第5章液壓控制閥1

1、 液壓控制閥對(duì)液壓系統(tǒng)所需的液體壓力、流動(dòng)方向、液壓控制閥對(duì)液壓系統(tǒng)所需的液體壓力、流動(dòng)方向、流量大小進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，以滿足執(zhí)行元件克服外部載荷、改變流量大小進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，以滿足執(zhí)行元件克服外部載荷、改變運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的要求。運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的要求。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性能性能原理原理應(yīng)用應(yīng)用學(xué)習(xí)注意四個(gè)要點(diǎn)學(xué)習(xí)注意四個(gè)要點(diǎn)2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院25.1 5.1 概述概述5.2 5.2 方向控制閥方向控制閥5.3 5.3 壓力控制閥壓力控制閥5.4 5.4 流量控制閥流量控制閥5.5 5.5 插裝閥插裝閥5.6 5.6 電液比例控制閥電液比例控制閥2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電

2、學(xué)院3液壓閥的基本結(jié)構(gòu)與原理液壓閥的基本結(jié)構(gòu)與原理液壓閥的分類(lèi)液壓閥的分類(lèi)液壓閥的性能參數(shù)液壓閥的性能參數(shù)對(duì)液壓閥的基本要求對(duì)液壓閥的基本要求2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院4液壓閥的液壓閥的基本結(jié)構(gòu)與原理基本結(jié)構(gòu)與原理液壓閥基本結(jié)構(gòu)液壓閥基本結(jié)構(gòu)包括閥芯、閥體和驅(qū)動(dòng)閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)包括閥芯、閥體和驅(qū)動(dòng)閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的裝置。的裝置。驅(qū)動(dòng)裝置可以是手調(diào)機(jī)構(gòu)，也可以是彈簧或電磁驅(qū)動(dòng)裝置可以是手調(diào)機(jī)構(gòu)，也可以是彈簧或電磁鐵，有時(shí)還作用有液壓力。鐵，有時(shí)還作用有液壓力。基本工作原理基本工作原理利用閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制閥口的通斷及閥利用閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制閥口的通斷

3、及閥口的大小，實(shí)現(xiàn)壓力、流量和方向的控制?？诘拇笮?，實(shí)現(xiàn)壓力、流量和方向的控制。流經(jīng)閥口的流量流經(jīng)閥口的流量q q與閥口前后壓力差與閥口前后壓力差pp和閥口面積和閥口面積 A A 有關(guān)，始終滿足壓力流量方程；作用在閥芯上的力是有關(guān)，始終滿足壓力流量方程；作用在閥芯上的力是否平衡則需要具體分析。否平衡則需要具體分析。2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院5液壓閥的分類(lèi)液壓閥的分類(lèi)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)滑閥滑閥滑閥為間隙密封，閥芯與閥口存在一定的密封長(zhǎng)度，因滑閥為間隙密封，閥芯與閥口存在一定的密封長(zhǎng)度，因此滑閥運(yùn)動(dòng)存在一個(gè)死區(qū)。此滑閥運(yùn)動(dòng)存在一個(gè)死區(qū)。錐閥錐閥錐閥閥芯半錐角一般為錐閥閥

4、芯半錐角一般為12 12 20 20 ，閥口關(guān)閉時(shí)為線，閥口關(guān)閉時(shí)為線密封，密封性能好且動(dòng)作靈敏。密封，密封性能好且動(dòng)作靈敏。球閥球閥性能與錐閥相同。性能與錐閥相同。2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院6根據(jù)用途不同分類(lèi)根據(jù)用途不同分類(lèi)液壓閥的分類(lèi)液壓閥的分類(lèi)壓力控制閥壓力控制閥用來(lái)控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)液流壓力的閥類(lèi)，如用來(lái)控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)液流壓力的閥類(lèi)，如溢流閥、減壓閥、順序閥等。溢流閥、減壓閥、順序閥等。流量控制閥流量控制閥用來(lái)控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)液流流量的閥類(lèi)，如節(jié)流用來(lái)控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)液流流量的閥類(lèi)，如節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流集流閥、比例流量閥等閥、調(diào)速閥、分流集流閥、比例流量閥等方向

5、控制閥方向控制閥用來(lái)控制和改變液壓系統(tǒng)液流方向的閥類(lèi)，如單向閥、用來(lái)控制和改變液壓系統(tǒng)液流方向的閥類(lèi)，如單向閥、液控單向閥、換向閥等。液控單向閥、換向閥等。2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院7根據(jù)控制方式不同分類(lèi)根據(jù)控制方式不同分類(lèi)液壓閥的分類(lèi)液壓閥的分類(lèi)定值或開(kāi)關(guān)控制閥定值或開(kāi)關(guān)控制閥被控制量為定值的閥類(lèi)，包括普通控制閥、被控制量為定值的閥類(lèi)，包括普通控制閥、插裝閥、疊加閥。插裝閥、疊加閥。比例控制閥比例控制閥被控制量與輸入信號(hào)成比例連續(xù)變化的閥類(lèi)，包括被控制量與輸入信號(hào)成比例連續(xù)變化的閥類(lèi)，包括普通比例閥和帶內(nèi)反饋的電液比例閥。普通比例閥和帶內(nèi)反饋的電液比例閥。伺服控制閥伺服控制閥被

6、控制量與（輸出與輸入之間的）偏差信號(hào)成比例連續(xù)被控制量與（輸出與輸入之間的）偏差信號(hào)成比例連續(xù)變化的閥類(lèi)，包括機(jī)液伺服閥和電液伺服閥。變化的閥類(lèi)，包括機(jī)液伺服閥和電液伺服閥。數(shù)字控制閥數(shù)字控制閥用數(shù)字信息直接控制閥口的啟閉，來(lái)控制液流的壓力、流量、用數(shù)字信息直接控制閥口的啟閉，來(lái)控制液流的壓力、流量、方向的閥類(lèi)，可直接與計(jì)算機(jī)接口，不需要方向的閥類(lèi)，可直接與計(jì)算機(jī)接口，不需要D/AD/A轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院8 根據(jù)安裝連接根據(jù)安裝連接形式不同分類(lèi)形式不同分類(lèi)管式連接管式連接 閥體進(jìn)出口閥體進(jìn)出口由螺紋或法蘭與油管由螺紋或法蘭與油管連接。安裝方便。連接。安裝方

7、便。 疊加式疊加式 是板是板式連接閥的一種式連接閥的一種發(fā)展形式。發(fā)展形式。 板式連接板式連接 閥體進(jìn)出口通閥體進(jìn)出口通過(guò)連接板與油管連接。便于過(guò)連接板與油管連接。便于集成。集成。插裝式插裝式 將閥芯、閥將閥芯、閥套組成的組件插入專門(mén)套組成的組件插入專門(mén)設(shè)計(jì)的閥塊內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同設(shè)計(jì)的閥塊內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同功能。結(jié)構(gòu)緊湊。功能。結(jié)構(gòu)緊湊。液壓閥的分類(lèi)液壓閥的分類(lèi)2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院9液壓閥的性能參數(shù)液壓閥的性能參數(shù) 公稱通徑公稱通徑 代表閥的通流能力的大小，對(duì)應(yīng)于閥的額定流量。代表閥的通流能力的大小，對(duì)應(yīng)于閥的額定流量。與閥的進(jìn)出油口連接的油管應(yīng)與閥的通徑相一致。與閥的進(jìn)出油口連接的油管

8、應(yīng)與閥的通徑相一致。 閥工作時(shí)的實(shí)際流量應(yīng)小于或等于它的額定流量，閥工作時(shí)的實(shí)際流量應(yīng)小于或等于它的額定流量，最大不得大于額定流量的最大不得大于額定流量的1.11.1倍。倍。額定壓力額定壓力 閥長(zhǎng)期工作所允許的最高壓力。閥長(zhǎng)期工作所允許的最高壓力。 對(duì)壓力控制閥，實(shí)際最高壓力有時(shí)還與閥的調(diào)對(duì)壓力控制閥，實(shí)際最高壓力有時(shí)還與閥的調(diào)壓范圍有關(guān)；壓范圍有關(guān)； 對(duì)換向閥，實(shí)際最高壓力還可能受它的功率極對(duì)換向閥，實(shí)際最高壓力還可能受它的功率極限的限制。限的限制。2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院10對(duì)液壓閥的基本要求對(duì)液壓閥的基本要求n動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)要小。動(dòng)作靈敏，使用可靠，

9、工作時(shí)沖擊和振動(dòng)要小。n閥口全開(kāi)時(shí)，液流壓力損失要??；閥口關(guān)閉時(shí)，密封閥口全開(kāi)時(shí)，液流壓力損失要??；閥口關(guān)閉時(shí)，密封性能要好。性能要好。n所控制的參數(shù)（壓力或流量）要穩(wěn)定，受外干擾時(shí)變所控制的參數(shù)（壓力或流量）要穩(wěn)定，受外干擾時(shí)變化量要小?；恳　結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維護(hù)方便，通用性要好。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維護(hù)方便，通用性要好。2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院112021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院12 從理論上講，閥芯換向只要克服閥芯與閥體的摩擦力以及復(fù)位彈簧的彈從理論上講，閥芯換向只要克服閥芯與閥體的摩擦力以及復(fù)位彈簧的彈力就可移動(dòng)。但是，由于閥芯幾何形狀的偏差以及閥

10、芯與閥體的不同心，在力就可移動(dòng)。但是，由于閥芯幾何形狀的偏差以及閥芯與閥體的不同心，在中、高壓控制油路中，當(dāng)閥芯停止一段時(shí)間后或換向時(shí)，閥芯在操縱動(dòng)力作中、高壓控制油路中，當(dāng)閥芯停止一段時(shí)間后或換向時(shí)，閥芯在操縱動(dòng)力作用下不移動(dòng)，或操縱動(dòng)力解除后，恢復(fù)彈簧不能使閥芯復(fù)位，這種現(xiàn)象叫做用下不移動(dòng)，或操縱動(dòng)力解除后，恢復(fù)彈簧不能使閥芯復(fù)位，這種現(xiàn)象叫做液壓卡緊現(xiàn)象。液壓卡緊現(xiàn)象。閥芯的卡緊現(xiàn)象是由于閥芯所受徑向力不平衡所造成，它會(huì)閥芯的卡緊現(xiàn)象是由于閥芯所受徑向力不平衡所造成，它會(huì)使操縱費(fèi)力，液壓動(dòng)作失靈，故必須盡可能地排除產(chǎn)生卡緊的因素。使操縱費(fèi)力，液壓動(dòng)作失靈，故必須盡可能地排除產(chǎn)生卡緊的因素

11、。 提高幾何精度提高幾何精度開(kāi)環(huán)形均壓槽開(kāi)環(huán)形均壓槽 解決措施解決措施2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院13解決液流的解決液流的定向、換向、鎖閉定向、換向、鎖閉問(wèn)題。問(wèn)題。每個(gè)通油口只有兩種狀態(tài)：非通即斷每個(gè)通油口只有兩種狀態(tài)：非通即斷它包括單向閥和換向閥。它包括單向閥和換向閥。單向閥有普通單向閥和液?jiǎn)蜗蜷y有普通單向閥和液控單向閥?？貑蜗蜷y。換向閥按操作閥芯運(yùn)動(dòng)的換向閥按操作閥芯運(yùn)動(dòng)的方式可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、方式可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)等。電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)等。2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院14 普通單向閥是只允許液流一普通單向閥是只允許液流一個(gè)方向流動(dòng)，反向則被

12、截止個(gè)方向流動(dòng)，反向則被截止的方向閥。要求正向液流通的方向閥。要求正向液流通過(guò)時(shí)壓力損失小，反向截止過(guò)時(shí)壓力損失小，反向截止時(shí)密封性能好。時(shí)密封性能好。圖形符號(hào)圖形符號(hào)左端進(jìn)油，壓力油作用在閥芯左端，克左端進(jìn)油，壓力油作用在閥芯左端，克服右端彈簧力使閥芯右移，閥口開(kāi)啟，服右端彈簧力使閥芯右移，閥口開(kāi)啟，油液從右端流出；油液從右端流出；若右端進(jìn)油，壓力油與彈簧同向作用，若右端進(jìn)油，壓力油與彈簧同向作用，將閥芯緊壓在閥座孔上，閥口關(guān)閉，油將閥芯緊壓在閥座孔上，閥口關(guān)閉，油液被截止不能通過(guò)。液被截止不能通過(guò)。正向開(kāi)啟壓力只需（正向開(kāi)啟壓力只需（0.030.030.05 0.05 ）MPaMPa，反向

13、截止時(shí)為線密封，且密封力隨壓力增反向截止時(shí)為線密封，且密封力隨壓力增高而增大，密封性能良好。高而增大，密封性能良好。開(kāi)啟后進(jìn)出口壓力差（壓力損失）為開(kāi)啟后進(jìn)出口壓力差（壓力損失）為（0.20.20.3 0.3 ）MPaMPa. .。2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院152021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院16安裝在泵的出口，一方面防止安裝在泵的出口，一方面防止壓力沖擊影響泵的正常工作，壓力沖擊影響泵的正常工作，另一方面防止泵不工作時(shí)系統(tǒng)另一方面防止泵不工作時(shí)系統(tǒng)油液倒流經(jīng)泵回油箱。油液倒流經(jīng)泵回油箱。用來(lái)分隔油路以防用來(lái)分隔油路以防止高低壓干擾。止高低壓干擾。安裝在執(zhí)行元件的回油路上

14、，使回油安裝在執(zhí)行元件的回油路上，使回油具有一定背壓。作背壓閥的單向閥應(yīng)具有一定背壓。作背壓閥的單向閥應(yīng)更換剛度較大的彈簧，其正向開(kāi)啟壓更換剛度較大的彈簧，其正向開(kāi)啟壓力為（力為（ 0.30.30.50.5）MPaMPa。與其他的閥組成單向節(jié)流閥、單向減壓與其他的閥組成單向節(jié)流閥、單向減壓閥、單向順序閥等，使油液一個(gè)方向流閥、單向順序閥等，使油液一個(gè)方向流經(jīng)單向閥，另一個(gè)方向流經(jīng)節(jié)流閥等。經(jīng)單向閥，另一個(gè)方向流經(jīng)節(jié)流閥等。普通單向閥應(yīng)用普通單向閥應(yīng)用2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院17當(dāng)控制油口不通壓力油時(shí)，油液只能從當(dāng)控制油口不通壓力油時(shí)，油液只能從p p1 1p p2 2；當(dāng)控制；

15、當(dāng)控制油口通壓力油時(shí)，正、反向的油液均可自由通過(guò)。油口通壓力油時(shí)，正、反向的油液均可自由通過(guò)。根據(jù)控制活塞上腔的泄油方式不同分為內(nèi)泄式和外泄式。根據(jù)控制活塞上腔的泄油方式不同分為內(nèi)泄式和外泄式。圖形符號(hào)圖形符號(hào)2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院18當(dāng)液壓系統(tǒng)一條通路的油液從當(dāng)液壓系統(tǒng)一條通路的油液從A A腔進(jìn)人時(shí)，依靠油液壓力自動(dòng)將左腔進(jìn)人時(shí)，依靠油液壓力自動(dòng)將左邊的閥芯推開(kāi)，使邊的閥芯推開(kāi)，使A A腔的油流到腔的油流到A A1 1。同時(shí)。同時(shí), ,將中間的控制活塞向右推，將中間的控制活塞向右推，將右邊的閥芯頂開(kāi)，使將右邊的閥芯頂開(kāi)，使B B腔與腔與B B1 1腔相溝通，把原來(lái)封閉在腔相

16、溝通，把原來(lái)封閉在B B1 1腔中的腔中的油液通過(guò)油液通過(guò)B B腔排出。腔排出。總之就是當(dāng)一個(gè)油腔是正向進(jìn)油時(shí)，另一個(gè)油腔就是反向出油，反總之就是當(dāng)一個(gè)油腔是正向進(jìn)油時(shí)，另一個(gè)油腔就是反向出油，反之亦然。之亦然。 液壓鎖液壓鎖將兩個(gè)液控單向閥布置在同將兩個(gè)液控單向閥布置在同一個(gè)閥體內(nèi)，稱為雙液控單一個(gè)閥體內(nèi)，稱為雙液控單向閥，也叫向閥，也叫液壓鎖液壓鎖。2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院19 液控單向閥在液壓系統(tǒng)中的液控單向閥在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍很廣，主要利用液控單應(yīng)用范圍很廣，主要利用液控單向閥錐閥良好的密封性。向閥錐閥良好的密封性。 2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院20換向

17、閥是利用閥芯在閥體孔內(nèi)換向閥是利用閥芯在閥體孔內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通或切作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通或切斷而改變油流方向的閥。斷而改變油流方向的閥。換向閥的分類(lèi)換向閥的分類(lèi)按結(jié)構(gòu)形式按結(jié)構(gòu)形式按閥體連通按閥體連通的主油路數(shù)的主油路數(shù)按閥芯在閥體按閥芯在閥體內(nèi)的工作位置內(nèi)的工作位置按閥芯按閥芯定位方式定位方式滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式兩通、三通、四通兩通、三通、四通等等兩位、三位、四位等兩位、三位、四位等按操作閥芯按操作閥芯運(yùn)動(dòng)的方式運(yùn)動(dòng)的方式手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)等手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)等鋼球定位式、彈簧復(fù)位式鋼球定位式、彈簧復(fù)位式2021-12-11武漢理工

18、大學(xué)機(jī)電學(xué)院212021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院22 閥芯臺(tái)肩和閥體沉割槽可以是兩臺(tái)肩三沉割槽，也可以是三閥芯臺(tái)肩和閥體沉割槽可以是兩臺(tái)肩三沉割槽，也可以是三臺(tái)肩五沉割槽。當(dāng)閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)閥芯臺(tái)肩開(kāi)啟或封閉閥體沉臺(tái)肩五沉割槽。當(dāng)閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)閥芯臺(tái)肩開(kāi)啟或封閉閥體沉割槽，接通或關(guān)閉與沉割槽相通的油口。割槽，接通或關(guān)閉與沉割槽相通的油口。 閥芯與閥體孔配閥芯與閥體孔配合處為臺(tái)肩，閥合處為臺(tái)肩，閥體孔內(nèi)溝通油液體孔內(nèi)溝通油液的環(huán)形槽為沉割的環(huán)形槽為沉割槽。槽。閥體在沉割閥體在沉割槽處有對(duì)外連接槽處有對(duì)外連接油口。油口?；y式換向閥的結(jié)構(gòu)滑閥式換向閥的結(jié)構(gòu)2021-12-11武漢理工大學(xué)

19、機(jī)電學(xué)院23二位四通換向閥二位四通換向閥“位位”閥芯的工作閥芯的工作位位置；置； “通通”通油口數(shù)通油口數(shù) 術(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ)2021-12-11武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院241 1）用方框表示閥的工作位置，有幾個(gè)方框就表示幾）用方框表示閥的工作位置，有幾個(gè)方框就表示幾“位位”。2 2）一個(gè)方框上與外部相連接的主油口數(shù)有幾個(gè)，就表示幾）一個(gè)方框上與外部相連接的主油口數(shù)有幾個(gè)，就表示幾“通通”。3 3）用方框內(nèi)的箭頭表示該位置上油路處于接通狀態(tài)，但箭頭方向不）用方框內(nèi)的箭頭表示該位置上油路處于接通狀態(tài)，但箭頭方向不一定表示液流的實(shí)際流向。一定表示液流的實(shí)際流向。4 4）方框內(nèi)的符號(hào)）方框內(nèi)的符號(hào)“”或或“”表示此通路被閥芯封閉，即不通。表示此通路被閥芯封閉，即不通。5 5）通常換向閥與系統(tǒng)供油路連接的油口用）通常換向閥與系統(tǒng)供油路連接的油口用P P表示，與回油路連接的表示，與回油路連接的回油口用回油口用