液压控制阀概述

第五章液压控制阀液压控制阀是液压系统中的控制元件，用来控制油液流动方向或调节系统中的压力和流量，以满足对执行机构所提出的换向和压力、速度的要求，从而使执行机构实现预期的动作。第一节概述一、液压控制阀分类液压控制阀按其机能分为三类：(1)压力控制阀。用于控制工作液体的压力，以实现执行机构提出的力或转矩的要求。(2)流量控制阀。用于控制和调节系统的流量，从而改变执行机构的运动速度。(3)方向控制阀。用于控制和改变系统中工作液体的流动方向，以实现执行机构运动方向的转换。二、液压控制阀的阀口各种液压控制阀的阀口数量因阀而异，有各种功能，一般可分为五种，分别用字母表示其功能：压力油口(P)：进入压力油的油口，但有些阀(如减压阀、顺序阀)的出油口也是压力油口。回油口(O或T)：低压油口。阀内的低压油从此流出，流向下一个元件或油箱。泄油口(L)：低压油口。阀体中漏到空腔中的低压油经它回到油箱。工作油口：一般指方向阀的A、B油口，由它连接执行元件。控制油口(K)：使控制阀动作的外接控制压力油由此进入。第一节概述三、液压控制阀的性能参数液压阀的性能参数是评价和选用液压阀的依据。它反映了液压阀的规格大小和工作特性。液压阀的规格大小用通径Dg(单位mm)表示。Dg是阀进、出油口的名义尺寸，它和油口的实际尺寸不一定相等，因后者还受油液流速等参数的影响。液压阀主要有两个参数，即额定压力和额定流量。第一节概述第二节压力控制阀一、溢流阀（一）溢流阀作用溢流阀是通过阀口的溢流，使被控制系统或回路的压力保持恒定，实现稳压、调压或限压作用。（二）溢流阀结构和工作原理溢流阀按其结构可分为直动式溢流阀和先导式溢流阀两种。第二节压力控制阀1．直动式溢流阀当作用在阀芯3上的液压力大于弹簧力时，阀口打开，油液溢流。通过溢流阀的流量变化时，阀芯位置也要变化，但因阀芯移动量极小，作用在阀芯上的弹簧力变化甚小，可以认为，溢流阀入口处的压力基本上是恒定的。调节弹簧7的预压力，即可调整溢流压力。改变弹簧的刚度，便可改变调压范围。第二节压力控制阀2．先导式溢流阀先导式溢流阀由主阀和先导阀两部分组成。主阀芯1上部受压面积略大于下部，当阀P口压力较低、先导阀芯4未开启时，作用在主阀芯上的液压力合力方向与弹簧3的作用力相同，阀关闭。阀有两个阻尼孔2和8，一个在主阀芯上，另一个在先导阀座上。第二节压力控制阀（三）溢流阀应用(1)作溢流阀。溢流阀有溢流时，可维持阀进口亦即系统压力恒定。(2)作安全阀。系统超载时，溢流阀打开，对系统起过载保护作用，而平时溢流阀是关闭的。(3)作背压阀。溢流阀(一般为直动式)装在系统的回油路上，产生一定的回油阻力，以改善执行元件的运动平稳性。(4)用先导式溢流阀对系统实现远程调压或使系统卸荷。第二节压力控制阀二、减压阀（一）减压阀功用和要求油液流经接在液压系统中的减压阀后，压力降低。减压阀能使与其出口处相接的某一回路的压力保持恒定。对减压阀要求：出口压力维持恒定，不受入口压力及通过流量大小的影响。第二节压力控制阀（二）减压阀结构和工作原理减压阀分直动式和先导式减压阀。直动式减压阀当阀芯处在原始位置时，阀口打开，阀的进、出口沟通。阀芯由出口处的压力控制，出口压力未达到调定压力时阀口全开，阀芯不工作。当出口压力达到调定压力时，阀芯上移，阀口关小，整个阀处于工作状态。如出口压力减小，阀芯下移，阀口开大，阀口处阻力减小，压降减小，使出口压力回升到调定值上。如出口压力增大，阀芯上移，阀口关小，阀口处阻力加大，压降增大，使出口压力下降到调定值上。第二节压力控制阀减压阀和溢流阀不同之处：(1)减压阀保持出口处压力基本不变，溢流阀保持进口处压力基本不变。(2)在不工作时，减压阀进出口互通，溢流阀进出口不通。(3)为保证减压阀出口压力调定值恒定，弹簧腔需通过泄油口单独外接油箱；溢流阀的出油口是通油箱的，所以它的弹簧腔和泄漏油可通过阀体上的通道和出油口接通，不必单独外接油箱。第二节压力控制阀三、顺序阀（一）顺序阀功用顺序阀用来控制多个执行元件的顺序动作。通过改变控制方式、泄油方式和二次油路的接法，顺序阀还可构成其他功能，作背压阀、平衡阀或卸荷阀用。顺序阀有直动式和先导式之分。根据控制压力来源的不同，有内控式和外控式之分。第二节压力控制阀（二）顺序阀工作原理直动式顺序阀内控式顺序阀在其进油路压力p1达到阀的设定压力之前，阀口—直是关闭的，达到设定压力后阀口才开启，使压力油进入二次油路，驱动另一个执行元件。如果将下盖转过90o，并打开螺堵K，则内控式顺序阀就可变为外控式顺序阀。第二节压力控制阀（三）顺序阀应用(1)控制多个执行元件的顺序动作。(2)与单向阀组成平衡阀，保持垂直放置的液压缸不因自重而下落。(3)用外控式顺序阀卸荷双泵系统中的大流量泵。(4)用内控式顺序阀接在液压缸回油路上，增大背压，以使活塞的运动速度稳定。第二节压力控制阀四、压力继电器压力继电器是利用液体压力来启闭电气触点的液压电气转换元件，它在油液压力达到其设定压力时，发出电信号，控制电气元件动作，实现泵的加载或卸荷、执行元件的顺序动作或系统的安全保护和连锁等功能。第三节流量控制阀流量控制阀是依靠改变阀口通流面积的大小或通流通道的长短来改变液阻，控制通过阀的流量，达到调节执行元件(液压缸或液压马达)运动速度的目的。（一）节流阀工作原理（二）节流阀应用节流阀在液压系统中，主要与定量泵、溢流阀组成节流调速系统。调节节流阀的开口，便可调节执行元件运动速度的大小。第三节流量控制阀二、调速阀减压阀上端的油腔b通过孔道a和节流阀后的油腔相通，压力为p2，而其肩部腔c和下端油腔d，通过孔道f和e与节流阀前的油腔相通，压力为pm。活塞上负载F增大时，p2增大，作用在减压阀阀芯上端的液压力增大，阀芯下移，减压阀的开口加大，压降减小，使pm增大，结果使节流阀前后的压差pm-p2保持不变；反之亦然。这样就使通过调速阀的流量恒定不变，活塞运动的速度稳定，不受负载变化的影响。第三节流量控制阀三、分流阀和集流阀自动将输入工作液体的流量等分或按一定比例分为两部分后再输出的流量控制阀，称为分流阀；自动将两部分液体等量或按一定比例输入后再合流输出的流量控制阀，称为集流阀；同时兼有这两种功能的则称为分流集流阀。第四节方向控制阀方向控制阀用来控制液压系统中工作液体的流向和通断。主要用途：(1)控制一条管路内工作液体的流动：使其通过、关断和阻止反向流通。(2)联接多条管路时选择液流的方向；(3)控制执行元件的起动、停止以及前进、后退等。方向控制阀按其用途可分为单向阀和换向阀两大类。截止阀也可列入换向阀类。第四节方向控制阀一、单向阀单向阀作用：控制工作液体只能向单一方向流动，而不允许反向流通。单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。（一）普通单向阀第四节方向控制阀（二）液控单向阀（三）双向液压锁双向液压锁由两个液控单向阀组成。第四节方向控制阀二、换向阀换向阀利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油流的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。换向阀根据阀芯相对于阀体的运动方式，分为转阀式换向阀和滑阀式换向阀两种。转阀式换向阀(又称转阀)是靠转动阀芯，以改变它与阀体的相对位置来改变油液流动的方向。滑阀式换向阀(又称滑阀)是靠直线移动阀芯，改变阀芯在阀体内的相对位置来改变油流的方向。滑阀式换向阀是应用最普遍的换向阀。第四节方向控制阀（三）换向阀结构1．手动换向阀松开手柄，阀芯靠弹簧力恢复至中位(常位)。2．电磁换向阀利用电磁铁的吸合力，控制阀芯运动实现油路的换向。3．液动换向阀利用液压系统中控制油路的压力油来推动阀芯移动实现油路的换向。4．电液动换向阀电液动换向阀简称电液换向阀，由电磁换向阀和液动换向阀组成，电磁换向阀为Y型中位机能的先导阀，用于控制液动换向阀换向；液动换向阀为O型中位机能的主换向阀，用于控制主油路换向。滑阀机能职能符号说明O型P、A、B、T口全封闭。液压泵不卸荷，液压缸闭锁，用于多换向阀并联工作H型P、A、B、T口全串通。活塞浮动，在外力作用下可移动，液压泵卸荷Y型P口封闭，A、B、T口相通。活塞浮动，在外力作用下可移动，液压泵不卸荷（四）换向阀中位机能分析三位换向阀的阀芯在中间位置时，各通口间有不同的连通方式，可满足不同的使用要求，这种连通方式称为换向阀的中位机能。不同的中位机能是通过改变阀芯的形状和尺寸得到的。K型P、A、T口相通，B口封闭。活塞处于闭锁状态，液压泵卸荷M型P、T口相通，A、B口封闭。活塞闭锁，液压泵卸荷，用于多M型换向阀并联工作X型P、A、B、T口处于半开启状态。液压泵基本上卸荷，但仍保持一定压力P型P、A、B口相通，T口封闭。液压泵与液压缸两腔相通，可组成差动回路J型P、A口封闭，B、T口相通。活塞停止，但在外力作用下可向一侧移动，液压泵不卸荷C型P、A口相通，B、T口封闭。活塞处于停止位置N型P、B口封闭，A、T口相通。与J型机能相似，只是A与B互换U型P、T口封闭，A、B口相通。活塞浮动，在外力作用下可移动，液压泵不卸荷在分析和选择换向阀的中位机能时，考虑：(1)系统保压当P口被封闭，系统保压，液压泵用于多缸系统。当P口不太通畅地与T口接通时(如X型)，系统保持一定的压力供控制油路使用(2)系统卸荷P口通畅地与T口接通时，系统卸荷3)换向平稳性和精度当液压缸的A、B两口都封闭时，换向过程易产生液压冲击，换向不平稳，但换向精度高；反之，A、B两口都通T口时，换向过程中工作部件不易制动，换向精度低，但液压冲击小(4)启动平稳性阀在中位时，液压缸某腔如通油箱，则启动时该腔内因无油液起缓冲作用，启动不太平稳(5)液压缸“浮动”和在任意位置上的停止阀在中位，当A、B两口互通时，卧式液压缸呈“浮动”状态，可利用其他机构移动工作台，调整其位置。当A、B两口封闭或与P口连接(在非差动情况下)，可使液压缸在任意位置处停止第六章液压辅助元件第一节密封装置一、密封装置作用与基本要求密封装置作用：防止液体泄漏(内泄和外泄)或杂质(灰尘、水等)从外部侵入液压系统。二、密封装置类型根据密封部分的运动状况，密封装置有静密封(密封部分固定不动)和动密封(密封部分运动)之分，动密封又有往复运动密封和旋转运动密封两种。按照密封工作原理的不同，分为非接触式密封装置和接触式密封装置两大类。第一节密封装置三、常用密封元件结构和性能1．O形密封圈O形密封圈为断面呈圆形的橡胶环，结构简单、使用方便，应用范围最广。当压力超过10MPa时，O形圈会被挤入低压侧的间隙中而损坏下，在低压侧加挡圈。如双向均受压力作用时，O形圈两侧均应加挡圈。使用挡圈后，可用于20MPa～30MPa压力下往复运动的密封。第一节密封装置2．Y形密封圈3．V形密封圈4．鼓形密封圈为液压支架研制的橡胶密封圈，应用在液压支架的液压缸密封上。第一节密封装置5．蕾形密封圈为液压支架液压缸研制的密封件，适用于液压支架的液压缸缸口与活塞杆的密封。6．组合式密封装置O形密封圈与截面为矩形的聚四氟乙烯塑料滑环组成组合密封装置。第一节密封装置滑环2和O形密封圈1组成轴用组合密封。第二节油箱•油箱作用储存液压系统中的工作液体，并兼有散热、沉淀杂质、分离混入油液中的水和气体以及为系统中元件提供安装平台等。•油箱分类开式油箱和闭式油箱。开式油箱是油箱液面和大气相通的油箱。闭式油箱是油箱液面和大气隔绝，整体密封，在顶部有一充气管，送入压缩空气。闭式油箱优点是泵的吸油条件较好，但系统的回油管和泄油管要承受背压。油箱还须设安全阀、压力表等元件以稳定充气压力，所以它只在特殊场合使用。第三节油管和管接头油管和管接头主要功用：连接液压元件和输送液压油。主要要求：有足够的强度、密封性能好、压力损失小和拆装方便。一、油管油管分硬管和软管两类，需要依据其安装位置、工作条件和工作压力来正确选用。二、管接头金属管之间或金属管与液压元件的连接可采用焊接、法兰连接和螺纹连接。橡胶软管与金属管或液压元件的连接均采用橡胶管接头连接。管接头类型和规格已标准化，可根据需要选用。第三节油管和管接头第四节过滤器一、过滤器