【每日一题】液压控制阀的工作原理及应用（一）

液压阀工作原理动画.ppt

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第五章液压控制阀本章重点：

1、液压阀的功能、类型及共同点；2、止回阀、液控止回阀的工作原理及应用；“通过”、“滑阀功能（中性功能）”、操作方法及应用；3、溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器的工作原理及应用；4、节流量阀的特点、主要结构及工作原理；调速阀的典型结构和工作原理；5、每个控制元素的图形符号。

1、溢流阀和减压阀的工作原理；2、调速阀的结构和工作原理。

本章难点：

第一节概述一、液压阀的作用液压阀用于控制液压系统中流体流动的压力、流量和方向。

二、液压阀的分类按功能划分：

方向控制阀（止回阀、换向阀） 压力控制阀（溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器） 流量控制阀（节流阀、调速阀）

（1）在结构上，所有的阀门都是由阀体、阀芯（旋转阀或滑阀）和驱动阀芯动作的部件（如弹簧、电磁铁）组成。

共同点：

根据操作方法：

手动和脚踏、电动、电动、液压、电液等。

(2）就工作原理而言，所有阀门的开度大小、阀门进出口压差、通过阀门的流量均符合孔板流量公式，但各种阀门控制的参数不一样，都是一样的。

三、液压阀的基本要求

(1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击振动小。

(2）流过的油压损失小。

(3）密封性能好。

(4）结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性强。

第 2 节 换向阀类型：

止回阀、换向阀一、止回阀类型：

普通单向阀、液控单向阀1、普通单向阀功能：

只允许油液单向流动，不允许油液逆向流动（起到止回作用）。

单向阀的性能要求：

(1）为正向传导，压力损失小；止回阀结构及工作原理

（2）反转时密封效果更好。

2、液控止回阀的作用：

(1） 表示不返回；

（2）如有必要，松开逆止器，让油反向通过。

结构及工作原理：

3、止回阀的使用

(1）单向函数：

安装在泵出口，pk=0.3～0.5bar

(2）对于背压阀：

防止液压缸冲撞或爬行，使系统工作平稳。

pk=2～6bar (3） 用于锁定装置：

起重机腿、夹紧电路等

(4）在控制油路中保持必要的压力：

pk≥p液压控制（5）用作复合阀：

单向节流阀、单向顺序阀、单向减压阀、单向调速阀等。

(6）本地回路用作安全阀：

pk＞p 换热器正常工作的阻力二、换向阀的作用：

通过改变阀芯相对于阀体的相对位置，可以开启或关闭油路，或改变油流方向，从而使液压执行器启动、停止或改变运动方向.

1、换向阀的性能要求

(1）开油时压力损失要小；

(2）断油时泄漏量要小；(3）滑阀换档时操作力要小。

2、类型根据阀芯的形状进行分类。滑阀【含控制部分、主体部分（位置、通）】转阀位置：

为了改变流向，阀芯相对于阀体有不同的工作位置（二位、三位）阀门公司，一个“□”代表一个位置。

经过：

将换向阀连接到液压系统油路的主油口（二通、三通、四通、五通）个数，一个“□”内，“↑”的交点个数或“⊥”和方框。

按阀门安装方式分类：

管式、板式、法兰式。

按操作方法分类：

.

手动、电动、电动、弹簧控制、液压、液压先导控制、电液等。

3、换向阀的主要结构和工作原理是PAB工作原理的动画演示3、几种典型换向阀的结构①手动换向阀②电动换向阀也叫行程阀.

它通过安装在工作台上的限位器或凸轮迫使阀芯移动。

通常为二位，有二通、三通、四通和五通，其中二位二通电动阀分为常闭和常开两种。

③电磁换向阀工作原理：

利用电磁铁的通电吸合和断电释放直接推动阀芯控制液流方向。

类型：

DC (E, 24V or 100V) AC (D, 36V or 220V or 380V) 干湿式电磁阀结构：

(1）动作快，操作轻，方便远距离控制；

（2）由于电磁铁尺寸和推力的限制，只能控制小流量（小于）的液体流量；（3）电磁铁需要电源信号控制：

如设备中的按钮开关、限位开关、行程开关等；(4）方向快，容易产生液压冲击。

特征：

④液压换向阀的工作原理：

利用控制油路的油压来改变阀芯位置的换向阀。

结构体：

特征：

(1）换向速度容易控制，结构简单，动作稳定可靠；

(2）由于液压驱动力大，适用于流量大的场合；(3）控制油路必须有开关或换向装置。

⑤ 电液换向阀由电磁阀组成：

电磁阀负责液压阀控制油路方向泰科流体控制阀门，起主导作用。

液压阀：

负责主油路的换向。

结构及工作原理 电液换向阀

(1）换向顺畅，无冲击；

(2）允许的流量很大。

（国内的：

32MPa，进口：

40MPa,) 特点：

4、换向阀滑阀功能正常位置：

方向阀阀芯在不受外力作用时的位置。

滑阀功能：

阀芯处于正常位置（原位）时各端口的连接方式。

例如二位阀有“常开型”和“常闭型”。

中值函数：

当三位换向阀的阀芯处于中间位置时，各油口的连通方式称为换向阀的中位功能。

三位置换向阀常用的中位功能：

“O”、“H”、“M”、“P”、“K”、“Y”型。

示例：

指出下列图形符号中的错误并更正。

第三节压力调节阀功能：

用于控制液压传动系统中油的压力，以满足执行机构所需的力和扭矩。

类型：

溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等

共同点：

它的工作原理是作用在阀芯上的液压和弹簧力平衡。

一、安全阀类型：

直接作用，先导作用：

（1）在连续溢流过程中保持系统压力恒定，起到稳压和溢流的作用（py=p系统，阀口常开）；

（2）防止液压系统过载，起到安全保护作用（py=1.1～1.2pmax，阀口常闭）。

（一）溢流阀的基本结构及其工作原理1、直动式溢流阀的工作原理：

直接利用液压平衡弹簧力来控制阀芯的启闭，从而保证进油口压力基本恒定。

①当pA＜Fs=kx0时，阀芯不动，溢流阀关闭；②由于qp>q段，节流阀前压力为p↑，当pA=Fs时，阀芯向上移动，溢流阀开启溢流。

此时qpq段p↓→h↓→qy↓→p↑p↑→h↑→qy↑→p↓使压力p稳定在设定值附近。

特征：

③结构简单，价格便宜，但工作时容易产生振动和噪音。

功能符号：

① 阀芯上的液压完全由弹簧力平衡，因此当系统压力较高时，弹簧必须非常坚硬阀门厂家，导致结构笨重，压力调节不便。

一般用于压力小于2.5MPa的低压系统，作为安全阀或背压阀。

②由于惯量或负载的变化，qy发生变化，即开度h发生变化。由于k很大，p不稳定，稳压精度差；2、 先导式溢流阀结构：

先导调节器部分：

控制主阀溢流压力的主阀部分：

溢出如何工作：

压力的控制原理是主阀芯上下两端的液体压力差与弹簧力相平衡。

①当p2A锥p1A，主阀芯关闭无溢流节流阀的工作原理，主阀弹簧很软，保证主阀芯关闭；②当p↑当p2A锥>Ft锥时，锥阀打开，一小部分油从阻尼孔流回油箱；由于阻尼减小，p1>p2，当(p1-p2）之差增大到(p1-p2）A>Ft为主时，主阀芯开启溢流；③当工作稳定，p2A cone = k cone (x2+Δx2）; (p1－p2）A= k main (x1+Δx1）因为主阀弹簧和提升阀弹簧很软，即k很小，所以当阀门开度变化时，压力变化很小，

特征：

④主阀芯采用锥面阀座结构密封，无搭接量，动作灵敏。

①由于提升阀的工作面积小，即使压力很高，弹簧刚度仍然不大，压力调节容易；②由于主阀的弹簧很软，溢流量变化时压力波动很小。

良好的静态特性；③ 能适应各种电压调节范围的要求；讨论：

①堵住主阀阻尼孔：

结果，无法建立系统压力；② 提升阀座小孔堵塞：

系统过载，出现压力超调；③遥控口K接油箱：

使系统在低压下卸荷；④遥控口K接另一个调压阀：

如果 py2

功能符号：

(二）溢流阀的应用1、在定量泵进油或回油节流调速系统中起稳压泄压(阀口常开)作用2、安全保护（常闭阀口）变量泵液压系统、定量泵旁通节流调速系统和非节流调速系统。

3、用作卸荷功能4、用作背压阀5、用作吸收换向冲击6、可实现多级调压和远程调压二、减压阀的作用1、

(1）解压：

降低液压系统的一个支路（控制油路、夹紧回路、润滑回路等）的压力。

（2）监管者：

稳定液压系统分支的压力。

2、减压阀按功能分类：

差压减压阀：

恒比减压阀：

确保阀门的出口压力为恒定值。

确保阀门进出口压差为固定值。

确保阀门进出口压力比为固定值。

按结构分为直动式先导式（常用）直动式减压阀3、先导式定值减压阀结构及工作原理结构上下移动通过主阀芯调节减压孔的节流损失。确保出口压力恒定。

先导调节器部分：

主阀部分：

给定阀门的出口压力值。

工作原则：

(1）解压：

孔

（2）监管者：

当阀芯稳定工作时，若p2↑，等式左边大于右边，阀芯向上移动，阀口开度减小，Δp增大，产生p2↓。

p3讨论：

(1）若p2

(2）若p1

例子：

如图所示为一个夹紧油路，如果溢流阀的调节压力为py=5MPa泰科阀门，减压阀的调节压力为pJ=2.5MPa，试分析A、A两点B 当夹紧油缸活塞空载移动时。每个减压阀阀芯在什么状态下的压力是多少？

夹紧时活塞停止运动后，A、B两点的压力是多少？

减压阀阀芯从系统到系统解决方案是什么状态：

在活塞空载运动期间，pB=0。此时减压阀中的先导阀关闭，主阀芯处于最大开启位置。如果不考虑流经减压阀的压力损失，则pA=0。

夹紧时活塞停止运动，pB=2.5MPa。

此时减压阀中的先导阀打开，主阀芯的开度很小。

但液压泵的输出油只有极少量流经减压阀中的先导阀，大部分通过溢流阀流回油箱。

则 pA=5MPa。

4、先导式减压阀和先导式溢流阀的区别：

③为保证减压阀出口压力设定值恒定，先导阀弹簧腔需通过放油口单独与油箱连接；溢流阀的出油口与油箱相连，使先导阀的弹簧腔和漏油可以与油箱相连。通过阀体上的通道和出油口，无需单独连接油箱。

①减压阀保持出口压力基本不变，溢流阀保持入口压力基本不变。

②不工作时，减压阀进出口相通，而溢流阀进出口堵塞。

三、顺序阀1、功能：

油路本身的压力变化用于控制阀口的开度，实现油路的通断，实现执行器的顺序动作，一般不控制系统压力。

直接控制顺序阀2、类型：

外（液控）控制顺序阀按控制方式按直动先导式结构3、结构及工作原理：

直动式先导式单向顺序阀与外控顺序阀4、先导式顺序阀和​​先导式溢流阀的区别：

(1）溢流阀入口压力在通流状态下基本不变。

顺序阀通常不控制系统压力。

（2）溢流阀为内漏，而顺序阀需单独引出泄漏通道，为外漏。

(3）溢流阀出口必须回油箱，顺序阀出口可接负载。

压力继电器是一种电液控制元件，将油的压力信号转换成电信号。四、压力继电器流量控制阀第四段的作用：

通过改变阀口的流通面积（孔板的局部阻力）或流道的长度来控制流量，从而达到执行机构所需的运动速度。

普通节流阀、调速阀、单向节流阀、单向调速阀等。

类型：

一、流量控制原理及孔板形式1、影响流动稳定性的因素 ※ 孔板通常有三种基本形式：

薄壁孔、细长孔和短孔。

※关系：

q=KAΔpm 表示 ※三种孔板的流量特性曲线如下：

(1）压差对流量的影响。

(2）温度对流动的影响。

(3）孔的抗堵塞性。

为了保证稳定的流动，孔口的形式优选为薄壁孔口。

针阀型 偏心槽型 轴向三角槽型 周向槽型 轴向槽型 当=0时，（空载）②当R=PPA1时节流阀的工作原理，v=0（停止运动）2、普通节流阀的调速特性三、单向节流阀四、调速阀1、组成：

普通节流阀+稳压阀、减压阀（串联）、溢流阀（并联），保证节流阀前后压差基本不变2、结构及工作原理：

减压阀阀芯的受力平衡方程：

这是：

由于弹簧刚度低，减压阀阀芯在工作时位移小，可以认为Fs基本保持不变。

因此，节流阀两端的压差p2-p3基本保持不变，保证了通过节流阀的流量稳定。

分析：

(1）阀芯稳定工作时：

(2）负载FL↑P3↑减压阀芯下移x↑P2↑q不随负载R的变化而变化，使转速稳定↑3、功能符号详细功能象征：

简化的功能符号：

液压阀_流量控制阀工作原理

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