[工学]第五章液压控制阀.ppt
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1、第五章第五章 液压控制阀液压控制阀工学第五章 液压控制阀 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第五章第五章 液压控制阀液压控制阀5.1 5.1 阀的作用和分类阀的作用和分类一、作用一、作用 控制液流的方向、压力和流量。控制液流的方向、压力和流量。二、分类二、分类 按用途:压力阀、流量阀、方向阀按用途:压力阀、流量阀、方向阀按操纵方式:手动、机动、电动、液动和电液动按操纵方式:手动、机动、电动、液动和电液动 按连接方式:管式、按连接方式:管式、板式、法兰式
2、、叠加式等板式、法兰式、叠加式等 第五章第五章 液压控制阀液压控制阀5.2 5.2 压力控制阀压力控制阀第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 一、压力控制阀分类一、压力控制阀分类 溢流阀溢流阀 减压阀减压阀 顺序阀顺序阀 平衡阀平衡阀 滑阀滑阀 球阀球阀 锥阀锥阀 直动式直动式 先导式先导式 按用途按用途 按阀芯结构按阀芯结构按工作原理按工作原理在液压传动系统中,控制液压油压力高低的液压阀称之为压力控制在液压传动系统中,控制液压油压力高低的液压阀称之为压力控制阀,这类阀的共同点主要是阀,这类阀的共同点主要是利用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡利用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理来工作的。的原理
3、来工作的。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 当当液液压压执执行行元元件件不不动动时时,由由于于泵泵排排出出的的油油无无处处可可去去而而成成一一密密闭闭系系统统,理理论论上上压压力力将将一一直直增增至至无无限限大大,实实际际上上压压力力将将增增至至液液压压元元件件破破裂裂为为止止,此此时时电电机机为为维维持持定定转转速速运运转转,输输出出电电流流将将无无限限增增大大至至电电机机烧烧掉掉为为止止;前前者者使使液液压压系系统统破破坏坏,液液压压油油四四溅溅;后后者者会会引引起起火火灾灾;因因此此要要绝绝对对避避免免,防防止止方方法法就就是是在在执执行行元元件件不不动动时时,提提供供一一条条旁旁路路
4、使使液液压压油油能能经经此此路路回回到到油箱,它就是油箱,它就是“溢流阀(溢流阀(Relief valve)”。二、溢流阀二、溢流阀第五章第五章 液压控制阀液压控制阀“溢溢流流阀阀(Relief valve)”,其其主要用途有二个:主要用途有二个:1)作作溢溢流流阀阀用用(常常开开):在在定定量量泵泵的的液液压压系系统统中中如如图图(a)所所示示,常常利利用用节节流流阀阀调调节节进进入入液液压压缸缸的的流流量量,多多余余的的压压力力油油可可经经溢溢流流阀阀流流回回油油箱箱,这这样样可可使使泵泵的的工工作作压压力保持定值。力保持定值。2)作作安安全全阀阀用用(常常闭闭):图图(b)变变量量泵泵的
5、的液液压压系系统统中中,在在正正常常工工作作状状态态下下,溢溢流流阀阀是是关关闭闭的的,只只有有在在系系统统压压力力大大于于其其调调整整压压力力时时,溢溢流流阀阀才才被被打打开开溢溢流流,对对系系统统起起过载保护作用。过载保护作用。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀(1)(1)作用:防止系统过载,保持系统压力恒定。作用:防止系统过载,保持系统压力恒定。(2)(2)工作原理工作原理职能符号:职能符号:pA pA F Fs s,溢流。溢流。F Fs s 弹簧力弹簧力1.1.直动式溢流阀直动式溢流阀弹簧刚度较大,调节较费力,溢流量变化进口弹簧刚度较大,调节较费力,溢流量变化进口压力变化较大。用于低压
6、小流量或稳定性要求不高的系统。压力变化较大。用于低压小流量或稳定性要求不高的系统。内部压力控制内部压力控制内部泄油:泄油与回油合流内部泄油:泄油与回油合流第五章第五章 液压控制阀液压控制阀PT符号符号PT具有阻尼活塞和偏流盘的直动式溢流阀具有阻尼活塞和偏流盘的直动式溢流阀灵敏度高:锥形面开启容易,阀芯惯性小,移动灵活;灵敏度高:锥形面开启容易,阀芯惯性小,移动灵活;受力好,通流能力大:偏流盘上有环形凹槽,改变液流方向,抵消部分弹受力好,通流能力大:偏流盘上有环形凹槽,改变液流方向,抵消部分弹簧压缩量,增加稳定性;中间连接处为锥面,平衡锥阀的稳态液动力。簧压缩量,增加稳定性;中间连接处为锥面,平
7、衡锥阀的稳态液动力。稳定性增加:阻尼活塞,使阀芯移动受到液压油的阻尼。不直稳定性增加:阻尼活塞,使阀芯移动受到液压油的阻尼。不直接与阀体接触,减少摩擦力。接与阀体接触,减少摩擦力。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀DBDDBD型直动式溢流阀型直动式溢流阀第五章第五章 液压控制阀液压控制阀实物图实物图结构图结构图第五章第五章 液压控制阀液压控制阀2.先导型溢流阀先导型溢流阀 结构组成结构组成 它由先导阀和主阀它由先导阀和主阀组成。先导阀实际上是一个小组成。先导阀实际上是一个小流量直动型溢流阀,其阀芯为流量直动型溢流阀,其阀芯为锥阀。主阀芯上有一阻尼孔,锥阀。主阀芯上有一阻尼孔,其弹簧只在阀口关闭
8、时起复位其弹簧只在阀口关闭时起复位作用。作用。动作原理动画动作原理动画职能符号:职能符号:液压先导控制方式液压先导控制方式第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 先导型溢流阀工作原理要点先导型溢流阀工作原理要点主阀芯开启是利用液流流经阻力孔形成的压力差。阻主阀芯开启是利用液流流经阻力孔形成的压力差。阻力孔一般为细长孔,孔径很小力孔一般为细长孔,孔径很小=0.81.2mm,孔长,孔长l=812mm,因此工作时易堵塞,一旦堵塞则导致主阀,因此工作时易堵塞,一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。口常开无法调压。阀的进口压力由两次比较得到,压力值主要由先导阀阀的进口压力由两次比较得到,压力值主要由先导阀调压弹
9、簧的预压缩量确定,主阀弹簧起复位作用。调压弹簧的预压缩量确定,主阀弹簧起复位作用。通过先导阀的流量很小,是主阀额定流量的通过先导阀的流量很小,是主阀额定流量的1,因此其尺,因此其尺寸很小,即使是高压阀,其弹簧刚度也不大。这样一来阀的寸很小,即使是高压阀,其弹簧刚度也不大。这样一来阀的调节性能有很大改善。调节性能有很大改善。先导阀前腔有一控制口,用于卸荷和遥控。先导阀前腔有一控制口,用于卸荷和遥控。主阀弹簧只用来克服阀芯运动时的摩擦力,在系统无主阀弹簧只用来克服阀芯运动时的摩擦力,在系统无压时使主阀关闭,因此,主阀很软。压时使主阀关闭,因此,主阀很软。故可用在高压、大流量的场合。故可用在高压、大
10、流量的场合。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀调节螺钉调节螺钉锥阀锥阀 锥阀座锥阀座调压弹簧调压弹簧阀体阀体主阀芯主阀芯主阀体主阀体主阀弹簧主阀弹簧遥控口遥控口K进油口进油口P出油口出油口TPT符号符号远程控制口远程控制口K:与主阀上腔相通,与主阀上腔相通,实现远程调压。实现远程调压。K口打开,口打开,p 由控制油压决定;由控制油压决定;K口堵上,口堵上,p 由先导阀由先导阀ps s 决定。决定。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 先导型溢流阀遥控口接法先导型溢流阀遥控口接法先导阀前腔有一遥控口,在该控制口接远程调压阀可实现远控,先导阀前腔有一遥控口,在该控制口接远程调压阀可实现远控,接通电磁
11、阀回油箱可实现卸载。接通电磁阀回油箱可实现卸载。远程调压的最高压力小于主溢流阀的调定压力,否则起不到远远程调压的最高压力小于主溢流阀的调定压力,否则起不到远程调压的作用。程调压的作用。卸荷时,主阀芯上腔通油箱,主阀弹簧刚度又很小,所以主阀卸荷时,主阀芯上腔通油箱,主阀弹簧刚度又很小,所以主阀芯在很低的压力下就会开启。芯在很低的压力下就会开启。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀先导阀实物先导阀实物第五章第五章 液压控制阀液压控制阀()压力调节范围:压力调节范围:压力调节范围是指调压弹簧在规定的范围内调节时,系统压力能平稳地上升或下降,且压力无突跳及迟滞现象时的最大和最小调定压力。一一.静态性能静
12、态性能3、溢流阀的性能溢流阀的性能()卸荷压力:卸荷压力:当溢流阀的远程控制口K与油箱相连时,额定流量下的进、出口的压力差称为卸荷压力。()启闭特性:启闭特性:启闭特性是指溢流阀在稳态情况下从开启到闭合的过程中,被控压力与通过溢流阀的溢流量之间的关系。它是衡量溢流阀定压精度的一个重要指标,一般用溢流阀处于额定流量、调定压力ps时,开始溢流的开启压力pK及停止溢流的闭合压力pB分别与ps的百分比来衡量。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀()启闭特性:启闭特性:开启比开启比pK:开始溢流的开启压力pK与ps的百分比。闭合比闭合比pB:停止溢流的闭合压力pB与ps的百分比。由于摩擦的作用,开启压力大
13、于闭合压力。显然上述两个百分比越大,则两者越接近,溢流阀的启闭特性就越好。一般开启比大于90%,闭合比大于85%。%100=sKKppp%100=sBBppp-第五章第五章 液压控制阀液压控制阀当溢流阀在溢流量发生由零至额定流量的阶跃变化时,它的进口压力,也就是它所控制的系统压力,将如图所示的那样迅速升高并超过额定压力的调定值,然后逐步衰减到最终稳定压力,从而完成其动态过渡过程。定义最高瞬时压力峰值与额定压力调定值Ps的差值为压力超调量p,则压力超调率p为:二二.动态性能动态性能t t1 1称称之之为为响响应应时时间间;t t2 2称称之之为为过过渡渡过过程程时时间间。显显然然,t t1 1越
14、越小小,溢溢流流阀阀的的响响应越快;应越快;t t2 2越小,溢流阀的动态过渡过程时间越短。越小,溢流阀的动态过渡过程时间越短。压力超调率是衡量溢流阀动态定压误差的一个性能指标-第五章第五章 液压控制阀液压控制阀4 4、应用、应用(1).(1).作安全阀(常闭)作安全阀(常闭)作用:防止系统过载。作用:防止系统过载。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀(2)作)作溢流阀(常开)溢流阀(常开)作用:保持系统压力恒定作用:保持系统压力恒定第五章第五章 液压控制阀液压控制阀(3)卸荷或远程调压卸荷或远程调压卸荷卸荷远程调压远程调压第五章第五章 液压控制阀液压控制阀(4(4)作背压阀)作背压阀放在系统回
15、油路上放在系统回油路上第五章第五章 液压控制阀液压控制阀利利用用电电磁磁换换向向阀阀可可调调出出三三种种回回路路压压力力,注注意意最最大大压压力力一一定定要要在在主主溢溢流流阀阀上上设设定定。多级压力切换回路多级压力切换回路第五章第五章 液压控制阀液压控制阀1 1、减压阀、减压阀(2)(2)特点:特点:出口压力控制阀芯动作,出口压力控制阀芯动作,有单独泄油口有单独泄油口(3)(3)工作原理:工作原理:节流口产生压降节流口产生压降p p2 2=p1 1 -p,p1 1一定,一定,p ,p2 2。p2 2 ps s,减压、稳压。减压、稳压。(1)作用:作用:减低系统压力,并有稳压作用。减低系统压力
16、,并有稳压作用。三、三、其他压力控制阀其他压力控制阀第五章第五章 液压控制阀液压控制阀(4)稳压原理稳压原理职能符号:职能符号:p p2 2 阀芯上移阀芯上移阀口减小阀口减小 p p,p p2 2=p p1 1 -p p,p p1 1一定,一定,p p ,p p2 2;p p2 2 阀芯下移阀芯下移阀口开大阀口开大 p p,p p,p p2 2=p ps s。直动式减压阀直动式减压阀 减压阀类型除上述减压阀类型除上述定值定值减压阀外,还有减压阀外,还有定差定差减压阀及减压阀及定比定比减低阀。减低阀。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀(4)稳压原理稳压原理职能符号:职能符号:先导式减压阀先导式减
17、压阀先导阀调压,主先导阀调压,主阀减压。阀减压。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀工作缸夹紧缸(5)应用应用使夹紧缸获得稳定的低压。使夹紧缸获得稳定的低压。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀2 2、顺序阀、顺序阀作用:作用:控制多个执行元件动作顺序。控制多个执行元件动作顺序。(1)(1)内控顺序阀内控顺序阀结构:结构:出油口接二次油路,有单出油口接二次油路,有单独泄油口。独泄油口。工作原理:工作原理:p p p ps s,接通。接通。特点:特点:内部控制,内部控制,外部泄油。外部泄油。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀顺序阀实物结构顺序阀实物结构第五章第五章 液压控制阀液压控制阀应用应用 控制
18、液压缸动作顺序控制液压缸动作顺序 内控外泄顺序阀内控外泄顺序阀用于多个执行元用于多个执行元件顺序动作。其件顺序动作。其进口压力先要达进口压力先要达到阀的调定压力,到阀的调定压力,而出口压力取决而出口压力取决于负载。于负载。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀(2)外控顺序阀外控顺序阀 结构:结构:控制油口。控制油口。工作原理:工作原理:p pK K p ps s,进出口接通。进出口接通。特点:特点:外部控制,外部控制,外部泄油。外部泄油。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀 顺序阀的四种结构形式及其图形符号顺序阀的四种结构形式及其图形符号通过改变上盖或底盖的装配位置可得到内控外泄、内通过改变上盖或
19、底盖的装配位置可得到内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄四种结构类型控内泄、外控外泄、外控内泄四种结构类型。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀基本原理基本原理控制油液控制油液出油口出油口作用作用符号符号溢流阀溢流阀减压阀减压阀顺序阀顺序阀利用弹簧力与油液压力产生的作用力相平衡利用弹簧力与油液压力产生的作用力相平衡进油口进油口出油口出油口进油口或远控口进油口或远控口接油箱接油箱接下一级回路接下一级回路泄流、调压、泄流、调压、卸荷、安全卸荷、安全顺序动作、卸顺序动作、卸荷(液控)荷(液控)降低油路降低油路压力压力 三种阀的性能比较与选用三种阀的性能比较与选用接下一级回路接下一级回路第五章第五章
20、液压控制阀液压控制阀3、压力继电器、压力继电器作用:利用系统中压力变化,控制电路的通断。作用:利用系统中压力变化,控制电路的通断。第五章第五章 液压控制阀液压控制阀工作原理工作原理 p p p ps s,微动开关闭合,发出电信号。微动开关闭合,发出电信号。p p p 0.40.5MPa0.40.5MPa(p p 0.4MPa0.4MPa时减压阀不起作用,和普通节流阀一样)时减压阀不起作用,和普通节流阀一样)第五章第五章 液压控制阀液压控制阀职能符号:职能符号:简化符号简化符号第五章第五章 液压控制阀液压控制阀三、旁通型调速阀三、旁通型调速阀 这种阀由压差式溢流阀和节流阀并联而成。它也能保持节流
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