第六章 液压传动45.ppt

664 4 液压控制元件液压控制元件液压控制元件主要是液压系统中的各类阀。分类：分类：压力控制阀、方向控制阀、流量控制阀压力控制阀、方向控制阀、流量控制阀特点：特点：液体流过各种阀均会产生压力损失和温升现象；液体流过各种阀均会产生压力损失和温升现象；从功能上来说，阀不能对外做功，只能用以满从功能上来说，阀不能对外做功，只能用以满 足执行元件的压力、速度和换向等要求。足执行元件的压力、速度和换向等要求。结构：结构：均由均由阀体阀体、阀芯阀芯和和控制动力控制动力三大部分组成三大部分组成工作原理：工作原理：利用阀芯与阀体的相对移动，改变通利用阀芯与阀体的相对移动，改变通 流面积（面），从而控制液体的压力、流面积（面），从而控制液体的压力、流向和流量流向和流量2023/3/111对控制阀的要求：对控制阀的要求：1、动作灵敏、准确，可靠平稳，、动作灵敏、准确，可靠平稳，冲击振动小；冲击振动小；3、结构紧凑，工艺性好，使用维、结构紧凑，工艺性好，使用维 护方便，通用性好。护方便，通用性好。2、密封性能要好，油液流过时漏、密封性能要好，油液流过时漏 损少，压力损失小；损少，压力损失小；2023/3/112一、方向控制阀 方向控制阀在液压系统中起阻止和引导方向控制阀在液压系统中起阻止和引导油液按规定的流向进出通道，即在油路中起油液按规定的流向进出通道，即在油路中起控制油液流动方向控制油液流动方向的作用。的作用。方方向向阀阀单向阀单向阀换向阀换向阀普通单向阀普通单向阀液控单向阀液控单向阀转阀式换向阀转阀式换向阀滑阀式换向阀滑阀式换向阀手动式换向阀手动式换向阀机动式换向阀机动式换向阀电动式换向阀电动式换向阀液动式换向阀液动式换向阀电液式换向阀电液式换向阀2023/3/1131、单向阀、单向阀普通单向阀普通单向阀液控单向阀液控单向阀（1）普通单向阀）普通单向阀球阀式球阀式P1P22023/3/114锥阀式锥阀式2023/3/115（2）液控单向阀）液控单向阀KP1P22023/3/1162、换向阀、换向阀作用：作用：换向阀是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方向。按接口数及切换位置数分类 接口是指阀上各种接油管的进、出口，进油口通常标为P，回油口则标为R或T，出油口则以A、B来表示。阀内阀芯可移动的位置数称为切换位置数,通常我们将接口称为“通”，将阀芯的位置称为“位”。分类：分类：2023/3/117按操作方式分类 推动阀内阀芯移动的动力有手、脚、机械、液压、电磁等方法按结构形式分类座阀式换向阀座阀式换向阀 、滑阀式换向阀、滑阀式换向阀 、转阀式换向阀、转阀式换向阀2023/3/118换向阀-二位二通换向阀-二位四通换向阀-三位四通换向阀-三位四通2023/3/119换向阀-液动换向阀-手动换向阀-机动2023/3/1110滑滑阀机能机能 换向向阀处于常于常态位置位置时，阀中各油口的中各油口的连通方式，通方式，对三位三位阀即中即中间位置各油口的位置各油口的连通方式，通方式，所以称中位机能。所以称中位机能。2023/3/1111二、压力控制阀功用:控制液控制液压系系统压力或利用力或利用压力作力作为信号信号来控制其它元件来控制其它元件动作。作。分类:溢流溢流阀、减、减压阀、顺序序阀 结构:阀体、体、阀芯、芯、弹簧、簧、调节螺帽等螺帽等 2023/3/11121、溢流阀主要用途：1.稳压溢流：在定量泵的液压系统中如图(a)所示，常利用流量控制阀调节进入液压缸的流量，多余的压力油可经溢流阀流回油箱，这样可使泵的工作压力保持定值。2.安全保护：图(b)所示液压系统，在正常工作状态下，溢流阀是关闭的，只有在系统压力大于其调整压力时，溢流阀才被打开溢流，对系统起过载保护作用。分类：直动式、先导式 2023/3/1113（1）直）直动式溢流式溢流阀 组成：成：阀体、阀芯阀体、阀芯 球球阀式式、弹簧、弹簧、调节螺钉调节螺钉 锥阀式式滑滑阀式式调压原理：原理：调节调压螺帽改螺帽改变弹簧簧预压缩量，便可量，便可调节溢流溢流阀调整整压力。力。特点特点：一般用于低一般用于低压小流量小流量场合。合。2023/3/1114当pA FT时：阀口打开 达到稳压溢流或安全保护 FT直接与pA平衡 称直动式或直动型 又 p高，q大时，K较大，不但手调困 难，且FT略有变化，p变化较大。一般用于低压小流量场合工作原理:2023/3/1115（2）先）先导式溢流式溢流阀组成：成：先先导阀 直直动式式锥阀，硬，硬弹簧。簧。带有有导向向圆锥面的面的锥阀（二（二级同心式）同心式）滑滑阀和和软弹簧。簧。带有多有多节导向向圆锥面的面的锥阀(三三级同心式同心式)主主阀2023/3/1116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pA F软T时：主阀打开，稳压 溢流或安全保护。先导式溢流阀调压原理调节调压螺帽，改变硬弹簧力，即改变压力。2023/3/1117 若先导式溢流阀主阀芯上阻尼孔被污物堵塞，溢流阀会出现什么样的故障？如果溢流阀先导阀锥阀座上的进油小孔堵塞，又会出现什么故障。第一种情况油液压力与主阀弹簧力平衡，主阀弹簧很软，稍有压力即会打开。第二种情况倘若阻尼孔被堵塞，先导阀锥阀关闭，不能产生压力降，进、出油口不能接通，则溢流阀不能溢流，无论系统压力增加多少，溢流阀也不能溢流，阀一直打不开。2023/3/11182.减减压阀主要用途主要用途 当当回回路路内内有有两两个个以以上上液液压缸缸，其其中中之之一一需需要要较低低的的工工作作压力力，同同时其其它它的的液液压缸缸仍仍需需高高压运运作作时，此此刻刻就就得得用用减减压阀提提供供一一较系系统压力力为低的低的压力力给低低压缸。缸。减压阀分类 减减压阀有直有直动型和先型和先导型两种。型两种。减压原理 利用油液在某个地方的利用油液在某个地方的压力力损失，使出失，使出口口压力低于力低于进口口压力，并保持恒定，故又力，并保持恒定，故又称定称定值减减压阀。2023/3/1119先先导式减式减压阀调压原理：原理：调节调压弹簧，改簧，改变硬硬弹簧力，即可改簧力，即可改变出口出口压力。力。2023/3/1120减减压阀与溢流与溢流阀比比较 溢流溢流阀 减减压阀 a 保持保持进口口压力不力不变 出口出口压力不力不变 b 内部回油内部回油 外部回油外部回油c 阀口常口常闭 阀口常开口常开d 一般并一般并联于系于系统 一般串一般串联于系于系统2023/3/11213.顺序序阀功用：功用：利用液利用液压系系统压力力变化来控制油路化来控制油路的通断，从而的通断，从而实现多个液多个液压元件按一定的元件按一定的顺序序动作。作。分类：按结构形式 按泄漏方式 直动式先导式 内泄式 外泄式2023/3/1122工作原理工作原理当当pA Ft,阀口打开，阀口打开，A B，下一个执行元件动作。下一个执行元件动作。顺序序阀2023/3/1123试比较溢流阀、减压阀、顺序阀（内控外泄式）三者之间的异同点。相同点：都是利用控制压力与弹簧力相平衡的原理，改变滑阀移动的开口量，通过开口量的大小来控制系统的压力。结构大体相同，只是泻油路不同。不同点：溢流阀是通过调定弹簧的压力，控制进油路的压力，保证进口压力恒定。出油口与油箱相连。泄漏形式是内泄式，常闭，进出油口相通，进油口压力为调整压力，在系统中的联结方式是并联。起限压、保压、稳压的作用。减压阀是通过调定弹簧的压力，控制出油路的压力，保证出口压力恒定。出油口与减压回路相连。泄漏形式为外泄式。常开，出口压力低于进口压力，出口压力稳定在调定值上。在系统中的联结方式为串联，起减压、稳压作用。顺序阀是通过调定弹簧的压力控制进油路的压力，而液控式顺序阀由单独油路控制压力。出油口与工作油路相接。泄漏形式为外泄式。常闭，进出油口相通，进油口压力允许继续升高。实现顺序动作时串联，作卸荷阀用时并联。不控制系统的压力，只利用系统的压力变化控制油路的通断。2023/3/1124三、流量控制阀功用：功用：通通过改改变阀口口过流面流面积来来调节输出流量，从而控制出流量，从而控制执行元件的运行元件的运动速度。速度。分分类:节流流阀、调速速阀、分流、分流阀 2023/3/11251.节流流阀组成：成：阀体、体、阀芯、芯、弹簧、簧、调节 手手轮等等 2023/3/1126节流流阀流量流量Q=K ApmK节流系数流系数,A过流面流面积流量特性方程流量特性方程 pm孔口形状指数孔口形状指数入口、出口入口、出口压差差一般取一般取0.5m1与与阀口形状、油液性口形状、油液性质有关有关2023/3/11272、调速速阀组成：成：定差减定差减压阀与与节流流阀串串联而成而成2023/3/11282023/3/1129*30665 5 液压基本回路和液压系统实例液压基本回路和液压系统实例液压基本回路：液压基本回路：利用各种利用各种压力阀压力阀控制系统或系控制系统或系统某一统某一 部分油液压力的回路称为压力控制回路。部分油液压力的回路称为压力控制回路。v 功用：功用：在液压系统中用来实现在液压系统中用来实现调压调压、减压减压、增增压压、卸荷卸荷、平衡平衡等控制，满足执行元件对力或转等控制，满足执行元件对力或转矩的要求。矩的要求。基本回路按在液压系统中的基本回路按在液压系统中的功能功能可分：可分：压力控制回路压力控制回路 控制整个系统或局部油路的控制整个系统或局部油路的工作压力工作压力；速度控制回路速度控制回路 控制和调节执行元件的控制和调节执行元件的速度速度；方向控制回路方向控制回路 控制执行元件控制执行元件运动方向的变换和锁停运动方向的变换和锁停；多执行元件控制回路多执行元件控制回路 控制几个执行元件间的控制几个执行元件间的工作循环工作循环。2023/3/1130一、压力控制回路 压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路，这类回路包括调压、减压、增压、卸荷、保压和平衡等多种回路。1 1、调压回路：、调压回路：功用：使液压系统整体或部分的压力保持恒定或不超过某个数值。在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节。在变量泵系统中,用安全阀来限定系统的最高压力，防止系统过载。若系统中需要二种以上的压力，则可采用多级调压回路。2023/3/1131调压回路调压回路（F Ft2t2FFt1t1）（a a）（b b）（c c）二位二通阀位于右位，二位二通阀位于右位，溢流阀溢流阀2 2起作用，起作用，系统压力由溢流阀系统压力由溢流阀2 2控制控制二位二通阀位于左位，二位二通阀位于左位，溢流阀溢流阀2 2不起作用，不起作用，系统压力由溢流阀系统压力由溢流阀1 1控制控制2023/3/11322.2.减压回路减压回路使系统中某一部分具有较低的稳定压力使系统中某一部分具有较低的稳定压力2023/3/11333.3.增压回路增压回路 增压回路是用来使局部油路或个别执行元件得到比主系统油压高得多的压力增压回路是用来使局部油路或个别执行元件得到比主系统油压高得多的压力 ab2023/3/1134paAa=pbAb，且AaAb,则pbpa，起到增压作用。增压缸原理 AbAapapb2023/3/1135卸荷：卸荷：液液压压系系统统的的执执行行元元件件短短时时间间停停止止运运动动(如如测测量量、装卸工件装卸工件)时时，应应使使泵泵作空作空载载运运转转，即液，即液压泵压泵卸荷。卸荷。目的：目的：节节省功率省功率损损耗、减少油液耗、减少油液发热发热、延、延长泵长泵的寿命。的寿命。类型：类型：1 1）用三位）用三位换换向向阀阀的卸荷回路的卸荷回路 2 2）用二位二通）用二位二通换换向向阀阀的卸荷回路的卸荷回路 3 3）用溢流）用溢流阀阀的卸荷回路的卸荷回路 4 4）用液控顺序阀的卸荷回路）用液控顺序阀的卸荷回路 4.卸荷回路卸荷回路2023/3/1136采用M型中位机能换向阀，当阀位处于中位置时，泵排出的液压油直接经换向阀的PT通路流回油箱，泵的工作压力接近于零。(1)用换向阀使油泵卸荷的回路用换向阀使油泵卸荷的回路使用此种方式卸荷，方法比较简单，但压力损失较多，且不适用于一个泵驱动两个或两个以上执行元件的场所。注意三位四通换向阀的流量必须和泵的流量相适宜。只适用于低压小流量场合。2023/3/1137(2)用二通滑阀使油泵卸荷的回路用二通滑阀使油泵卸荷的回路当二位二通阀左位工作，泵排除的液压油以接近零压状态流回油箱以节省动力并避免油温上升。图中二位二通阀系以手动操作，亦可使用电磁操作。注意二位二通阀的额定流量必须和泵的流量相适宜。2023/3/1138(3)用先导式溢流阀卸荷回路用先导式溢流阀卸荷回路图中所示，将溢流阀的远程控制口和二位二通电磁阀相接。当二位二通电磁阀通电，溢流阀的远程控制口通油箱，这时溢流阀的平衡活塞上移，主阀阀口打开，泵排出的液压油全部流回油箱，泵出口压力几乎是零，故泵成卸荷运转状态。在实际应用上，此二位二通电磁阀和溢流阀组合在一起，此种组合称为电磁控制溢流阀。2023/3/1139二、速度控制回路功用功用:对液液压系系统中中执行元件的运行元件的运动速度速度和和速度切速度切换实现控制的回路。控制的回路。调速回路速回路方法方法 节流调速节流调速改变改变Q Q用定量用定量泵供油，由流量控制供油，由流量控制阀改改变输入入执行元件的流量来行元件的流量来调节速度。速度。优点点是是速速度度稳定性好定性好；主要；主要缺点是缺点是节流流损失和溢流失和溢流损失失较大、大、发热多、效率多、效率较低低。容积调速容积调速改变泵和马达的改变泵和马达的q q通通过改改变变量量泵或（和）或（和）变量量马达的排量来达的排量来调节速度。速度。优点是无点是无节流流损失和溢失和溢流流损失、失、发热较小、效率高；缺点是速度小、效率高；缺点是速度稳定性定性较差。差。容积节流调速容积节流调速既可改变既可改变q q，又可，又可改变改变q q用能用能够自自动改改变流量的流量的变量量泵与流量控制与流量控制阀联合来合来调节速度。速度。缺点是有缺点是有节流流损失、失、优点是无溢流点是无溢流损失、失、发热较低、效率低、效率较高。高。2023/3/1140进油进油节流调速回路节流调速回路特征特征：将：将节流流阀串串联在在进入液入液压缸的油路缸的油路上，即串上，即串联在在泵和缸和缸之之间，调节A节，即可，即可改改变Q，从而改，从而改变速速度，且必度，且必须和溢流和溢流阀联合使用。合使用。特点特点：回油腔：回油腔压力很低，力很低，泵出口出口压力力为溢流溢流阀调节压力，力，调速范速范围宽，回路无背，回路无背压，不能承受，不能承受负值载荷，工作平荷，工作平稳性差，速度性差，速度调节稳定性受外定性受外负载变化化的影响。的影响。1.1.节流调速回路节流调速回路2023/3/1141回油回油节流调速回路节流调速回路将将节流流阀串串联在液在液压缸的缸的回油路上，即串回油路上，即串联在缸和在缸和油箱之油箱之间，调节AT，可，可调节缸出口流量以改缸出口流量以改变速度，速度，和溢流和溢流阀联合使合使用用，pP 定定直。直。特点：特点：回路有较大背压，缸的工作比较平稳，可回路有较大背压，缸的工作比较平稳，可在负值载荷作用下调速，泵出口压力为溢流阀调在负值载荷作用下调速，泵出口压力为溢流阀调定压力，调速范围与进油节流调速基本相同，定压力，调速范围与进油节流调速基本相同，速速度度调节稳定性受外定性受外负载变化的影响，波化的影响，波动较大。大。2023/3/1142旁路旁路节流调速回路节流调速回路特点：特点：1 1、只有节流损失，、只有节流损失，而无溢流损失，效率高。而无溢流损失，效率高。2 2、低速时承载能力低，调速范围小。、低速时承载能力低，调速范围小。3 3、速度负载特性差。、速度负载特性差。将将节流流阀装在与装在与执行元行元件并件并联的支路上，即与的支路上，即与缸并缸并联，溢流，溢流阀做安全做安全阀，pP取决于取决于负载，pP=p1=p=F/A2023/3/11432.2.容积调速回路容积调速回路容积调速回路采用变量泵或变量液压马达，用改变变量泵或变量液压马达的排量来实现调速。节流流调速回路效率低、速回路效率低、发热大，只适大，只适用于小功率用于小功率场合。合。而容而容积调速回路，因无速回路，因无节流流损失或溢失或溢流流损失失 故效率高，故效率高，发热小，一般用于小，一般用于大功率大功率场合。合。2023/3/1144变量泵变量泵-定量马达调速回路定量马达调速回路定量泵定量泵-变量马达调速回路变量马达调速回路变量泵变量泵-变量马达调速回路变量马达调速回路2023/3/1145 通过控制进入执行元件液流的通过控制进入执行元件液流的通、通、断或变向断或变向，来实现执行元件的，来实现执行元件的启动、停启动、停止或改变运动方向止或改变运动方向的回路称为方向控制的回路称为方向控制回路。回路。常用的方向控制回路有：常用的方向控制回路有：n换向回路换向回路n锁紧回路锁紧回路n制动回路。制动回路。三、方向控制回路2023/3/11461.1.换向换向回路回路2023/3/11472.2.锁紧锁紧回路回路（1）换向阀锁紧回路2023/3/1148（2）液控单向阀锁紧回路2023/3/1149四、多油缸间配合动作回路1.顺序序动作回路作回路 使多缸液压系统中的各个液压缸严格地按规定的顺序动作。按控制方式不同可分为行程控制、压力控制和时间控制三类。2023/3/11502.同步回路同步回路用串联液压缸的同步回路用串联液压缸的同步回路特点特点：此回路允：此回路允许较大偏载，因许较大偏载，因偏载造成的压差偏载造成的压差不影响流量的改不影响流量的改变，所以，同步变，所以，同步精度高，回路效精度高，回路效率也较高。率也较高。2023/3/1151用流量控制阀的同步回路用流量控制阀的同步回路特点：同步作用特点：同步作用靠分流阀自动调靠分流阀自动调整，使用方便，整，使用方便，但效率低，压力但效率低，压力损失大，不宜用损失大，不宜用于低压系统。于低压系统。2023/3/11525.建筑机械液建筑机械液压系系统实例例2右位右位-杆下伸杆下伸（5右位右位-4不通不通压力由压力由4控制控制）2左位左位-杆收缩杆收缩（5左位左位-4接通接通6压力由压力由6控制控制）2023/3/11532023/3/1154作作业：P110：2、52023/3/1155