液壓基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

1、液壓知識培訓(xùn),2014-1-5,液壓基礎(chǔ),液壓原理 液壓元件 液壓系統(tǒng) 原理圖 常見故障,液壓原理,液壓傳動是一種流體傳動，理論基礎(chǔ)是流體力學(xué)。以液體為介質(zhì)，利用液體壓力來傳遞動力和進(jìn)行控制的一種傳動方式 液體靜力學(xué)，帕斯卡原理 密閉液體上的壓強，能夠大小不變地向各個方向傳遞,靜止液體的力學(xué)規(guī)律 流動液體的力學(xué)規(guī)律 管路系統(tǒng)流動分析 液壓系統(tǒng)的氣穴與液壓沖擊現(xiàn)象,2.1.1 壓力的計量單位,法定單位 :牛頓/米2(N/m2)即帕（Pa） 1 MPa=106Pa 單位換算: 1工程大氣壓（at）=1公斤力/厘米2（kgf/m2）105帕=0.1 MPa 1米水柱（mH20）=9.8103Pa 1

2、毫米汞柱（mmHg）=1.33102Pa,2.1.2 壓力的計量單位,相對壓力（表壓力）: 以大氣壓力為基準(zhǔn)，測量所得的壓力 是高于大氣壓的部分 絕對壓力: 以絕對零壓為基準(zhǔn)測得的壓力 絕對壓力=相對壓力 + 大氣壓力 真空度:如果液體中某點的絕對壓力小于大氣壓力，則稱該點出現(xiàn)真空。此時相對壓力為負(fù)值，常將這一負(fù)相對壓力的絕對值稱為該點的真空度 真空度=|負(fù)的相對壓力|=|絕對壓力 - 大氣壓力|,圖22 絕對壓力、相對壓力和真空度,2.1.3 壓力的傳遞,帕斯卡原理:若在處于密封容器中靜止液體的部分邊界面上施加外力使其壓力發(fā)生變化，只要液體仍保持其原來的靜止?fàn)顟B(tài)不變，則液體中任一點的壓力均將

3、發(fā)生同樣大小的變化 液壓傳動是依據(jù)帕斯卡原理 實現(xiàn)力的傳遞、放大和方向 變換的 液壓系統(tǒng)的壓力完全決定于 外負(fù)載,圖2-4帕斯卡原理應(yīng)用,2.1.4 理想流動液體和氣體,理想液體: 既不可壓縮又無粘性的液體 理想氣體: 可壓縮但沒有粘性的氣體,泄漏,配合間隙 泄漏:當(dāng)流體流經(jīng)這些間隙時就會發(fā)生從壓力高處經(jīng)過間隙流到系統(tǒng)中壓力低處或直接進(jìn)入大氣的現(xiàn)象(前者稱為內(nèi)泄漏，后者稱為外泄漏) 泄漏主要是由壓力差與間隙造成的 油液在間隙中的流動狀態(tài)一般是層流,2.3 液壓系統(tǒng)的氣穴與液壓沖擊現(xiàn)象,氣穴(空穴): 在流動液體中，由于某點處的壓力低于空氣分離壓而產(chǎn)生汽泡的現(xiàn)象 液壓沖擊:在液壓系統(tǒng)中由于某種原

4、因，液體壓力在一瞬間會突然升高,產(chǎn)生很高的壓力峰值,這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊,粘性對物體表面附近的流體運動產(chǎn)生重要作用使流速逐層減小并在物面上為零，在一定條件下也可使流體脫離物體表面,液壓傳動的主要優(yōu)缺點,主要優(yōu)點： （1）無級調(diào)速； （2）功率體積比功率大，元件布置靈活； （3）易實現(xiàn)過載保護(hù)； （4）工作平穩(wěn)； （5）便于實現(xiàn)自動化 ； （6）元件能夠自行潤滑，使用壽命長； （7）液壓元件易實現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化 。,主要缺點： （1）傳動比不穩(wěn)定,不能保證嚴(yán)格的傳動比（泄漏，壓縮性） （2）對油溫變化敏感； （3）不宜遠(yuǎn)距離輸送動力，傳動效率較低 （4）元件制造精度要求高，加工裝配較困

5、難，且對油液的污染較敏感。成本高 （5）不易查找故障。 （6）易對環(huán)境造成污染。,液壓系統(tǒng)構(gòu)成,動力部分 執(zhí)行部分 控制部分 輔助部分 介質(zhì),動力部分：將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能（液壓能）。電機(jī)、液壓泵 液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵,手動泵,雙聯(lián)泵,執(zhí)行部分：它是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。其中，油缸做直線運動，馬達(dá)做旋轉(zhuǎn)運動。,控制元件 ：控制閥，其功能是對系統(tǒng)中的壓力、流量或流動方向進(jìn)行控制，以保證執(zhí)行元件達(dá)到所要求的輸出力（或力矩）、運動速度和運動方向。如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥等。 輔助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件及

6、油箱等，是一個液壓系統(tǒng)中必不可少的元件。 工作介質(zhì) 工作介質(zhì)是指各類液壓傳動中的液壓油或乳化液，它經(jīng)過油泵和液動機(jī)實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。,泵 閥 輔件 油 故障：發(fā)熱 泄漏 不動作 無壓力 維修,常見液壓元件,液壓術(shù)語,工作壓力：系統(tǒng)工作時的壓力 Mpa 決定于負(fù)載（液傳動的特點） 最高壓力（系統(tǒng)壓力）：壓力閥調(diào)定，安全壓力 溢流閥 流量：單位時間流過的液體量 ml/min，決定了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作速度 泄漏、流量、響應(yīng)時間、反饋、開環(huán)、閉環(huán)等,設(shè)備需求,液壓缸,手動液壓泵,液壓泵，電動機(jī)驅(qū)動,液壓泵與油箱,液壓泵與油箱,液壓泵與油箱,液壓泵與油箱,液壓泵與油箱,液壓泵與油箱,液壓泵與油箱,液壓泵與油箱,

7、溢流閥,溢流閥,溢流閥,溢流閥,溢流閥,溢流閥,溢流閥,換向閥,換向閥,換向閥,換向閥,換向閥,換向閥,換向閥,流量控制閥,過濾器,車載液壓系統(tǒng),車載液壓系統(tǒng),車載液壓系統(tǒng),車載液壓系統(tǒng),車載液壓系統(tǒng),車載液壓系統(tǒng),車載液壓系統(tǒng),車載液壓系統(tǒng),車載液壓系統(tǒng),車載液壓系統(tǒng),車載液壓系統(tǒng),車載液壓系統(tǒng),車載液壓系統(tǒng),車載液壓系統(tǒng),車載液壓系統(tǒng),車載液壓系統(tǒng),液壓系統(tǒng)原理圖,液壓系統(tǒng)原理圖,液壓系統(tǒng)原理圖,液壓系統(tǒng)原理圖,液壓系統(tǒng)原理圖,液壓系統(tǒng)原理圖,液壓系統(tǒng)原理圖,液壓系統(tǒng)原理圖,M,液壓系統(tǒng)原理圖,M,柱塞泵,利用柱塞在泵缸體內(nèi)往復(fù)運動，使柱塞與泵壁間形成容積改變，反復(fù)吸入和排出液體并增高其壓

8、力的泵。 柱塞泵具有額定壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高和流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于高壓、大流量和流量需要調(diào)節(jié)的場合。,徑向柱塞泵,齒輪泵,依靠泵缸與嚙合齒輪間所形成的工作容積變化和移動來輸送液體或使之增壓的回轉(zhuǎn)泵。 外嚙合 內(nèi)嚙合 即它的最基本形式就是兩個尺寸相同的齒輪在一個緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn)，這個殼體的內(nèi)部類似“8”字形，兩個齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。來自于擠出機(jī)的物料在吸入口進(jìn)入兩個齒輪中間，并充滿這一空間，隨著齒的旋轉(zhuǎn)沿殼體運動，最后在兩齒嚙合時排出。（外嚙合）,外嚙合,內(nèi)嚙合,葉片泵,葉片泵是轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的葉片與泵殼(定子環(huán))相接觸，將吸入的液體由進(jìn)油側(cè)壓向排

9、油側(cè)的泵。,雙聯(lián)泵,液壓控制元件及輔件,方向控制閥 壓力控制閥及應(yīng) 流量控制閥及應(yīng)用 疊加閥/插裝閥,液壓控制元件主要是各種控制閥，在液壓系統(tǒng)中控制液體流動方向、流量大小和壓力的高低，以滿足執(zhí)行元件的工作要求。,2020年7月10日星期五,方向控制閥是通過控制液體流動的方向來操縱執(zhí)行元件的運動，如液壓缸的前進(jìn)、后退與停止，液壓馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)與停止等。 411 單向閥 單向閥（Check valve）使油只能在一個方向流動，反方向則堵塞。其構(gòu)造及符號如圖4-1所示。 液控單向閥如圖4-2所示，在普通單向閥的基礎(chǔ)上多了一個控制口，當(dāng)控制口空接時，該閥相當(dāng)于一個普通單向閥；若控制口接壓力油，則油液可雙

10、向流動。 為減少壓力損失，單向閥的彈簧剛度很小，但若置于回油路作背壓閥使用時，則應(yīng)換成較大剛度的彈簧。,41 方向控制閥（direction control valves）,2020年7月10日星期五,方向控制閥,單向閥,普通單向閥,2020年7月10日星期五,方向控制閥,單向閥,普通單向閥,2020年7月10日星期五,方向控制閥,液控單向閥,液控單向閥,2020年7月10日星期五,液控單向閥,液控單向閥,2020年7月10日星期五,方向控制閥：單向閥,液控單向閥,2020年7月10日星期五,液控單向閥,液控單向閥,2020年7月10日星期五,41 方向控制閥（direction contro

11、l valves）,2020年7月10日星期五,412 換向閥：換向閥是利用閥芯對閥體的相對位置改變來控制油路接通、關(guān)斷或改變油液流動方向。一般以下述方法分類。 1 按接口數(shù)及切換位置數(shù)分類 接口是指閥上各種接油管的進(jìn)、出口，進(jìn)油口通常標(biāo)為P，回油口則標(biāo)為R或T，出油口則以A、B來表示。閥內(nèi)閥芯可移動的位置數(shù)稱為切換位置數(shù),通常我們將接口稱為“通”，將閥芯的位置稱為“位”，例如：圖43所示的手動換向閥有三個切換位置，4個接口，我們稱該閥為三位四通換向閥。該閥的三個工作位置與閥芯在閥體中的對應(yīng)位置如圖44所示，各種位和通的換向閥符號見圖45所示。,41 方向控制閥（direction contr

12、ol valves）,2020年7月10日星期五,412 換向閥：換向閥是利用閥芯對閥體的相對位置改變來控制油路接通、關(guān)斷或改變油液流動方向。一般以下述方法分類。 1 按接口數(shù)及切換位置數(shù)分類 接口是指閥上各種接油管的進(jìn)、出口，進(jìn)油口通常標(biāo)為P，回油口則標(biāo)為R或T，出油口則以A、B來表示。閥內(nèi)閥芯可移動的位置數(shù)稱為切換位置數(shù)，通常我們將接口稱為“通”，將閥芯的位置稱為“位”，例如：圖43所示的手動換向閥有三個切換位置，4個接口，我們稱該閥為三位四通換向閥。該閥的三個工作位置與閥芯在閥體中的對應(yīng)位置如圖44所示，各種位和通的換向閥符號見圖45所示。,41 方向控制閥（direction cont

13、rol valves）,2020年7月10日星期五,412 換向閥：換向閥是利用閥芯對閥體的相對位置改變來控制油路接通、關(guān)斷或改變油液流動方向。一般以下述方法分類。 1 按接口數(shù)及切換位置數(shù)分類 接口是指閥上各種接油管的進(jìn)、出口，進(jìn)油口通常標(biāo)為P，回油口則標(biāo)為R或T，出油口則以A、B來表示。閥內(nèi)閥芯可移動的位置數(shù)稱為切換位置數(shù)，通常我們將接口稱為“通”，將閥芯的位置稱為“位”，例如：圖43所示的手動換向閥有三個切換位置，4個接口，我們稱該閥為三位四通換向閥。該閥的三個工作位置與閥芯在閥體中的對應(yīng)位置如圖44所示，各種位和通的換向閥符號見圖45所示。,41 方向控制閥（direction con

14、trol valves）,2020年7月10日星期五,412 換向閥：換向閥是利用閥芯對閥體的相對位置改變來控制油路接通、關(guān)斷或改變油液流動方向。一般以下述方法分類。 2按操作方式分類 推動閥內(nèi)閥芯移動的動力有手、腳、機(jī)械、液壓、電磁等方法，如圖46所示。閥上如裝彈簧，則當(dāng)外加壓力消失時，閥芯會回到原位。,41 方向控制閥（direction control valves）,2020年7月10日星期五,3換向閥結(jié)構(gòu)：在液壓傳動系統(tǒng)中廣泛采用的是滑閥式換向閥,在這里主要介紹這種換向閥的幾種結(jié)構(gòu)。 1) 手動換向閥：手動換向閥是利用手動杠桿來改變閥芯位置實現(xiàn)換向的,圖4-7所示為手動換向閥的圖形符

15、號。 圖4-7a為自動復(fù)位式手動換向閥，手柄左扳則閥芯右移，閥的油口P和A通，B和T通；手柄右扳則閥芯左移，閥的油口P和B通，A和T通；放開手柄，閥芯2在彈簧3的作用下自動回復(fù)中位（四個油口互不相通） 如果將該閥閥芯右端彈簧3的部位改為圖中7b的形式,即成為可在三個位置定位的手動換向閥，圖4-7c、d為其圖形符號圖。,41 方向控制閥（direction control valves）,2020年7月10日星期五,2）機(jī)動換向閥：又稱行程閥,它主要用來控制液壓機(jī)械運動部件的行程，它是借助于安裝在工作臺上的擋鐵或凸輪來迫使閥芯移動，從而控制油液的流動方向，機(jī)動換向閥通常是二位的,有二通、三通、四

16、通和五通幾種,其中二位二三通機(jī)動閥又分常閉和常開兩種。 圖4-8a為滾輪式二位二通常閉式機(jī)動換向閥，若滾輪未壓住則油口P和A不通，當(dāng)擋鐵或凸輪壓住滾輪時，閥芯右移,則油口P和A接通。圖4-8b為其圖形符號。,41 方向控制閥（direction control valves）,2020年7月10日星期五,3）電磁換向閥：利用電磁鐵的通、斷電而直接推動閥芯來控制油口的連通狀態(tài)。圖49所示為三位五通電磁換向閥，當(dāng)左邊電磁鐵通電，右邊電磁鐵斷電時，閥油口的連接狀態(tài)為P和A通，B和T2通，T1堵死；當(dāng)右邊電磁鐵通電，左邊電磁鐵斷電時，P和B通，A和T1通，T2堵死；當(dāng)左右電磁鐵全斷電時，五個油口全堵死

17、。,41 方向控制閥（direction control valves）,2020年7月10日星期五,深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院液壓與氣動技術(shù),斷電狀態(tài) b)通電狀態(tài) c)電磁鐵a通電b斷電 d) 電磁鐵b通電a斷電,1)直動式,2020年7月10日星期五,4）液動換向閥 圖410所示為三位四通液動換向閥，當(dāng)K1通壓力油，K2回油時，P與A接通，B與T接通；當(dāng)K2通壓力油，K1回油時，P與B接通，A與T接通；當(dāng)K1、K2都未通壓力油時，P、T、A、B四個油口全堵死。,41 方向控制閥（direction control valves）,2020年7月10日星期五,5）電液換向閥：由電磁換向閥和液動換向閥

18、組合而成。 電磁換向閥起先導(dǎo)作用，它可以改變控制液流的方向，從而改變液動換向閥的位置。由于操縱液動換向閥的液壓推力可以很大，所以主閥可以做得很大，允許有較大的流量通過。這樣用較小的電磁鐵就能控制較大的液流。圖411所示三位四通電液換向閥。該閥的工作狀態(tài)（不考慮內(nèi)部結(jié)構(gòu)）和普通電磁閥一樣，但工作位置的變換速度可通過閥上的節(jié)流閥調(diào)節(jié)。,41 方向控制閥（direction control valves）,2020年7月10日星期五,2)先導(dǎo)式,2020年7月10日星期五,5）電液換向閥,41 方向控制閥（direction control valves）,2020年7月10日星期五,6比例式電磁換

19、向閥 比例方向閥（Proportional Directional-Flow Valve）是以在閥芯外裝置的電磁線圈所產(chǎn)生的電磁力，來控制閥芯的移動，依靠控制線圈電流來控制方向閥內(nèi)閥芯的位移量，故可同時控制油流動的方向和流量。 圖412為比例式方向閥的職能符號，通過控制器可以得任何想要之流量和方向，同時也有壓力及溫度補償?shù)墓δ埽槐壤椒较蜷y有進(jìn)油和回油流量控制兩種類型。,41 方向控制閥（direction control valves）,2020年7月10日星期五,方向控制回路,P,T,A,B,A,B,P,T,溢流閥,液壓泵,2020年7月10日星期五,方向控制回路,P,T,A,B,A,B,

20、P,T,溢流閥,液壓泵,2020年7月10日星期五,方向控制回路,A,B,P,T,溢流閥,液壓泵,P,T,A,B,2020年7月10日星期五,換向閥：滑閥式換向閥,A,B,P,T,溢流閥,液壓泵,P,T,A,B,2020年7月10日星期五,換向閥：滑閥式換向閥,A,B,P,T,P,T,A,B,2020年7月10日星期五,換向閥,A,B,P,T,P,T,A,B,2020年7月10日星期五,5 中位機(jī)能 當(dāng)液壓缸或液壓馬達(dá)需在任何位置均可停止時，須使用3位閥，（即除前進(jìn)端與后退端外，還有第三位置），此閥雙邊皆裝彈簧，如無外來的推力，閥芯將停在中間位置，稱此位置為中間位置，簡稱為中位，換向閥中間位置

21、各接口的連通方式稱為中位機(jī)能，各種中位機(jī)能如表41所示。 換向閥不同的中位機(jī)能,可以滿足液壓系統(tǒng)的不同要求，由表4-1可以看出中位機(jī)能是通過改變閥芯的形狀和尺寸得到的。 在分析和選擇三位換向閥的中位機(jī)能時,通?？紤]以下幾點:,41 方向控制閥（direction control valves）,2020年7月10日星期五,41 方向控制閥（direction control valves）,2020年7月10日星期五,41 方向控制閥（direction control valves）,2020年7月10日星期五,滑閥的中位機(jī)能,三位的滑閥在中位時各油口的連通方式體現(xiàn)了換向閥的控制機(jī)能，稱之為

22、滑閥的中位機(jī)能。,2020年7月10日星期五,5 中位機(jī)能 1）系統(tǒng)保壓 中位為“O”型，如圖413所示， P口被堵塞時，此時油需從溢流閥流回油箱，增加功率消耗；但是液壓泵能用于多缸系統(tǒng)。,41 方向控制閥（direction control valves）,2020年7月10日星期五,2）系統(tǒng)卸荷：中位“M”型，圖414所示，當(dāng)方向閥于中位時，因P、T口相通，泵輸出的油液不經(jīng)溢流閥即可流回油箱，由于直接接油箱，所以泵的輸出壓力近似為零，也稱泵卸荷，減少功率損失。 3）液壓缸快進(jìn)：中位“P”型，圖415所示，當(dāng)換向閥于中位時，因P、A、B相通，故可用作差動回路。,41 方向控制閥（direct

23、ion control valves）,2020年7月10日星期五,換向閥,A,B,P,P,A,B,（O型）,T1,T2,T1,T2,（T）,三位五通,2020年7月10日星期五,換向閥,A,B,P,P,A,B,（H型）,T1,T2,T1,T2,A,B,（T）,三位五通,2020年7月10日星期五,換向閥,A,B,P,P,A,B,（Y型）,T1,T2,T1,T2,A,B,（T）,三位五通,2020年7月10日星期五,換向閥,A,B,P,P,A,B,（J型）,T1,T2,T1,T2,（T）,三位五通,2020年7月10日星期五,換向閥,A,B,P,P,A,B,（C型）,T1,T2,T1,T2,A

24、,B,（T）,三位五通,2020年7月10日星期五,換向閥,A,B,P,P,A,B,（P型）,T1,T2,T1,T2,（T）,三位五通,2020年7月10日星期五,換向閥,A,B,P,P,A,B,（K型）,T1,T2,T1,T2,A,B,（T）,三位四通,三位五通,2020年7月10日星期五,換向閥,A,B,P,P,A,B,（X型）,T1,T2,T1,T2,B,（T）,三位五通,2020年7月10日星期五,換向閥,A,B,P,P,A,B,（M型）,T1,T2,T1,T2,A,B,（T）,三位五通,2020年7月10日星期五,換向閥,A,B,P,P,A,B,（U型）,T1,T2,T1,T2,A,

25、B,（T）,三位五通,2020年7月10日星期五,在液壓傳動系統(tǒng)中，控制液壓油壓力高低的液壓閥稱之為壓力控制閥，這類閥的共同點主要是利用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理來工作的。 421 溢流閥及其應(yīng)用 當(dāng)液壓執(zhí)行元件不動時，由于泵排出的油無處可去而成一密閉系統(tǒng)，理論上壓力將一直增至無限大，實際上壓力將增至液壓元件破裂為止，此時電機(jī)為維持定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，輸出電流將無限增大至電機(jī)燒掉為止；前者使液壓系統(tǒng)破壞，液壓油四濺；后者會引起火災(zāi)；因此要絕對避免，防止方法就是在執(zhí)行元件不動時，提供一條旁路使液壓油能經(jīng)此路回到油箱，它就是“溢流閥”，其主要用途有二個：,42 壓力控制閥及其應(yīng)用,2020年7月

26、10日星期五,“溢流閥”，其主要用途有二個： 1）作溢流閥用：在定量泵的液壓系統(tǒng)中如圖416（a）所示，常利用流量控制閥調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量，多余的壓力油可經(jīng)溢流閥流回油箱，這樣可使泵的工作壓力保持定值。 2）作安全閥用：圖416（b）所示液壓系統(tǒng)，在正常工作狀態(tài)下，溢流閥是關(guān)閉的，只有在系統(tǒng)壓力大于其調(diào)整壓力時，溢流閥才被打開溢流，對系統(tǒng)起過載保護(hù)作用。,42 壓力控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,1溢流閥結(jié)構(gòu)及分類 1）直動型溢流閥（Spring loaded type relief valve）結(jié)構(gòu)如圖417b所示，壓力由彈簧設(shè)定，當(dāng)油的壓力超過設(shè)定值時，提動頭上移，油液就從溢

27、流口流回油箱，并使進(jìn)油壓力等于設(shè)定壓力。由于壓力為彈簧直接設(shè)定，一般當(dāng)安全閥使用。圖417c為直動式溢流閥的職能符號。,42 壓力控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,壓力控制回路,直動型溢流閥,P,T,2020年7月10日星期五,2） 先導(dǎo)型溢流閥（Pilot operated relief valve）：結(jié)構(gòu)如圖418所示，由主閥和先導(dǎo)閥兩部分組成，主要特點是利用主閥平衡活塞上下兩腔油液壓力差和彈簧力相平衡。,42 壓力控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,壓力控制回路,先導(dǎo)型溢流閥,調(diào)節(jié)螺釘,P,T,符號,2020年7月10日星期五,壓力控制回路,先導(dǎo)型溢流閥工作原理,202

28、0年7月10日星期五,壓力控制回路,先導(dǎo)型溢流閥工作原理,2020年7月10日星期五,壓力控制回路,先導(dǎo)型溢流閥工作原理,2020年7月10日星期五,2溢流閥的應(yīng)用：除了圖416（a）所示作溢流閥用在回路中起調(diào)壓作用、圖416（b）所示作安全閥用外，還有下列用途： 1）遠(yuǎn)程壓力控制回路：從較遠(yuǎn)距離的地方來控制泵工作壓力的回路，圖419所示回路壓力調(diào)定是由遙控溢流閥（remote control relief valves）所控制，回路壓力維持在3MPa。遙控溢流閥的調(diào)定壓力一定要低于主溢流閥調(diào)定壓力，否則等于將主溢流閥引壓口堵塞。,42 壓力控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,2溢流閥

29、的應(yīng)用：除了圖416（a）所示作溢流閥用在回路中起調(diào)壓作用、圖416（b）所示作安全閥用外，還有下列用途： 2）多級壓力切換回路：如圖420利用電磁換向閥可調(diào)出三種回路壓力，注意最大壓力一定要在主溢流閥上設(shè)定。,42 壓力控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,422 減壓閥及其應(yīng)用 當(dāng)回路內(nèi)有兩個以上液壓缸，其中之一需要較低的工作壓力，同時其它的液壓缸仍需高壓運作時，此刻就得用減壓閥（Reducing valve）提供一較系統(tǒng)壓力為低的壓力給低壓缸。 1 減壓閥結(jié)構(gòu)及工作原理：減壓閥有直動型和先導(dǎo)型兩種，圖421所示，為先導(dǎo)型減壓閥，由主閥和先導(dǎo)閥組成，先導(dǎo)閥負(fù)責(zé)調(diào)定壓力，主閥負(fù)責(zé)減壓作

30、用。,42 壓力控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,壓力控制回路,減壓閥,2020年7月10日星期五,2減壓閥的應(yīng)用 1）減壓回路：圖422為減壓回路，不管回路壓力多高，A缸壓力決不會超過3MPa。,42 壓力控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,例題1：如圖423所示，溢流閥調(diào)定壓力ps1=4.5MPa，減壓閥的調(diào)定壓力ps2=3MPa，活塞前進(jìn)時，負(fù)荷F=1000N，活塞面積A=20 10-4m2，減壓閥全開時的壓力損失及管路損失忽略不計，求： （1）活塞在運動時和到達(dá)盡頭時，A、B兩點的壓力。 （2）當(dāng)負(fù)載F=7000N時，A、B兩點的壓力是多少？,42 壓力控制閥及其應(yīng)用

31、,2020年7月10日星期五,423 順序閥及其應(yīng)用 1順序閥的結(jié)構(gòu)及動作原理：順序閥（sequence valve）是使用在一個液壓泵要供給兩個以上液壓缸依一定順序動作場合的一種壓力閥。 順序閥的構(gòu)造及其動作原理類似溢流閥，有直動式和先導(dǎo)式兩種，目前較常用直動式。順序閥與溢流不同的是：出口直接接執(zhí)行元件，另外有專門的泄油口。 2順序閥的應(yīng)用 1）用于順序動作回路：圖424所示為一定位與夾緊回路，其前進(jìn)的動作順序是先定位后夾緊，后退是同時退后。,42 壓力控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,2）起平衡閥的作用：在大形壓床上由于壓柱及上模很重，為防止因自重而產(chǎn)生的自走現(xiàn)象，必須加裝平衡閥

32、（順序閥），如圖425所示。,42 壓力控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,424 增壓器及其應(yīng)用：回路內(nèi)有三個以上液壓缸，其中之一需要較高的工作壓力，同時其它的液壓缸仍用較低的壓力，此時即可用增壓器（Booster）提供高壓給那特定的液壓缸；或是在液壓缸進(jìn)到底時，不用泵而增壓時用，如此可使用低壓泵產(chǎn)生高壓，以降低成本。圖426為增壓器動作原理及符號。,42 壓力控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,壓力控制回路,增壓回路-1,2020年7月10日星期五,壓力控制回路,增壓回路-2,2020年7月10日星期五,424 增壓器及其應(yīng)用：圖427所示為增壓應(yīng)用例子，當(dāng)液壓缸不需高壓時

33、，由順序閥來截斷增壓器的進(jìn)油；當(dāng)液壓缸進(jìn)到底時壓力升高，油又經(jīng)順序閥進(jìn)入增壓器提高液壓缸的推力，圖中減壓閥是用來控制增壓器的輸入壓力。,42 壓力控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,425 壓力繼電器：是一種將液壓系統(tǒng)的壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出的元件。其作用是，根據(jù)液壓系統(tǒng)壓力的變化，通過壓力繼電器內(nèi)的微動開關(guān)，自動接通或斷開電氣線路，實現(xiàn)執(zhí)行元件的順序控制或安全保護(hù)。,42 壓力控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,425 壓力繼電器：是一種將液壓系統(tǒng)的壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出的元件。其作用是，根據(jù)液壓系統(tǒng)壓力的變化，通過壓力繼電器內(nèi)的微動開關(guān)，自動接通或斷開電氣線路，實現(xiàn)執(zhí)行

34、元件的順序控制或安全保護(hù)。 壓力繼電器按結(jié)構(gòu)特點可分為柱塞式、彈簧管式和膜片式等。圖428為單觸點柱塞式壓力繼電器，主要零件包括柱塞1、調(diào)節(jié)螺帽2和電氣微動開關(guān)3。如圖所示,壓力油作用在柱塞的下端，液壓力直接與上端彈簧力相比較。當(dāng)液壓力大于或等于彈簧力時，柱塞向上移壓下微動開關(guān)觸頭，接通或斷開電氣線路。當(dāng)液壓力小于彈簧力時，微動開關(guān)觸頭復(fù)位。顯然,柱塞上移將引起彈簧的壓縮量增加，因此壓下微動開關(guān)觸頭的壓力(開啟壓力與微動開關(guān)復(fù)位的壓力(閉合壓力)存在一個差值，此差值對壓力繼電器的正常工作是必要的，但不易過大。,42 壓力控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,425 壓力繼電器：是一種將液

35、壓系統(tǒng)的壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出的元件。其作用是，根據(jù)液壓系統(tǒng)壓力的變化，通過壓力繼電器內(nèi)的微動開關(guān)，自動接通或斷開電氣線路，實現(xiàn)執(zhí)行元件的順序控制或安全保護(hù)。,42 壓力控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,426 比例式壓力閥 前面所述的壓力閥都需用手動調(diào)整的方式來作壓力設(shè)定，若應(yīng)用時碰到需經(jīng)常調(diào)整壓力或需多級調(diào)壓的液壓系統(tǒng)，則回路設(shè)計將變得非常復(fù)雜，操作時只要稍不注意就會產(chǎn)生失控狀態(tài)。若回路要有多段壓力用傳統(tǒng)作法則需多個壓力閥與方向閥；但亦可只用一個比例式壓力閥和控制電路來產(chǎn)生多段壓力。 比例式壓力閥（Proportional Pressure Valve ）基本上是以電磁線圈所產(chǎn)

36、生的電磁力，來取代傳統(tǒng)壓力閥上的彈簧設(shè)定壓力，由于電磁線圈產(chǎn)生的電磁力是和電流的大小成正比，所以控制線圈電流就能得到所要的壓力；可以無級調(diào)壓，而一般的壓力閥僅能調(diào)出特定的壓力。,42 壓力控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,液壓系統(tǒng)在工作時，常需隨工作狀態(tài)的不同而以不同的速度工作，只要控制流量就控制了速度；無論那一種流量控制閥，內(nèi)部一定有節(jié)流閥的構(gòu)造，因此節(jié)流閥可說是最基本的流量控制閥了。 431 速度控制的概念 1對液壓執(zhí)行元件而言，控制“流入執(zhí)行元件的流量”或“流出執(zhí)行元件的流量”都可控制執(zhí)行元件的速度。,43 流量控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,2任何液壓系統(tǒng)都要有泵

37、，不管執(zhí)行元件的推力、速度如何變化，定量泵的輸出流量永遠(yuǎn)是固定不變的，所謂速度控制或控制流量只是使流入執(zhí)行元件之流量小于泵的流量而已，故常將其稱為節(jié)流調(diào)速。 圖430所示說明定量泵在無負(fù)載且設(shè)回路無壓力損失的狀況下，其節(jié)流前后的差異；節(jié)流前泵打出的的油全進(jìn)入回路，此時泵輸出壓力趨近于零；節(jié)流后泵50L/min的流量才有30L/min能進(jìn)入回路，雖然其壓力趨近于零，但是剩余的20L/min得經(jīng)溢流閥流回油箱，若將溢流閥壓力設(shè)定為5MPa，此時就算是沒有負(fù)載，系統(tǒng)壓力仍將會大于4MPa，也就是說不管負(fù)載的大小如何，只要作了速度控制，則泵的輸出壓力將會趨近溢流閥的設(shè)定壓力，趨近的程度由節(jié)流量的多少與

38、負(fù)載大小來決定。,43 流量控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,432 節(jié)流閥：節(jié)流閥（Throttle valve）是根據(jù)第1章中孔口與阻流管原理所作出的，圖431為節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)，油液由入口進(jìn)入，經(jīng)滑軸上的節(jié)流口后，由出口流出。調(diào)整手輪使滑軸軸向移動，以改變節(jié)流口節(jié)流面積的大小，從而改變流量大小達(dá)到調(diào)速的目的。圖中油壓平衡用孔道在于減小作用于手輪上的力，使滑軸上下油壓平衡。 圖432為單向節(jié)流閥，與普通節(jié)流閥不同的是：只能控制一個方向的流量大小，而在另一個方向則無節(jié)流作用。,43 流量控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,432 節(jié)流閥：,43 流量控制閥及其應(yīng)用,2020年7

39、月10日星期五,流量控制閥,節(jié)流閥,2020年7月10日星期五,流量控制閥,節(jié)流閥,2020年7月10日星期五,流量控制閥,節(jié)流閥,入口、出口壓差,2020年7月10日星期五,1 節(jié)流閥的壓力特性：圖433（a）所示液壓系統(tǒng)未裝節(jié)流閥，若推動活塞前進(jìn)所需最低工作壓力為1MPa,那么當(dāng)活塞前進(jìn)時，壓力表指示的壓力為1MPa；當(dāng)裝了節(jié)流閥控制活塞前進(jìn)速度如圖433（b）所示，那么當(dāng)活塞前進(jìn)時，則節(jié)流閥入口壓力會上升到溢流閥所調(diào)定的壓力，溢流閥被打開，一部分油液經(jīng)溢流閥流入油箱。,43 流量控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,1 節(jié)流閥流量特性：節(jié)流閥的節(jié)流口形式可歸納為三種基本形式：孔口、

40、阻流管、與介于兩者之間的節(jié)流孔。根據(jù)實驗，通過節(jié)流口的流量可用下式表式： 由（4-1）式可知，當(dāng)k、p、m不變時，改變節(jié)流閥的節(jié)流面積A可改變通過的流量大小，又當(dāng)k、A、m不變時，節(jié)流閥進(jìn)出口壓力差p有變化，通過的流量也會有變化。 當(dāng)液壓缸所推動的負(fù)載變化時，使得節(jié)流閥進(jìn)出口壓力差變化，通過的流量也有變化，從而活塞的速度不穩(wěn)定。為使活塞運動速度不會因負(fù)載的變化而變化，應(yīng)該采用下文所述的調(diào)速閥。,43 流量控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,433 調(diào)速閥：調(diào)速閥能在負(fù)載變化的狀況下，保持進(jìn)口、出口壓力差恒定。 圖434所示調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)，其動作原理說明如下：,43 流量控制閥及其應(yīng)用,2

41、020年7月10日星期五,433 調(diào)速閥：調(diào)速閥能在負(fù)載變化的狀況下，保持進(jìn)口、出口壓力差恒定。 圖434所示調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)，其動作原理說明如下： 壓力油Pl進(jìn)入調(diào)速閥后，先經(jīng)過定差減壓閥的閥口x(壓力由p1減至p2,然后經(jīng)過節(jié)流閥閥口y流出,出口壓力為p3。從圖中可以看到,節(jié)流閥進(jìn)出口壓力p2、p3經(jīng)過閥體上的流道被引到定差減壓閥閥芯的兩端(p3引到閥芯彈簧端,p2 引到閥芯無彈簧端),作用在定差減壓閥芯上的力包括液壓力、彈簧力。調(diào)速閥工作時的靜態(tài)方程如下: 此時只要將彈簧力固定，則在油溫?zé)o什么變化時，輸出流量即可固定。另外，要使閥能在工作區(qū)正常動作，進(jìn)、出口間壓力差要在0.5 1MPa以上。

42、 以上講的調(diào)速閥是壓力補償調(diào)速閥，即不管負(fù)載如何變化，通過調(diào)速閥內(nèi)部具有一活塞和彈簧來使主節(jié)流口的前后壓差保持固定，從而控制通過的流量維持不變。 另外還有溫度補償流量調(diào)整閥，能在油溫變化的情況下，保持通過閥的流量不變。,43 流量控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,434 基本的速度控制回路：有進(jìn)油節(jié)流調(diào)速、回油節(jié)流調(diào)速、旁路節(jié)流調(diào)速三種方法。 1進(jìn)油節(jié)流調(diào)速：就是控制執(zhí)行元件入口的流量，圖435所示，該回路不能承受負(fù)負(fù)載，如有負(fù)向負(fù)荷（負(fù)荷與運動方向同向者），則速度失去控制。,43 流量控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,2.回油節(jié)流調(diào)速：就是控制執(zhí)行元件出口的流量，圖436

43、所示，回油節(jié)流調(diào)速是控制排油，節(jié)流閥可提供背壓，使液壓缸能承受各種負(fù)荷。,43 流量控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,3旁路節(jié)流調(diào)速：是控制不需流入執(zhí)行元件也不經(jīng)溢流閥而直接流回油箱的油的流量，從而達(dá)到控制流入執(zhí)行元件油液流量的目的。圖4-37所示旁路節(jié)流調(diào)速回路，該回路的特點是液壓缸的工作壓力基本上等于泵的輸出壓力，其大小取決于負(fù)載，該回路中的溢流閥只有在過載時才打開。,43 流量控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,從上所述，此三種調(diào)速方法不同點為： 1）進(jìn)油調(diào)速和回油調(diào)速會使回路壓力升高，造成壓力損失；旁路調(diào)速則幾乎不會。 2）用旁路調(diào)速作速度控制時，無溢流損失，效率最高

44、，控制性能最差，主要用于負(fù)載變化很小的正向負(fù)載的場合。 3）用進(jìn)油調(diào)速作速度控制時，效率次之，主用于負(fù)荷變化較大之正向負(fù)載的場合。 4）用回油調(diào)速作速度控制時，效率最差，控制性能最佳，主要用于有負(fù)向負(fù)載的場合。,43 流量控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,435 行程減速閥及其應(yīng)用 一般的加工機(jī)械如車床、銑床，其刀具尚未接觸工件時，需快速進(jìn)給以節(jié)省時間，開始切削則應(yīng)慢速進(jìn)給，以保證加工質(zhì)量；或是液壓缸前進(jìn)時，本身沖力過大，需要在行程的未端使其減速，以便液壓缸能停止在正確的位置，此時就需要用圖438所示行程減速閥。,43 流量控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,行程減速閥的應(yīng)用

45、如圖所示。,43 流量控制閥及其應(yīng)用,2020年7月10日星期五,436 比例式流量閥：前面所述之流量閥都需用手動調(diào)整的方式來作流量設(shè)定，在需要經(jīng)常調(diào)整流量或要作精密流量控制的液壓系統(tǒng)，就得用到比例式流量閥了。 比例式流量閥（Proportional Flow Control Valve）也是以在提動桿外裝置的電磁線圈所產(chǎn)生的電磁力，來控制流量閥的開口大小，由于電磁線圈有良好的線性度，故其產(chǎn)生的電磁力是和電流的大小成正比，在應(yīng)用時可產(chǎn)生連續(xù)變化的流量了，從而可任意控制流量閥的開口大小。 比例式流量閥也有附單向閥的，各種比例式流量閥的符號如圖440所示。,43 流量控制閥及其應(yīng)用,電液比例閥是閥

46、內(nèi)比例電磁鐵輸入電壓信號產(chǎn)生相應(yīng)動作，使工作閥閥芯產(chǎn)生位移，閥口尺寸發(fā)生改變并以此完成與輸入電壓成比例壓力、流量輸出元件。 閥芯位移也可以以機(jī)械、液壓或電形式進(jìn)行反饋。 電液比例閥具有形式種類多樣、容易組成使用電氣及計算機(jī)控制各種電液系統(tǒng)、控制精度高、安裝使用靈活以及抗污染能力強等多方面優(yōu)點，應(yīng)用領(lǐng)域日益拓寬,液控伺服閥主要是指電液伺服閥,它在接受電氣模擬信號后,相應(yīng)輸出調(diào)制的流量和壓力.它既是電液轉(zhuǎn)換元件,也是功率放大元件,它能夠?qū)⑿」β实奈⑷蹼姎廨斎胄盘栟D(zhuǎn)換為大功率的液壓能(流量和壓力)輸出.在電液伺服系統(tǒng)中,它將電氣部分與液壓部分連接起來,實現(xiàn)電液信號的轉(zhuǎn)換與液壓放大.電液伺服閥是電液伺

47、服系統(tǒng)控制的核心。,比例閥與伺服閥,比例閥放大板,對控制過程中反映出來的微弱信號進(jìn)行放大(電流或電壓)以驅(qū)動比例閥參數(shù)按比例隨之變化,實現(xiàn)自動控制的目的.,比例閥放大板,比例閥的放大板:在閥上有兩種形式. 1:內(nèi)置放大板,廠家配7針插頭, 2:外置放大版,可以自己選擇配置,原廠配的最好! 放大板的作用處理型號的作用:1,電壓信號 2,電流信號,Atos電液比例閥 通過比例控制技術(shù)，機(jī)器可獲得快速、平穩(wěn)、精確的運動控制。 比例閥工作的基本原理:電磁鐵推力與基準(zhǔn)信號成正比，因此，閥芯抵抗彈簧復(fù)進(jìn)力后的位移也就與基準(zhǔn)信號成正比。,比例閥七芯插頭,丹尼遜比例閥系列,簡單地說，所謂伺服系統(tǒng)就是帶有負(fù)反饋

48、的控制系統(tǒng)，而伺服閥就是帶有負(fù)反饋的控制閥。,控制方式大體分為滑閥式、噴嘴擋板式、射流式 動鐵式 動圈式 單級 雙級 三級 壓力型 流量型 根據(jù)要求準(zhǔn)確合適的選閥位置和速度一般用流量型伺服閥力或壓力控制流量型和壓力型都可 慣性小、負(fù)載大速度高宜用流量反饋式伺服閥 慣性大、負(fù)載小的位置或速度控制最適合用一種叫做P-Q的伺服閥 但總的來說用流量型伺服閥的較多,傳統(tǒng)噴嘴擋板伺服閥的結(jié)構(gòu)(三級),傳統(tǒng)射流管伺服閥的結(jié)構(gòu)(二級),傳統(tǒng)伺服閥的缺點,抗污染能力差：過濾精度要求高，噴嘴擋板與噴嘴 間的間隙只有0.020.05mm. 射流管伺服閥有所改善. 可 靠 性 差: 力矩馬達(dá)電流小,零點漂移受壓力及溫

49、度影響大. 需 穩(wěn) 定 油 源: 否則易產(chǎn)生嘯叫及閥芯振動. 安 裝 要 求 高: 不同材料的安裝底板伺服閥增益可能不一樣. 維 護(hù) 麻 煩: 伺服閥需要專業(yè)人員及設(shè)備維修. 價 格 昂 貴: 伺服閥價格=23倍ATOS比例伺服閥價格 頻 響: 不論是二級還是三級與控制壓力密切相關(guān). 反 饋: 先導(dǎo)級(二級)一般是機(jī)械力反饋, 精度差. 中 位 泄 漏: 非常大, 不安全, 需另加隔離電磁閥,ATOS比例伺服閥結(jié)構(gòu),ATOS比例伺服閥結(jié)構(gòu)特點,單電磁鐵, 高頻響, 磁滯小. 閥芯及閥套: 高耐磨材料. 6通徑DLHZO, 10通徑DLKZOR與伺服閥一樣閥芯帶閥套。 16通徑以上DPZO-LE二級閥與射流管二級伺服閥一樣主閥芯不帶閥套,大閥芯行程,低速性能好。 不論是單級還是二級都是電反饋, 閉環(huán)回路增益高, 頻響快. 6,10通徑中位 0遮蓋, 16通徑以上中位機(jī)能0遮蓋另加O,Y選擇 有斷電安全位：傳統(tǒng)伺服閥中位泄漏不安全，比例伺服閥從傳統(tǒng)伺服閥發(fā)展過來增