液压控制阀

第6章液压控制阀目的任务掌握各种阀的图形符号、工作原理及主要应用，理解各种阀的主要结构重点难点各种阀的主要结构、工作原理与应用控制阀定义及作用液压控制阀：在液压传动系统中，控制或调节工作液体的压力、流量和流动方向的液压元件。作用：对液压执行元件进行开启、停止和换向等操作，调节其运动速度和输出力（或转矩），对液压传动系统或某些液压元件实行安全保护等。6.1液压控制阀的分类1按用途和功能分2按工作原理分3按结构形式分4按安装联接形式分6.1.1根据阀的功能与用途分类1)方向控制阀:用于变换液流通道、控制工作液体方向的元件。单向阀、换向阀2)压力控制阀：控制液体系统中工作液体压力的元件。溢流阀、减压阀、顺序阀、电液比例溢流阀3)流量控制阀：控制液压系统中工作液体流量的元件。节流阀、调速阀方向控制阀压力控制阀流量控制阀6.1.2按照阀的基本控制原理分类：１）开关控制阀：通过操纵工作液体流通的连通和截断，以控制液压系统中各流通的连接关系的元件。２）定值控制阀：通过其内部的给定装置，使液压系统中的某参数保持定值。３）比例控制阀：以给定的输入信号变化规律，连续地控制被控参数的元件，被控参数与输入信号成比例变化。４）伺服控制阀：根据输入信号与反馈信号的差值，自动控制调节工作液体的流量和压力等参数。５）数字控制阀：利用数字信号进行控制的电液阀。6.1.3根据阀的结构形式分类１）滑阀，阀芯为圆柱形，通过阀芯在阀体孔内的滑动来改变液流通路开口的大小，以实现液流压力、流量以及方向的控制。滑阀２）锥阀，阀芯为圆锥形，利用锥形阀芯的位移来改变液流通路开口的大小，以实现液流压力、流量以及方向控制。锥阀３）球阀，阀芯为圆球形，利用球形阀芯的开启、关闭动作，来控制液流的通和断。球阀４）喷嘴挡板阀，利用喷嘴与挡板间的相对位移来改变液流通路开口的大小，以实现对压力和流量的控制。6.1.4根据阀的连接方式分类１）管式连接，采用标准螺纹管接头进行连接。２）法兰连接，采用法兰盘进行连接。３）板式连接，通过连接板组成一定的控制回路，以减少管道和连接件。４）集成连接，由标准元件或以标准参数制造的元件按典动要求组成基本回路，然后将各基本回路集成在一起组成较为完整的液压系统的一种连接形式。如集成块、迭加阀、嵌装阀、插装阀等。液压系统对液压阀的基本要求如下：(1)动作灵敏、使用可靠，工作时冲击和振动小、噪声小、使用寿命长。(2)流体通过液压阀时，压力损失小；阀口关闭时，密封性能好，内泄漏小，无外泄漏。(3)所控制的参量(压力或流量)稳定，受外部干扰时变化量小。(4)结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性好。6.2方向控制阀单向阀换向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许反向流动。单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。用来使液压系统中的油路通断或改变油液的流动方向，从而控制液压执行元件的启动或停止，改变其运动方向的阀类。利用阀芯和阀体间相对位置的不同来变换阀体上各主油口的通断关系，实现各油路连通、切断或改变液流方向的阀类。1一阀体；2一阔芯；3一弹簧；A一进油口；B一出油口。普通单向阀直通式管式阀直角式板式阀6.2.1单向阀(1)普通单向阀结构及工作原理正向导通，反向不通上图所示的阀属于管式连接阀，此类阀的油口可通过管接头和油管相连，阀体的重量靠管路支承，因此阀的体积不能太大太重。压力损失大，容易产生振动和噪声。321ABAB3211—阀体；2—阀芯；3—弹簧；直通式单向阀中的油流方向和阀的轴线方向相同。直角式单向阀的进出油口A(P1)、B(P2)的轴线均和阀体轴线垂直。ABAB板式连接阀，阀体用螺钉固定在机体上，阀体的平面和机体的平面紧密贴合，阀体上各油孔分别和机体上相对应的孔对接，用“O”形密封圈使它们密封。直角式单向阀的进出油口A(P1)、B(P2)的轴线均和阀体轴线垂直。ABAB不但单向阀有管式连接和板式连接之分，其它阀类也有管式连接和板式连接之分。大多数液压系统都采用板式连接阀。(2)对单向阀的要求①开启压力要小。②能产生较高的反向压力，反向的泄漏要小。③正向导通时，阀的阻力损失要小。④阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声。(3)单向阀的符号单向阀和其它阀组合后，成为组合阀，例如单向顺序阀、单向节流阀等。AB单向阀的职能符号单向阀动画演示原理1G:\单向阀原理1.swf原理2G:\单向阀原理2.swf单向阀的工作原理A-B导通，B-A不通不能作单向阀B-A导通，A-B不通（2）液控单向阀1)液控单向阀的工作原理和图形符号注意：从控制口引入的压力液体始终是与Ｐ１和Ｐ２口不通的液控单向阀原理.swf2）简式内泄型液控单向阀此类阀不带卸荷阀芯，无专门的泄油口。1—阀体；2—阀芯；3—弹簧；4—阀盖；5—阀座；6—控制活塞；7—下盖。A—正向进油口;B—正向出油口K—控制口内泄油口通A腔1—控制活塞；2—顶杆；3—阀芯。3）简式外泄型液控单向阀此类阀不带卸荷阀芯，有专门的泄油口，外泄油口通油箱，故可用于较高压力系统。P1—正向进油口;P2—正向出油口K—控制口泄油口IY型液控单向阀。4）复式液控单向阀。１为主阀芯；２为卸荷阀芯；３为顶杆若在控制口K加控制压力，先顶开卸荷阀芯3，B腔压力降低，活塞5继续上升并顶开主阀芯2，大量液流自B腔流向A腔，完成反向导通。此阀适用于反向压力很高的场合。内泄式(内泄式)2-主阀芯;3-卸荷阀芯;5-控制活塞123456AB(外泄式)2-主阀芯;3-卸荷阀芯;5-控制活塞A-正向进油口;B-正向出油口;K-控制口ABKKL123456AB液控单向阀符号ABK〈a〉内泄式ABK〈b〉外泄式5）双液控单向阀(液压锁)。１，４为阀球２为阀体３为小活塞如图所示，使两个液控单向阀共用一个阀体1和一个控制活塞2，而顶杆3分别置于控制活塞两端，这样就成为双向液压锁。当P1腔通压力油时，一方面油液通过左阀到P2腔，另一方面使右阀顶开，保持P4与P3腔畅通。同样当P3腔通压力油时一方面油液通过右阀到P4腔，另一方面使左阀顶开，保持P2与P1腔通畅。而当P1和P2腔都不通压力油时，P2和P4腔封闭，执行元件被双向锁住，故称为双向液压锁。(3)单向阀的基本应用回路①简单单向回路。②背压回路。③锁紧回路。④定向回路。单向回路G:\单向回路.swf背压回路G:\背压回路.swf锁紧回路G:\双向锁紧回路.swf25134图中，用单向阀5将系统和泵隔断，泵开机时泵排出的油可经单向阀5进入系统;泵停机时，单向阀5可阻止系统中的油倒流。用单向阀将系统和泵隔断用单向阀产生背压在右图中，高压油进入缸的无杆腔，活塞右行，有杆腔中的低压油经单向阀后回油箱。单向阀有一定压力降，故在单向阀上游总保持一定压力，此压力也就是有杆腔中的压力，叫做背压，其数值不高一般约为0.5MPa。在缸的回油路上保持一定背压，可防止活塞的冲击，使活塞运动平稳。此种用途的单向阀也叫背压阀。背压阀pb在右图中，通过液控单向阀往立式缸的下腔供袖，活塞上行。停止供油时，因有液控单向阀，活塞靠自重不能下行，于是可在任一位置悬浮。将液控单向阀的控制口加压后，活塞即可靠自重下行。若此立式缸下行为工作行程，可同时往缸的上腔和液控单向阀的控制口加压，则活塞下行，完成工作行程。ABKG用液控单向阀使立式缸活塞悬浮用两个液控单向阀使液压缸双向闭锁将高压管A中的压力作为控制压力加在液控单向阀2的控制口上，液控单向阀2也构成通路。此时高压油自A管进入缸，活塞右行，低压油自B管排出，缸的工作和不加液控单向阀时相同。同理，若B管为高压，A管为低压时，则活塞左行。若A、B管均不通油时，液控单向阀的控制口均无压力，阀1和阀2均闭锁。这样，利用两个液控单向阀，既不影响缸的正常动作，又可完成缸的双向闭锁。锁紧缸的办法虽有多种，用液控单向阀的方法是最可靠的一种。12AB用单向阀将两个泵隔断在下图中，1是低压大流量泵，2是高压小流量泵。低压时两个泵排出的油合流，共同向系统供油。高压时，单向阀的反向压力为高压，单向阀关闭，泵2排出的高压油经过虚线表示的控制油路将阀3打开，使泵1排出的油经阀3回油箱，由高压泵2单独往系统供油，其压力决定于阀4。这样，单向阀将两个压力不同的泵隔断，不互相影响。2143用单向阀和其它阀组成复合阀由单向阀和节流阀组成复合阀，叫单向节流阀。用单向阀组成的复合阀还有单向顺序阀、单向减压阀等。在单向节流阀中，单向阀和节流阀共用一阀体。当液流沿箭头所示方向流动时，因单向阀关闭，液流只能经过节流阀从阀体流出。若液流沿箭头所示相反的方向流动时，因单向阀的阻力远比节流阀为小，所以液流经过单向阀流出阀体。此法常用来快速回油。从而可以改变缸的运动速度。对单向阀的主要性能要求是：正向液流通过时压力损失要小；反向截止时密封性要好；动作灵敏，工作时撞击和噪声小。6.2.2换向阀(1)换向阀的分类①按工作位置分类。二位、三位、四位和多位阀②接通道数目分类。二通、三通、四通和多通阀等③按阀芯结构分类。滑阀和转阀④按操作方式分类。手动、机动、液动、气动、电磁动及组合动换向阀是利用阀芯和阀体间相对位置的不同来变换阀体上各主油口的通断关系，实现各油路连通、切断或改变液流方向的阀类。换向阀结构原理图及其图形符号说明：(1)用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示几“位”。(2)一个方框上与外部相连接的主油口数有几个，就表示几“通”。(3)用方框内的箭头表示该位置上油路处于接通状态，但箭头方向不一定表示液流的实际流向。(4)方框内的符号“T”或“⊥”表示此通路被阀芯封闭，即不通。(5)通常换向阀与系统供油路连接的油口用P表示，与回油路连接的回油口用T表示，而与执行元件相连接的工作油口用字母A、B表示。(6)换向阀都有二个或二个以上的工作位置，其中一个为常态位，即阀芯未受到操纵力作用时所处的位置.。绘制液压系统图时，油路一般应连接在换向阀的常态位上。(2)换向滑阀的典型结构和工作原理①手动换向滑阀②机动换向滑阀。③电磁换向滑阀。④液动换向阀⑤电液换向阀手动换向阀机动换向滑阀电磁换向滑阀(3)滑阀机能及其结构①三位四通(五通)滑阀的机能滑阀机能:三位滑阀中间位置时的阀口连接关系，就称为滑阀机能。a.O型机能b.H型机能c.M型机能d.Y型机能三位四通滑阀的中位机能三位四通滑阀的中位机能(续）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虽然阀芯已除于中位，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，用能承受双向负载。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4）Y型机能阀芯处于中位时,Ｐ封闭，Ａ、Ｂ、Ｔ互通。对于执行元件，Y型机能的特点与H型相同；对于液压泵，其特点与O型机能相同。Y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。5）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1）并联从进油口来的油可直接通到所有换向阀的进油腔，而各换向阀的回油都可直接通到回油口。若采用这种连接方式，当各换向阀同时操作时，压力油总是首先进入阻力较小的油缸中去，因而很难实现外负荷