液力传动（二）液控单向阀（单向液压锁）【分析】符号、结构、原理。1、当K不通压力油时，油液只可单方向流动；2、当K通压力油时，油液可正反两方向流动。功用：单向锁紧。【举例】起重机变幅缸单向锁紧。（三）双向液压锁【分析】符号、结构、原理。1、两小阀正向均可通油；2、一小阀正向通油时，另一小阀反向可通油。应用：工程机械支腿油路中作双向锁紧。【举例】汽车吊支腿油路双向锁紧。第五章液压控制阀液压与液力传动二、换向阀（一）工作原理【分析】手动换向阀。通过阀芯与阀体间相对位置的变化，改变油液的流动方向，接通或切断油路。（二）分类按相对运动分：滑阀式、转阀式；按“位”分：二位、三位等；按“通”分：二通、三通、四通等。按操纵方式分：手动阀、机动阀（行程阀）、电磁阀、液动阀、电液动阀、转阀等。【结论】换向阀是所有液压阀中种类最多的阀。（三）符号位+通+操纵方式+复（定）位方式【举例】手动阀、电磁阀、机动阀。第五章液压控制阀液压与液力传动（四）三位四通换向阀中位机能1、液压缸锁紧：液压缸制动后不因外力或重力的作用而自行运动。【分析】换向阀只能短时锁紧，因为换向阀阀芯与阀体之间采用的是间隙密封。2、液压泵卸荷：液压泵处于运转状态，但泵的输出功率近似为零。有压力卸荷和流量卸荷两种，通常采用压力卸荷。【分析】换向阀只能是压力卸荷。3、三位四通阀常见中位：O、H、Y、P、K、J、M型。【分析】液压缸能实现双向锁紧：M、O型；单向锁紧、单向浮动：K、J型；双向浮动：H、Y型；高速运动：P型。【分析】液压泵能实现压力卸荷：M、H、K型；其余均不能。第五章液压控制阀液压与液力传动（五）换向阀的典型结构1、手动换向阀1）弹簧复位式【分析】人力撤消后阀芯自动复位。2）钢球定位式【分析】人力撤消后钢球定位，复位还需依靠人力。3）特点：A、在换向的同时，可兼作节流调速作用；B、可组合成多路阀（或称分配阀）。【推论】多路阀：以若干个滑阀式手动换向阀为主体，与单向阀、溢流阀等组合在一起的组合阀，以使结构紧凑，便于集中操作。第五章液压控制阀液压与液力传动2、机动换向阀（行程阀）（C）利用设备上的作用力推动阀芯移动。【分析】结构图。【讲解】种类和符号：顶杆式；滚轮式。【举例】快慢速换接回路。3、电磁换向阀（D、E）【分析】直流电：24伏；交流电：220伏、380伏；三位电磁阀不允许两侧电磁铁同时通电；易能实现远距离操纵和自动化控制。特点：动作灵敏，但油路换向冲击较大。第五章液压控制阀液压与液力传动4、液动换向阀（Y）（1）阀芯动作平缓，推力较大；（2）为调节阀芯移动速度，可在控制油路中串接单向节流阀；（3）控制油路油液的进出还需另一小规格换向阀来操纵。5、电液动换向阀（DY、EY）主阀：液动阀，大规格；先导阀：电磁阀，小规格。【分析】符号的复杂画法和简便画法。（1）电磁阀中位采用Y型、H型。（2）电磁阀：先导阀，小规格；液动阀：主阀，大规格。（3）结构形式有内、外控和内、外泄漏之分。【分析】复杂、简单符号两种。6、转阀（O）泄漏较大，有时径向力不平衡，应用较少。【分析】其复位仍然依靠人力。第五章液压控制阀液压与液力传动§5-2压力控制阀一、溢流阀符号：一般画法、先导式特殊画法。（一）直动式【分析】直动式溢流阀工作原理图。当阀前压力较高或手柄较松时，阀口打开通油。稳定溢流时：PA=K（X0+ΔX）P=K（X0+ΔX）/A1、功用：①稳压：当手柄不动时，阀前压力P≈常数②调压：调整手柄。若稍旋紧，则X0增大，P增大。2、特点：P随ΔX（或通过流量qv）的变化较大（最大达0.5MPa）。3、结构（P型）【分析】内泄漏--弹簧腔泄油通过内部油道排至出口。【分析】阻尼小孔—使阀芯关闭速度减慢。第五章液压控制阀液压与液力传动（二）先导式（Y型）1、结构原理：先导阀打开，主阀阻尼小孔油液流动，产生压力损失，孔后压力减小，主阀口打开通油。【分析】压力稳定式。2、功用：①稳压：同直动式。②调压：同直动式。③卸荷：当控制油口直通油箱时，阀前压力P≈0，使泵实现压力卸荷。【分析】先导式溢流阀通常与二位二通电磁阀组合成电磁溢流阀。第五章液压控制阀液压与液力传动④远程调压：当先导式溢流阀1控制油口接溢流阀2，且阀1较紧，阀2较松时，阀2可在较松范围内任意调节阀1阀前压力，实现远程调压。【分析】阀1必须大规格、先导式，阀2大、小规格均可，直动式、先导式均可。3、特点：弹簧刚度较小，阀前压力P随通过流量qv的变化较小，压力稳定性较好（最大0.2MPa）。【分析】与直动式溢流阀相比，先导式溢流阀的区别：结构上由主阀和先导阀组成；功能上除有稳压、调压作用外，还有卸荷和远程调压作用；性能上压力稳定性较好。第五章液压控制阀液压与液力传动二、减压阀功用：阀后获得较阀前低的稳定压力，使所串接的液压缸在“顶住”状态下所产生的作用力保持恒定。符号：一般画法、先导式特殊画法。1、减压原理利用先导阀打开后主阀阻尼小孔油液的流动使主阀口开度减小而减压。2、稳压原理阀后压力大小不受阀前压力变化的影响。【分析】若阀前压力P1增加：阀后压力P2增加，主阀向上作用力增加，主阀上移主阀口开度减小，主阀口压差增大，P2减小。故P2=常数。第五章液压控制阀液压与液力传动3、调压原理阀后压力由调压手柄调节。【分析】若将手柄稍旋紧：则阀后压力增大。4、减压阀减压、稳压的条件1）先导阀打开，外泄漏管有油通过才能减压。2）阀前压力必须大于所调定的阀后压力，阀后才能稳压。【分析】阀后应串接单向阀：使缸短时保压。3）阀后液压缸处于运动状态，阀后才能稳压。5、与溢流阀的比较【分析】阀后压力控制阀芯移动、阀后接负载、阀口常开、外泄漏、阀后稳压、阀后调压。第五章液压控制阀液压与液力传动三、顺序阀（一）结构原理当油压作用力超过弹簧力时，阀芯打开通油。1、内控外泄式顺序阀进口控制阀芯动作，出口接负载，外部泄漏。2、外控外泄式顺序阀外部油液控制阀芯动作，出口接负载，外部泄漏。3、外控内泄式顺序阀（卸荷阀）外部油液控制阀芯动作，出口接油箱，内部泄漏。【分析】溢流阀实际上是顺序阀中的一种，是一种内控内泄式顺序阀，但由于其作用特殊，故单独设立，不再称顺序阀。【分析】三种顺序阀的结构。第五章液压控制阀液压与液力传动（二）平衡阀-----外控内泄式顺序阀+单向阀。功用：安装在载荷下降时的回油路中，制动后锁紧，下降时限速。1、锁紧原理制动后，PK=0，下降回油路被切断。2、限速原理【分析】设：执行元件因重力作用而加速下降。则：供油不及时，顺序阀控制油路油压降低，阀口开度减小，回油阻力减小而减速。四、压力继电器原理：当油压增高到一定值时，柱塞上升，微动开关动作，接通或切断电路，起安全保护或程序控制作用。第五章液压控制阀液压与液力传动§5-3流量控制阀一、流量控制阀的特性（一）流量特性公式qv=kATΔPm式中：K—流量系数，与形状、油液粘度有关。AT—阀口通流面积。ΔP—阀口前后压差M—压差指数。当形状接近薄壁小孔时取0.5,其余取1。【分析】流量调节原理：调节通流面积AT。（二）影响流量稳定性的因素1、压差（载荷）：阀口应尽量采用m接近0.5的形状（如薄壁小孔）。有条件时可选用调速阀。2、油温：采用温度补偿杆。原理。3、阻塞：①通道要短;②水力半径要大RH=4A/X。第五章液压控制阀液压与液力传动二、节流阀【介绍】符号、结构（L型）1、功能：调节阀口面积，实现流量调节。2、缺点：流量受到载荷变化的影响。3、单向节流阀——单方向限制油液流量和流速。三、调速阀——定差式减压阀+节流阀【介绍】职能符号（复杂画法、简单画法）。(一)流量调节原理调节调速阀内节流阀口通流面积。第五章液压控制阀液压与液力传动（二）流量稳定原理【分析】减压阀芯受力。【结论】当手柄不动（AT一定）时，调速阀所控制的流量一定，与调速阀前后的压差（或载荷）变化基本无关。【分析】从定性角度也可得出结论。【分析】调速阀的职能符号实际上反映了流量稳定原理。（三）节流阀与调速阀比较1、结构上相同：均有节流阀口；阀口大小均可调节。区别：调速阀多一个减压阀。2、性能上相同：调节阀口大小，改变通过流量。区别：节流阀所控制的流量受载荷变化的影响；调速阀所控制的流量基本不受载荷变化的影响，不可反向流动，能量损失大，发热大。