液壓控制元件-方向控制閥

1、西華大學(xué)1主講主講 宋春華宋春華第四章第四章 液壓控制元件液壓控制元件西華大學(xué)2方向控制閥方向控制閥西華大學(xué)3第四章第四章 控制元件控制元件n重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容一、壓力控制閥：基本結(jié)構(gòu)與工作原理、符號(hào)表達(dá)一、壓力控制閥：基本結(jié)構(gòu)與工作原理、符號(hào)表達(dá)二、方向控制閥：三位四通換向閥的結(jié)構(gòu)與工作原二、方向控制閥：三位四通換向閥的結(jié)構(gòu)與工作原 理符號(hào)表達(dá)理符號(hào)表達(dá)三、流量控制閥：基本結(jié)構(gòu)與工作原理、符號(hào)表達(dá)三、流量控制閥：基本結(jié)構(gòu)與工作原理、符號(hào)表達(dá)四、方向控制閥：基本結(jié)構(gòu)與工作原理、符號(hào)表達(dá)四、方向控制閥：基本結(jié)構(gòu)與工作原理、符號(hào)表達(dá)五、伺服閥：基本結(jié)構(gòu)與工作原理、符號(hào)表達(dá)五、伺服閥：基本結(jié)構(gòu)與工作原

2、理、符號(hào)表達(dá)西華大學(xué)4第一節(jié)第一節(jié) 液壓控制閥概述液壓控制閥概述基本結(jié)構(gòu)：閥芯、閥體、驅(qū)動(dòng)裝置基本結(jié)構(gòu)：閥芯、閥體、驅(qū)動(dòng)裝置工作原理：閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制閥口工作原理：閥芯在閥體內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制閥口的通斷及開(kāi)口大小，來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力、流量和方向控的通斷及開(kāi)口大小，來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力、流量和方向控制。制。 在液壓系統(tǒng)中用來(lái)控制液流的壓力、流量在液壓系統(tǒng)中用來(lái)控制液流的壓力、流量和方向，保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照要求工作和方向，保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照要求工作( (影片影片) ) 。西華大學(xué)5n液壓閥的分類(lèi)液壓閥的分類(lèi)滑閥1 1、根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分、根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分錐閥球閥西華大學(xué)62 2、按用途分：、按用途分：壓力控制閥：

3、如溢流閥、減壓閥、順序閥等壓力控制閥：如溢流閥、減壓閥、順序閥等流量控制閥：如節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥、流量控制閥：如節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥、 比例流量閥等比例流量閥等方向控制閥：如單向閥、液控單向閥、換向閥等方向控制閥：如單向閥、液控單向閥、換向閥等西華大學(xué)73 3、按控制方式分、按控制方式分定值或開(kāi)關(guān)控制閥：普通控制閥、插裝閥、疊加閥等定值或開(kāi)關(guān)控制閥：普通控制閥、插裝閥、疊加閥等電液比例控制閥：包括普通比例閥和帶內(nèi)反饋的電液比電液比例控制閥：包括普通比例閥和帶內(nèi)反饋的電液比例閥例閥伺服控制閥：包括機(jī)液伺服閥和電液伺服閥伺服控制閥：包括機(jī)液伺服閥和電液伺服閥數(shù)字控制閥：數(shù)字控制閥：西

4、華大學(xué)84 4、按安裝方式分、按安裝方式分管式連接：閥體進(jìn)出口由螺紋或法蘭連接。管式連接：閥體進(jìn)出口由螺紋或法蘭連接。板式連接：閥體進(jìn)出口通過(guò)連接板與油管連接。板式連接：閥體進(jìn)出口通過(guò)連接板與油管連接。插裝閥：將不同功能的閥芯、閥套組件插入專(zhuān)門(mén)設(shè)插裝閥：將不同功能的閥芯、閥套組件插入專(zhuān)門(mén)設(shè) 計(jì)的閥塊，組成回路。計(jì)的閥塊，組成回路。疊加閥：板式連接的一種高級(jí)形式。疊加閥：板式連接的一種高級(jí)形式。西華大學(xué)9n液壓閥的性能參數(shù)液壓閥的性能參數(shù)公稱(chēng)通徑：代表閥的通流能力大小，對(duì)應(yīng)于閥的額定流量。公稱(chēng)通徑：代表閥的通流能力大小，對(duì)應(yīng)于閥的額定流量。額定壓力：液壓閥長(zhǎng)期工作所允許的最高壓力。額定壓力：液壓

5、閥長(zhǎng)期工作所允許的最高壓力。n液壓閥的基本要求液壓閥的基本要求動(dòng)作靈敏、使用可靠、沖擊和振動(dòng)小動(dòng)作靈敏、使用可靠、沖擊和振動(dòng)小閥口全開(kāi)時(shí)，壓力損失小；閥口關(guān)閉時(shí)，密封好閥口全開(kāi)時(shí)，壓力損失??；閥口關(guān)閉時(shí)，密封好所控制的參量（壓力或流量）穩(wěn)定，受外界干擾小所控制的參量（壓力或流量）穩(wěn)定，受外界干擾小結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維護(hù)方便，通用性好結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維護(hù)方便，通用性好西華大學(xué)10 方向控制閥用在液壓系統(tǒng)中控制液流的方向。它方向控制閥用在液壓系統(tǒng)中控制液流的方向。它包括單向閥和換向閥包括單向閥和換向閥(影片影片) 。n單向閥有普通單向閥和液控單向閥。單向閥有普通單向閥和液控單向閥。n換向

6、閥按操作閥芯運(yùn)動(dòng)的方式可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、換向閥按操作閥芯運(yùn)動(dòng)的方式可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)等。電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)等。第二節(jié)第二節(jié) 方向控制閥方向控制閥西華大學(xué)11n 方向控制閥方向控制閥1 1、單向閥、單向閥( (影片影片) ) 允許液流沿一個(gè)方向通允許液流沿一個(gè)方向通過(guò)，反方向液流被截止的方過(guò)，反方向液流被截止的方向閥。向閥。用途：安裝在泵的出口，防用途：安裝在泵的出口，防止系統(tǒng)壓力沖擊；或者油液止系統(tǒng)壓力沖擊；或者油液倒流進(jìn)油箱；安裝在系統(tǒng)回倒流進(jìn)油箱；安裝在系統(tǒng)回油路上，作背壓閥。油路上，作背壓閥。 正向開(kāi)啟壓力只需（正向開(kāi)啟壓力只需（0.030.030.05 0.05

7、）MPaMPa，反向截止時(shí)為線密封，反向截止時(shí)為線密封，且密封力隨壓力增高而增大，密封性能良好。開(kāi)啟后進(jìn)出口壓力差且密封力隨壓力增高而增大，密封性能良好。開(kāi)啟后進(jìn)出口壓力差（壓力損失）為（壓力損失）為（0.20.20.3 0.3 ）MPaMPa. .。 西華大學(xué)122 2、液控單向閥、液控單向閥 反方向液流被截止時(shí)密封性好；控制油口通壓力油時(shí)，允許正反向反方向液流被截止時(shí)密封性好；控制油口通壓力油時(shí)，允許正反向液流自由通過(guò)。液流自由通過(guò)。用途：液壓系統(tǒng)的保壓或鎖緊回路。用途：液壓系統(tǒng)的保壓或鎖緊回路。西華大學(xué)13n換向閥 利用閥芯在閥體孔中運(yùn)動(dòng)，使油路接通或切斷來(lái)改變液流方向。 按結(jié)構(gòu)形式：滑

8、閥式、轉(zhuǎn)閥式和球閥式 按閥體通路：二通、三通、四通等 按閥芯工作位置：二位、三位、四位等 按閥芯驅(qū)動(dòng)方式：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)等 按閥芯定位方式：機(jī)械定位和彈簧復(fù)位。西華大學(xué)141 1、三位四通換向閥的結(jié)構(gòu)和原理、三位四通換向閥的結(jié)構(gòu)和原理n閥芯臺(tái)肩和閥體沉割槽可以是兩臺(tái)肩三沉割槽，也可以是三臺(tái)肩閥芯臺(tái)肩和閥體沉割槽可以是兩臺(tái)肩三沉割槽，也可以是三臺(tái)肩五沉割槽。當(dāng)閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)閥芯臺(tái)肩開(kāi)啟或封閉閥體沉割槽，五沉割槽。當(dāng)閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)閥芯臺(tái)肩開(kāi)啟或封閉閥體沉割槽，接通或關(guān)閉與沉割槽相通的油口。接通或關(guān)閉與沉割槽相通的油口。 閥芯與閥體孔閥芯與閥體孔配合處為臺(tái)肩，配合處為臺(tái)肩，閥體孔內(nèi)溝通油

9、閥體孔內(nèi)溝通油液的環(huán)形槽為沉液的環(huán)形槽為沉割槽。閥體在沉割槽。閥體在沉割槽處有對(duì)外連割槽處有對(duì)外連接油口。接油口。西華大學(xué)152、手動(dòng)（機(jī)動(dòng)）換向閥、手動(dòng)（機(jī)動(dòng)）換向閥n閥芯運(yùn)動(dòng)是藉助于機(jī)械閥芯運(yùn)動(dòng)是藉助于機(jī)械外力實(shí)現(xiàn)的。其中，手外力實(shí)現(xiàn)的。其中，手動(dòng)換向閥又分為手動(dòng)和動(dòng)換向閥又分為手動(dòng)和腳踏兩種；機(jī)動(dòng)換向閥腳踏兩種；機(jī)動(dòng)換向閥則通過(guò)安裝在運(yùn)動(dòng)部件則通過(guò)安裝在運(yùn)動(dòng)部件上的撞塊或凸輪推動(dòng)閥上的撞塊或凸輪推動(dòng)閥芯。特點(diǎn)是工作可靠。芯。特點(diǎn)是工作可靠。n根據(jù)閥芯的定位方式分根據(jù)閥芯的定位方式分為為n彈簧鋼球定位式彈簧鋼球定位式n彈簧自動(dòng)復(fù)位式彈簧自動(dòng)復(fù)位式西華大學(xué)163 3、電磁換向閥、電磁換向閥閥

10、芯運(yùn)動(dòng)是藉助于電磁力和彈簧力的共同作用。電磁鐵不得電，閥閥芯運(yùn)動(dòng)是藉助于電磁力和彈簧力的共同作用。電磁鐵不得電，閥芯在右端彈簧的作用下，處于左極端位置（右位），油口芯在右端彈簧的作用下，處于左極端位置（右位），油口p p與與A A通，通，B B不通；電磁鐵得電產(chǎn)生一個(gè)電磁吸力，通過(guò)推桿推動(dòng)閥芯右移，不通；電磁鐵得電產(chǎn)生一個(gè)電磁吸力，通過(guò)推桿推動(dòng)閥芯右移，則閥左位工作，油口則閥左位工作，油口p p與與B B通，通，A A不通。不通。西華大學(xué)17如果將兩端電磁鐵與彈簧對(duì)中機(jī)構(gòu)組合，又可組成三位的如果將兩端電磁鐵與彈簧對(duì)中機(jī)構(gòu)組合，又可組成三位的電磁換向閥，電磁鐵得電分別為左右位，不得電為中位電磁換

11、向閥，電磁鐵得電分別為左右位，不得電為中位（常位）。（常位）。電磁吸力有限，電磁換向閥最大通流量小于電磁吸力有限，電磁換向閥最大通流量小于100 L100 L/ /minmin。對(duì)。對(duì)液動(dòng)力較大的大流量閥則應(yīng)選用液動(dòng)換向閥或電液換向閥。液動(dòng)力較大的大流量閥則應(yīng)選用液動(dòng)換向閥或電液換向閥。西華大學(xué)184 4、電液換向閥、電液換向閥 n電液換向閥是由電磁電液換向閥是由電磁換向閥與液動(dòng)換向閥換向閥與液動(dòng)換向閥組合而成，液動(dòng)換向組合而成，液動(dòng)換向閥實(shí)現(xiàn)主油路的換向，閥實(shí)現(xiàn)主油路的換向，稱(chēng)為主閥；電磁換向稱(chēng)為主閥；電磁換向閥改變液動(dòng)閥控制油閥改變液動(dòng)閥控制油路的方向，稱(chēng)為先導(dǎo)路的方向，稱(chēng)為先導(dǎo)閥閥(影片

12、影片)。西華大學(xué)19為保證液動(dòng)閥回復(fù)中位，為保證液動(dòng)閥回復(fù)中位，電磁閥的中位必須是電磁閥的中位必須是A A、B B、T T油口互通。油口互通。控制油可以取自主油路的控制油可以取自主油路的p p口（內(nèi)控），也可以另設(shè)口（內(nèi)控），也可以另設(shè)獨(dú)立油源（外控）。采用獨(dú)立油源（外控）。采用內(nèi)控時(shí)，主油路必須保證內(nèi)控時(shí)，主油路必須保證最低控制壓力（最低控制壓力（0.30.30.5MPa0.5MPa) )；采用外控時(shí)，獨(dú)；采用外控時(shí)，獨(dú)立油源的流量不得小于主立油源的流量不得小于主閥最大通流量的閥最大通流量的15 15 ，以，以保證換向時(shí)間要求。保證換向時(shí)間要求。 電磁閥的回油可以單獨(dú)引出（外排），也可以在閥

13、體內(nèi)與主閥回電磁閥的回油可以單獨(dú)引出（外排），也可以在閥體內(nèi)與主閥回油口溝通，一起排回油箱（內(nèi)排）。油口溝通，一起排回油箱（內(nèi)排）。 液動(dòng)閥兩端控制油路上的節(jié)流閥可以調(diào)節(jié)主閥的換向速度。液動(dòng)閥兩端控制油路上的節(jié)流閥可以調(diào)節(jié)主閥的換向速度。西華大學(xué)20位、位、通通及及圖圖形形符符號(hào)號(hào)動(dòng)畫(huà)西華大學(xué)21n 換向閥的中位機(jī)能換向閥的中位機(jī)能n三位的滑閥在中位時(shí)各油三位的滑閥在中位時(shí)各油口的連通方式體現(xiàn)了換向口的連通方式體現(xiàn)了換向閥的控制機(jī)能，稱(chēng)之為滑閥的控制機(jī)能，稱(chēng)之為滑閥的中位機(jī)能。閥的中位機(jī)能。n不同滑閥機(jī)能的滑閥，閥不同滑閥機(jī)能的滑閥，閥體是通用的，僅閥芯臺(tái)肩體是通用的，僅閥芯臺(tái)肩的尺寸和形狀不

14、同。的尺寸和形狀不同。n滑閥機(jī)能的應(yīng)用：滑閥機(jī)能的應(yīng)用： 使泵卸載的有使泵卸載的有H H、K K、M M型；型；使執(zhí)行元件停止的有使執(zhí)行元件停止的有O O、M M型；使執(zhí)行元件浮動(dòng)的有型；使執(zhí)行元件浮動(dòng)的有H H、Y Y型；使液壓缸實(shí)現(xiàn)差型；使液壓缸實(shí)現(xiàn)差動(dòng)的有動(dòng)的有P P型。型。西華大學(xué)22n 換向閥的性能換向閥的性能n換向可靠性：換向信號(hào)發(fā)出后閥芯能靈敏地移到工作位置；換向可靠性：換向信號(hào)發(fā)出后閥芯能靈敏地移到工作位置； 換向換向信號(hào)撤除后閥芯能自動(dòng)復(fù)位。同一通徑的電磁閥，機(jī)能不同，可靠信號(hào)撤除后閥芯能自動(dòng)復(fù)位。同一通徑的電磁閥，機(jī)能不同，可靠換向的壓力流量范圍不同，一般用工作極限曲線表示

15、。換向的壓力流量范圍不同，一般用工作極限曲線表示。n壓力損失：包括閥口壓力損失和流道壓力損失。換向閥的壓力損失壓力損失：包括閥口壓力損失和流道壓力損失。換向閥的壓力損失除與通流量有關(guān)，還與閥的機(jī)能、閥口流動(dòng)方向有關(guān)，一般不超過(guò)除與通流量有關(guān)，還與閥的機(jī)能、閥口流動(dòng)方向有關(guān)，一般不超過(guò)1MPa1MPa。n內(nèi)泄漏量：滑閥式換向閥為環(huán)形間隙密封，工作壓力越高，內(nèi)泄漏量：滑閥式換向閥為環(huán)形間隙密封，工作壓力越高， 內(nèi)泄內(nèi)泄漏越大。泄漏不僅帶來(lái)功率損失，而且引起油液發(fā)熱。因此閥芯與漏越大。泄漏不僅帶來(lái)功率損失，而且引起油液發(fā)熱。因此閥芯與閥體要同心，并要有足夠的封油長(zhǎng)度。閥體要同心，并要有足夠的封油長(zhǎng)度

16、。n換向平穩(wěn)性：就是要求換向時(shí)壓力換向平穩(wěn)性：就是要求換向時(shí)壓力 沖擊要小。手動(dòng)換向閥和電液沖擊要小。手動(dòng)換向閥和電液換向閥可以控制換向時(shí)間來(lái)減小換向沖擊。換向閥可以控制換向時(shí)間來(lái)減小換向沖擊。n 換向時(shí)間和換向頻率：交流電磁鐵的換向時(shí)間約為換向時(shí)間和換向頻率：交流電磁鐵的換向時(shí)間約為0 0.030.15s.030.15s，直流電磁鐵的換向時(shí)間約為直流電磁鐵的換向時(shí)間約為0.10.3s0.10.3s；換行頻率為；換行頻率為6024060240次次/ /minmin。西華大學(xué)23n 電磁球閥簡(jiǎn)介電磁球閥簡(jiǎn)介n特點(diǎn)特點(diǎn) 對(duì)油液污染不敏感，換向性能好；密封性能好，最高壓對(duì)油液污染不敏感，換向性能好；密封性能好，最高壓力可達(dá)力可達(dá)63MPa63MPa；電磁吸力經(jīng)杠桿放大后傳給閥芯，推力大；使用；電磁吸力經(jīng)杠桿放大后傳給閥芯，推力大；使用介質(zhì)的粘度范圍大，可直接用于高水基、乳化液；加工裝配工藝介質(zhì)的粘度范圍大，可直接用于高水基、乳化液；加工裝配工藝難度較大，成本較高。難