第五章液压控制阀 液压控制阀的基础知识 液压控制阀:对液压系统的压力、方向、流量控制,实现对 执行元件输出力(或扭矩)、运动速度和方向的控制。满足主机 的工作性能的要求,这些元件称阀。 类型:用途:方向、压力和流量阀。 控制方式:开关阀;比例控制阀;伺服控制阀;电液数字控 制阀。 结构形式:滑阀;锥阀;球阀;转阀。 安装连接方式:螺纹式;板式;集成块式;插装式 结构和原理 1.各阀都由阀体、阀心和操纵控制机构三个基本部分组成 2.各阀的工作原理都基于同一点:依靠阀芯与阀体的相对运 动来改变阀口处的状态(通或断或过流断面积变化),以实现各 种控制功能。 3.液压油流经各种阀口的压力流量特性,属薄壁形小孔
液压控制阀的基础知识： 液压控制阀：对液压系统的压力、方向、流量控制，实现对 执行元件输出力（或扭矩）、运动速度和方向的控制。满足主机 的工作性能的要求，这些元件称阀。 类型：用途：方向、压力和流量阀。 控制方式：开关阀；比例控制阀；伺服控制阀；电液数字控 制阀 。 结构形式：滑阀；锥阀；球阀；转阀。 安装连接方式：螺纹式；板式；集成块式；插装式。 结构和原理 1. 各阀都由阀体、阀心和操纵控制机构三个基本部分组成； 2. 各阀的工作原理都基于同一点：依靠阀芯与阀体的相对运 动来改变阀口处的状态（通或断或过流断面积变化），以实现各 种控制功能。 3. 液压油流经各种阀口的压力—流量特性，属薄壁形小孔。 第五章 液压控制阀
第五章液压控制阀 a.P× C流量系数,一般与雷诺数有关;a阀d 口过流断面积;△P前后压差。 所谓薄壁小孔就是孔口具有尖锐的边缘, 且小孔的长度小到以至于当液体流经小孔时, 只有局部阻力而不产生沿程水头损失的程度 般当小孔的长度与小孔的直径之比小于05 图5-1薄壁小孔 4.节流:一定流量的液体流经面积为a的阀口时,阀口前 后产生的△P压差(压力损失),这一现象称节流 流量Q不变化 当Q=常数,改变a,只能使阀口前后压差变化 当a很大时,△P=0;当Q=常数,a不变,△P不变 流量Q的变化: 当=常数,改变a,可调节流量Q; a=常数,△P变化,Q正变 当a=常数,Q变化,△P正变
C0—流量系数，一般与雷诺数有关；a—阀 口过流断面积；△P—前后压差。 所谓薄壁小孔就是孔口具有尖锐的边缘， 且小孔的长度小到以至于当液体流经小孔时， 只有局部阻力而不产生沿程水头损失的程度。 一般当小孔的长度与小孔的直径之比小于0.5。 图5-1薄壁小孔 4. 节流：一定流量的液体流经面积为a的阀口时，阀口前 后产生的△P压差（压力损失），这一现象称节流。 流量Q不变化： 当Q=常数，改变a，只能使阀口前后压差变化； 当a很大时，△P =0；当Q=常数，a不变，△P不变。 流量Q的变化 ： 当=常数，改变a，可调节流量Q； 当a=常数，△P变化，Q正变； 当a=常数，Q变化，△P正变。 第五章 液压控制阀
第五章液压控制阀 5.1压力控制阀 各类压力阀均依靠作用在阀芯上的液体压力与弹簧力的平衡关系 实现各种基本控制作用,如决定通口通或断以控制系统的最高压力 (如安全阀),最低压力(如卸荷阀);油路的连通顺序(如顺序 阀);控制阀口过流断面积大小以保持压力恒定(如减压阀和溢流 阀 原理:不计阀芯重量、摩擦力和稳态液压力,当下式成立: PA≥Fso=KX0 f KX P> 阀芯向上运动,阀口状态及过流断面 积发生变化,随着阀芯的上移,弹簧 压缩量增加,直到平衡 A 图5-2阀的原理
5.1 压力控制阀 各类压力阀均依靠作用在阀芯上的液体压力与弹簧力的平衡关系 实现各种基本控制作用，如决定通口通或断以控制系统的最高压力 （如安全阀），最低压力（如卸荷阀）；油路的连通顺序（如顺序 阀）；控制阀口过流断面积大小以保持压力恒定（如减压阀和溢流 阀）。 原理：不计阀芯重量、摩擦力和稳态液压力，当下式成立： 阀芯向上运动，阀口状态及过流断面 积发生变化，随着阀芯的上移，弹簧 压缩量增加，直到平衡。 图5-2 阀的原理 0 0 0 0 S S PA F KX F KX P A A = = 第五章 液压控制阀
第五章液压控制阀 、溢流阀 作用:恒压、保压和过载保护等 )直动式溢流阀 k(x+xo) g Q=Crdx,=P 三解之得:Qxd18n2-xP 4k 这种直动式溢流阀敏感元件和执 行合一,但存在问题,要求△P非常小 图5-3直动式溢流阀 没有办法实现。故只有在低压,并且调:3弹簧 或较小而d大,k也非常小,容易弹开, 推杆;2-调节螺 4-锁紧螺母; -阀体 节误差较大,为了提高精度用先导式溢 流阀。如图所示
一、溢流阀 作用：恒压、保压和过载保护等 一）直动式溢流阀 这种直动式溢流阀敏感元件和执 行合一，但存在问题，要求△P非常小 或较小而d大，k也非常小，容易弹开， 没有办法实现。故只有在低压，并且调 节误差较大，为了提高精度用先导式溢 流阀。如图所示。 2 0 2 3 1 2 2 0 ( ) 4 2 2g Q=c d ( ) 4 P d k x x g Q C dx P d P x P k = + = − 解之得： 图5-3 直动式溢流阀 1-推杆；2-调节螺母；3-弹簧； 4-锁紧螺母；5-阀盖；6-阀体； 7-阀心；8-螺塞 第五章 液压控制阀
第五章液压控制阀 二)先导式溢流阀 远程控制口K 符号 进油口P 出油口0 图 YF型三节阿心先导式溢流阀(管式) 锥阀《先导到);2一锥压:3一两盖;4一阀体;S一阻孔6一主心日7一主座; 8一主阀弹簧;9一调压{先导网)弹簧:1一两节螺钉:一调压手轮 组成:敏感元件和执行元件分开,由先导阀和主阀 组成
二）先导式溢流阀 组成：敏感元件和执行元件分开，由先导阀和主阀 组成 5-4 第五章 液压控制阀
第五章液压控制阀 压力由先导阀控制,流量经主阀口溢出,阀的开启压力由 先导阀弹簧调节,先导阀由一小规格的直动式溢流阀。而通过 阀的流量的绝大部分(95%)由主阀口溢出。 先导阀的尺寸不受额定流量的影响。阀前口的直径可以尽 量的小,因此在承受高压的情况下先导阀弹簧的预紧力和刚度 均可较小。 主阀尺寸和控制压力无关,可选用较大直径。在通过大流 量时,阀的升程很小,同主阀弹簧与控制压力无关,仅在主阀 关闭时起克服摩擦的作用,加速阀的关闭过程,减小滞后 主阀弹簧和预紧力均很小,因此阀的静态超调量很小,适 用于高压大流量系统,并提供进行远程控制和作卸荷阀的作用
压力由先导阀控制，流量经主阀口溢出，阀的开启压力由 先导阀弹簧调节，先导阀由一小规格的直动式溢流阀。而通过 阀的流量的绝大部分（95%）由主阀口溢出。 先导阀的尺寸不受额定流量的影响。阀前口的直径可以尽 量的小，因此在承受高压的情况下先导阀弹簧的预紧力和刚度 均可较小。 主阀尺寸和控制压力无关，可选用较大直径。在通过大流 量时，阀的升程很小，同主阀弹簧与控制压力无关，仅在主阀 关闭时起克服摩擦的作用，加速阀的关闭过程，减小滞后。 主阀弹簧和预紧力均很小，因此阀的静态超调量很小，适 用于高压大流量系统，并提供进行远程控制和作卸荷阀的作用。 第五章 液压控制阀
第五章液压控制阀 一工作原理: P1A=P2A2(压力较低时)主阀在弹簧的作用下关闭,当压力升高 大于先导阀弹簧的调定压力时,先导阀开启P1不等于P2。则 (P-P)A=k(x+xo)p-k(o+x)+P2 调节精度高的原因:=“x+2xQ k很小,x变化p变化小, 远程控制口的作用 1.远程控制:引油到溢流阀放在操作平台上, 操作这个阀达到控制的目的方便,远程控制阀的压 力低。 △ 2.远程控制口卸荷,系统处于非工作状态时使55压力流量特性 系统的压力最低,提高效率。 主要性能:压力调节范围:在规定的范围内最 大和最小值;压力流量特性曲线;启闭特性
工作原理： P1A1=P2A2（压力较低时）主阀在弹簧的作用下关闭，当压力升高 大于先导阀弹簧的调定压力时，先导阀开启P1不等于P2。则 调节精度高的原因： 远程控制口的作用 1. 远程控制：引油到溢流阀放在操作平台上， 操作这个阀达到控制的目的方便，远程控制阀的压 力低。 2. 远程控制口卸荷，系统处于非工作状态时使 系统的压力最低，提高效率。 主要性能：压力调节范围：在规定的范围内最 大和最小值；压力流量特性曲线；启闭特性。 k很小，x变化p1变化小， 0 1 2 0 1 2 ( ) ( ) ( ) k x x P P A k x x P P A + − = + = + ' ' 0 ' 2 1 k x x ( ) P X A + = 5-5 压力流量特性 第五章 液压控制阀
第五章液压控制阀 应用 1.调压(图5-61) 2.远程控制(图5-6.2) 3.安全阀(图5-6.3),(图5-6定量泵改为变量泵) 4.造成背压将溢流阀安装在系统的回油路上,可对回油 产生阻力,即造成执行元件的背压。回油路存在一定的背 压,可以提高执行元件的运动稳定性。 至系统 至系统 图5-61溢流阀调 图562溢流阀远图563溢流阀作 压 程控制 安全阀
应用 1. 调压（图5-6.1） 2. 远程控制（图5-6.2） 3. 安全阀（图5-6.3），（图5-6定量泵改为变量泵） 4. 造成背压将溢流阀安装在系统的回油路上，可 对回油 产生阻力，即造成执行元件的背压。回 油路存在一定的背 压，可以提高执行元件的运动 稳定性。 图5-6.1 溢流阀调 压 图5-6.3 溢流阀作 安全阀 图5-6.2 溢流阀远 程控制 第五章 液压控制阀
第五章液压控制阀 二、减压阀 减压阀是一种利用液压流经阀口时的节流 作用产生压力损失,使出口压力低于进口压力 的压力控制阀。用来控制系统中两油路的压力 差。若泵后的压力高想要某规律的压力,例如 机器的工件加紧,太大工件变形;太小不起作 用 常见的有定压、定差和定比减压阀。 一)定压减压阀 图5-7减压回路 作用:使系统中某部分回路获得比供油压 力低的恒定压力,同时消除油路的压力干 扰,使受减压阀控制的回路压力不受油源 的影响。 (图5.27P157)讲结构、原理、符号和应 用
减压阀是一种利用液压流经阀口时的节流 作用产生压力损失，使出口压力低于进口压力 的压力控制阀。用来控制系统中两油路的压力 差。若泵后的压力高想要某规律的压力，例如 机器的工件加紧，太大工件变形；太小不起作 用。 常见的有定压、定差和定比减压阀。 二、减压阀 作用：使系统中某部分回路获得比供油压 力低的恒定压力，同时消除油路的压力干 扰，使受减压阀控制的回路压力不受油源 的影响。 一） 定压减压阀 （图5.27P157）讲结构、原理、符号和应 用 图5-7 减压回路 第五章 液压控制阀
第五章液压控制阀 2 远控口K 泄油nL 进油口P1b)图形符号 出油口P2 a)结构图 图 先导式减压阀 一调压手轮;2一调节螺钉;3锥阀;4-锥阀座;5一阀益;6一阔体;7一主阀;8—端丑; 9-阻尼孔:10主阀弹簧;11—调压弹簧
5-8 第五章 液压控制阀