0929第五章 液压控制阀.ppt
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1、第五章 液压控制阀,第一节 概述 液压控制阀是液压系统中控制油液压力、流量及流动方向的元件 一、液压阀的基本结构与原理 基本共同点: 1、结构上由阀体、阀芯和阀芯驱动件组成;,2、阀体有阀体孔或阀座孔和外接油管的进出油口; 3、阀心:滑阀、锥阀和球阀; 4、驱动装置:手动、弹簧、电磁或液压力; 5、利用阀心在阀体内的相对运动来控制阀口的通断及开口大小,来实现压力、流量和方向的控制; 6、原理上液压阀的开口大小、进出口压差以及阀的流量之间的关系符合孔口流量公式: qv=CATp,二、液压阀的分类 1、按结构形式划分 滑阀 锥阀 球阀,2、按机能划分 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 3、按控制
2、原理划分: 开关阀 比例阀 伺服阀 数字阀 4、按安装连接形式分 (1)管式连接,(2)板式连接,(3)叠加式连接 是板式连接阀的一种发展形式。阀的上下面为结合面,各油口分别在这两个面上,同规格阀的油口连接尺寸相同。,(4)插装式连接 将阀芯、阀套组成的组件插入专门设计的阀块内实现不同功能。结构紧凑。,三、液压阀的性能参数 1、公称通径 阀的规格:用阀的进出油口的名义通径(公称通径)Dg表示,表征阀通流能力的大小。 2、额定压力 液压阀连续工作所允许的最高压力。,第二节 方向控制阀 方向控制阀功用 用以控制油液流动方向或液流通断。 分类:单向阀、换向阀 一、单向阀 1、普通单向阀(逆止阀或止回
3、阀) 普通单向阀功用 只允许油液正向流动,不许反流。,普通单向阀分类,DIF型直通单向阀,直角单向阀,单向阀的要求: 正向液流压力损失小,反向截止密封性能好; 单向阀的作用: 安装在泵的出口,泵工作时,防止系统压力冲击;泵不工作时,防止系统的油液倒流;也可用作背压阀,或与其他阀并联组成复合阀;,普通单向阀结构,阀体、阀芯 (锥形、钢球式)、弹簧等,普通单向阀工作原理,液流从进油口流入时: p1 p2 液流从出油口流入时: p1 p2,普通单向阀性能参数,开启压力:Pk=0、0350、1MPa 做背压阀:Pk=0.20.6 MPa,2、 液控单向阀,液控单向阀功用 正向流通,反向受控流通 液控单
4、向阀结构 普通单向阀+液控装置,二、换向阀 1、换向阀的工作原理 换向阀作用 变换阀芯在阀体内的相对工作位置,使阀体各油口连通或断开,从而控制执行元件的换向或启停。 工作原理:(图53) 利用阀芯对阀体的相对位置改变来控制油路接通、关断或改变油液流动向。,2、换向阀的分类及图形符号,滑阀式换向阀 按结构形式分 转阀式换向阀 球阀式换向阀,滑阀式换向阀的结构 阀体:有多级沉割槽的圆柱孔 阀芯:有多段环行槽的圆柱体 滑阀式换向阀的分类 电磁换向阀 液动换向阀 按操纵方式分类 电液换向阀 机动换向阀 手动换向阀,换向阀操作方式符号,按通路数分类:二通 、三通、四通、五通等 按工作位置数分类:二位、三
5、位、四位等 滑阀式换向阀基本概念 位: 阀芯相对于阀体的工作位置数。 通:阀体对外连接的主要油口数 (不包括控制油口和泄漏油口)。,图形符号含义 1 位用方格表示,几位即几个方格 2 通 不通 、 箭头首尾和堵截符号与一个方格有几个交点即为几通。 3 p.A.B.T有固定方位,p进油口,T回油口 A.B与执行元件连接的工作油口。 4 弹簧W、M,画在方格两侧。 二位阀,靠弹簧的一格。 5 常态位置 三位阀,中间一格。 (原理图中,油路应该连接在常态位置),结构原理,3、 三位换向阀的中位机能 中位机能:三位换向阀在中间位置时各油口的连通方式, 所以称中位机能。 三位中位机能 不同,中位时对系统
6、的控制也不同。通常要考虑执行元件的换向精度和平稳性;是否需要保压或卸荷;是否需要“浮动”或可在任意位置停止。 见表51,表51 三位四通阀的 中位机能,1)系统保压 中位为“O”型,如图所示, P口被堵塞时,此时油需从溢流阀流回油箱,增加功率消耗;但是液压泵能用于多缸系统。,2)系统卸荷:中位“M”型,下图所示,当方向阀于中位时,因P、T口相通,泵输出的油液不经溢流阀即可流回油箱,由于直接接油箱,所以泵的输出压力近似为零,也称泵卸荷,减少功率损失。,3)液压缸快进:中位“P”型,如图所示,当换向阀于中位时,因P、A、B相通,故可用作差动回路。,4、滑阀式换向阀的操作方式 (1)手动换向阀,阀芯
7、运动是藉助于手动杠杆操纵的换向阀,手动换向阀,(2)机动换向阀 机动换向阀特征 利用挡铁或凸轮使阀芯运动以控制流向。 机动换向阀分类 常为二位阀,有二位、二通、三通、四通,举例:二位二通机动换向阀 组成:阀体、阀芯、弹簧、滚轮等,机动换向阀的特点:结构简单、换向平稳、可靠、位置精度高。但需安装在运动件附近,油管较长。 使用场合:控制运动件的行程,或快、慢速度的转换。,将多个手动换向阀进行叠加组合,即可构成多路换向阀。,多路换向阀,(3)电磁换向阀,图5-5为二位三通电磁换向阀,工作原理:图示位置: P A 、 B 电磁铁通电:P B 、 A ,电磁换向阀特征 利用电磁铁推力,推动阀芯运动以控制
8、流向。 电磁换向阀分类,二通 四通 二位 三通 三位 等 四通 五通,(4)液动换向阀 液动换向阀特征 利用压力油改变滑阀位置以控制流向 液动换向阀组成,液动换向阀工作原理,图示位置: A、B、均 T k1通压力油:pA,BT k2通压力油:pB,AT,(5)电液换向阀,电液换向阀特征:由电磁换向阀和液动换向阀组成的复合阀。电磁换向阀为先导阀,用于改变控制油路的方向;液动换向阀为主阀,用以改变主油路的方向。,电液换向阀,电: A、B T 图示 液:p 、A 、B、T均不通 电:p A 液动阀左腔, 液动阀右腔 B T 1YA通电 液:p A ,B T 电:p B 液动阀右腔, 液动阀左腔 A
9、T 2YA通电 液:p B,A T,电液换向阀的控制结构 1)阻尼调节器 如图5-6所示,由单向阀和节流阀叠加而成。其作用是调节主阀换向时间,消除执行元件的换向冲击。 2)预压阀 对于内控方式实现供油的电液换向阀,若在常态下使泵卸荷,为克服阀在通电后无控制油压而使主阀不能动作,在主阀的进油孔插装一个预压阀,如图5-7。,第三节 压力控制阀 目的任务 了解压力阀功用、分类、 组成、特点 掌握压力阀的工作原理、 性能、区别,重点难点 先导式溢流阀、减压阀和顺序阀的结构、工作原理、特性 减压阀、顺序阀的区别,压力控制阀:在液压系统中,控制液体压力和控制执行元件或电气元件等在某一调定压力下产生动作的阀
10、。 压力控制阀的作用: 控制液压系统压力或利用压力作为信号来控制其它元件动作。,压力控制阀的分类 溢流阀,减压阀,顺序阀,压力继电器,压力控制阀的结构 阀体、阀芯、弹簧、调节螺帽等 压力控制阀共同工作原理 利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理进行工作。,一、溢流阀,1、结构原理 溢流阀的作用:稳压溢流 安全保护 溢流阀分类: 直动式 先导式,(1)直动型溢流阀 组成:,阀体、阀芯(锥阀式 球阀式、滑阀式)弹簧、 调节螺钉 见图58 见图612,直动式溢流阀工作原理,工作原理: 当pA Fs时,阀口打开,p T, 稳压溢流或安全保护。 调节调压螺帽改变弹簧预压缩量,便可调节溢流阀调整压力
11、。,直动式溢流阀特点 Fs直接与pA平衡 称直动式 又 p高,q大时,K较大, 不 但手调困难,且Fs略有变 化,p变化较大。 一般用于低压小流量场合。,(2)先导式溢流阀 先导式溢流阀组成: 先导阀 直动式锥阀,硬弹簧。 带有导向圆锥面的锥阀滑阀 (二级同心式) 主 阀 和软弹簧。 带有多节导向圆锥面的锥阀(三级同心式) 图59为三级同心先导式溢流阀的结构图。,先导式溢流阀,先导式溢流阀工作原理 当pA F硬T时,导阀打开,主阀两端产生压差: 当p F软T时,主阀打开, 稳压溢流或安全保护。,先导式溢流阀特点 溢流阀稳定工作时,主阀阀芯上部压力小于下部压力, 即使下部压力较大,因有上部压力存
12、在,弹簧可做较软,流量变化引起阀芯位置变化时,弹簧力的变化量较小,压力变化小。 调压弹簧调好后,上部压力为常数。因而压力随流量变化较小,克服了直动式阀缺点。 锥阀锥孔尺寸较小,调压弹簧不必很硬,调压方便 。,2、溢流阀应用举例 1)为定量泵系统溢流稳压 和定量泵、节流阀并联,阀口常开。 2)为变量泵系统提供过载保护 和变量泵组合,正常工作时阀口关闭,过载时打开,起安全保护作用,故又称安全阀。 3)实现远程调压 p远程 p主调 4)使泵卸荷 和二位二通阀组合(先导式) 5)形成背压,3、溢流阀的静态特性 静态特性:元件或系统在稳定工作状态下的性能,其静态特性指标很多,主要指压力流量特性、启闭特性
13、、卸荷压力及压力稳定性等。 压力流量特性(p-q特性) 溢流特性:表征溢流阀在某一调定压力下工作时,其溢流量的变化与溢流阀进口实际压力之间的关系,即 稳压性能。见图514,pn:调定压力 p0开启压力 由pq 曲线可知, 阀的 进口压力随着 流量的增减 而增减。 溢流量为额定值q n时 所对应的压力称 为 调定压力,以pn表示。 调压偏差:调定压力与开启压力之差即 是,表示溢流量变化时控制压力的变化范围(越小越好),二、顺序阀 1、顺序阀的结构和工作原理 功用:利用液压系统压力变化来控制油路的通断,从而实现多个液压元件按一定的顺序动作。,顺序阀分类,直动式 按结构形式 先导式 内泄式 按泄漏方
14、式 外泄式,直动式顺序阀结构(图515),直动式顺序阀工作原理 pA Ft, 阀口打开,A B, 下一个执行元件动作。 直动式顺序阀调节原理 调节原理:调节调压螺钉,改变弹簧力,即可改变开启压力。,(二)顺序阀应用举例 1、控制多个执行元件的顺序动作 图517a为机床夹具 上用顺序阀实现工件 先定位后夹紧的顺序 动作回路。,2、与单向阀组成平衡阀 功用:防止立式缸或垂直部件因 自重而下滑或下行超速。 采用单向顺序阀的平衡回路(图517b),单向顺序阀平衡回路工作原理 图517b所示,缸停止因顺序阀关闭而平衡 左位,缸下行,因回路有单向顺序阀作阻力 ,不会产生超速。 右位,缸上行,油经单向阀进入
15、缸下腔。,单向顺序阀平衡回路特点 单向顺序阀用于平衡自重 ,要求 p 顺p自重 。 当自重较大时,p 顺较高, P较大,一般用于自重不大的场合,为防止泄漏而造成缸下移,可装一液控单向阀。 为减小无功损耗,可将单向顺序阀换为外控单向顺序阀。,由于外控单向顺序阀开启后,缸下行,缸上腔压力下降,顺序阀关闭,缸停止,而后压力上升,顺序阀又打开,液压缸断续下行,此外顺序阀的泄漏 ,运动部件在悬浮过程中总要缓缓下降。可在其控制油路上加装一个液控单向阀(图517b),能减少泄漏影响。,3、控制双泵系统中的大流量泵 (图517c) 工作原理:快速运动时,双泵同时供油。 小泵供油 工作进给时p,XY打开 大泵卸
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