第六章液壓控制閥課件

液壓控制閥作用控制液流的方向、壓力和流量?！?-1

概述一、分類按用途：方向閥壓力閥流量閥按控制方式：開關(guān)（定值）比例伺服（隨動(dòng)）數(shù)字按結(jié)構(gòu)形式：滑閥、錐閥、球閥等。一、分類按連接方式：螺紋連接閥法蘭連接閥板式連接閥集成連接閥按操縱方式：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)和電液動(dòng)二、液壓控制閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及要求1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)液壓控制閥裝在泵與執(zhí)行元件之間，不做功，只對(duì)執(zhí)行元件起控制作用。組成：閥體、閥芯、操縱機(jī)構(gòu)。共同點(diǎn)：都是通過閥芯的移動(dòng)或控制油口開閉或限制、改變油液的流動(dòng)來工作的，且液過閥孔都會(huì)產(chǎn)生壓力降及溫升。2.對(duì)液壓控制閥的要求1、性能良好，既閥的工作靈敏，工作可靠，無沖擊振動(dòng)現(xiàn)象；2、密封性能良好，能承受高于額定工作壓力的實(shí)驗(yàn)壓力；3、液流通過閥口時(shí)，壓力損失要??；4、結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝和制造，體積小、價(jià)格便宜；5、要求系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。§6-2

方向控制閥§6-2

方向控制閥

定義：在液壓系統(tǒng)中，用來控制工作液體流動(dòng)方向的閥。

作用：控制液流方向，從而改變執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向。

分類：單向閥（普通、液控）換向閥（按通路分：二、三、四、五通）按工位數(shù)目分：二、三、四位，按控制方式分：電磁、液控，按操縱方式分：手動(dòng)、氣動(dòng)、機(jī)動(dòng)）一、單向閥1、普通單向閥結(jié)構(gòu)：閥體、閥芯、彈簧等單向閥原理單向閥工作原理單向閥工作原理作用：只許油液單向流動(dòng)，反向不通。要求：正向流動(dòng)阻力小，反向不通，密封好。開啟壓力：0.03~0.05MPa背壓閥：(單向閥的變形)彈簧較硬開啟壓力：0.2~0.6MPa背壓：執(zhí)行元件回油腔的壓力。

職能符號(hào)：應(yīng)用：鎖緊油缸，避免向油泵倒灌。平衡重物2、液控單向閥組成：普通單向閥+小活塞缸特點(diǎn)：a.無控制油時(shí)，與普通單向閥一樣，

b.通控制油時(shí)，正反向都可以流動(dòng)。

職能符號(hào)：液控單向閥液控單向閥工作原理應(yīng)用：鎖緊油缸，避免倒灌?？刂浦匚锵路潘俣取?/p>

液壓鎖二、換向閥作用：利用閥芯在閥體內(nèi)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)改變油液流動(dòng)方向，接通或關(guān)閉油路，從而使液壓執(zhí)行元件啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。要求：1）動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)?。?）油液流過時(shí)的壓力損失??；3）密封性能好；即泄露量要??；4）結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性強(qiáng)。1．換向閥的分類1）根據(jù)閥芯的結(jié)構(gòu)方式：①滑閥式：閥芯在閥體內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)，控制方式多，高、低壓均適用。②轉(zhuǎn)閥式：閥芯在閥體內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，密封性能差，限低壓場合。③單向閥型：錐閥、球閥、平面閥。通過閥芯相對(duì)閥座開啟或閉合來實(shí)現(xiàn)換向。1．換向閥的分類2）根據(jù)控制方式：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁、液動(dòng)、電液動(dòng)。3）根據(jù)閥的工作位數(shù)和通路數(shù)：二位三通、二位四通、三位四通、三位五通等。3．滑閥式換向閥工作原理：由主體部分和控制部分組成。工作原理：通過外力（機(jī)械力、電磁力、液壓力等）使閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而使油路換向。3．換向閥工作原理（1）滑閥式換向閥工作原理：組成：由主體部分和控制部分組成。工作原理：通過外力（機(jī)械力、電磁力、液壓力等）使閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而使油路換向。主體部分組成1）兩位兩通PA職能符號(hào)：作用：控制油路的通與斷2）兩位三通職能符號(hào)：作用：控制液流方向PAB3）兩位四通職能符號(hào)：作用：控制執(zhí)行元件換向P—

壓力油口O—

回油口A、B—

分別接執(zhí)行元件的兩腔4）三位四通職能符號(hào)：作用：換向、停止。PABO5）兩位五通職能符號(hào)：作用：換向、兩種回油方式。PABO1O26）三位五通職能符號(hào)：作用：換向、停止、回油不同。PABO1O2兩種回油方式工進(jìn)：有背壓運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)退回：快速暢通二、操縱定位裝置作用：移動(dòng)閥芯并使其保持在工作位置上。a.手柄控制，彈簧復(fù)位。1.手動(dòng)b.手柄控制，鋼球定位。應(yīng)用：小流量，需徒手操作的場合。三位四通手動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)圖2.機(jī)動(dòng)

兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥擋塊操縱，彈簧復(fù)位。應(yīng)用：行程控制的場合。（又叫行程閥）兩位兩通常開常閉靠彈簧的方格表示常態(tài)用行程閥速度換接3.電磁兩位三通電磁換向閥電磁鐵操縱，彈簧復(fù)位。優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。應(yīng)用：小流量的場合。（q≤63L/min)實(shí)物4.液動(dòng)液體操縱，彈簧復(fù)位。三位四通液動(dòng)換向閥應(yīng)用：高壓，大流量的場合。（q≤160L/min)5.電液動(dòng)電液動(dòng)電液聯(lián)合控制，彈簧復(fù)位?！耠姶趴刂葡葘?dǎo)閥動(dòng)作，●液體控制主閥芯動(dòng)作，●節(jié)流閥控制閥芯移動(dòng)速度。簡化符號(hào)：應(yīng)用：高壓、大流量的場合。（q≤1200L/min)三位四通電液換向閥實(shí)物

三、中位機(jī)能O型三位滑閥在中間位置工作時(shí)，油路的連通方式。雙向鎖緊，系統(tǒng)保壓。M型雙向鎖緊，油泵卸荷。H型油缸浮動(dòng)，泵卸荷。P型差動(dòng)連接。Y型油缸浮動(dòng)，系統(tǒng)保壓。K型單向鎖緊，油泵卸荷。四、主要性能參數(shù)1.工作可靠性（電磁閥、電液閥、液動(dòng)閥）可靠的換向、復(fù)位；（與壓力、流量有關(guān)）2.壓力損失通過的流量影響壓力損失；3.內(nèi)泄漏量影響系統(tǒng)效率，使油液升溫；4.換向、復(fù)位時(shí)間按系統(tǒng)要求合理選用；5.換向頻率單位時(shí)間內(nèi)的換向次數(shù)。（電磁閥：60次/min)換向閥小結(jié)職能符號(hào):位:閥芯的工作位置;通:閥體上油路的通道數(shù);機(jī)能:中位時(shí)油路的連通方式?？刂品绞?O型H型P型Y型K型手動(dòng)機(jī)動(dòng)電磁液動(dòng)電液§6-3

壓力控制閥§6-3

壓力控制閥分類按用途：溢流閥減壓閥順序閥平衡閥卸荷閥按閥芯結(jié)構(gòu)：滑閥球閥錐閥按工作原理：直動(dòng)式先導(dǎo)式§6-3.1

溢流閥作用：防止系統(tǒng)過載，保持系統(tǒng)壓力恒定。一、工作原理

1.直動(dòng)式溢流閥結(jié)構(gòu)：

職能符號(hào)：工作原理：p<ps,閥口不開；

p>ps,溢流。ps—

彈簧力DBD型直動(dòng)式溢流閥實(shí)物2.

先導(dǎo)式溢流閥結(jié)構(gòu)：先導(dǎo)閥主閥阻尼孔主閥先導(dǎo)閥平衡彈簧調(diào)壓彈簧阻尼孔、壓差Δp遠(yuǎn)程控制口K

:實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。K口打開，p由控制油壓決定；K口堵上，p由先導(dǎo)閥ps

決定。先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥工作原理職能符號(hào)新符號(hào)舊符號(hào)實(shí)物先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥二、靜態(tài)特性1.直動(dòng)式溢流時(shí)閥芯受力方程：k

—

彈簧剛度—

彈簧的預(yù)壓縮量—

閥口開度（閥芯位移，即增加的壓縮量）式中：開啟壓力：調(diào)定壓力(全流壓力):—通過額定流量時(shí)閥芯的位移調(diào)壓偏差:（閥口將開未開）流量-壓力特性方程：特性曲線特點(diǎn)：反應(yīng)快，波動(dòng)大（0.2-0.4MPa).

2.先導(dǎo)式對(duì)于高壓大流量的溢流閥，為了減小波動(dòng)，采用了先導(dǎo)閥。特點(diǎn)：反應(yīng)慢，穩(wěn)定性好，波動(dòng)小。p’—

主閥芯上端的壓力三、應(yīng)用1.作安全閥（常閉）作用：防止系統(tǒng)過載。2.

作溢流閥（常開）作用：保持系統(tǒng)壓力恒定3.卸荷或遠(yuǎn)程調(diào)壓卸荷遠(yuǎn)程調(diào)壓4.作背壓閥放在系統(tǒng)回油路上§6-3.2

減壓閥特點(diǎn)：出口壓力控制閥芯動(dòng)作，有單獨(dú)泄油口工作原理：節(jié)流口產(chǎn)生壓降Δpp2=p1

-Δp

，

p1一定，Δp↑

，

p2↓?！?/p>

p1<ps,處于非工作狀態(tài)，不起減壓作用；●

p1

>ps,減壓、穩(wěn)壓。作用：減低系統(tǒng)壓力，并有穩(wěn)壓作用。穩(wěn)壓原理●

p2↑→閥芯上移→閥口減小→Δp↑，

p2=p1

-Δp

，

p1一定，Δp↑

，

p2↓；●

p2↓

→閥芯下移→閥口開大→

Δp↓，

Δp↓，

p2↑=ps。職能符號(hào)：工作缸夾緊缸應(yīng)用：使夾緊缸獲得穩(wěn)定的低壓。§6-3.3順序閥作用：控制多個(gè)執(zhí)行元件動(dòng)作順序。1.內(nèi)控順序閥職能符號(hào)：結(jié)構(gòu)：出油口接二次油路，有單獨(dú)泄油口。工作原理：p<ps,進(jìn)出口不通；

p>ps,接通。特點(diǎn)：內(nèi)部控制，外部泄油。順序閥工作原理順序閥工作原理應(yīng)用：控制液壓缸動(dòng)作順序2.

外控順序閥結(jié)構(gòu)：控制油口。工作原理：pK

<ps,不通；

pK

>ps,進(jìn)出口接通。特點(diǎn)：外部控制，外部泄油。職能符號(hào)：§6-3.4

平衡閥與順序閥區(qū)別：沒有單獨(dú)的泄油口，彈簧較硬。職能符號(hào)：1.

內(nèi)控平衡閥特點(diǎn)：內(nèi)部控制，內(nèi)部泄油。作用：放在執(zhí)行元件的回油路上，平衡重物。應(yīng)用：平衡重物。2.

外控平衡閥職能符號(hào)：特點(diǎn)：外部控制，內(nèi)部泄油。應(yīng)用平衡重物，限制重物下落速度。§6-3.5

卸荷閥職能符號(hào)：工作原理：pK

<ps,閥口不開；

pK

>ps,閥口打開，使泵卸荷。作用：使油泵卸荷，減小功率消耗。區(qū)別：出口接油箱，K口接卸荷油壓。特點(diǎn)：外部控制，內(nèi)部泄油。應(yīng)用：使左泵卸荷§6-3.6壓力繼電器作用：利用系統(tǒng)中壓力變化，控制電路的通斷。微動(dòng)開關(guān)調(diào)節(jié)螺釘頂桿柱塞工作原理：p>ps,微動(dòng)開關(guān)閉合，發(fā)出電信號(hào)。p<ps,微動(dòng)開關(guān)斷開，電信號(hào)撤銷。職能符號(hào)：應(yīng)用：1.控制電磁閥動(dòng)作。

2.控制系統(tǒng)壓力，出故障時(shí)，自動(dòng)停車。應(yīng)用：控制電磁閥，實(shí)現(xiàn)油缸順序動(dòng)作。壓力閥小結(jié)作用：控制液壓系統(tǒng)中的壓力。共性：利用液壓力和彈簧力比較，控制閥口的開與關(guān)；或控制開口大小。溢流閥：控制進(jìn)口壓力減壓閥：控制出口壓力順序閥：控制閥口通與不通，進(jìn)而控制執(zhí)行元件的動(dòng)作順序。平衡閥：裝在執(zhí)行元件的回油路上，平衡重物。卸荷閥：使油泵卸荷。要求：掌握各種閥的工作原理及應(yīng)用場合?！?-4流量控制閥§6-4流量控制閥應(yīng)滿足下列要求：1、具有足夠的調(diào)節(jié)范圍，而且調(diào)節(jié)時(shí)流量變化要均；2、能夠保證穩(wěn)定的最小流量；3、工作液體的溫度、壓力的變化對(duì)流量的影響要小；4、調(diào)節(jié)方便，且泄露要小?！?-4流量控制閥作用：控制流量，調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。分類：節(jié)流閥調(diào)速閥一、普通節(jié)流閥結(jié)構(gòu)：軸向三角槽工作原理：職能符號(hào)：靜態(tài)特性1.流量特性薄壁孔細(xì)長孔C—

流量系數(shù)

AT

—

節(jié)流口通流截面積

Δp—

節(jié)流口前后壓差

φ—

壓差指數(shù)q∝AT

，Δp=c，AT↑，q↑。影響流量穩(wěn)定的因素1)壓差對(duì)流量穩(wěn)定性的影響AT

一定時(shí)，q變。即當(dāng)F變時(shí)，

Δp變，q變。pA一定，當(dāng)F變時(shí)，pB變。同樣Δp下，對(duì)薄壁孔的流量影響小。ABF2)溫度對(duì)流量穩(wěn)定性的影響

3)節(jié)流口的阻塞阻塞現(xiàn)象：當(dāng)Δp一定，AT

較小時(shí)，流量時(shí)大時(shí)小甚至斷流。措施：加大水利半徑、選擇穩(wěn)定性好的油液、精心過濾。薄壁孔不易附著、阻塞。

結(jié)論：薄壁式節(jié)流口流量特性好。T變，η變，q變。薄壁孔不受溫度變化影響。2.最小穩(wěn)定流量和流量調(diào)節(jié)范圍最小穩(wěn)定流量

qmin=0.05L/min應(yīng)用：運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求不高的調(diào)速系統(tǒng)。流量調(diào)節(jié)范圍：流量特性曲線：二、調(diào)速閥1.組成：節(jié)流閥＋差壓式減壓閥2.工作原理p1一定，p2↑→閥芯下移→xR↑→ΔpR↓→

pm↑，ΔpT

=pm-p2=C;p2↓→閥芯上移→xR↓→ΔpR↑,→

pm↓，ΔpT

=pm-p2=C。節(jié)流閥：F變，Δp變，q變。調(diào)速閥：F變，ΔpT不變，q不受負(fù)載變化的影響。調(diào)速閥工作原理調(diào)速閥工作原理特性曲線應(yīng)用：負(fù)載變化，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求高的調(diào)速系統(tǒng)。Δp——閥的進(jìn)出口壓差節(jié)流閥：Δp=ΔpT=p1–p2調(diào)速閥：Δp=

ΔpT+ΔpR※當(dāng)F變化時(shí)，調(diào)速閥進(jìn)出口壓差Δp

變，不變的是Δ

pT。要求：調(diào)速閥正常工作Δp>0.4~0.5MPa（Δp<0.4MPa時(shí)減壓閥不起作用，和普通節(jié)流閥一樣）職能符號(hào)：簡化符號(hào)三、溢流節(jié)流閥（旁路調(diào)速閥）1．組成及作用組成：由壓差式溢流閥和節(jié)流閥并聯(lián)而成。作用：保證通過閥的流量基本上不受負(fù)載變化的影響。2．工作原理溢流節(jié)流閥是通過P1隨P2的變化來使流量基本保持恒定的。與調(diào)速閥不同之處：必須接在執(zhí)行元件的進(jìn)油路上。四、分流集流閥§6-5其它控制閥一、電液比例控制是一種輸出量與輸入信號(hào)成比例的液壓閥。它可以按給定的輸入電信號(hào)連續(xù)地、按比例地控制液流的壓力、流量和方向。在普通液壓閥上用電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器取代原有的控制部分，即成為比例閥?！?-5其它控制閥1、電液比例控制系統(tǒng)的組成及分類（1）組成多應(yīng)用于開環(huán)控制?；驹夯驹?比例閥比例閥由比例電磁鐵和液壓閥本體組成。比例電磁鐵：電液接口元件。作用:將電控器放大后的電信號(hào)→與之成比例的力或位移→液壓放大輸出4執(zhí)行元件液壓缸或液壓馬達(dá)（2）電液比例控制系統(tǒng)的分類*比例壓力控制系統(tǒng)*比例流量控制系統(tǒng)*比例流量壓力控制系統(tǒng)2.電液比例閥的組成及分類

比例閥由比例電磁鐵和液壓閥本體組成。比例電磁鐵：電液接口元件。液壓閥本體:功率放大級(jí).作用:將電控器放大后的電信號(hào)→與之成比例的力或位移→液壓閥放大驅(qū)動(dòng)負(fù)載.3.電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)及控制形式

比例電磁鐵：利用電磁力與彈簧力相平衡的原理實(shí)現(xiàn)電-機(jī)械轉(zhuǎn)換。比例電磁鐵類型：力控制型：直接輸出力，比例電磁鐵直接與閥芯或傳力彈簧與閥芯連接。行程控制型：閥芯另一側(cè)放置彈簧，彈簧為力-位移轉(zhuǎn)換元件，電磁鐵的輸出力，通過彈簧轉(zhuǎn)換成閥芯的位移。電液比例閥的類型比例壓力控制閥比例流量控制閥比例方向控制閥比例復(fù)合閥4.比例壓力控制閥（1）直動(dòng)型比例溢流閥（2）先導(dǎo)型比例溢流閥（3）先導(dǎo)型比例減壓閥

5.比例流量控制閥二、電液伺服閥

電液轉(zhuǎn)換元件和功率放大元件。小功率電信號(hào)輸入-大功率液壓能輸出。電液伺服系統(tǒng)的核心。1、工作原理：應(yīng)用舉例三、電液數(shù)字閥用數(shù)字信息直接控制的閥，稱電液數(shù)字閥。數(shù)字閥可直接與計(jì)算機(jī)接口連接，不需要D/A轉(zhuǎn)換器。與比例閥、伺服閥相比，這種閥結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，價(jià)廉，抗污染能力強(qiáng)，重復(fù)性好，工作穩(wěn)定可靠，功耗小。在微機(jī)實(shí)時(shí)控制的電液系統(tǒng)中，它已部分取代了比例閥或伺服閥，為計(jì)算機(jī)在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用開拓了一個(gè)新的道路。電液數(shù)字閥對(duì)計(jì)算機(jī)而言，最普通的信號(hào)可量化為兩個(gè)量級(jí)的信號(hào)，即“開”和“關(guān)”。用數(shù)字量進(jìn)行控制的方法很多，用得最多的是由脈數(shù)調(diào)制(PNM)演變而來的增量控制法以及脈寬調(diào)制(PWM)控制法。1、數(shù)字閥的結(jié)構(gòu)下面主要