液压控制阀课件

液压与气压传动山东理工大学耿端阳2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院1第五章液压控制阀2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院2第一节概述为了控制执行元件（油缸、油马达）的输出力或力矩，运动速度和运动方向，在液压系统中要有操纵控制元件，这就是下面介绍的控制阀。控制阀是液压系统中的一类重要且结构复杂的元件，对其各方面的要求都很高，根据阀在液压系统中的作用不同，一般可分为如下三类阀。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院3一、控制阀的分类1.方向控制阀：控制系统液压油的方向（如单向阀、换向阀）2.压力控制阀：控制系统压力（如溢流阀（安全阀）、顺序阀、减压阀）3.流量控制阀：控制系统流量（如简单节流阀、调速阀）2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院4二、液压系统对控制的要求1.动作灵敏，工作平稳可靠，冲击、振动和噪音小。2.油液流经阀时阻力损失要小（不必要的水力损失）。3.密封性要好，泄漏要少（不必要的泄漏）。4.结构要简单、紧凑，体积小，通用性好，寿命长。5.与管路的连接形式：管式、板式、法兰。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院5第二节方向控制阀（方向阀）方向阀是用来控制系统中液压油方向的，有单向阀和换向阀两种。一、单向阀（一）普通单向阀要求：正向通油阻力小，反向密封要好，且动作灵敏。作用：控制系统中液压油方向，只允许有单向流动。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院6结构形式：直通式，直角式与管路连接方式：管式、板式、法兰式、快速接头式阀芯：球形---适用于流量较小的场合，制造工艺简单。锥形---制造工艺较复杂。1.结构2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院72.工作原理：液流由入口进入阀体，顶开阀芯（克服弹簧力），流向出油口，反向时，阀芯与阀座紧密接触。3.职能符号：4.应用：(1)作单向阀用（开启压力较小），预先确定，是不可调的。P2P12006-9-2山东理工大学精密模具实验室8锁紧油缸，避免向油泵倒灌。平衡重物2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院9(2)作背压阀（开启压力较大），目的使在执行元件的回油腔建立压力，使其工作平稳，因此，它往往被装在回油路上。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院10（二）液控单向阀当需反向流动时，可用液控单向阀1.结构P1P2K2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院112.作用原理当控制油口K不通压力油时，油只可以从P1进入，顶开单向阀，从P2流出；若油从P2进入，单向阀关闭，油路不通。当控制油口通压力油时，由于活塞腔的右腔与油箱相通，所以，在压力油作用下，活塞右行，推动顶杆，将单向阀推开，使反向P2与P1相通，这样，油在两个方向上可自由相通。3.职能符号P2P1K2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院124.应用组成液压锁，如图，在任何一个位置都可以将油缸锁住，无论多大的外力均不能使油缸动作。液压修井机起升系统中，若用此系统，则无论在什么高度，我们都可以将钻柱锁停住。若A为高压进口，B为低压出口，则A在打开阀1的同时，把阀2也打开，这样活塞右行；反之，亦然；如果A、B都不通油，则由于阀1,2都关闭，所以活塞不能运动。AB122020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院13（四）充液阀（实质上还是液控单向阀）充液阀用于油缸快速行程中，由于形成真空，需要从油箱中补油，或直接向油箱排出大量油液的回路中，以节省功率。充液箱油液控制活塞大弹簧控制油口X小弹簧充液箱阀芯菌状阀芯的液控单向阀常用作立式压机的充液阀。当压机滑块带动液压缸快速空程下降时，充液油箱内的油液由A口到B口向液压缸上腔充液，以防其吸空；当滑块快速回程时，控制口X通以压力油，控制活塞先顶开茵状阀芯中心的卸荷阀，使缸上腔先泄压然后再顶开茵状阀芯，使缸上腔的油液经该阀口快速流回充液箱。BA2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院14二、换向阀（一）分类及结构当液压系统中的执行元件需换向时，需要使用换向阀。1.对换向阀的要求：换向平稳，灵敏可靠，无冲击，压力损失小，内部泄漏要少。2.换向阀的分类(1)按换向阀阀芯运动形式可分为：滑阀和转阀两大类。工程上应用较多的是滑阀。(2)按阀芯工作位置可分为：两位，三位和多位阀。(3)按通路情况可分为：二通，三通，四通和多通。(4)按对滑阀阀芯的控制方式不同又可分为：手动（S）、机动（C）（即行程控制换向）、电动（D-交流、E-直流）、液动（Y）、电液动（DY和EY）等。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院15手动换向阀三位四通自动复位式手动换向阀，弹簧3使阀芯2处于自然位置。P为压力油入口，A、B分别接通液动机，O为回油口。环槽a通过阀芯中心孔与回油口相通，手柄向左拨动，阀芯右移，A与P、B与O接通；当手柄右打，阀芯向左移动，P与B、A与O接通，实现换向。当松动手柄，阀芯在弹簧作用下自动回复中立位置。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院16机动换向阀机动换向阀也称行程阀。图示为O型二位二通常闭式行程滑阀和图形符号。阀芯的移动靠挡块或凸轮推压阀杆顶部的滚轮实现。当移开挡块时，阀芯靠其底部的弹簧进行复位。改变挡块斜面角(凸轮的外廓形状)可使滑阀获得合适的移动速度，减小换向时系统中的液压冲击和噪产。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院17三位四通电磁换向阀插头组件壳体隔套衔铁线圈阀芯2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院182020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院19所以，一般在给换向阀命名时，都按这四个特性来进行，如三位四通电磁换向阀，二位三通手动换向阀等。了解了这些特征后，根据其命名便可以判断结构特点和功能。（二）滑阀式换向阀1.结构和工作原理所有换向阀结构上基本都有主阀体和阀芯两部分（主体结构）组成。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院20主体结构滑阀的阀体上开有多个通口，每个通口在阀体上有相应的沉槽，阀芯上的台肩可与两沉槽之间形成柱面密封，各通口之间是断开还是接通，取决于阀芯的不同位置，阀芯通过外力（机械力、电磁力、液压力等）在阀体内相对移动，可以停在不同的工作位置上，从而改变阀体内的通路，来达到使油路换向的目的。阀体阀芯2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院21PA二位二通换向阀2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院22PAB二位三通换向阀2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院23PABO三位四通换向阀2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院24PABO1O2二位五通换向阀2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院25PABO1O2三位五通换向阀2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院26举例2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院27ABPo不吸合左吸合右吸合2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院28（三）职能符号的意义1.每个方格表示阀的一个工作位置（一个位），有几个方格就有几个位，对三位阀来说，中间位为常态位，对二位阀来说，靠近弹簧的方格为常态工况。所谓常态位就是不用外部的手段使阀芯移动，而靠弹簧将阀芯定位的初始状态。2.在常态位方格外的每一条线表示一个通路，有几条线便是几通，写A/B/P/O。3.方格内各带箭头的线段表示阀内部通路情况及油流动的方向。“┴”、“┬”表示油路不通。4.左右两边（方格外）表示控制方式，弹簧表示由弹簧来复位。5.靠近电磁铁等控制方式的方格，表示该电磁铁等通电或动作时的通路情况。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院29（四）三位阀的滑阀机能当三位阀的阀芯处于中间位置时（常态位），阀的通路情况称为三位阀的滑阀机能（只有三位阀有这样的概念）。滑阀的机能共有以下几种：O型：P、O、A、B均不通，执行元件双向自锁。泵不卸荷，执行元件起动平稳，因为执行元件回油腔中充满了油。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院30M型：P、O相通，A、B关闭，执行元件双向自锁。油泵卸荷，起动平稳。P、T相通，A、B封闭，活塞闭锁不动；用于泵的卸荷。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院31P型：P、A、B通，O关闭，可联成差动回路。油泵不卸荷，起动平稳。P、A、B相通，T封闭，泵与缸两腔相通，组成差动回路。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院32Y型：A、B、O通，P关闭，执行元件呈浮动状态。泵不卸荷，起动有冲击。P口封闭，A、B、T三口相通，活塞浮动，在外力作用下可以移动，液压泵不卸荷。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院33此外还有H型，K型、X型、J型等四口相通，活塞处于浮动状态，在外力作用下可以移动，用于泵卸荷。P、A、T相通，B口封闭，活塞处于闭锁状态，用于泵卸荷。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院342020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院35换向阀小结职能符号: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。ABPO控制方式:O型H型P型Y型K型手动机动电磁液动电液2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院36（五）三位四通手动换向阀(1)自动弹簧复位式推位、拉位，放开手柄后，阀芯在弹簧作用下，自动回到中间位置。ABPoABPo(2)弹簧钢球定位式能在左、中、右三个位置定位。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院37（六）三位四通电磁阀ABPoABPo2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院38中高压电磁阀的代号：34DO-B10H-T3--位数4--通路数D--交流电磁铁O--O型滑阀机能B--板式连接（管式略，板式B，法兰F）10--公称通径10mmH--压力等级（C，H)2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院39（七）三位四通液动换向阀K1通油，阀芯右移，P、A接通，B、O接通；K2通油，阀芯左移，P、B接通，A、O接通。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院40与电动和手动换向阀相对比，其阀芯的改变是由压力油来控制的，用于大流量控制。1.结构和作用原理：将电磁铁换为通控制油路的K1，K2口，即电动改为液动，由K1，K2口进入的控制油来控制滑阀的移动，仍由弹簧控制复位。为了控制滑阀的移动（换向）的时间，在控制油路上接入一单向节流阀，进油不节流，回油节流，称带阻尼器的液动换向阀。ABPoABPo职能符号简化职能符号2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院41（八）电液动换向阀为使液动阀换向，在其控制的油路必须接入一换向装置。由于控制油路流量、压力均不大，因此选用电磁换向阀，这样将两种阀结合在一起，便组成了电、液动换向阀，电磁阀起先导作用，改变控制液流方向，以改变液动阀的位置。先导阀：不与执行机构发生直接联系，起到控制那个控制执行元件的阀的作用。1单向阀2节流阀3电磁铁4电磁阀阀芯5电磁铁6节流阀7单向阀8液动阀阀芯2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院42职能符号简化职能符号2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院43应注意：这两个阀放在一起有一个配合问题。为了使液动阀在需要时，能在弹簧的作用下可靠复位，电磁先导阀的滑阀应具有这样的机能，即保证电磁阀在中间位时，液动阀两端控制油路卸荷（互通并通油箱），即也应处于中位。因此，一般电磁阀选用的滑阀机能为“Y”。C型2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院44液动换向阀的滑阀机能也有O、P、Y、M、H…等型。当用M、K、H型时也要特别注意阀的机能特点。2020/3/26山东理工大学农业工程与食品科学学院45三、转阀图示为三位四通转