液压液压控制阀流量控制阀.pptx

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1、1 流量控制阀流量控制阀简称简称流量阀流量阀，它通过改变节流它通过改变节流口通流面积或通流通道的长短来改变局部阻力口通流面积或通流通道的长短来改变局部阻力的大小，从而实现对流量的控制，进而改变执的大小，从而实现对流量的控制，进而改变执行机构的运动速度。行机构的运动速度。本章除讨论普通的流量阀之外，还要简要本章除讨论普通的流量阀之外，还要简要介绍逻辑阀和电液比例阀。介绍逻辑阀和电液比例阀。流量控制阀包括流量控制阀包括节流阀节流阀调速阀调速阀溢流节流阀溢流节流阀分流集流阀分流集流阀第1页/共47页2对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式:1 节流口的流量特性一、节流口流量公式一、节流口流量公式

2、 式中:阀口通流面积；阀口前、后压差；由节流口形状和结构决定的指数，0.5ml；节流系数。第2页/共47页3在流体力学中，我们遇到过两大类节流口。在流体力学中，我们遇到过两大类节流口。一类是一类是细长孔，细长孔，细长孔，细长孔，m=1m=1m=1m=1。在液压工程中，往往把这类节在液压工程中，往往把这类节流口当作固定流口当作固定(不可调如阻尼孔等不可调如阻尼孔等)节流器使用。节流器使用。另一类是另一类是薄壁节流口薄壁节流口薄壁节流口薄壁节流口,m=0.5,m=0.5,m=0.5,m=0.5。常常把它们作为节流阀阀口使用。常常把它们作为节流阀阀口使用。qp细长孔m=1簿壁口m=0.5流量与压差之

3、间为二次抛物线关系，如图示。流量与压差之间为二次抛物线关系，如图示。第3页/共47页4 液液压压系系统统在在工工作作时时，希希望望节节流流口口大大小小调调节节好好后后，流流量量 Q Q稳稳定定不不变变。但但实实际际上上流流量量总总会会有有变变化化，特特别别是是小小流流量量时时，节节流流口口形形状状、节节流流压压差差以以及及油油液液温温度等因素均影响流量稳定性。度等因素均影响流量稳定性。1.2 1.2 流量刚度流量刚度 当节流口前后压差变化时，通过节流口的流量将随之改变，节流口的当节流口前后压差变化时，通过节流口的流量将随之改变，节流口的这种特性可用这种特性可用流量刚度流量刚度T T来表征。来表

4、征。第4页/共47页5m=0.5Qp细长孔m=1123p1p2123簿壁口刚度的物理意义如下刚度的物理意义如下：当当p p有某有某一增量时，一增量时，Q Q值相应的也有某一增量，值相应的也有某一增量，Q Q的增量值越大，说明流量的变化也的增量值越大，说明流量的变化也就越大，刚度就越小。反之，则刚度就越大，刚度就越小。反之，则刚度大。大。流量的刚度反映了节流口在负载变流量的刚度反映了节流口在负载变化时保持流量稳定的能力。化时保持流量稳定的能力。第5页/共47页6压差一定时，刚度与流量成反比，开口越小压差一定时，刚度与流量成反比，开口越小,流量越小，刚度越大；流量越小，刚度越大；流量刚度与节流口压

5、差成正比，压差越大，刚度越大；流量刚度与节流口压差成正比，压差越大，刚度越大；系系数数m m 越越小小，刚刚度度越越大大。薄薄壁壁孔孔（m m0.50.5）比比细细长长孔孔（m m1 1）的的流流量量稳稳定定性性受受PP变化的影响要小。变化的影响要小。节节流流口口为为细细长长孔孔时时，油油温温越越高高，动动力力黏黏度度越越小小，节节流流系系数数K K越越大大，刚刚度度就就越越小小。当采用当采用 m=0.5 m=0.5 的薄壁小孔时，油温的变化对流量稳定性没有影响。的薄壁小孔时，油温的变化对流量稳定性没有影响。因此，为了获得较好的流量调节性能，应尽量避免采用细长孔节流口，应使节流口形式接近于薄壁

6、孔口，以获得较好的流量稳定性。第6页/共47页71.31.3节流口的形式与特征节流口的形式与特征 (1)(1)直角凸肩直角凸肩(沉割槽型沉割槽型)节流口节流口hB；B 阀体沉割槽的宽度。直角凸肩节流口直角凸肩节流口DB Bh h 本本结结构构的的特特点点是是过过流流面面积积和和开开口口量量呈呈线线性性结结构构关关系系，结结构构简简单单，工工艺艺性性好好。但但流流量量的的调调节节范范围围较较小小，小小流流量量时时流流量量不不稳稳定定，一一般般节节流流阀阀较少使用。较少使用。节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性在很大程度上决定节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性在很大程度上决定着流

7、量控制阀的性能。着流量控制阀的性能。第7页/共47页8(2)(2)锥形（针阀）节流口锥形（针阀）节流口锥形（针阀）节流口锥形（针阀）节流口Dh(a)特特点点：结结构构简简单单，可可当当截截止止阀阀用用。调调节节范范围围较较大大。由由于于过过流流断断面面仍仍是是同同心心环环状状间间隙隙，水水力力半半径径较较小小，小小流流量量时时易易堵堵塞塞，温温度度对对流流量量的的影影响响较较大大。一一般般用用于于要要求求较较低的场合低的场合 。第8页/共47页9(3)(3)单三角槽形单三角槽形(偏心式偏心式)节流口节流口 节节流流口口由由偏偏心心的的三三角角沟沟槽槽组组成成。阀阀芯芯有有转转角角时时，节节流流

8、口口过过流流断断面面面面积积即即产产生生变变化化。本本结结构构的的特特点点是是，小小流流量量调调节节容容易易。但但制制造造略略显显得得麻麻烦烦、阀阀芯芯所所受受的的径向力不平衡，只宜用在低压场合。径向力不平衡，只宜用在低压场合。第9页/共47页10(4)轴向三角槽式节流口 沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯做轴向运动，即可改变开口量沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯做轴向运动，即可改变开口量h h，从，从而改变过流断面面积。而改变过流断面面积。本节流口结构简单，水力半径大，调节范围较大。小流量时稳定性好，最本节流口结构简单，水力半径大，调节范围较大。小流量时稳定性好，最低稳定流量为低稳定流量为30

9、-50ml/min30-50ml/min。因小流量稳定性好，是目前应用最广的一种节流口。因小流量稳定性好，是目前应用最广的一种节流口。lDh三角槽式节流口第10页/共47页11(5)周向缝隙式节流口 阀芯上开有狭缝，旋转阀芯可以改变缝隙的通流面积大小。这种节流口阀芯上开有狭缝，旋转阀芯可以改变缝隙的通流面积大小。这种节流口可以作成薄刃结构，从而获得较小的稳定流量，但是阀芯受径向不平衡力，可以作成薄刃结构，从而获得较小的稳定流量，但是阀芯受径向不平衡力，只适于低压节流阀中。只适于低压节流阀中。周向缝隙式节流口周向缝隙式节流口第11页/共47页12 本结构为薄壁节流口，壁厚约本结构为薄壁节流口，壁

10、厚约0.07-0.09mm0.07-0.09mm，流量受温度的影响小、不易，流量受温度的影响小、不易堵塞、最低稳定流量约堵塞、最低稳定流量约20ml/min 20ml/min。阀芯的轴向位移可改变节流口过流断面的。阀芯的轴向位移可改变节流口过流断面的面积。节流口易变形，工艺复杂是本结构的缺点。面积。节流口易变形，工艺复杂是本结构的缺点。(6)(6)轴向缝隙式节流口轴向缝隙式节流口轴向缝隙式节流口轴向缝隙式节流口第12页/共47页132 节 流 阀2.1 2.1 节流阀节流阀 液流从进油口流入经节流口后，从阀的出油口流出。本阀的阀芯3的锥台上开有三角形槽。转动调节手轮1，阀芯3产生轴向位移，节流

11、口的开口量即发生变化。阀芯越上移开口量就越大。阀芯阀芯调节调节手轮手轮螺帽螺帽阀体阀体(a)第13页/共47页14 当节流阀的进出口压力差为定值时，改变节流口的开口量，即可改变流过节流阀的流量。节流阀和其它阀，例如单向阀、定差减压阀、溢流阀，可构成组合节流阀。第14页/共47页15 本节流阀具有螺旋曲线开口和薄刃式结构的精密节流阀。转动手轮和节流阀芯后，螺旋曲线相对套筒窗口升高或降低，改变节流面积，即可实现对流量的调节。第15页/共47页162.22.2单向节流阀单向节流阀 流体正向流动时，与节流阀一样，节流缝隙的大小可通过手柄进行调节；当流体反向流动时，靠油液的压力把阀芯4压下，下阀芯起单向

12、阀作用，单向阀打开，可实现流体反向自由流动。第16页/共47页17 根据根据“流量负反馈流量负反馈”原理设计而成的流量阀统称为调速阀。根据原理设计而成的流量阀统称为调速阀。根据“串联串联减压式减压式”和和“并联分流式并联分流式”之差别，又分为之差别，又分为调速阀调速阀和和溢流节流阀溢流节流阀2 2种主要类型，种主要类型，调速阀中又有普通调速阀和温度补偿型调速阀两种结构。调速阀中又有普通调速阀和温度补偿型调速阀两种结构。调速阀和节流阀在液压系统中的应用基本相同，主要与定量泵、溢流阀组调速阀和节流阀在液压系统中的应用基本相同，主要与定量泵、溢流阀组成节流调速系统。成节流调速系统。节流阀适用于一般的

13、系统，而调速阀适用于执行元件负载变化大而运动速节流阀适用于一般的系统，而调速阀适用于执行元件负载变化大而运动速度要求稳定的系统中。度要求稳定的系统中。3 调 速 阀第17页/共47页18 节流阀节流阀充当流量传感器，节充当流量传感器，节流阀口不变时，流阀口不变时，定差减压阀定差减压阀作为作为流量补偿阀口，通过流量负反馈，流量补偿阀口，通过流量负反馈，自动稳定节流阀前后的压差自动稳定节流阀前后的压差(P2-(P2-P3)P3)，保持其流量不变。因节流阀，保持其流量不变。因节流阀（传感器）前后压差基本不变，（传感器）前后压差基本不变，调节节流阀口面积时，又可以人调节节流阀口面积时，又可以人为地改变

14、流量的大小。为地改变流量的大小。3.1 3.1 串联减压式调速阀的工作原理串联减压式调速阀的工作原理串联减压式调速阀的工作原理串联减压式调速阀的工作原理(调速阀)串联减压式调速阀是由串联减压式调速阀是由定差减压阀定差减压阀和和节流阀节流阀串联而成的组合阀。串联而成的组合阀。第18页/共47页19第19页/共47页20p1p3(c)简化符号(b)符号原理p1p3p21-减压阀芯；2-节流阀芯acd1A2eb2ghp1(a)p2A2结构原理p3第20页/共47页21 节流阀芯杆2由热膨胀系数较大的材料制成，当油温升高时，芯杆热膨胀使节流阀口关小，能抵消由于粘性降低使流量增加的影响。3.2 (3.2

15、 (温度补偿温度补偿温度补偿温度补偿)调速阀调速阀调速阀调速阀 图图 7.97.9 温度补偿调速阀，减压阀部分的原理和普通调速阀相同。第21页/共47页223.3 3.3 溢流节流阀溢流节流阀溢流节流阀溢流节流阀(旁通调速阀旁通调速阀旁通调速阀旁通调速阀)溢流节流阀是由定差溢流阀和节流阀并联而成。定差溢流阀稳定节流阀前后的压差，消除负载变化对节流阀的影响。第22页/共47页23第23页/共47页24 分分流流阀阀的的作作用用是是使使液液压压系系统统中中由由同同一一个个油油源源向向两两个个以以上上执执行行元元件件供供应应相相同同的的流流量量(等等量量分分流流)，或或按按一一定定比比例例向向两两个

16、个执执行行元元件件供供应应流流量量(比比例例分分流流)，以以实实现两个执行元件的速度保持同步或定比关系。现两个执行元件的速度保持同步或定比关系。集集流流阀阀的的作作用用，则则是是从从两两个个执执行行元元件件收收集集等等流流量量或或按按比比例例的的回回油油量量，以以实实现其间的速度同步或定比关系。分流集流阀则兼有分流阀和集流阀的功能。现其间的速度同步或定比关系。分流集流阀则兼有分流阀和集流阀的功能。4 分流阀集流 分流集流阀又称为同步阀，它是分流阀、集流阀和分流集流阀的总称。分流集流阀又称为同步阀，它是分流阀、集流阀和分流集流阀的总称。第24页/共47页25(a)分流阀；(b)集流阀；(c)分流

17、集流阀 第25页/共47页26 代表两路负载流量Q1和Q2大小的压差值p1和p2同时反馈到公共的减压阀芯6上，相互比较后驱动减压阀芯来调节Q1和Q2大小，使之趋于相等。分流阀可以看作是由两个串联减压式流量控制阀结合为一体构成的。4.1 4.1 分流阀分流阀 该阀采用“流量-压差-力”负反馈，用两个面积相等的固定节流孔1、2作为流量一次传感器，作用是将两路负载流量Q1、Q2分别转化为对应的压差值p1和p2。第26页/共47页27采用不同采用不同节流边时节流边时的两种结的两种结构形式构形式第27页/共47页284.2 4.2 集流阀集流阀集流阀与分流阀的不同处为：集流阀与分流阀的不同处为：只能保证

18、执行元件回油时同步。只能保证执行元件回油时同步。集流阀装在两执行元件的回油路上，集流阀装在两执行元件的回油路上，将两路负载的回油流量汇集在一起回将两路负载的回油流量汇集在一起回油；油；两流量传感器共出口两流量传感器共出口O O，流量传感，流量传感器的通过流量器的通过流量Q Q1 1（或（或Q Q2 2）越大，其进）越大，其进口压力口压力P P1 1（或（或P P2 2）则越高。因此集流）则越高。因此集流阀的压力反馈方向正好与分流阀相阀的压力反馈方向正好与分流阀相反；反；第28页/共47页294.34.3分流集流阀分流集流阀 分流集流阀又称同步阀，它同时具有分流阀和集流阀两者的功能，能保证执行元

19、件进油、回油时均能同步。挂钩式分流集流阀的结构原理图。第29页/共47页30 分流时，因P0P1（或P0P2），此压力差将两挂钩阀芯推开，处于分流工况，此时的分流可变节流口是由挂钩阀芯的内棱边和阀套的外棱边组成；第30页/共47页31 集流时，因P0P1（或P0P2），此压力差将挂钩阀芯合拢，处于集流工况，此时的集流可变节流口是由挂钩阀芯的外棱边和阀套的内棱边组成。只能保证执行元件回油时同步。第31页/共47页32 逻辑阀又称插装阀，是一种较新型的液压元件，它的特点是通流能力大，密封性能好，动作灵敏、结构简单，因而主要用于流量较大系统或对密封性能要求较高的系统。5.1 5.1 逻辑阀逻辑阀5

20、逻辑阀第32页/共47页331先导控制阀；2控制盖板；3逻辑单元（主阀）、4，阀块体 逻辑阀由控制盖板、逻辑单元（由阀套、弹簧、阀芯及密封件组成）、阀体和先导控制阀（如先导阀为二位三通电磁换向阀）组成。由于插装单元在回路中主要起通、断作用，故又称二通插装阀。第33页/共47页34插装阀逻辑单元 5.1 逻辑阀逻辑阀(插装阀插装阀)的工作原理的工作原理 图中图中A和和B为主油路仅有的两个工作油口，为主油路仅有的两个工作油口，K为控制油口（与先导为控制油口（与先导阀相接）。当阀相接）。当K口回油时，阀芯开启，口回油时，阀芯开启，A与与B相通；反之，当相通；反之，当K口进油时，口进油时，A与与B之间

21、关闭。之间关闭。二通插装阀相当于一个液控单向阀。第34页/共47页355.2 方向控制逻辑方向控制逻辑(插装插装)阀阀 逻辑单向阀逻辑单向阀二位二通逻辑换向阀二位二通逻辑换向阀第35页/共47页36二位四通逻辑换向阀二位四通逻辑换向阀三位四通逻辑换向阀三位四通逻辑换向阀第36页/共47页37用作压力控制阀（a）溢流阀；(b)电磁溢流阀 5.3 压力控制逻辑压力控制逻辑(插装插装)阀阀 第37页/共47页385.4 流量控制逻辑流量控制逻辑(插装插装)阀阀 插装节流阀 第38页/共47页39 电液比例阀是一种按输入的电气信号连续地、按比例地对油液的压力、流量或方向进行远距离控制的阀。与手动调节的

22、普通液压阀相比，电液比例控制阀能够提高液压系统参数的控制水平；与电液伺服阀相比，电液比例控制阀在某些性能方向稍差一些，但它结构简单、成本低，所以它广泛应用于要求对液压参数进行连续控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统中。6 电液比例阀 电液比例控制阀的构成，从原理上讲相当于在普通液压阀上，装电液比例控制阀的构成，从原理上讲相当于在普通液压阀上，装上一个比例电磁铁以代替原有的控制（驱动）部分。根据用途和工作上一个比例电磁铁以代替原有的控制（驱动）部分。根据用途和工作特点的不同，电液比例控制阀可以分为电液比例压力阀、电液比例流特点的不同，电液比例控制阀可以分为电液比例压力阀、电

23、液比例流量阀和电液比例方向阀三大类。下面对三类比例阀作简要介绍。量阀和电液比例方向阀三大类。下面对三类比例阀作简要介绍。第39页/共47页40 比例电磁铁是一种直流电磁铁，与普通换向阀用电磁铁的不同主要在于，比例电磁铁的输出推力与输入的线圈电流基本成比例。这一特性使比例电磁铁可作为液压阀中的信号给定元件。6.1 6.1 比例电磁铁1一轭铁；2线圈；3一限位环；4隔磁环；5一壳体；6内盖；7一盖；8调节螺钉；9弹簧；10衔铁；11一支承环；12导向套第40页/共47页416.2 6.2 电液比例电液比例溢流阀溢流阀 阀下部与普通溢流阀的主阀阀下部与普通溢流阀的主阀相同，上部则为比例先导压力阀。相

24、同，上部则为比例先导压力阀。该阀还附有一个手动调整的安全阀该阀还附有一个手动调整的安全阀（先导阀）（先导阀）9，用以限制比例溢流，用以限制比例溢流阀的最高压力。阀的最高压力。第41页/共47页421一阀座；2先导锥阀；3-轭铁；4衔铁；5弹簧；6推秆；7线圈；8弹簧；9先导阀6.2 电液比例溢流阀溢流阀用比例电磁铁取代先导型溢流阀导用比例电磁铁取代先导型溢流阀导阀的调压手柄，便成为先导型比例阀的调压手柄，便成为先导型比例溢流阀溢流阀 第42页/共47页43安全阀先导比例阀第43页/共47页446.3 比例方向节流阀阀第44页/共47页456.4 电液比例调速阀阀第45页/共47页5-2 分析比

25、较溢流阀、减压阀和顺序阀的作用及差别。5-6 若减压阀调压弹簧预调为5MPa而减压阀前的一次压力为4MPa。试问经减压后的二次压力是多少?为什么?5-7 在节流调速系统中，如果调速阀的进、出油口接反了，将会出现怎样的情况，试根据调速阀的工作原理进行分析。5-9 溢流阀和节流阀都能做背压阀使用，其差别何在?5-11 说明0型、M型、P型和H型三位四通换向阀在中间位置时的性能特点。5-12 球式换向阀与滑阀式换向阀相比，具有哪些优点?5-13 电液比例阀与普通阀比较，有何特点?5-15 利用两个逻辑阀单元组合起来作主级，以适当的电磁换向阀作先导级，分别构成相当于二位三通、三位三通和四位三通电磁换向阀。5-16 利用四个逻辑阀单元组合起来作主级，以适当的电磁换向阀作先导级，分别构成相当于二位四通、三位四通电液换向阀。习习 题题第46页/共47页47感谢您的观看！第47页/共47页