液压第四章液压控制元件ppt.

一.活塞式液压缸双杆式单杆式固定方式缸体固定活塞杆固定1dD双杆式活塞缸课程回顾22134dqAAqv2212134)(dpAAppApAF3)差动连接2)有杆腔进油)dD(qAqv22224221221221244pDpdDApApF1)无杆腔进油2221222111)(44pdDpDApApF差动缸随度快，推力小，该结构常被用于机械设备的快速运动中。三、摆动式液压缸单叶片摆动马达双叶片摆动马达缸体叶片定子块摆动轴222MMmMvMpRrbpqTVMMMbrRqn222212MvMTRrbpZ222MMVMqRrbZ第四章液压控制元件在液压系统中，通常利用液压控制阀来对液流的流动方向、压力的高低以及流量的大小进行预期的控制，以满足负载的工作要求。概述方向控制阀压力控制阀流量控制阀叠加式液压阀二通插装阀液压阀的连接教学要求了解液压控制阀的分类。理解方向阀、压力阀、流量阀的工作原理、功用及其结构，掌握其分析方法。了解叠加阀的工作原理、插装阀的结构和工作原理。重点难点各种液压阀的工作原理各种液压阀的职能符号和工作方式各种液压阀的作用及应用各种液压阀的性能参数各种液压阀的典型结构、特点第一节概述一、液压阀作用液压阀是液压系统中控制液流流动方向，压力高低、流量大小的控制元件。液压阀结构：阀芯、阀体、驱动阀芯在阀体内做相对运动的装置。气动装置可以是弹簧、电磁体等液压阀工作原理：利用阀芯和阀体内作相对运动来控制阀口的大小，实现压力、流量和方向的控制。流经阀口的流量q与压力差和阀口面积有关，始终满足压力流量方程。流量计算符合孔口流量公式。mqKAp按用途分：压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀方向控制阀：单向阀、液控单向阀、换向阀、比例换向阀压力控制阀：溢流阀、减压阀、顺序阀、比例压力控制阀流量控制阀：节流阀、调速阀、分流阀、比例流量控制阀操纵方式分：人力操纵阀、机械操纵阀、电动操纵阀人力操纵阀：手把及手轮、踏板、杠杆（适用于小流量工况）机械操纵阀：挡板、弹簧、液压、气动电动操纵阀：电磁控制阀、电液控制阀三、液压阀分类1.工作可靠，动作灵敏，冲击振动小（导弹对接装置）2.压力损失小3.结构紧凑，安装调整维护使用方便，通用性好二、液压系统对阀的基本要求连接方式分：管式连接、板式及叠加式连接、插装式连接管式连接：阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接，安装方便。板式连接：阀体进出口通过连接板与油管连接，便于集成。插装式：将阀芯、阀套组成的组成件插入专门设计的阀块内实现不同功能。结构节凑。叠加式：板式连接阀的一种发展形式。第二节方向控制阀一、作用控制液流方向，从而改变执行元件的运动方向。二、分类单向阀换向阀性能要求：正向流动阻力损失小，反向时密封性好，动作灵敏三位四通位：工作状态通：管路§4-2.1单向阀1、普通单向阀结构：阀体、阀芯、弹簧等职能符号作用：只许油液单向流动，反向不通。要求：正向流动阻力小，反向不通，密封好。开启压力：0.03~0.05MPa背压阀：(单向阀的变形)弹簧较硬开启压力：0.2~0.6MPa背压：执行元件回油腔的压力增加。单向阀的应用：锁紧油缸，避免向油泵倒灌。平衡重物组成：普通单向阀+小活塞缸职能符号1PC2P二、液控单向阀特点：a.无控制油时，与普通单向阀一样，b.控制口通控制油时，在液压力作用下活塞向右移动，推动顶杆顶开阀芯，使油口A和B接通，油液就可以从B口流向A口。(正反向都可以流动)液控单向阀液压缸锁紧油缸，避免倒灌。控制重物下放速度。液控单向阀应用：§4-2.2换向阀按阀芯相对于阀体的运动方式：滑阀和转阀按操作方式：手动、机动、电磁、液动和电液等一、换向阀的工作原理：利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接通、关断或变换油流的方向，从而实现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。按阀芯工作时在阀体中所处的位置：二位和三位等按换向阀所控制的通路数不同：二通、三通、四通和五通等。二、换向阀的位和通路符号箭头不表示液体流动方向，仅表示油路是通路图1换向阀图形符号（滑阀、转阀）二位二通二位四通三位四通三位五通滑阀式换向阀工作原理液压缸换向回路转阀式换向阀工作原理（滑阀）转阀式换向阀图形符号工作原理：利用转阀和阀体的相对转动进行液流换向利用手动杠杆来改变阀芯位置实现换向。分弹簧自动复位（a）和弹簧钢珠（b）定位两种。手动换向阀：适用于小流量，需徒手操作的场合。常用于工程机械液压传动系统中。1）手动换向阀二、换向阀结构2）机动换向阀（p94）机动换向阀又称行程阀，主要用来控制机械运动部件的行程，借助于安装在工作台上的档铁或凸轮迫使阀芯运动，从而控制液流方向.1.滚轮2.阀芯3.弹簧工作原理：图示位置，阀芯2被弹簧3压向左端，油腔A和P不通；当挡铁和凸轮压住滚轮使阀芯2向右移动，油腔P与A相通。图形符号？机动换向阀（滚轮式）课程回顾：一、液压阀作用液压阀是液压系统中控制液流流动方向，压力高低、流量大小的控制元件。按用途分：压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀方向控制阀：单向阀、液控单向阀、换向阀、比例换向阀压力控制阀：溢流阀、减压阀、顺序阀、比例压力控制阀流量控制阀：节流阀、调速阀、分流阀、比例流量控制阀三、液压阀分类1.工作可靠，动作灵敏，冲击振动小2.压力损失小3.结构紧凑，安装调整维护使用方便，通用性好二、液压系统对阀的基本要求1、普通单向阀结构：阀体、阀芯、弹簧等2、液控单向阀职能符号1PC2P职能符号换向阀按阀芯相对于阀体的运动方式：滑阀和转阀按操作方式：手动、机动、电磁、液动和电液等利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接通、关断或变换油流的方向，从而实现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。3）电磁换向阀利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯来控制液流方向。它是电气系统和液压系统之间的信号转换元件。优点：易于实现自动化。应用：小流量的场合。（q≤63L/min)1.推杆；2.阀芯；3.弹簧电磁铁电源：交流（220v）：使用方便、气动力大、换向时间短、冲击大、噪声大、换向频率低（约30次/min），卡住时线圈容易燃烧。直流（24v）：换向冲击小，换向频率高（可达240次/min）、噪音小、气动力小、换向时间长（0.1-0.15s），需要直流电源，线圈不会烧坏，工作可靠。图形符号？未通电和通电阀的状态判断？4）液动换向阀（液体操纵，弹簧复位）利用控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向阀。左图中阀芯是由其两端密封腔中油液的压差来移动的。K2K2进油，K1回油，阀芯向左移动，使P和B相通，A和O相通；当K1进油，K2回油，阀芯向右移动，使P和A相通，B和O相通；当K1和K2都通回油时，阀芯回到中间位置。5）电液换向阀1-主阀心2-差动套筒3-差动活塞4-先导电磁阀液控阀特点：小功率电磁铁控制大功率主阀的优点，电液换向阀是电磁换向阀(先导阀)与液动换向阀(主阀)的组合。电磁换向阀起先导作用，可改变液流流向，从而改变液动滑阀位置。由于液控滑阀推力较大，主阀芯尺寸可以做的较大，从而允许较大油液流量通过。组成：单向阀，电磁阀阀芯、液动阀阀芯、阀体、节流阀电液换向阀：由于大流量，换向平稳的工况电液联合控制，弹簧复位。电磁控制先导阀动作液体控制主阀芯动作简化符号：三位四通电液换向阀应用：高压、大流量的场合。（q≤1200L/min)电液换向阀图形符号电磁-液压先导驱动阻尼孔1.中位机能各种操纵方式的三位四通和三位五通式换向滑阀，阀芯在中间位置时，各油口的连通情况称为换向阀的中位机能。对于三位阀有中位机能、左位机能和右位机能,三.换向阀的性能和特点两个方向换向时性能不同P、A、B、O全通，执行元件处于浮动状态，外力作用下可移动，液压泵卸荷。制动时油口互通，较O型平稳；换向精度不高。滑阀式换向阀的中位机能A﹑O口连通，P﹑B口封闭，执行元件处于闭锁状态，液压泵不卸荷P﹑A﹑B﹑O全闭，执行元件停止运动。系统不卸荷，液压缸充满油液，启动平稳；制动时突然关闭两个油口，运动惯性引起液压冲击大，换向精度高（油口同时关闭）。P﹑A﹑B口连通，O口封闭，可形成差动回路。两腔均有压力油，启、制动平稳。A﹑B口连通，P﹑O口封闭，执行元件处于闭锁状态，液压泵不卸荷A/B关闭，启动、制动性能好各种操纵方式的三位四通和三位五通式换向滑阀，阀芯在中间位置时，各油口的连通情况称为换向阀的中位机能。其常用的有“Ｏ”型、“Ｈ”型、“Ｐ”型、Ｋ”型、“Ｍ”型等。分析和选择三位换向阀的中位机能时，通常考虑：（1）系统保压：P口堵塞时，系统保压，液压泵用于多缸系统。（2）系统卸荷：P口通畅地与T口相通，系统卸荷。（HKXM型）（3）换向平稳与精度：A、B两口堵塞，换向过程中易产生冲击，换向不平稳，但精度高；A、B口都通T(O)口，换向平稳，但精度低。（4）启动平稳性：阀在中位时，液压缸某腔如通油箱，启动时无足够的油液起缓冲，启动不平稳。（5）液压缸浮动和在任意位置上停止：A、B两油口互通时，可利用其它装置调整工作位置。中位机能的选择原则：2）滑阀的液动力由液流的动量定律可知，油液通过换向阀时作用在阀芯上的液动力有稳态液动力和瞬态液动力两种。（1）稳态液动力：阀芯移动完毕，开口固定后，液流流过阀口时因动量变化而作用在阀芯上有使阀口关小的趋势的力，与阀的流量有关。（2）瞬态液动力：滑阀在移动过程中，阀腔液流因加速或减速而作用在阀芯上的力，与移动速度有关。3）液压卡紧现象在中、高压系统中，当阀芯停止运动一段时间后（一般约5分钟以后），这个阻力可以大到几百牛顿，使阀芯重新移动十分费力，这就是所谓的液压卡紧现象。卡紧原因：脏物进入缝隙；温度升高，阀芯膨胀；但主要原因是滑阀副几何形状和同心度变化引起的径向不平衡力的作用，其主要包括：a阀芯和阀体间无几何形状误差，轴心线平行但不重合b阀芯因加工误差而带有倒锥，轴心线平行但不重合c阀芯表面有局部突起倒锥（大端朝向高压腔），产生颈不平衡力阀芯碰上或毛刺引起径向不平衡力不产生径向不平衡力减小径向不平衡力措施：1）提高制造和装配精度2）阀芯上开环形均压槽原则：3-5个，宽度0.3-0.5mm，深度0.8-1mm换向阀小结位:阀芯的工作位置;通:阀体上油路的通道数;机能:中位时油路的连通方式。控制方式:手动、机动、电磁、弹簧、液压、液压先导控制、电磁-液压先导控制P94O型H型P型Y型K型第三节压力控制阀在液压传动系统中,控制油液压力高低的液压阀称之为压力控制阀，简称压力阀。这类阀的共同点是利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理工作的。分类按用途：溢流阀减压阀顺序阀平衡阀卸荷阀按阀芯结构：滑阀球阀锥阀按工作原理：直动式先导式§4-3.1溢流阀（一）溢流阀的作用和性能要求1．溢流阀的作用在液压系统中用来维持定压是溢流阀的主要用途。它常用于节流调速系统中，和流量控制阀配合使用，调节进入系统的流量，并保持系统的压力基本恒定。用于过载保护的溢流阀一般称为安全阀。2．液压系统对溢流阀的性能要求（1）定压精度高（2）灵敏度要高（3）工作要平稳且无振动和噪声（4）当阀关闭时密封要好，泄漏要小。（二）溢流阀的结构和工作原理溢流阀按其结构形式和基本动作方式可归结为：1.直动式溢流阀（图1）直接利用所调节的弹簧力与液压力相平衡进行工作2.先导式溢流阀（图2）一种组合阀，直动式+主阀图11-调节螺钉2-螺帽3-弹簧4-螺母5-阀体6-阀座7-阀心8-螺堵图2先导式溢流阀1.直动式溢流阀当溢流阀稳定工作时，作用在阀芯上的油液压力、弹簧的压紧力、稳态轴向液动力、阀芯的自重G和摩擦力是平衡的，它们可以用下式表示式中p为进油口压力；为阀芯承受油液压力的面积。sFbsFfFRAfbssRFGFFpA溢流阀是利用被控压力作为信号来改变弹簧的压缩量，从而改变阀口的通流面积和系统的溢流量来达到定压目的的。RfAFp若忽略液动力、阀芯的自重和摩擦力，则上式可写成