4-3溢流阀解析

（2）三位四通换向阀三位四通换向阀的滑阀机能有很多种，常见的有表4.1中所列的几种。中间一个方框表示其原始位置，左右方框表示两个换向位。其左位和右位各油口的连通方式均为直通或交叉相通，所以只用一个字母来表示中位的型式。PTABO型机能②因P口封闭，泵不能卸荷，泵排出的压力油只能从溢流阀排回油箱。③可用于多个换向阀并联的系统。当一个分支中的换向阀处于中位时,仍可保持系统压力，不致影响其它分支的正常工作。PTABO型机能①缸的两腔被封闭,活塞在任一位置均可停住,且能承受一定的正向负载和反向负载。1）O型机能阀芯处于中位时,P,A,B,T四个油口均被封闭，其特点是：2）H型机能阀芯处于中位时,P,A,B,T四个油口互通。PTABH型机能①虽然阀芯已处于中位，但缸的活塞无法停住。中位时油缸不能承受负载。②不管活塞原来是左行还是右行，缸的各腔均无压力冲击，也不会出现负压。换向平稳无冲击，换向时无精度可言③泵可卸荷。④不能用于多个换向阀并联的系统。因一个分支的换向阀一旦处于中位，泵即卸荷，系统压力为零，其它分支也就不能正常工作了。H型机能的特点如下：3）M型机能阀芯处于中位时,A、B油口被封闭，P、T油口互通。M型机能是取O型机能的上半部，H型机能的下半部组成的，故兼有二者的特点。M型机能如下：①活塞可停在任一位置上，能承受双向负载。②缸的两腔会出现压力冲击或负压，依活塞原来的运动方向而定。活塞有前冲。③泵能卸荷。④不宜用于多个换向阀并联的系统。PTABM型机能此种机能目的是构成差动连接油路，使单活塞杆缸的活塞增速。4）P型机能阀芯处于中位时，P、A、B油口互通，油口T被封闭。PTABP型机能O型机能H型M型P型三位四通手动换向阀弹簧复位方式钢珠定位方式手动换向阀主要有弹簧复位和钢珠定位两种型式。图4.17(a)所示为钢球定位式三位四通手动换向阀。图4.17(b)则为弹簧自动复位式三位四通手动换向阀。换向阀的操纵方式1.手动换向阀图4.17三位四通手动换向阀中位手柄阀芯复位弹簧图4.17三位四通手动换向阀左位手柄阀芯复位弹簧图4.17三位四通手动换向阀右位手柄阀芯复位弹簧此类控制方式的“信号源”是缸的运动件。例如将挡块固定在运动的活塞杆上，当挡块触压阀推杆2的滚滚轮1时，推杆2即推动阀芯3换向。挡块和推杆2端部的滚轮脱离接触后，阀芯即可靠弹簧复位。此种阀的控制方式因和缸的行程有关，也有管此类阀叫“行程阀”。1—滚轮2—推杆3—阀芯图5.18机动换向阀2.机动换向阀电磁换向阀是利用电磁铁吸力推动阀芯来改变阀的工作位置。（1）直流电磁铁和交流电磁铁3.电磁换向阀阀用电磁铁根据所用电源的不同，有以下三种：①交流电磁铁。寿命较短。②直流电磁铁。需要专用直流电源，使用寿命较长。③本整型电磁铁。本整型指交流本机整流型。（2）干式、油浸式、湿式电磁铁不管是直流还是交流电磁，都可做成干式和湿式的。湿式电磁铁具有吸着声小、寿命长、温升低等优点。图5.19三位四通电磁换向阀右电磁铁通电换向左、右电磁铁断电（复中位）左电磁铁通电换向（3）电磁换向阀的工作原理图4.20所示为交流式二位三通电磁换向阀。当电磁铁断电时，阀芯2被弹簧7推向左端，P和A接通；当电磁铁通电时，铁芯通过推杆3将阀芯2推向右端，使P和B接通。（4）电磁换向阀的典型结构图4.20交流式二位三通电磁换向阀图4.21为直流湿式三位四通电磁换向阀。当两边电磁铁都不通电时，阀芯2在两边对中弹簧4的作用下处于中位，P、T、A、B口互不相通；当右边电磁铁通电时，推杆6将阀芯2推向左端，P与A通，B与T通；当左边电磁铁通电时，P与B通，A与T通。图5.21直流湿式三位四通电磁换向阀4.液动换向阀液动换向阀是利用控制压力油来改变阀芯位置的换向阀。对三位阀而言，按阀芯的对中形式，分为弹簧对中型和液压对中型两种。阀芯两端分别接通控制油口K1和K2。当对液动滑阀换向平稳性要求较高时，还应在滑阀两端K1、K2控制油路中加装阻尼调节器。调节阻尼调节器节流口大小即可调整阀芯的动作时间。图5.22弹簧对中型三位四通液动换向阀p1p21、5—对中弹簧；2、4—定位套筒；3—阀芯；k1、k2—控制油口图4.22弹簧对中型三位四通液动换向阀电液换向阀起先导作用，控制液动换向阀的动作；液动换向阀作为主阀，用于控制液压系统中的执行元件。5.电液动换向阀图5.23外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀电液换向阀是电磁换向阀和液动换向阀的组合。电液换向阀用在大流量的液压系统中。图5.23外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀电液换向阀有弹簧对中和液压对中两种型式。若按控制压力油及其回油方式进行分类则有：外部控制、外部回油；外部控制、内部回油；内部控制、外部回油；内部控制、内部回油等四种类型。压力控制阀简称压力阀，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。压力阀包括：（1）用来控制液压系统压力的阀类。（2）利用压力变化作为信号来控制其它元件动作的阀类。按其功能和用途不同可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。第三节压力控制阀溢流阀溢流阀的主要用途有以下两点：1）调压和稳压。如用在由定量泵构成的液压源中，用以调节泵的出口压力，保持该压力恒定。2）限压。如用作安全阀，当系统正常工作时，溢流阀处于关闭状态，仅在系统压力大于其调定压力时才开启溢流，对系统起过载保护作用。溢流阀的特征是：阀与负载相并联，溢流口接回油箱，采用进口压力负反馈，不工作时阀口常开。液压系统对溢流阀的性能要求：定压精度高，灵敏度高，平稳无噪声和振动，密封性好，泄露要小。根据结构不同，溢流阀可分为直动型和先导型两类。图6.7滑阀式溢流口，端面测压6.2.1直动型溢流阀直动型溢流阀因阀口和测压面结构型式不同，形成了三种基本结构。无论何种结构，均是由调压弹簧和调压手柄、溢流阀口、测压面等三个部分构成。锥阀式溢流口，端面测压锥阀式溢流口，锥面测压直动式溢流阀是作用在阀芯上的主油路液压力与调压弹簧力直接相平衡的溢流阀。图6.7锥阀式直动型溢流阀溢流阀的符号直动型溢流阀结构简单，灵敏度高，但因压力直接与调压弹簧力平衡，不适于在高压、大流量下工作。锥阀芯与面测压调压手柄调压弹簧直动型溢流阀工作原理分析进口液压油经阀芯中间的阻尼孔作用在阀芯的锥面上，当进口油压力比较小时，阀芯在弹簧的作用下处于下端位置，将进出口油液隔开；当进油压力升高，在阀芯端面产生的作用力超过弹簧的压紧力等时，阀芯上升，阀口被打开，将多余油液派回油箱。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的目的。当系统压力升高时，阀芯向上运动，阀口同流面积增加，溢流量增大，进而使系统的压力下降。弹簧力的大小与控制压力成正比，因此要提高被控压力可以从缩小阀芯的面积和增大弹簧力两方面入手，阀口阀口直动型溢流阀与符号的对应关系溢流阀的符号测压面测压孔6.2.2先导型溢流阀先导型溢流阀的主要特点：由主阀芯负责控制系统的压力，先导级负责向主阀提供指令力，作用在主阀芯上的主油路液压力与先导级所输出的“指令压力”相平衡。1-主阀弹簧；2-阀芯；3-阻尼孔；4-导阀；5-弹簧液压油从p口进入，通过阻尼孔3后作用在导阀4上，当进油口压力较低，导阀上的液压作用力不足以克服导阀邮编的弹簧5时，导阀关闭；没有油液流过阻尼孔，主阀芯2两端压力相等，2处于最下端位置，进出油口隔断，无溢流。当进油口压力升高到作用在导阀上的液压力大于导阀弹簧作用力时，导阀打开，液压油就可以通过阻尼孔、经导阀流回油箱。用螺钉调节导阀弹簧的预紧力，就可以调节溢流阀的溢流压力。出油口P2进油口P1主阀芯主阀口导阀芯先导级固定节流孔调压手柄调压弹簧主阀弹簧2.溢流阀静态特性与动态持性静态特性是指阀在稳态工况时的特性，动态特性是指阀在瞬态工况时的特性。（1）静态特性：压力调节范围、启闭特性、卸荷压力；①压力调节范围是指调压弹簧在规定的范围内调节时，系统压力能平稳的上升和下降,且压力无突跳及迟滞现象时的最大和最小调定压力。溢流阀的最大允许流量为其额定流量，在额定流量下工作时溢流阀应无噪声、溢流阀的最小稳定流量取决于他的压力平稳性要求，一般规定为额定流量的15%、先导式溢流阀的启闭特性优于直动式溢流阀。也就是说，先导式溢流阀的调压偏差比直动式溢流阀的调压偏差小，调压精度更高。②对同一个溢流阀.其开启特性总是优于闭合特性。这主要是由于在开启和闭合两种运动过程中，摩擦力的作用方向相反所致。③当溢流阀的远程控制口K与油箱相连时，额定流量下的压力损失称为卸荷压力。先导式溢流阀的启闭特性比直动式溢流阀更好溢流阀的动态特性是指流量阶跃时的压力响应特性，如图。其衡量指标主要有压力超调量、响应时间等。（2）动态特性响应时间t1过渡过程时间t2溢流阀的动态特性是指流量阶跃时的压力响应特性。其衡量指标主要有压力超调量、响应时间等。溢流阀流量发生由零至额定流量的阶跃变化时，他的进口压力，也就是它所控制的系统压力，迅速升高并超过额定压力的调定值，然后逐步衰退到最终稳定压力，从而完成其动态过度过程。t1越小，溢流阀的响应越快，t2越小，溢流阀的动态过渡过程时间越短。压力阀在调压与减压回路中的应用在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节。在变量泵系统中，用溢流阀作安全阀用来限定系统的最高压力，防止系统过载。当系统中如需要两种以上压力时，则可采用多级调压回路。调压回路调节溢流阀便可调节泵的供油压力。1单级调压回路溢流阀调压弹簧压力表为了便于调压和观察，溢流阀旁一般要就近安装压力表。当换向阀在左位工作时，活塞为工作行程，泵出口压力较高，由溢流阀1调定。2双向调压回路高压溢流阀10MPa开启低压溢流阀4MPa当执行元件正反向运动需要不同的供油压力时，可采用双向调压回路。当换向阀在右位工作时，活塞作空行程返回，泵出口压力较低，由溢流阀2调定。（2）双向调压回路高压溢流阀10MPa关闭低压溢流阀4MPa开启液压系统工作时，执行元件短时间停止工作，不宜采用开停液压泵的方法，而应使泵卸荷（如压力为零）。利用电磁溢流阀可构成调压-卸荷回路。3、电磁溢流阀调压-卸荷回路换向居上位，溢流阀遥控口通油箱，卸压换向居下位，溢流阀主阀调压10MPa开启电磁溢流阀是由先导式溢流阀和两位两通电磁换向阀组合而成的复合阀，既能调压又能卸荷。如图6.27所示，当二位二通换向阀电磁铁通电时，电磁溢流阀可实现调压；电磁铁断电时，液压泵处于卸荷（卸压）状态。换向居上位，溢流阀遥控口通油箱，卸压换向居下位，溢流阀主阀调压10MPa开启电磁溢流阀原理图电磁阀通电卸压先导式溢流阀部分PT符号4、减压回路主油路压力由溢流阀调定，主路压力为10MPa经过减压后支路压力为3MPa液压系统中的定位、夹紧、控制油路等支路，工作中往往需要稳定的低压，为此，在该支路上需串接一个减压阀[图6.28(a)]。4、减压回路图6.28(b)为用于工件夹紧的减压回路。夹紧时，为了防止系统压力降低油液倒流，并短时保压，在减压阀后串接一个单向阀。图示状态，低压由减压阀1调定；当二通阀通电后，阀1出口压力则由远程调压阀2决定，故此回路为二级减压回路。换向阀居左位，减压阀由阀1弹簧调压为5MPa换向阀居右位，减压阀由远程阀2调压为3MPa小结压力阀中，溢流阀和减压阀是根据压力负反馈原理工作的，用于调压和稳压（控制压力）。压力负反馈的核心是将被控压力转化为力信号与指令力比较，指令力可用调压弹簧或比例电磁铁产生，比较元件一般是主阀或先导阀。要通过“测压面”、“测压孔”、“调节阀口”、“先导桥路”等几个要点去理解工作原理。溢流阀的主要作用有：①在某些定量泵系统中起定压溢流作用；②在变量泵系统或某些重要部位起安全限压作用。溢流阀的结构形式主要有两种：直动式溢流阀和先导式溢流阀。前者一般用于低压或小流量，后者用于高压大流量。小结溢流阀是利用作用于阀芯的进油口压力与弹簧力平衡的原理来工作的。弹簧力可以调整，故压力也可调整。当有一定流量通过溢流阀时，阀必须有一开口，此开口形成一个液阻，油液流过液阻时产生压降，这就形成了