[工学]第五章 液压控制阀.ppt
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1、第五章 液压控制阀,5.1 阀的作用和分类,一、作用 控制液流的方向、压力和流量。 二、分类 按用途:压力阀、流量阀、方向阀 按操纵方式:手动、机动、电动、液动和电液动 按连接方式:管式、 板式、法兰式、叠加式等,5.2 压力控制阀,一、压力控制阀分类,溢流阀 减压阀 顺序阀 平衡阀 滑阀 球阀 锥阀,直动式 先导式,按用途,按阀芯结构,按工作原理,在液压传动系统中,控制液压油压力高低的液压阀称之为压力控制阀,这类阀的共同点主要是利用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理来工作的。,当液压执行元件不动时,由于泵排出的油无处可去而成一密闭系统,理论上压力将一直增至无限大,实际上压力将增至液压元件破
2、裂为止,此时电机为维持定转速运转,输出电流将无限增大至电机烧掉为止;前者使液压系统破坏,液压油四溅;后者会引起火灾;因此要绝对避免,防止方法就是在执行元件不动时,提供一条旁路使液压油能经此路回到油箱,它就是“溢流阀(Relief valve)”。,二、溢流阀,“溢流阀(Relief valve)”,其主要用途有二个: 1)作溢流阀用(常开):在定量泵的液压系统中如图(a)所示,常利用节流阀调节进入液压缸的流量,多余的压力油可经溢流阀流回油箱,这样可使泵的工作压力保持定值。 2)作安全阀用(常闭):图(b)变量泵的液压系统中,在正常工作状态下,溢流阀是关闭的,只有在系统压力大于其调整压力时,溢流
3、阀才被打开溢流,对系统起过载保护作用。,(1)作用:防止系统过载,保持系统压力恒定。 (2)工作原理,职能符号:,pA Fs ,溢流。 Fs 弹簧力,1.直动式溢流阀,弹簧刚度较大,调节较费力,溢流量变化进口 压力变化较大。用于低压小流量或稳定性要求不高的系统。,内部压力控制 内部泄油:泄油与回油合流,P,T,具有阻尼活塞和偏流盘的直动式溢流阀,灵敏度高:锥形面开启容易,阀芯惯性小,移动灵活;,受力好,通流能力大:偏流盘上有环形凹槽,改变液流方向,抵消部分弹簧压缩量,增加稳定性;中间连接处为锥面,平衡锥阀的稳态液动力。,稳定性增加:阻尼活塞,使阀芯移动受到液压油的阻尼。不直接与阀体接触,减少摩
4、擦力。,DBD型直动式溢流阀,实物图,结构图,2.先导型溢流阀,结构组成 它由先导阀和主阀组成。先导阀实际上是一个小流量直动型溢流阀,其阀芯为锥阀。主阀芯上有一阻尼孔,其弹簧只在阀口关闭时起复位作用。,动作原理动画,职能符号:,液压先导控制方式,先导型溢流阀工作原理要点,主阀芯开启是利用液流流经阻力孔形成的压力差。阻力孔一般为细长孔,孔径很小=0.81.2mm,孔长l = 812mm,因此工作时易堵塞,一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。,阀的进口压力由两次比较得到,压力值主要由先导阀 调压弹簧的预压缩量确定,主阀弹簧起复位作用。,通过先导阀的流量很小,是主阀额定流量的1,因此其尺寸很小,即使是
5、高压阀,其弹簧刚度也不大。这样一来阀的调节性能有很大改善。,先导阀前腔有一控制口,用于卸荷和遥控。,主阀弹簧只用来克服阀芯运动时的摩擦力,在系统无压时使主阀关闭,因此,主阀很软。,故可用在高压、大流量的场合。,调节螺钉,P,T,符号,远程控制口K : 与主阀上腔相通,实现远程调压。 K口打开,p 由控制油压决定; K口堵上,p 由先导阀ps 决定。,先导型溢流阀遥控口接法,先导阀前腔有一遥控口,在该控制口接远程调压阀可实现远控,接通电磁阀回油箱可实现卸载。 远程调压的最高压力小于主溢流阀的调定压力,否则起不到远程调压的作用。 卸荷时,主阀芯上腔通油箱,主阀弹簧刚度又很小,所以主阀芯在很低的压力
6、下就会开启。,先导阀实物,()压力调节范围: 压力调节范围是指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,且压力无突跳及迟滞现象时的最大和最小调定压力。,一.静态性能,3、溢流阀的性能,()卸荷压力: 当溢流阀的远程控制口K与油箱相连时,额定流量下的进、出口的压力差称为卸荷压力。,()启闭特性: 启闭特性是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。 它是衡量溢流阀定压精度的一个重要指标,一般用溢流阀处于额定流量、调定压力ps时,开始溢流的开启压力pK及停止溢流的闭合压力pB分别与ps的百分比来衡量 。,()启闭特性: 开启比pK :开始溢
7、流的开启压力pK与ps的百分比。 闭合比pB :停止溢流的闭合压力pB与ps的百分比。 由于摩擦的作用,开启压力大于闭合压力。,显然上述两个百分比越大,则两者越接近,溢流阀的启闭特性就越好。一般开启比大于90%,闭合比大于85%。,-,-,-,-,当溢流阀在溢流量发生由零至额定流量的阶跃变化时,它的进口压力, 也就是它所控制的系统压力,将如图所示的那样迅速升高并超过额定 压力的调定值,然后逐步衰减到最终稳定压力,从而完成其动态过渡 过程。定义最高瞬时压力峰值与额定压力调定值Ps的差值为压力超调 量p,则压力超调率p为:,二.动态性能,t1称之为响应时间;t2称之为过渡过程时间。显然,t1越小,
8、溢流阀的响应越快;t2越小,溢流阀的动态过渡过程时间越短。,压力超调率是衡量溢流阀动态定压误差的一个性能指标,-,4、应用,(1).作安全阀(常闭) 作用:防止系统过载。,(2)作溢流阀(常开),作用:保持系统压力恒定,(3)卸荷或远程调压,卸荷,远程调压,(4)作背压阀,放在系统回油路上,利用电磁换向阀可调出三种回路压力,注意最大压力一定要在主溢流阀上设定。,多级压力切换回路,1、减压阀,(2)特点:出口压力控制阀芯动作, 有单独泄油口 (3)工作原理:节流口产生压降p p2 = p1 -p , p1一定,p , p2。 p2 ps ,减压、稳压。,(1)作用:减低系统压力,并有稳压作用。,
9、三、其他压力控制阀,(4) 稳压原理,职能符号:, p2 阀芯上移阀口减小 p , p2= p1 -p , p1一定,p , p2; p2 阀芯下移阀口开大 p , p, p2= ps 。,直动式减压阀,减压阀类型除上述定值减压阀外,还有定差减压阀及定比减低阀。,(4) 稳压原理,职能符号:,先导式减压阀 先导阀调压,主阀减压。,(5) 应用,使夹紧缸获得稳定的低压。,2、顺序阀,作用:控制多个执行元件动作顺序。 (1) 内控顺序阀,结构:出油口接二次油路,有单独泄油口。 工作原理:p ps ,接通。 特点:内部控制, 外部泄油。,顺序阀实物结构,应用,控制液压缸动作顺序,内控外泄顺序阀用于多
10、个执行元件顺序动作。其进口压力先要达到阀的调定压力,而出口压力取决于负载。,(2) 外控顺序阀,结构:控制油口。 工作原理:pK ps ,进出口接通。 特点:外部控制, 外部泄油。,顺序阀的四种结构形式及其图形符号,通过改变上盖或底盖的装配位置可得到内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄四种结构类型。,基本原理,控制油液,出油口,作用,符号,溢流阀,减压阀,顺序阀,利用弹簧力与油液压力产生的作用力相平衡,进油口,出油口,进油口或远控口,接油箱,接下一级回路,泄流、调压、卸荷、安全,顺序动作、卸荷(液控),降低油路压力,三种阀的性能比较与选用,接下一级回路,3、压力继电器,作用:利用系统中压力变
11、化,控制电路的通断。,工作原理,p ps ,微动开关闭合,发出电信号。 p ps ,微动开关断开,电信号撤销。,职能符号:,应用:1.控制电磁阀动作。 2.控制系统压力,出故障时,自动停车。,应用,控制电磁阀,实现油缸顺序动作。,为了防止压力继电器误发信号,其调整压力应比先动作的液压缸的最高压力高0.30.5MPa,4、平衡阀,与顺序阀区别:没有单独的泄油口,弹簧较硬。,职能符号:,(1) 内控平衡阀 特点:内部控制, 内部泄油。,作用:放在执行元件的回油路上,平衡重物。,应用,平衡重物,(2) 外控平衡阀,职能符号:,特点:外部控制, 内部泄油。,应用,平衡重物, 限制重物下落速度。,压力阀
12、小结,作用:控制液压系统中的压力。 共性:利用液压力和弹簧力比较,控制阀口的 开与关;或控制开口大小。 溢流阀:控制进口压力 减压阀:控制出口压力 顺序阀:控制阀口通与不通,进而控制执行元件 的动作顺序。 平衡阀:装在执行元件的回油路上,平衡重物。 要求:掌握前三种阀的工作原理及应用场合。,流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调节的阀。 普通流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀。,节流阀,调速阀,5.3 流量控制阀,作用:控制流量,调节执行元件的运动速度。,一、 普通节流阀 1.结构 轴向三角槽,职能符号:,调节手轮,阀芯轴向移动,A变化,q变化。,典型节流口的结构形
13、式,(a)针阀式节流口 通道长,易堵,流量受油温影响大 (b)偏心槽式节流口 阀芯径向力不平衡,旋转较费力 (c)轴向三角槽式节流口 结构简单,水力直径中等,可得到较 小的稳定流量,且调节范围较大, 广泛应用。 (d)周向缝隙式节流口 通道短,水力直径大,不易堵塞,油温 变化对流量影响小,性能接近于薄 壁小孔,适用于低压小流量场合 (e)轴向缝隙式节流口 性能与(d)所示节流口相似。,2.主要结构形式,薄壁孔,细长孔,Cq 流量系数 A 节流口通流截面积 p 节流口前后压差 m 压差指数 K 节流系数,q A ,p=c,A ,q。,3. 流量特性,动画演示,4. 刚度,刚度 外负载波动引起阀前
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- 工学 工学第五章 液压控制阀 第五 液压 控制
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