液壓系統(tǒng)中的壓力控制閥

液壓系統(tǒng)中的壓力控制閥在液壓系統(tǒng)中，壓力控制閥可以調(diào)定系統(tǒng)主回路或分支回路的壓力。按照功能分類，常用的壓力控制閥有溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。這些壓力控制閥結(jié)構(gòu)上相似，但性能有差別，在系統(tǒng)中的作用也不盡相同。搞清它們的區(qū)別與聯(lián)系，對于學(xué)習(xí)壓力控制回路以至液壓系統(tǒng)的分析是非常重要的。一、溢流閥功能溢流閥的功能是通過閥口溢流，使被控系統(tǒng)或回路的壓力保持穩(wěn)定，實現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓的作用。特點(diǎn)按照結(jié)構(gòu)，溢流閥有直動式和先導(dǎo)式兩種。對于直動式溢流閥，當(dāng)壓力較高、流量較大時，要求調(diào)壓彈簧有很大的剛度，調(diào)節(jié)性能較差，而滑閥的泄漏也使高壓控制難以實現(xiàn)，故只能用于低壓小流量場合。先導(dǎo)式溢流閥的特點(diǎn)是用先導(dǎo)閥控制主閥，在溢流閥主閥溢流時，溢流閥進(jìn)口壓力可維持為由先導(dǎo)閥彈簧所調(diào)定的定值。先導(dǎo)式溢流閥的另一特點(diǎn)是具有遠(yuǎn)程控制口，可很方便地實現(xiàn)系統(tǒng)卸荷或遠(yuǎn)程調(diào)壓。溢流閥的泄漏油或流經(jīng)先導(dǎo)閥的油液在返回油箱時有內(nèi)泄和外泄兩種方式。內(nèi)泄時泄漏油流經(jīng)的彈簧腔或先導(dǎo)閥彈簧腔通過閥體內(nèi)的連接通道與出油口相通;而外泄時泄漏油或流經(jīng)先導(dǎo)閥的油液被直接單獨(dú)引回油箱。應(yīng)用溢流閥的主要用途：（1）在定量泵的出口并聯(lián)溢流閥可調(diào)節(jié)泵的出口壓力；（2）在變量泵的出口并聯(lián)溢流閥可對系統(tǒng)起到過載保護(hù)作用；（3）在回油路上接入直動式溢流閥可使執(zhí)行元件運(yùn)動平穩(wěn)；（4）利用先導(dǎo)式溢流閥的遠(yuǎn)程控制口可實現(xiàn)系統(tǒng)卸荷或遠(yuǎn)程調(diào)壓。總之，在系統(tǒng)中溢流閥可作為溢流閥、安全閥、背壓閥使用，可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)的壓力或使系統(tǒng)卸荷。二、減壓閥功能減壓閥的功能在于使流經(jīng)減壓閥的油液壓力降低，并使與減壓閥出口連接的回路壓力保持穩(wěn)定。即減壓閥的出口壓力可維持恒定，不受進(jìn)口壓力及通過流量的影響。特點(diǎn)按照結(jié)構(gòu)減壓閥也有直動式和先導(dǎo)式兩種，分別用于不同場合。減壓閥的閥心處在原始位置上時，它的閥口是打開的，閥的進(jìn)、出口溝通。閥心由出口處的壓力控制，出口壓力未達(dá)到調(diào)定壓力時閥口全開，閥心不動。當(dāng)出口壓力達(dá)到調(diào)定壓力時，閥心上移，閥口關(guān)小，在調(diào)定壓力下達(dá)到平衡。當(dāng)減壓閥的出口處不輸出油液時，它的出口壓力仍能夠基本保持恒定，此時有少量油液經(jīng)先導(dǎo)閥流回油箱。減壓閥與溢流閥的主要區(qū)別為：（1）減壓閥能保持出口處的壓力基本不變，而溢流閥則保持進(jìn)口處的壓力基本不變；（2）在不工作時，減壓閥的進(jìn)出油口互通，溢流閥的進(jìn)出油口不通；（3）減壓閥要求外泄，其先導(dǎo)閥的彈簧腔需通過泄油口單獨(dú)外接油箱，而溢流閥允許內(nèi)泄，其先導(dǎo)閥彈簧腔通過閥體內(nèi)的連接通道與出油口相通，不必單獨(dú)外接油箱。應(yīng)用減壓閥主要用于降低系統(tǒng)某一支路的油液壓力，在同一系統(tǒng)中得到兩個或多個不同壓力的回路。常用于夾緊支路、潤滑支路或電液動換向閥的控制回路。需要注意的是減壓閥具有壓力損失，當(dāng)分支油路比主油路的壓力低很多、且流量較大時，可考慮采用高、低壓泵分別供油。三、順序閥功能順序閥的功能在于利用液壓系統(tǒng)中的壓力變化，控制油路通斷來控制多個執(zhí)行元件的順序動作。特點(diǎn)按照結(jié)構(gòu)，順序閥也有直動式和先導(dǎo)式兩種。直動式順序閥結(jié)構(gòu)簡單，動作靈敏，但調(diào)定壓力較低，較高壓力時宜采用先導(dǎo)式順序閥。根據(jù)控制壓力來源的不同，順序閥有內(nèi)控式和外控式之分，請注意兩者圖形符號的區(qū)別。內(nèi)控式順序閥在進(jìn)油路壓力達(dá)到設(shè)定壓力之前，閥口一直是關(guān)閉的，達(dá)到設(shè)定壓力后閥口打開，使壓力油進(jìn)入油路；外控式順序閥閥口的開閉與油路進(jìn)口壓力無關(guān)，僅取決于控制油路壓力的大小。順序閥與溢流閥的主要區(qū)別為：（1）當(dāng)順序閥的出口與負(fù)載油路相通時，泄漏油和先導(dǎo)控制油必須外泄，而溢流閥的出口與回油相通，泄漏油和先導(dǎo)控制油可外泄也可內(nèi)泄；（2）溢流閥的進(jìn)口壓力是限定的，即閥的調(diào)定壓力，順序閥的進(jìn)口壓力由負(fù)載決定，順序閥開啟后可隨負(fù)載增加而進(jìn)一步升高。應(yīng)用順序閥的主要用途為：（1）控制多個執(zhí)行元件的順序動作；（參見教材P126圖7—31）（2）內(nèi)控式順序閥可作背壓閥使用；（3）與單向閥并聯(lián)組成平衡閥，鎖定執(zhí)行元件;（參見教材P110圖7—11）（4）外控順序閥可用于雙泵供油系統(tǒng)的卸荷。（參見教材P123圖7—25）四、壓力繼電器壓力繼電器是利用液體壓力信號控制電氣觸點(diǎn)通斷的液壓電氣轉(zhuǎn)換元件，當(dāng)油液的壓力達(dá)到其設(shè)定壓力時，壓力繼電器發(fā)出電信號，以控制電氣元件動作，實現(xiàn)執(zhí)行元件的順序動作或系統(tǒng)的安全保護(hù)和動作互鎖。例題圖示a、b回路參數(shù)相同，液壓缸無桿腔面積A=50cm2,負(fù)載FL=10000N，各閥的調(diào)定壓力如圖所示，試分別確定a、b兩回路在活塞運(yùn)動時和活塞運(yùn)動到終端停止時A.B兩點(diǎn)的壓力。解：1.a回路由油泵、溢流閥、減壓閥、液壓缸等元件組成?；钊\(yùn)動時由液壓缸的力平衡方程』目P^=—=1000°4=2MPa誑?A="'A5OxIO-4此時B點(diǎn)壓力未達(dá)到減壓閥的設(shè)定壓力，減壓閥的閥口全開，進(jìn)、出油口互通，A點(diǎn)壓力與B點(diǎn)壓力相等。Pjl=P￡=2MPa活塞在終端停止時活塞在終端停止時，減壓閥的出口不再輸出油液，它的出口壓力從2MPa升高到調(diào)定壓力，并能夠保持恒定，此時減壓閥處于工作狀態(tài)。p￡=3MPa由于只有少量油液流經(jīng)減壓閥外泄流回油箱，油泵輸出的液壓油只能打開溢流閥返回油箱，故A點(diǎn)壓力應(yīng)等于溢流閥的調(diào)定壓力。pA=2.b回路由油泵、溢流閥、順序閥、液壓缸等元件組成。(1)活塞運(yùn)動時由液壓缸的力平衡方程』目P^=—=1000°4=2MPafA="*a5OxIO-4此時A點(diǎn)壓力應(yīng)達(dá)到順序閥的設(shè)定壓力，否則順序閥不能打開。pA-3MPa(2)活塞在終端停止時活塞在終端停止時，順序閥的出口不再輸出油液，其出口壓力快速升高，而順序閥的進(jìn)口壓力也隨之升高，直到油液打開溢流閥返回油箱。故此時B點(diǎn)和A點(diǎn)的壓力都等于溢流閥的調(diào)定壓力。P￡=Pa=下面給出的自測題可供參考使用，請經(jīng)過認(rèn)真思考并得出結(jié)論后再對照答案。自測題圖示液壓系統(tǒng)，液壓缸的活塞面積A1=A2=100cm2，缸I負(fù)載FL=35000N，缸II運(yùn)動時負(fù)載為零，不計摩擦阻力、和管路損失。溢流閥、順序閥和減壓閥的調(diào)定壓力分別為4MPa、3MPa和2MPa。求下列三種工況下A、B和C處的壓力。液壓泵啟動后，兩換向閥處于中位；1YA通電，2YA斷電，液壓缸運(yùn)動時和到終端停止