最新压力控制阀优秀课件幻灯片.ppt
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1、2 压力控制阀简称压力阀。压力控制阀简称压力阀。 压力阀包括:压力阀包括: (1)用来控制液压系统压力)用来控制液压系统压力的阀类。的阀类。 (2)利用)利用压力变化作为信号压力变化作为信号来控制其它元件动作来控制其它元件动作的阀类。的阀类。 压力控制阀按工作原理直动式先导式按功能用途溢流阀顺序阀减压阀压力继电器 在液压系统中,在液压系统中,用来调节液体压力的阀通称为用来调节液体压力的阀通称为压力控制阀。这类阀的共同点主要是压力控制阀。这类阀的共同点主要是利用作用在阀利用作用在阀芯上的油液压力和弹簧力相平衡芯上的油液压力和弹簧力相平衡的原理来工作的。的原理来工作的。按阀芯结构滑阀球阀锥阀9一、
2、先导式溢流阀的工作原理:一、先导式溢流阀的工作原理:油液从油液从P口进入口进入充满主阀芯的充满主阀芯的下腔下腔,并作用与主阀芯的并作用与主阀芯的油液作用于主阀芯的上端和锥阀芯的右腔锥面上油液作用于主阀芯的上端和锥阀芯的右腔锥面上 当进油口油压较低时,小于锥阀芯左腔的弹簧弹力,当进油口油压较低时,小于锥阀芯左腔的弹簧弹力,先导阀处于关闭状态,流经阻尼孔油液没有形成通路。先导阀处于关闭状态,流经阻尼孔油液没有形成通路。由主阀芯的上、下腔和锥阀芯的右腔形成一个由主阀芯的上、下腔和锥阀芯的右腔形成一个调压弹簧调压弹簧9 下下端端同时油液经同时油液经阻尼孔阻尼孔5 进入并充满进入并充满主阀芯的主阀芯的上
3、腔上腔再经通道再经通道a和锥阀座和锥阀座上的小孔进入并充满上的小孔进入并充满锥阀芯的右腔锥阀芯的右腔10密封容积(腔),所以腔内各点的压力均相等。且都密封容积(腔),所以腔内各点的压力均相等。且都等于等于阀的入口油压阀的入口油压。主阀芯在上下油液压差和弹簧力主阀芯在上下油液压差和弹簧力的作用下处于最下端位置。即的作用下处于最下端位置。即P口和口和O口不通。口不通。当进油口油压升高,当进油口油压升高,使锥阀芯的右腔油液压使锥阀芯的右腔油液压力大于左腔的弹簧弹力,力大于左腔的弹簧弹力,先导阀打开(经过一段先导阀打开(经过一段振荡过程后停在某一平振荡过程后停在某一平衡位置衡位置).压力油便经阻压力油
4、便经阻尼孔尼孔5通道通道a锥阀座上的小孔锥阀座上的小孔锥阀的右腔锥阀的右腔左腔左腔主阀芯的中心孔主阀芯的中心孔回油口回油口O流回油箱流回油箱。11即流经阻尼孔即流经阻尼孔5油液形油液形成了通路,液压油流经成了通路,液压油流经阻尼孔阻尼孔5时产生压力降,时产生压力降,主阀芯上腔油液压力低主阀芯上腔油液压力低于阀的进口油压,也就于阀的进口油压,也就是低于主阀芯下腔的油是低于主阀芯下腔的油压,压,当这个方向向当这个方向向上的油压差值小于上腔的弹簧力,上的油压差值小于上腔的弹簧力,主阀芯仍在最下端主阀芯仍在最下端。随着进油口油压的升高,压力差也升高随着进油口油压的升高,压力差也升高。当上下腔的当上下腔
5、的压力差大于上腔的作用力(弹簧力时,主阀芯抬起,压力差大于上腔的作用力(弹簧力时,主阀芯抬起,上升到某一平衡位置上升到某一平衡位置。P、O连通,实现溢流。连通,实现溢流。使使溢溢流阀的进口油压不再升高流阀的进口油压不再升高,保持调压弹簧,保持调压弹簧9的预紧力的预紧力。 说明说明:从从P口进入的油液分口进入的油液分成两部分成两部分:少量少量(约占约占1%)经先经先导阀后流向回油口导阀后流向回油口O,大部分大部分则经主阀的阀口流向回油口则经主阀的阀口流向回油口O。12说明:说明: 现在来研究现在来研究主阀芯处于某一平衡位置时的状态主阀芯处于某一平衡位置时的状态。忽略。忽略阀芯自重和摩擦力,主阀芯
6、受力平衡方程为阀芯自重和摩擦力,主阀芯受力平衡方程为: pA=p1A+Fa=p1A+K(x0+x) 或或 p=p1+K(x0+x)/Ap-p-溢流阀所控制的主阀下腔压力溢流阀所控制的主阀下腔压力, ,即进油口压力即进油口压力; ; p p1- -主阀主阀芯上腔的压力芯上腔的压力; a-; a-先导阀芯右端面面积先导阀芯右端面面积; ; A-A-主阀芯上端面主阀芯上端面面积面积;K-;K-主阀芯平衡弹簧的刚度主阀芯平衡弹簧的刚度; x; x0- -平衡弹簧的预压缩量平衡弹簧的预压缩量; ; x-x-主阀开启后主阀开启后, ,平衡弹簧增加的压缩量平衡弹簧增加的压缩量; F; Fa- -平衡弹簧对主
7、平衡弹簧对主阀芯的作用力;阀芯的作用力;K K1 1- -先导阀芯平衡弹簧的刚度。先导阀芯平衡弹簧的刚度。而而p1a=K1(x10+x1),所以,所以pA= K1(x10+x1)A/a +K(x0+x) 由于由于x10 x1、 x0 x 且且Kx,故上式,故上式可近似表达为:可近似表达为:(P3=K1(x10+x1)/a)P2=K1(x10+x1)/a+K(x0+x) /AK1x10/a常数常数 故减压阀保持出口压力基本不变故减压阀保持出口压力基本不变,且为先导阀的调定压力值且为先导阀的调定压力值.故减压阀保持出口压故减压阀保持出口压力基本不变,且为先力基本不变,且为先导阀的调定压力值。导阀的
8、调定压力值。35 图示为一级同心式减压阀的结构和图形符号。图示为一级同心式减压阀的结构和图形符号。与一级同心式溢流阀相比,结构非常相似,但两者的与一级同心式溢流阀相比,结构非常相似,但两者的阀芯形状及油口连通情况有明显的差别。其区别为:阀芯形状及油口连通情况有明显的差别。其区别为:在原始状态时,溢流阀的进出油口完全不通,而减压在原始状态时,溢流阀的进出油口完全不通,而减压阀进出油口是通畅的;阀进出油口是通畅的;进出油口位置两者恰好相反;进出油口位置两者恰好相反;溢流阀利用进油口压力来控制阀芯移动,保持进口压溢流阀利用进油口压力来控制阀芯移动,保持进口压力恒定,而减压阀则利用出口压力来控制阀芯移
9、动,力恒定,而减压阀则利用出口压力来控制阀芯移动,保持出口压力恒定;保持出口压力恒定;溢流阀调压弹簧腔的内部通道通溢流阀调压弹簧腔的内部通道通 出油口,而减压出油口,而减压 阀调压弹簧腔的阀调压弹簧腔的 油液单独接油箱。油液单独接油箱。36二、减压阀的应用二、减压阀的应用减压回路减压回路 图7-21 减压回路至主油路 在在夹紧系统、控制系统和润滑系统夹紧系统、控制系统和润滑系统中常需要减压中常需要减压回路。图为常见的一种减压回路。回路。图为常见的一种减压回路。液压泵出口压力由液压泵出口压力由溢流阀调定保持基本不变溢流阀调定保持基本不变。当。当液压缸液压缸A需要得到比泵的供油需要得到比泵的供油压
10、力低的压力时,可在油路中压力低的压力时,可在油路中串联一减压阀,减压阀可保持串联一减压阀,减压阀可保持减压后压力恒定,减压后压力恒定,即液压缸左即液压缸左腔的压力由减压阀调定保持不腔的压力由减压阀调定保持不变。变。但至少应比溢流阀调定压但至少应比溢流阀调定压力低力低0.5MPa。当执行元件的速。当执行元件的速度需要调节时,节流元件应装度需要调节时,节流元件应装在减压阀的出口。在减压阀的出口。使液压系统中某一支使液压系统中某一支路的压力具有低于主路的压力具有低于主油路的稳定压力。油路的稳定压力。37至主油路图7-22 二级调压回路 下图为二级调压回路,将下图为二级调压回路,将减压阀的远程控制口通
11、过二减压阀的远程控制口通过二位二通电磁阀位二通电磁阀与远程调压相连便可获得两种预调的压力。与远程调压相连便可获得两种预调的压力。液压泵的出口压力由溢流阀液压泵的出口压力由溢流阀1调定不变,当换向阀断开时,调定不变,当换向阀断开时,减压支路的工作压力由减压阀减压支路的工作压力由减压阀2调定基本不变调定基本不变;当换向阀;当换向阀接通时,接通时,减压阀减压阀2的出口压力由远程调压阀的出口压力由远程调压阀3来调节来调节。123减压支路减压支路 减压阀的远程控减压阀的远程控制口制口K通先导阀的右通先导阀的右腔和主阀的上腔。腔和主阀的上腔。P3调定压力调定压力P2调定压力调定压力38 顺序阀顺序阀利用油
12、液压力的变化来控制油路的利用油液压力的变化来控制油路的通断,通断,在液压系统中主要用于在液压系统中主要用于控制多个执行元控制多个执行元件顺序动作件顺序动作。顺序阀顺序阀一、顺序阀的结构和原理一、顺序阀的结构和原理 根据控制方式的不同可分为两类:一是根据控制方式的不同可分为两类:一是直直接利用阀进油口的压力来控制阀口启闭的内控接利用阀进油口的压力来控制阀口启闭的内控顺序阀顺序阀,简称顺序阀,简称顺序阀; ;二是独立于阀进口的二是独立于阀进口的外来外来压力控制阀口启闭的外控顺序阀压力控制阀口启闭的外控顺序阀,亦称顺序阀。,亦称顺序阀。按结构不同可分为按结构不同可分为直动式和先导式直动式和先导式顺序
13、阀两类。顺序阀两类。39一、顺序阀的结构和原理一、顺序阀的结构和原理先导式顺序阀直动式顺序阀 如图所示,上图为直如图所示,上图为直动式顺序阀,下图为先导动式顺序阀,下图为先导式顺序阀。从图中可看出式顺序阀。从图中可看出他们跟溢流阀很相似。其他们跟溢流阀很相似。其主要差别在于主要差别在于溢流阀的出溢流阀的出油口接油箱,油口接油箱,而而顺序阀的顺序阀的出油口与系统其它油路相出油口与系统其它油路相连,因此它的泄油口要单连,因此它的泄油口要单独接油箱独接油箱,另外顺序阀有,另外顺序阀有很好的密封性能,因此阀很好的密封性能,因此阀芯和阀体间的封油长度较芯和阀体间的封油长度较长。长。40调压弹簧调压弹簧出
14、油口出油口P2进油口进油口P1泄油口泄油口L导阀芯导阀芯主阀芯主阀芯 调压螺丝调压螺丝阻尼孔阻尼孔 外泄时此孔堵住外泄时此孔堵住41顺序阀的工作过程:顺序阀的工作过程:压力油从压力油从P1口进入油腔口进入油腔主阀上腔并到达先导主阀上腔并到达先导通过阻尼孔通过阻尼孔1进入进入阀中部的环形腔阀中部的环形腔另一路直接作用在先导另一路直接作用在先导阀的左端阀的左端当进口压力低于先导阀弹簧的调定压力时当进口压力低于先导阀弹簧的调定压力时,先导先导阀芯关闭,主阀芯关闭。阀芯关闭,主阀芯关闭。当进口压力大于先导阀弹簧的调定压力时,当进口压力大于先导阀弹簧的调定压力时,先导阀芯先导阀芯向右移动,先导阀中部的环
15、形腔与泄油口向右移动,先导阀中部的环形腔与泄油口L接通。由于接通。由于阻尼孔阻尼孔1的降压作用,主阀芯上腔压力与下腔(进口)的降压作用,主阀芯上腔压力与下腔(进口)压力的差值大于主阀芯上腔的弹簧弹力,主阀芯向上移压力的差值大于主阀芯上腔的弹簧弹力,主阀芯向上移动,进油口动,进油口P1与出油口与出油口P2接通。接通。P1P2教材的教材的图图5.30泄油口泄油口L142图7-26 单向顺序阀 下图为下图为单向顺序阀的单向顺序阀的结构原理图和图形符号。它结构原理图和图形符号。它由顺序由顺序阀和单向阀并联而成阀和单向阀并联而成。当。当油液从油液从P1口进入口进入时时,单向阀关闭单向阀关闭;进进油口压力
16、超过调压弹簧的调定值时,油口压力超过调压弹簧的调定值时,顺序阀打开顺序阀打开,油液从油液从P2流出。流出。当当油液从油液从 P2口进入时,油液经单向阀从口进入时,油液经单向阀从P1口流出口流出。43 图中为图中为液控顺序阀液控顺序阀的结构,它和顺序阀的主要差别的结构,它和顺序阀的主要差别在于阀芯是实心的,从在于阀芯是实心的,从P1口进入的压力油不能进入滑阀口进入的压力油不能进入滑阀底部,滑阀底部的控制压力油由控制口底部,滑阀底部的控制压力油由控制口K引入。当控制引入。当控制油压超过弹簧的调定压力时阀口打开,油压超过弹簧的调定压力时阀口打开,P1口和口和P2口接通。口接通。阀口的开启和闭合与阀主
17、油路进油口压力无关,而决定阀口的开启和闭合与阀主油路进油口压力无关,而决定于控制口于控制口K引入的控制油压的高低。引入的控制油压的高低。44减压阀的特征是:减压阀的特征是:减压阀控制出口压力为一定值,阀口常开减压阀控制出口压力为一定值,阀口常开,出,出口油液去工作,压力不为零,弹簧腔泄漏油单独引到油箱(外口油液去工作,压力不为零,弹簧腔泄漏油单独引到油箱(外泄)。泄)。减压阀串联在某一支路上,提供二次压力。减压阀串联在某一支路上,提供二次压力。 顺序阀的特征是:顺序阀的特征是:顺序阀利用进口压力控制开启,阀口常闭顺序阀利用进口压力控制开启,阀口常闭,出,出口油液去工作,压力不为零,弹簧腔泄漏油
18、单独引到油箱(外口油液去工作,压力不为零,弹簧腔泄漏油单独引到油箱(外泄)。泄)。内控外泄顺序串联在执行元件的进口内控外泄顺序串联在执行元件的进口。 溢流阀、减压阀和顺序阀的区别:溢流阀、减压阀和顺序阀的区别:溢流阀的特征是:溢流阀的特征是:溢流阀控制进口压力为一定值,阀口常闭溢流阀控制进口压力为一定值,阀口常闭,出,出口接回油箱,出口压力为零,弹簧腔泄漏油内部引到出口(内口接回油箱,出口压力为零,弹簧腔泄漏油内部引到出口(内泄)。泄)。溢流阀旁接在液压泵的出口或执行元件的进口溢流阀旁接在液压泵的出口或执行元件的进口。 顺序阀减压阀溢流阀职能符号1p2p压力控制方式进口控制出口控制进口控制/外
19、控不工作时阀芯位置常闭常开常闭进口压力出口压力等于调定压力接油箱,等于0大于大于调定压力等于调定压力大于等于大于等于调定压力 负载决定在液压系统作用安全、定压溢流减压、稳压压力控制开关外泄口无有有溢流阀、减压阀和顺序阀的区别:溢流阀、减压阀和顺序阀的区别:461 1、用来使两个或两个以上执行元件按一定的顺序动作。、用来使两个或两个以上执行元件按一定的顺序动作。图7-28 定位夹紧顺序动作回路定位缸夹紧缸至主油路 右图所示为一右图所示为一定位定位夹紧回路夹紧回路,要求先定位要求先定位后夹紧。后夹紧。如图示液压泵如图示液压泵供油,一路至主系统,供油,一路至主系统,另一路经减压阀、单向另一路经减压阀
20、、单向阀、换向阀至阀、换向阀至定位缸的定位缸的上腔上腔,推动活塞下行进推动活塞下行进行定位行定位。定位后缸的活。定位后缸的活塞停止运动,顺序阀打塞停止运动,顺序阀打开,开,压力油进入夹紧液压力油进入夹紧液压缸的上腔压缸的上腔,推动活塞,推动活塞下行,进行下行,进行夹紧夹紧。472 2、用单向顺序阀的平衡回路、用单向顺序阀的平衡回路顺序阀还顺序阀还起背压阀起背压阀的作用。的作用。 为了防止为了防止立式液压缸与立式液压缸与垂直运动的工垂直运动的工作部件由于自作部件由于自重而自行下落重而自行下落造成事故或冲造成事故或冲击,可以采用击,可以采用平衡回路。平衡回路。 图图7.19 用单向顺序阀的平衡回路
21、用单向顺序阀的平衡回路 148 调节单向顺序阀调节单向顺序阀1 1的开的开启压力启压力, ,使其稍大于立式液使其稍大于立式液压缸下腔的背压压缸下腔的背压. .活塞下行活塞下行时时, ,由于回路上存在一定背由于回路上存在一定背压支承重力负载压支承重力负载, ,活塞将平活塞将平稳下落稳下落; ;换向阀处于中位时换向阀处于中位时, ,活塞停止运动。活塞停止运动。 图图7.19 用单向顺序阀的平衡回路用单向顺序阀的平衡回路 1 此处的单向顺序此处的单向顺序阀又称为平衡阀阀又称为平衡阀49 又如图所示又如图所示,我们我们在单向顺序阀在单向顺序阀和液压缸之间增加和液压缸之间增加一液控单向阀一液控单向阀。因
22、。因液控单向阀关闭时液控单向阀关闭时密性好,所以在三密性好,所以在三位四通电磁换向阀位四通电磁换向阀处于执行元件停止处于执行元件停止运动的状态下,可运动的状态下,可以防止运动部件因以防止运动部件因顺序阀泄漏而缓慢顺序阀泄漏而缓慢下滑。下滑。503、用液控顺序阀的平衡回路、用液控顺序阀的平衡回路图7-33 用液控顺序阀的平衡回路 右图是采用右图是采用液控顺序阀液控顺序阀的起重的起重平衡回路平衡回路。此。此回路适用于在平衡重量有回路适用于在平衡重量有变化的情况。当变化的情况。当换向阀切换向阀切换至右位换至右位时,时,液压缸举液压缸举起重物起重物。当。当换向阀切换至换向阀切换至左位左位 时时,活塞下
23、行放下重活塞下行放下重物物。 将换向阀切换至中位,将换向阀切换至中位,活塞停止运动。这一回路活塞停止运动。这一回路的特点是的特点是液控顺序阀的启液控顺序阀的启闭取决于控制口的油压,闭取决于控制口的油压,而与负载大小无关。而与负载大小无关。51 但上图的平衡回路是不完善的。当压力油使液但上图的平衡回路是不完善的。当压力油使液控顺序阀打开,活塞开始向下运动时,液压缸上控顺序阀打开,活塞开始向下运动时,液压缸上腔的压力将迅速降低,这可能导腔的压力将迅速降低,这可能导 致液控顺序阀关闭,活塞停止运致液控顺序阀关闭,活塞停止运 动。紧接着压力升高,液控顺序动。紧接着压力升高,液控顺序 阀又打开,活塞又开
24、始运动。所阀又打开,活塞又开始运动。所 以活塞继续下降,产生所谓以活塞继续下降,产生所谓“点点 头头”(液控顺序阀始终工作于启、液控顺序阀始终工作于启、闭的过渡状态闭的过渡状态)现象。为了解决)现象。为了解决这一问题,可这一问题,可在控制油路中装一在控制油路中装一节流阀节流阀,使液控顺序阀的启闭动,使液控顺序阀的启闭动作减慢。如图作减慢。如图 所示。所示。524 4、保证油路的最保证油路的最低压力:低压力:如图所如图所示,当液压缸示,当液压缸I I的的活塞开始上升后,活塞开始上升后,在压力超过顺序阀在压力超过顺序阀A A的调整压力时液的调整压力时液压缸压缸IIII才动作;这才动作;这样样在液压
25、缸在液压缸IIII动作动作时,不致因压力过时,不致因压力过低,而使液压缸低,而使液压缸I I的活塞在自重作用的活塞在自重作用下下落下下落。图7-29 顺序阀保证油路的最低压力A535 5、顺序阀控制的顺序动作回路、顺序阀控制的顺序动作回路 左端电磁铁得电左端电磁铁得电,换向阀,换向阀处于左位,压力油进入油处于左位,压力油进入油缸缸A A的左腔,实现动作的左腔,实现动作, ,当油缸当油缸A A行至终点时,压力行至终点时,压力升高,在足以打开顺序阀升高,在足以打开顺序阀D D时,油液进入油缸时,油液进入油缸B B的左腔,的左腔,实现动作实现动作;同理,当;同理,当右右端电磁铁得电端电磁铁得电,换向
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