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1、第第4章章 控制元件控制元件4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀4.2 其他液压控制元件其他液压控制元件4.3 常用气动控制阀常用气动控制阀4.4 其他气动控制阀其他气动控制阀4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀4.1.1 概述概述1.阀的功用阀的功用阀是用来控制系统中的流体的流动方向或调节其压力和流量阀是用来控制系统中的流体的流动方向或调节其压力和流量的的.因此它可以分为方向阀、压力阀和流量阀因此它可以分为方向阀、压力阀和流量阀3大类。一个形大类。一个形状相同的阀状相同的阀.可以因为作用的不同而具有不同的功能。压力阀可以因为作用的不同而具有不同的功能。压力阀和流量阀利用通流截面的节流
2、作用控制系统的压力和流量和流量阀利用通流截面的节流作用控制系统的压力和流量.而而方向阀则利用通流通道的更换控制流体的流动方向。这就是方向阀则利用通流通道的更换控制流体的流动方向。这就是说说.尽管阀存在着各种各样的不同类型尽管阀存在着各种各样的不同类型.它们之间还是保持着一它们之间还是保持着一些基本共同之处。些基本共同之处。下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀在结构上在结构上.所有的阀都由阀体、阀芯所有的阀都由阀体、阀芯(座阀或滑阀座阀或滑阀)和驱使阀和驱使阀芯动作的零、部件芯动作的零、部件(如弹簧、电磁铁如弹簧、电磁铁)组成。组成。在工作原理上在工作原理上.所有阀的开口大小所有阀
3、的开口大小.进、出口之间的压差以进、出口之间的压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式.仅是各种阀仅是各种阀控制的参数各不相同而已。控制的参数各不相同而已。2.阀的分类阀的分类阀可按不同的特征进行分类阀可按不同的特征进行分类.如如表表4-1所示。所示。3.阀的性能要求阀的性能要求动作灵敏动作灵敏.使用可靠使用可靠.工作时冲击、和振动小工作时冲击、和振动小.噪声小噪声小.寿命长。寿命长。流体流过时压力损失小。流体流过时压力损失小。密封性能好。密封性能好。结构紧凑结构紧凑.安装、调整、使用、维护方便安装、调整、使用、维护方便.通用性强。通用性强。上
4、一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀4.1.2 方向控制阀方向控制阀方向控制阀简称方向阀方向控制阀简称方向阀.主要用来通断油路或切换油流的方向主要用来通断油路或切换油流的方向.以满足对执行元件的启、停和运动方向的要求按其用途可分以满足对执行元件的启、停和运动方向的要求按其用途可分为两大类为两大类.即单向阀和换向阀即单向阀和换向阀.具体如下具体如下:上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀1.单向阀单向阀单向阀的作用是只允许液流朝一个方向流动单向阀的作用是只允许液流朝一个方向流动.不能反向流动。不能反向流动。常用的有普通单向阀和液控单向阀。常用的有普通单向阀
5、和液控单向阀。(1)普通单向阀普通单向阀使油液只能在一个方向上流动使油液只能在一个方向上流动.其反方向被堵塞其反方向被堵塞.故又称为止回故又称为止回阀。阀。它的构造及符号如它的构造及符号如图图4-1所示所示.这种阀由阀体、阀芯和弹簧组这种阀由阀体、阀芯和弹簧组成。当压力从下部向上流动时成。当压力从下部向上流动时.油液的压力克服弹簧作用在阀油液的压力克服弹簧作用在阀芯上的阻力芯上的阻力.使阀芯向上移动使阀芯向上移动.打开阀口打开阀口.使液体能够从下向右使液体能够从下向右流动。当压力油反向流动时流动。当压力油反向流动时.液压力和弹簧力一起使阀芯锥面液压力和弹簧力一起使阀芯锥面压紧在阀座上压紧在阀座
6、上.使阀口关闭使阀口关闭.油液无法反向流动。油液无法反向流动。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀(2)液控单向阀液控单向阀在普通单向阀的基础上多了一个控制口在普通单向阀的基础上多了一个控制口.当控制口空接时当控制口空接时.该阀该阀相当于一个普通单向阀相当于一个普通单向阀;若控制口若控制口C接压力油接压力油.则油液可双向流则油液可双向流动动.如如图图4-2所示。所示。液控单向阀在系统中主要用途如下液控单向阀在系统中主要用途如下:对液压缸进行锁闭对液压缸进行锁闭;作立式液压缸的支撑阀作立式液压缸的支撑阀;某些情况下起保压作用某些情况下起保压作用;用两个液控单向阀还可以组成用
7、两个液控单向阀还可以组成“液压锁液压锁”。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀2.换向阀换向阀换向阀的作用是利用阀芯和阀体的相对运动来接通、关闭油换向阀的作用是利用阀芯和阀体的相对运动来接通、关闭油路或变换油液通向执行元件的流动方向路或变换油液通向执行元件的流动方向.以使执行元件启动、以使执行元件启动、停止或变换运动方向。停止或变换运动方向。对换向阀的主要性能要求如下对换向阀的主要性能要求如下:油液流经换向阀时的压力损失小油液流经换向阀时的压力损失小;各关闭阀口的泄漏量小各关闭阀口的泄漏量小;换向可靠换向可靠.换向时平稳、迅速。换向时平稳、迅速。一般以下述方法分类。一般以
8、下述方法分类。(1)按接口数及切换位置数分类按接口数及切换位置数分类所谓接口所谓接口.是指阀上各种接油管的进、出口。是指阀上各种接油管的进、出口。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀进油口通常标为进油口通常标为P.回油口标为下回油口标为下.出油口则以出油口则以A,B来表示。阀来表示。阀内阀芯可移动的位置数称为切换位置数内阀芯可移动的位置数称为切换位置数.通常将接口称为通常将接口称为“通通”.将阀芯的位置称为将阀芯的位置称为“位位”。例如。例如.图图4-3所示的手动换向阀有所示的手动换向阀有3个切换位置个切换位置.4个接口个接口.人们称该阀为三位四通换向阀。该阀人们称该阀为
9、三位四通换向阀。该阀的的3个工作位置与阀芯在阀体中的对应位置如个工作位置与阀芯在阀体中的对应位置如图图4-4所示所示.各各种种“位位”和和“通通”的换向阀符号如的换向阀符号如图图4-5所示。所示。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀(2)按操作方式分类按操作方式分类推动阀内阀芯移动的方法有手动、脚动、机械动、液压动、推动阀内阀芯移动的方法有手动、脚动、机械动、液压动、电磁动等电磁动等.如如图图4-6所示。阀上如装有弹簧所示。阀上如装有弹簧.则当外加压力消失则当外加压力消失时时.阀芯会回到原位。阀芯会回到原位。(3)换向阀结构换向阀结构在液压传动系统中广泛采用的是滑阀式换向
10、阀在液压传动系统中广泛采用的是滑阀式换向阀.在这里主要介在这里主要介绍这种换向阀的几种结构。绍这种换向阀的几种结构。手动换向阀。手动换向阀是利用手动杠杆改变阀芯位置来手动换向阀。手动换向阀是利用手动杠杆改变阀芯位置来实现换向的实现换向的.如如图图4-7所示。所示。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀图图4-7(a)所示为自动复位式手动换向阀所示为自动复位式手动换向阀.手柄左扳则阀芯右手柄左扳则阀芯右移移.阀的油口阀的油口P和和A通通.B和和T通通;手柄右扳则阀芯左移手柄右扳则阀芯左移.阀的油口阀的油口P和和B通通.A和和T通通;放开手柄放开手柄.阀芯在弹簧的作用下自动回复
11、中阀芯在弹簧的作用下自动回复中位位(4个油口互不相通个油口互不相通)。机动换向阀。机动换向阀又称行程阀机动换向阀。机动换向阀又称行程阀.主要用来控制液压机主要用来控制液压机械运动部件的行程。它借助于安装在工作台上的挡铁或凸轮械运动部件的行程。它借助于安装在工作台上的挡铁或凸轮来迫使阀芯移动来迫使阀芯移动.从而控制油液的流动方向从而控制油液的流动方向.机动换向阀通常是机动换向阀通常是二位的二位的.有二通、三通、四通和五通几种有二通、三通、四通和五通几种.其中二位二通、二位其中二位二通、二位三通机动换向阀又分常闭式和常开式两种。三通机动换向阀又分常闭式和常开式两种。上一页 下一页返回4.1 常用的
12、液压控制阀常用的液压控制阀电磁换向阀。电磁换向阀是利用电磁铁的通、断电而直接电磁换向阀。电磁换向阀是利用电磁铁的通、断电而直接推动阀芯来控制油口的连通状态的。推动阀芯来控制油口的连通状态的。图图4-10所示为三位五通电磁换向阀所示为三位五通电磁换向阀.当左边电磁铁通电当左边电磁铁通电.右边右边电磁铁断电时电磁铁断电时.阀油口的连接状态为阀油口的连接状态为P和和A通通.B和和T2通通.T1堵死堵死;当右边电磁铁通电当右边电磁铁通电.左边电磁铁断电时左边电磁铁断电时.P和和B通通.A和和T1通通.T2堵死堵死;当左、右电磁铁全断电时当左、右电磁铁全断电时.5个油口全部堵死。个油口全部堵死。液动换向
13、阀。液动换向阀。图图4-11所示为三位四通液动换向阀所示为三位四通液动换向阀.当当K1通通压力油压力油.K2回油时回油时.P与与A接通接通.B与与T接通接通;当当K2通压力油通压力油.K1回回油时油时.P与与B接通接通.A与与T接通接通;当当K1,K2都末通压力油时都末通压力油时.P,T,A,B这这4个油口全部堵死个油口全部堵死.上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀电液换向阀。电液换向阀是由电磁换向阀和液动换向阀组电液换向阀。电液换向阀是由电磁换向阀和液动换向阀组合而成的。电磁换向阀起先导作用合而成的。电磁换向阀起先导作用.它可以改变和控制液流的它可以改变和控制液流的方向
14、方向.从而改变液动换向阀的位置。由于操纵液动换向阀的液从而改变液动换向阀的位置。由于操纵液动换向阀的液压推力可以很大压推力可以很大.因此主阀可以做得很大因此主阀可以做得很大.允许有较大的流量通允许有较大的流量通过。这样用较小的电磁铁就能控制较大的液流了过。这样用较小的电磁铁就能控制较大的液流了图图4-12所示所示为二位四通电液换向阀。为二位四通电液换向阀。该阀的工作状态该阀的工作状态(不考虑内部结构不考虑内部结构)和普通电磁阀一样和普通电磁阀一样.但工作但工作位置的变换速度可通过阀上的节流阀调节。位置的变换速度可通过阀上的节流阀调节。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀(
15、4)中位机能中位机能当液压缸或液压马达需在任何位置均可停止时当液压缸或液压马达需在任何位置均可停止时.要使用三位阀要使用三位阀(即除前进端与后退端外即除前进端与后退端外.还有第三个位置还有第三个位置).此阀双边皆装弹此阀双边皆装弹簧簧.如无外来的推力如无外来的推力.阀芯将停在中间位置阀芯将停在中间位置.称此位置为中间位称此位置为中间位置置.简称中位。换向阀中间位置各接口的连通方式称为中位机简称中位。换向阀中间位置各接口的连通方式称为中位机能。各种中位机能如能。各种中位机能如表表4-2所示。所示。在分析和选择三位换向阀的中位机能时在分析和选择三位换向阀的中位机能时.通常考虑以下几点。通常考虑以下
16、几点。系统保压。系统保压。系统卸荷。系统卸荷。液压缸快进。液压缸快进。液压缸液压缸“浮动浮动”或任意位置上的停止。或任意位置上的停止。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀4.1.3 压力控制阀压力控制阀压力控制阀简称压力阀压力控制阀简称压力阀.主要用来控制系统或回路的压力。其主要用来控制系统或回路的压力。其工作原理是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡来进工作原理是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡来进行工作。根据功用不同行工作。根据功用不同.压力阀可分为溢流阀、减压阀、顺序压力阀可分为溢流阀、减压阀、顺序阀、平衡阀和压力继电器等阀、平衡阀和压力继电器等.具体如下具
17、体如下:上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀1.溢流阀溢流阀(1)溢流阀结构及分类溢流阀结构及分类直动型溢流阀。直动型溢流阀如直动型溢流阀。直动型溢流阀如图图4-14所示所示.其压力由弹其压力由弹簧设定簧设定.当油的压力超过设定值时当油的压力超过设定值时.提动头上移提动头上移.油液就从溢流油液就从溢流口流回油箱口流回油箱.并使进油压力等于设定压力。由于压力为弹簧直并使进油压力等于设定压力。由于压力为弹簧直接设定接设定.因此一般将其当安全阀使用因此一般将其当安全阀使用.用于低压小流量系统。用于低压小流量系统。先导型溢流阀。先导型溢流阀如先导型溢流阀。先导型溢流阀如图图4-1
18、5所示所示.主要由主阀主要由主阀和先导阀两部分组成和先导阀两部分组成.其主要特点是利用主阀其主要特点是利用主阀.平衡活塞上、下平衡活塞上、下两腔油液压力差和弹簧力相平衡用于中、高压大流量系统。两腔油液压力差和弹簧力相平衡用于中、高压大流量系统。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀(2)溢流阀的应用溢流阀的应用溢流阀除了在回路中起调压作用溢流阀除了在回路中起调压作用如如图图4-13(a)、作安全、作安全阀用外阀用外如如图图4-13(b)所示所示.还有下列用途。还有下列用途。远程压力控制回路。从较远距离的地方来控制泵工作压力远程压力控制回路。从较远距离的地方来控制泵工作压力的
19、回路的回路.图图4-16所示为用溢流阀作遥控调压回路所示为用溢流阀作遥控调压回路.其回路压力其回路压力调定是由遥控溢流阀所控制的调定是由遥控溢流阀所控制的.回路压力维持在回路压力维持在3 MPa,7MPa、10 MPa。遥控溢流阀的调定压力一定要低于主溢流阀调定压力遥控溢流阀的调定压力一定要低于主溢流阀调定压力.否则等否则等于将主溢流阀引压口堵塞。于将主溢流阀引压口堵塞。多级压力切换回路。多级压力切换回路。图图4-17所示为多级压力切换回路所示为多级压力切换回路.利利用电磁换向阀可调出用电磁换向阀可调出3种回路压力种回路压力.注意最大压力一定要在主注意最大压力一定要在主溢流阀上设定。溢流阀上设
20、定。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀2.减压阀减压阀(1)减压阀结构及工作原理减压阀结构及工作原理减压阀有直动型和先导型两种减压阀有直动型和先导型两种.直动型减压阀很少单独使用直动型减压阀很少单独使用.而而先导型减压阀则应用较多。先导型减压阀则应用较多。图图4-18所示为先导型减压阀所示为先导型减压阀.它它是由主阀和先导阀组成是由主阀和先导阀组成.先导阀负责调定压力先导阀负责调定压力.主阀负责减压作主阀负责减压作用。用。压力油由压力油由P1口流入口流入.经主阀和阀体所形成的减压缝隙从经主阀和阀体所形成的减压缝隙从P2口口流出流出.故出口压力小于进口压力故出口压力小于进
21、口压力.出口压力经油腔出口压力经油腔1、阻尼管、阻尼管、油腔油腔2作用在先导阀的提动头上。当负载较小作用在先导阀的提动头上。当负载较小.出口压力低于出口压力低于先导阀的调定压力时先导阀的调定压力时.先导阀的提动头关闭先导阀的提动头关闭.油腔油腔1、油腔、油腔2的的压力均等于出口压力压力均等于出口压力.主阀的滑轴在油腔主阀的滑轴在油腔2里面的一根刚性很里面的一根刚性很小的弹簧作用下处于最低位置小的弹簧作用下处于最低位置.主阀滑轴凸肩和阀体所构成的主阀滑轴凸肩和阀体所构成的阀口全部打开阀口全部打开.减压阀无减压作用减压阀无减压作用.上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀当负载增
22、加当负载增加.出口压力出口压力p2上升到超过先导阀弹簧所调定的压力上升到超过先导阀弹簧所调定的压力时时.提动头打开提动头打开.压力油经排泄口流回油箱压力油经排泄口流回油箱.由于有油液流过阻由于有油液流过阻尼管尼管.油腔油腔1的压力的压力p2大于油腔大于油腔2的压力的压力p1.当此压力差所产生当此压力差所产生的作用力大于主阀滑轴弹簧的预压力时的作用力大于主阀滑轴弹簧的预压力时.滑轴上升滑轴上升.减小了减压减小了减压阀阀口的开度阀阀口的开度.使使p2下降下降.直到直到p2与与p1之差和滑轴作用面积的之差和滑轴作用面积的乘积同滑轴上的弹簧力相等时乘积同滑轴上的弹簧力相等时.主阀滑轴进入平衡状态主阀滑
23、轴进入平衡状态.此时减此时减压阀保持一定的开度压阀保持一定的开度.出口压力出口压力p2保持在定值。保持在定值。如果外界干扰使进口压力如果外界干扰使进口压力p1上升上升.则出口压力则出口压力p2也跟着上升也跟着上升.从而使滑轴上升从而使滑轴上升.此时出口压力此时出口压力p2又降低又降低.而在新的位置取得而在新的位置取得平衡平衡.但出口压力始终保持为定值。但出口压力始终保持为定值。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀又当出口压力户又当出口压力户:降到调定压力以下时降到调定压力以下时.提动头关闭提动头关闭.则作用在则作用在滑轴内的弹簧力使滑轴向下移动滑轴内的弹簧力使滑轴向下移动
24、.减压阀口全打开减压阀口全打开.减压阀不起减压阀不起减压作用。减压作用。(2)减压阀的应用减压阀的应用图图4-19所示为减压回路所示为减压回路.不管回路压力多高不管回路压力多高,A缸压力绝不会缸压力绝不会超过超过3 MPa。必须指出必须指出.应用减压阀必然有压力损失应用减压阀必然有压力损失.这将增加功耗和使油液这将增加功耗和使油液发热。当分支油路压力比主油路压力低得多发热。当分支油路压力比主油路压力低得多.且流量又很大时且流量又很大时.常采用高、低压分别供油常采用高、低压分别供油.而不采用减压阀。而不采用减压阀。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀3.顺序阀顺序阀顺序阀是
25、以压力为信号自动控制油路通、断的压力控制阀。顺序阀是以压力为信号自动控制油路通、断的压力控制阀。常用于控制同一系统多个执行元件的顺序动作。按其控制方常用于控制同一系统多个执行元件的顺序动作。按其控制方式有内控和外控之分式有内控和外控之分;按其结构又有直动型和先导型之分。按其结构又有直动型和先导型之分。(1)顺序阀的结构及动作原理顺序阀的结构及动作原理顺序阀是使用在一个液压泵供给两个以上液压缸且依一定顺顺序阀是使用在一个液压泵供给两个以上液压缸且依一定顺序动作场合的一种压力阀。序动作场合的一种压力阀。顺序阀的构造及其工作原理类似溢流阀顺序阀的构造及其工作原理类似溢流阀.有直动型和先导型两有直动型
26、和先导型两种种.目前较常用的是直动型顺序阀与溢流阀不同的是目前较常用的是直动型顺序阀与溢流阀不同的是:出口直出口直接接执行元件接接执行元件.另外有专门的泄油口。另外有专门的泄油口。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀(2)顺序阀的应用顺序阀的应用用于顺序动作回路。用于顺序动作回路。图图4-21所示为一定位与夹紧回路所示为一定位与夹紧回路.其其前进的动作顺序是先定位后夹紧前进的动作顺序是先定位后夹紧.后退是同时退后。后退是同时退后。起平衡阀的作用。在大型压床上由于压柱及上模很重起平衡阀的作用。在大型压床上由于压柱及上模很重.为防为防止因自重而产生的自走现象止因自重而产生的自
27、走现象.因此必须加装平衡阀因此必须加装平衡阀(顺序阀顺序阀).如如图图4-22所示。所示。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀 4.增压器及其应用增压器及其应用回路内有回路内有3个以上的液压缸个以上的液压缸.其中有一个需要较高的工作压力其中有一个需要较高的工作压力.而其他的仍用较低的工作压力而其他的仍用较低的工作压力.此时即可用增压器提供高压给此时即可用增压器提供高压给那个特定的液压缸那个特定的液压缸;或是在液压缸进到底时用增压器或是在液压缸进到底时用增压器.如此可如此可使用低压泵产生高压使用低压泵产生高压.以降低成本以降低成本图图4-23所示为增压器动作所示为增压器动作
28、原理及符号原理及符号.图图4-24所示为增压器应用的例子。当液压缸不需要高压时所示为增压器应用的例子。当液压缸不需要高压时.由顺序阀来截断增压器的进油由顺序阀来截断增压器的进油;当液压缸进到底时压力升高当液压缸进到底时压力升高.油又经顺序阀进入增压器以提高液压缸的推力油又经顺序阀进入增压器以提高液压缸的推力.图图4-24中减中减压阀是用来控制增压器的输入压力的。压阀是用来控制增压器的输入压力的。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀5.压力继电器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根
29、据液压系统压力的变化的元件其作用是根据液压系统压力的变化.通过压力继电器内通过压力继电器内的微动开关自动接通或断开电气线路的微动开关自动接通或断开电气线路.实现执行元件的顺序控实现执行元件的顺序控制或安个保护。制或安个保护。压力继电器按结构特点可分为柱塞式、弹簧管式和膜片式等压力继电器按结构特点可分为柱塞式、弹簧管式和膜片式等图图4-25所示。所示。6.溢流阀、减压阀和顺序阀的比较溢流阀、减压阀和顺序阀的比较溢流阀、减压阀和顺序阀之间有许多共同之处溢流阀、减压阀和顺序阀之间有许多共同之处.为加深理解和为加深理解和记忆记忆.在此作一比较在此作一比较.见见表表4-3.表表4-4所列为溢流阀和顺序阀
30、所列为溢流阀和顺序阀图形符号的比较。图形符号的比较。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀4.1.4 流量控制阀流量控制阀流量控制阀简称流量阀流量控制阀简称流量阀.主要用来调节通过阀口的流量主要用来调节通过阀口的流量.以满足以满足对执行元件运动速度的要对执行元件运动速度的要求。流量阀均以节流单元为基础求。流量阀均以节流单元为基础.利用改变阀口通流截面大小利用改变阀口通流截面大小或通流通道长短来改变液阻或通流通道长短来改变液阻.达到调节通过阀口流量的目的。达到调节通过阀口流量的目的。常用的液压流量控制阀有节流阀、调速阀、行程减速阀、限常用的液压流量控制阀有节流阀、调速阀、行程
31、减速阀、限速切断阀等。速切断阀等。液压系统中使用流量控制阀应满足如下要求液压系统中使用流量控制阀应满足如下要求:有足够的调节范有足够的调节范围围;能保证稳定的最小流量能保证稳定的最小流量;温度和压力变化对流量的影响小温度和压力变化对流量的影响小;调节方便调节方便;泄漏小等。泄漏小等。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀1.速度控制的原理速度控制的原理(1)执行元件的速度执行元件的速度对液压执行元件而言对液压执行元件而言.控制控制“流入执行元件的流量流入执行元件的流量”或或“流出流出执行元件的流量执行元件的流量”都可控制执行元件的速度液压缸活塞移动速都可控制执行元件的速度液
32、压缸活塞移动速度为度为液压马达的转速为液压马达的转速为式中式中Q流入执行元件的流量流入执行元件的流量;A液压缸活塞的有效工作面积液压缸活塞的有效工作面积;q液压马达的排量。液压马达的排量。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀(2)节流调速节流调速任何液压系统都要有泵任何液压系统都要有泵.不管执行元件的推力和速度如何变化不管执行元件的推力和速度如何变化.定量泵的输出流量水远是固定不变的。速度控制或流量控制定量泵的输出流量水远是固定不变的。速度控制或流量控制只是使流入执行元件的流量小于泵的流量而已只是使流入执行元件的流量小于泵的流量而已.故常将其称为故常将其称为节流调速。节流
33、调速。2.节流阀节流阀节流阀是根据孔口与阻流管原理所做出的节流阀是根据孔口与阻流管原理所做出的.图图4-27所示为节所示为节流阀的结构流阀的结构.油液从入口进入油液从入口进入.经滑轴上的节流口后经滑轴上的节流口后.由出口流由出口流出。调整手轮使滑轴轴向移动出。调整手轮使滑轴轴向移动.以改变节流口节流面积的大小以改变节流口节流面积的大小.从而改变流量大小以达到调速的目的。图中油压平衡用孔道从而改变流量大小以达到调速的目的。图中油压平衡用孔道在于减小作用于手轮上的力在于减小作用于手轮上的力.使滑轴上、下油压平衡。使滑轴上、下油压平衡。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀(1)
34、节流阀的压力特性节流阀的压力特性图图4-29(a)所示的液压系统末装节流阀所示的液压系统末装节流阀.若推动活塞前进所需若推动活塞前进所需最低工作压力为最低工作压力为1 MPa,则当活塞前进时则当活塞前进时.压力表指示的压力压力表指示的压力为为1 MPa;装了节流阀控制活塞前进速度装了节流阀控制活塞前进速度.如如图图4-29(b)所示所示.当活塞前进时当活塞前进时.节流阀入口压力会上升到溢流阀所调定的压力节流阀入口压力会上升到溢流阀所调定的压力.溢流阀被打开一部分油液经溢流阀流入油箱。溢流阀被打开一部分油液经溢流阀流入油箱。(2)节流阀流量特性节流阀流量特性节流阀的节流口形式可归纳为节流阀的节流
35、口形式可归纳为3种基本形式种基本形式:孔口、阻流管与孔口、阻流管与介于两者之间的节流孔。根据实验，通过节流口的流量可用介于两者之间的节流孔。根据实验，通过节流口的流量可用式式(4.1)表式为表式为上一页 下一页返回（4.1）4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀式中式中A节流口节流面积的大小节流口节流面积的大小;k由节流口形状与油液钻度决定的系数由节流口形状与油液钻度决定的系数;P节流阀进、出口压力差节流阀进、出口压力差;m节流口形状指数节流口形状指数:0.5m1.孔口孔口m=0.5,阻流管，阻流管，m=1。由式由式(4.1)可知可知.当当k,p和和m不变时不变时.改变节流阀的节流改变节流阀
36、的节流面积面积n可改变通过节流阀的流量大小可改变通过节流阀的流量大小.又当又当k,A和和m不变时不变时.若若节流阀进、出口压力差节流阀进、出口压力差 p有变化有变化.则通过节流阀的流量也会则通过节流阀的流量也会有变化。有变化。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀3.调速阀调速阀图图4-30所示为调速阀的结构所示为调速阀的结构.其动作原理说明如下。其动作原理说明如下。压力油进入调速阀后压力油进入调速阀后.先经过定差减压阀的阀口先经过定差减压阀的阀口X(压力由压力由P1减至减至p2).然后经过节流阀阀口然后经过节流阀阀口Y流出流出.出口压力为出口压力为p3。从图中。从图中可以
37、看到可以看到.节流阀进、出口压力节流阀进、出口压力p2和和p3经过阀体上的流道被引经过阀体上的流道被引到定差减压阀阀芯的两端到定差减压阀阀芯的两端(p3引到阀芯弹簧端引到阀芯弹簧端.p2引到阀芯无引到阀芯无弹簧端弹簧端).作用在定差减压阀阀芯上的力包括液压力和弹簧力。作用在定差减压阀阀芯上的力包括液压力和弹簧力。调速阀工作时的静态方程如下调速阀工作时的静态方程如下:调速阀内一活塞处于平衡状态时调速阀内一活塞处于平衡状态时.其方程为其方程为 式中式中Fs弹簧力弹簧力上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀在设计时确定在设计时确定所以有所以有此时只要将弹簧力固定此时只要将弹簧力固
38、定.则在油温无变化时则在油温无变化时.输出流量就可固定。输出流量就可固定。另外另外.要使阀能在工作区正常动作要使阀能在工作区正常动作.进、出口间压力差要在进、出口间压力差要在0.5-1 MPa以上。以上。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀4.行程减速阀行程减速阀一般的加工机械一般的加工机械.如车床、铣床如车床、铣床.其刀具尚末接触工件时其刀具尚末接触工件时.需快需快速进给以节省时间速进给以节省时间.开始切削则应慢速进给开始切削则应慢速进给.以保证加工质量以保证加工质量;或是液压缸前进时或是液压缸前进时.本身冲力过大本身冲力过大.需要在行程的末端使其减速需要在行程的末端使
39、其减速.以便液压缸能停止在正确的位置上以便液压缸能停止在正确的位置上.此时就需要用如此时就需要用如图图4-31所示的行程减速阀。行程减速阀的应用如所示的行程减速阀。行程减速阀的应用如图图4-32所示。所示。上一页 下一页返回4.1 常用的液压控制阀常用的液压控制阀5.限速切断阀限速切断阀在液压举升系统中在液压举升系统中.为防止意外情况发生时由于负载自重而超为防止意外情况发生时由于负载自重而超速下落速下落.常设置一种当管路流量超过一定值时自动切断油路的常设置一种当管路流量超过一定值时自动切断油路的安全保护阀。安全保护阀。图图4-33所示为一限速切断阀。图中锥阀所示为一限速切断阀。图中锥阀2上有上
40、有固定节流孔固定节流孔.其数量及孔径由所需的流量确定。锥阀在弹簧其数量及孔径由所需的流量确定。锥阀在弹簧3的作用下由挡圈生限位的作用下由挡圈生限位.锥阀口开至最大当流量增大锥阀口开至最大当流量增大.固定节流固定节流孔两端压差作用在锥阀上的力超过弹簧预调力时孔两端压差作用在锥阀上的力超过弹簧预调力时.锥阀开始向锥阀开始向右移动。当流量超过一定值时右移动。当流量超过一定值时.锥阀完全关闭锥阀完全关闭.而使液流切断。而使液流切断。反向作用时该阀无限流作用。反向作用时该阀无限流作用。限速切断阀的典型应用例子是液压升降平台限速切断阀的典型应用例子是液压升降平台.用于防止液压缸用于防止液压缸油管道破裂等意
41、外情况发生时平台因自重急剧下降而引发事油管道破裂等意外情况发生时平台因自重急剧下降而引发事故。故。上一页返回4.2 其他液压控制元件其他液压控制元件4.2.1 比例阀比例阀1.比例式电磁换向阀比例式电磁换向阀比例式换向阀是以在阀芯外装置的电磁线圈所产生的电磁力比例式换向阀是以在阀芯外装置的电磁线圈所产生的电磁力来控制阀芯的移动来控制阀芯的移动.依靠控制线圈电流来控制方向阀内阀芯的依靠控制线圈电流来控制方向阀内阀芯的位移量位移量.故可同时控制油流动的方向和流量。故可同时控制油流动的方向和流量。图图4-34所示为比例式换向阀的职能符号所示为比例式换向阀的职能符号.通过控制器可以得通过控制器可以得到
42、任何想要的流量和方向到任何想要的流量和方向.同时也有压力及温度补偿的功能同时也有压力及温度补偿的功能;比例式换向阀有进油和回油流量控制两种类型。比例式换向阀有进油和回油流量控制两种类型。下一页返回4.2 其他液压控制元件其他液压控制元件2.比例式压力阀比例式压力阀比例式压力阀基本上是以电磁线圈所产生的电磁力比例式压力阀基本上是以电磁线圈所产生的电磁力.来取代传来取代传统压力阀上的弹簧设定压力统压力阀上的弹簧设定压力.由于电磁线圈产生的电磁力是和由于电磁线圈产生的电磁力是和电流的大小成正比的电流的大小成正比的.因此控制线圈电流就能得到所需要的压因此控制线圈电流就能得到所需要的压力力;可以无级调压
43、可以无级调压.而一般的压力阀仅能调出特定的压力。而一般的压力阀仅能调出特定的压力。比例式压力阀的结构可参阅有关资料比例式压力阀的结构可参阅有关资料.其职能符号如其职能符号如图图4-35所示。所示。上一页 下一页返回4.2 其他液压控制元件其他液压控制元件3.比例式流量阀比例式流量阀比例式流量阀也是以在提动杆外装置的电磁线圈所产生的电比例式流量阀也是以在提动杆外装置的电磁线圈所产生的电磁力来控制流量阀的开口大小的。由于电磁线圈有良好的线磁力来控制流量阀的开口大小的。由于电磁线圈有良好的线性度性度.因此其产生的电磁力和电流的大小成正比因此其产生的电磁力和电流的大小成正比.在应用时可产在应用时可产生
44、连续变化的流量生连续变化的流量.从而可任意控制流量阀的开口大小。从而可任意控制流量阀的开口大小。比例式流量阀也有附单向阀的比例式流量阀也有附单向阀的.各种比例式流量阀的符号如各种比例式流量阀的符号如图图4-36所示。所示。上一页 下一页返回4.2 其他液压控制元件其他液压控制元件4.2.2 叠加阀叠加阀1.叠加阀的工作原理叠加阀的工作原理叠加阀是一种阀体本身就拥有共同油路的回路板叠加阀是一种阀体本身就拥有共同油路的回路板.也就是说回也就是说回路板内部本身就具有阀的机构。路板内部本身就具有阀的机构。叠加阀是采用堆叠的方式形成各种液压回路的叠加阀是采用堆叠的方式形成各种液压回路的.阀和阀之间采阀和
45、阀之间采用用O形环来做密封装置形环来做密封装置.但也有些是设计另一块隔板上、下用但也有些是设计另一块隔板上、下用O形环来作为中介媒介层。形环来作为中介媒介层。图图4-37所示为一传统液压回路所示为一传统液压回路.如采用传统配管如采用传统配管.则如则如图图4-38所示所示.但如果采用叠加式减压阀但如果采用叠加式减压阀.则如则如图图4-39所示所示.此时忽此时忽略掉了电磁阀和叠加阀之间的配管。略掉了电磁阀和叠加阀之间的配管。上一页 下一页返回4.2 其他液压控制元件其他液压控制元件2.叠加阀的回路叠加阀的回路直接画出叠加阀的回路较难。通常都是将传统的回路先画出直接画出叠加阀的回路较难。通常都是将传
46、统的回路先画出来然后再将传统的回路变成叠加阀的回路。来然后再将传统的回路变成叠加阀的回路。如如图图4-40(a)所示所示.在图中电磁阀的符号上引出一条中心线在图中电磁阀的符号上引出一条中心线.以此中心线为界将整个回路分成左、右两侧以此中心线为界将整个回路分成左、右两侧.然后将回路各接然后将回路各接口之间的连接线弯曲成颠倒的口之间的连接线弯曲成颠倒的U形形.如此就变成如如此就变成如图图4-40(b)所示的叠加阀的回路了。所示的叠加阀的回路了。上一页 下一页返回4.2 其他液压控制元件其他液压控制元件4.2.3 插装阀插装阀1.插装阀的结构插装阀的结构由插装阀所组装成的液压回路通常含有下列基本元件
47、由插装阀所组装成的液压回路通常含有下列基本元件:油路板、油路板、插件体、盖板、引导阀等。插件体、盖板、引导阀等。(1)油路板油路板所谓油路板所谓油路板.是指在方块钢体上挖有阀孔是指在方块钢体上挖有阀孔.用以承装插装阀的集用以承装插装阀的集成块成块.如如图图4-41所示。所示。X,Y为控制液压油油路为控制液压油油路.F为承装插件为承装插件体的阀孔体的阀孔.A,B口是配合插件体的液压工作油路。口是配合插件体的液压工作油路。上一页 下一页返回4.2 其他液压控制元件其他液压控制元件(2)插件体插件体插件体主要由锥形阀、弹簧套管、弹簧及若干个密封垫圈所插件体主要由锥形阀、弹簧套管、弹簧及若干个密封垫圈
48、所构成构成.如如图图4-42所示。插件体本身有两个主通道所示。插件体本身有两个主通道.是用于配合是用于配合油路板上油路板上A,B通路的。通路的。(3)盖板盖板盖板如盖板如图图4-42所示所示.安装在插件体的上面安装在插件体的上面.其内有控制油路其内有控制油路.它它和油路板上和油路板上X,Y控制油路相通以作为引导压力或泄油控制油路相通以作为引导压力或泄油.以使插以使插件体做开闭的动作。控制油路中还有阻尼孔件体做开闭的动作。控制油路中还有阻尼孔.用以改善阀的动用以改善阀的动态特性。态特性。(4)引导阀引导阀引导阀为控制插装阀动作的小型电磁换向阀或压力控制阀引导阀为控制插装阀动作的小型电磁换向阀或压
49、力控制阀.叠叠装在盖板上。装在盖板上。上一页 下一页返回4.2 其他液压控制元件其他液压控制元件2.插装阀用作换向控制阀插装阀用作换向控制阀插装阀如用作换向控制阀且能双向导通时插装阀如用作换向控制阀且能双向导通时(AB,BA).则则AX/AA=1.5,有关换向控制插装阀如有关换向控制插装阀如图图4-43所示。所示。3.插装阀用作换向和流量控制阀插装阀用作换向和流量控制阀如在换向控制插装阀的盖板上增加一个锥形阀行程调节器以如在换向控制插装阀的盖板上增加一个锥形阀行程调节器以调节锥形阀开口的大小调节锥形阀开口的大小.如此就形成一个手动的方向、流量控如此就形成一个手动的方向、流量控制插装阀制插装阀.
50、如如图图4-48所示。此种插装阀具有方向和流量控制所示。此种插装阀具有方向和流量控制的功能注意其锥形阀的形式和前述换向控制插装阀的锥形阀的功能注意其锥形阀的形式和前述换向控制插装阀的锥形阀是相同的。是相同的。上一页 下一页返回4.2 其他液压控制元件其他液压控制元件 4.插装阀用作压力控制阀插装阀用作压力控制阀插装阀如用作溢流阀时插装阀如用作溢流阀时.AX/AA=1.如此以减少如此以减少B口压力对调口压力对调整压力的影响。溢流插装阀如整压力的影响。溢流插装阀如图图4-49所示所示.此时此时Y口要接油箱口要接油箱.上一页返回4.3 常用气动控制阀常用气动控制阀4.3.1 方向控制阀方向控制阀1.