液壓傳動課件

1、液壓與氣壓傳動第六章 液壓控制閥26.1 液壓閥概述液壓閥概述6.2 液壓閥上的共性問題液壓閥上的共性問題6.3 方向控制閥方向控制閥6.4 壓力控制閥壓力控制閥6.5 流量控制閥流量控制閥6.6 電液伺服閥電液伺服閥6.7 電液比例閥電液比例閥6.8 電液數(shù)字閥電液數(shù)字閥6.9 疊加閥和插裝閥疊加閥和插裝閥第六章 液壓控制閥36.1.1 6.1.1 液壓閥的作用液壓閥的作用 液壓控制閥的種類繁多，但他們在液壓系統(tǒng)的作用主要有三個方面：控制液壓油的壓力(壓力控制閥)、流量（流量控制閥）和流動方向（方向控制閥），保證執(zhí)行元件按照負(fù)載的需求進(jìn)行工作。 盡管液壓閥的種類繁多，且各種閥的功能和結(jié)構(gòu)形式

2、也有較大的差異，但都具有基本共同點：1. 在結(jié)構(gòu)上，所有液壓閥均由閥體、閥芯（錐閥，滑閥或球閥）和驅(qū)動閥芯動作的元、部件組成。 其中閥芯的結(jié)構(gòu)如圖所示。2. 在工作原理上，所有液壓閥的開口大小、進(jìn)出口間的壓差以及通過閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量公式，只是各種閥控制的參數(shù)各不相同而已。第六章 液壓控制閥4表表6-1 液壓控制閥的分類液壓控制閥的分類液壓閥可按不同的特征進(jìn)行分類，如表6-1所示。 6.1.2 6.1.2 液壓閥的分類液壓閥的分類第六章 液壓控制閥56.1.36.1.3對液壓閥的基本要求對液壓閥的基本要求動作靈敏、使用可靠、工作時沖擊和振動要小。閥口全開時，液流壓力損失??；閥口關(guān)

3、閉時，密封性能好。所控制的參量（壓力或流量）穩(wěn)定，受外干擾時變化量要小。結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)試、維護(hù)方便，通用性好。 第六章 液壓控制閥6 穩(wěn)態(tài)液動力是閥心移動完畢，開口固定之后，液流流過閥口時因動量變化而作用在閥心上的力。圖6-1所示為油液流過閥口的兩種情況。（一）穩(wěn)態(tài)液動力6.2.1 6.2.1 液動力液動力第六章 液壓控制閥7F瞬態(tài)液動力是滑閥在移動過程中（即開口大小發(fā)生變化時）閥腔中液流因加速或減速而作用在閥心上的力。F圖6-3所示為閥心移動時出現(xiàn)瞬態(tài)液動力的情況。（二）瞬態(tài)液動力第六章 液壓控制閥8F引起液壓卡緊的主要原因來自滑閥副幾何形狀誤差和同心度變化所引起的徑向不平衡液壓力，即液

4、壓卡緊力。6.2.2 6.2.2 卡緊力卡緊力第六章 液壓控制閥9F滑閥用于壓力閥或方向閥時，壓力油通過徑向縫隙泄漏量的大小，是閥的性能指標(biāo)之一。F滑閥用于伺服閥時，實際的和理論的滑閥零開口特性之間的差別，也取決于泄漏特性。6.2.3 6.2.3 閥的泄露閥的泄露第六章 液壓控制閥10方向控制閥主要有單向閥和換向閥兩類。6.3.1單向閥單向閥常用的單向閥有：普通單向閥和液控單向閥兩種。1. 普通單向閥（單向閥）普通單向閥（單向閥） 普通單向閥的作用是只允許液流沿一個方向通過，不能反向流動。普通單向閥如圖6-5所示。 第六章 液壓控制閥11圖圖 6-5普通單向閥普通單向閥第六章 液壓控制閥122

5、. 液控單向閥液控單向閥1p2pcp液控單向閥除進(jìn)出油口、外，還有一個控制油口第六章 液壓控制閥13普通單向閥 （正向） 內(nèi)泄式液控單向閥 （控制油口不通壓力油時）外泄式液控單向閥 需要指出的是，控制壓力油油口不工作時，應(yīng)使其通回油箱，否則控制活塞難以復(fù)位，單向閥反向不能截止液流。第六章 液壓控制閥146.3.2 換向閥換向閥1）功能：）功能： 換向閥是利用閥芯在閥體中作相對運動，使油路接通、切斷或改變流動方向，從而使執(zhí)行元件啟動、停止或變換運動方向。2）分類：）分類： （1）按結(jié)構(gòu)類型可分為滑閥式、轉(zhuǎn)閥式和球閥式。 （2）按閥體連通的主油路數(shù)可分為二通、三通、四通等。 （3）按閥芯在閥體內(nèi)的

6、工作位置可分為二位、三位，四位等。 （4）按操作閥芯運動的方式可分為手動、機(jī)動、電磁動、液動和電液動等。 第六章 液壓控制閥153滑閥或換向閥的結(jié)構(gòu)滑閥或換向閥的結(jié)構(gòu) 不同的通數(shù)和位數(shù)構(gòu)成了不同類型的換向閥，所謂二位閥、三位閥是指換向閥的閥芯有兩個或三個不同的工作位置；二通閥、三通閥、四通閥是指其閥體上有兩個、三個、四個各不相通且與系統(tǒng)中不同油管連接的油路接口。換向閥的功能主要就是由其控制的通路數(shù)和工作位置所決定。 換向閥都有兩個或兩個以上的工作位置，其中一個是常位，即閥芯未受外部操縱時所處的位置，繪制液壓系統(tǒng)圖時，油路一般應(yīng)連接在常位上。4滑閥式換向閥的操縱方式滑閥式換向閥的操縱方式 滑閥式

7、換向閥的操縱方式包括：手動 (機(jī)動)、電磁動、液動和電液聯(lián)合驅(qū)動等，見圖6-4、6-5、6-6。第六章 液壓控制閥16圖圖6-4 三位四通手動換向閥三位四通手動換向閥 圖圖6-5 二位二通電磁換向閥二位二通電磁換向閥 （電磁鐵得電時）（電磁鐵得電時）第六章 液壓控制閥17 圖圖6-6 三位四通電液換向閥三位四通電液換向閥(電磁鐵不得電時）(電磁鐵得電時）Graphics symbol （圖形符號）（圖形符號） Simplified graphics （簡化圖形）（簡化圖形） 第六章 液壓控制閥185. 5. 滑閥的中位機(jī)能滑閥的中位機(jī)能 三位閥有三個工作位置，根據(jù)需要，執(zhí)行元件可在左位或右位工

8、作。三位換向閥的閥芯在中間位置時，各通口間有不同的連通方式，可滿足不同的使用要求，這種連通方式稱為換向閥的中位機(jī)能。不同的中位機(jī)能是在閥體的尺寸不變的情況下，通過改變閥芯的形狀和尺寸得到的。常見的中位機(jī)能、符號及其特點如表6-3所列。 第六章 液壓控制閥19 表表6-3 三位四通滑閥的中位機(jī)能三位四通滑閥的中位機(jī)能 第六章 液壓控制閥20 表表6-3 三位四通滑閥的中位機(jī)能三位四通滑閥的中位機(jī)能(續(xù)）續(xù)） 第六章 液壓控制閥216.4.1 溢流閥溢流閥 普通的壓力控制閥包括溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器，它們用來控制液壓系統(tǒng)中的油液壓力或通過壓力信號實現(xiàn)控制。 溢流閥按結(jié)構(gòu)型式分：（1）直

9、動型；（2）先導(dǎo)型。它旁接在液壓泵的出口保證系統(tǒng)壓力恒定或限制其最高壓力，有時也旁接在執(zhí)行元件的進(jìn)口，對執(zhí)行元件起安全保護(hù)作用。 第六章 液壓控制閥221.1.結(jié)構(gòu)及工作原理結(jié)構(gòu)及工作原理（1 1）直動型）直動型 圖6-7 直動型溢流閥 第六章 液壓控制閥23 直動型溢流閥的結(jié)構(gòu)及其圖形符號如圖6-7所示。壓力油從進(jìn)口P進(jìn)入閥后，經(jīng)孔和阻尼孔后作用在閥芯4的底面上。若彈簧剛度為K，預(yù)壓縮量為 ，閥芯直徑為D，閥口剛開啟時的進(jìn)口壓力為 ，通過額定流量 時的進(jìn)口壓力為 ，作用在閥芯上的穩(wěn)態(tài)液動力為 ，則得： （a a） 閥口剛開啟時的閥芯受力平衡關(guān)系式閥口剛開啟時的閥芯受力平衡關(guān)系式2k0DpK(

10、 xl )4 （b b） 閥口開啟溢流時閥芯受力平衡關(guān)系式閥口開啟溢流時閥芯受力平衡關(guān)系式20SDpK( xlx )F4 （6-1）（6-2）0 xkpspsqsF第六章 液壓控制閥24注意兩點：注意兩點：（a）調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓縮量x0，可以改變閥口的開啟壓力pk，進(jìn)而調(diào)節(jié)控制閥的進(jìn)口壓力p，此處彈簧稱之為調(diào)壓彈簧。（c c） 閥口開啟溢流的壓力流量方程閥口開啟溢流的壓力流量方程d2qCDxp （6-3）聯(lián)立求解式（6-1）和（6-2）可求得不同流量下的進(jìn)口壓力。（b）直動型溢流閥因液壓力直接與彈簧力相平衡而工作的，若壓力較高、流量較大，則要求調(diào)壓彈簧具有很大的彈簧力，這不僅使調(diào)節(jié)性能變差，而且

11、結(jié)構(gòu)上也難以實現(xiàn)。所以滑閥式直動型溢流閥一般只用于低壓小流量處。 第六章 液壓控制閥25(2)先導(dǎo)型先導(dǎo)型 若系統(tǒng)壓力和流量較大時，通常使用先導(dǎo)型溢流閥。其常見的結(jié)構(gòu)如圖6-8所示，它們由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成。這種閥的工作原理是利用主閥上下兩端油液壓力差來使主閥閥芯移動的。 圖圖6-8 先導(dǎo)溢流閥先導(dǎo)溢流閥 第六章 液壓控制閥26先導(dǎo)型溢流閥的靜特性可用下列五個方程描述：先導(dǎo)型溢流閥的靜特性可用下列五個方程描述：pDyCyyKAppAsin2)(10111（a）主閥閥芯受力平衡方程（b）主閥閥口壓力流量方程（c）先導(dǎo)閥閥芯受力平衡方程pDyCq21)(402211xxKdpApx（6-4）（

12、6-5）（6-6）第六章 液壓控制閥27（d）先導(dǎo)閥閥口壓力流量方程122sinpdxCqx（6-7）（e）流經(jīng)阻尼孔的壓力流量方程)(12814pplqqxl（6-8）第六章 液壓控制閥283. 溢流閥的基本性能主要有：溢流閥的基本性能主要有：（1）調(diào)壓范圍 在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時，閥的輸出壓力能平穩(wěn)地升降，無壓力突跳或遲滯現(xiàn)象。（2）壓力流量特性 溢流閥的進(jìn)口壓力隨流量變化而波動的性能稱為壓力流量特性或啟閉特性，如圖 6-9所示。 （3）壓力超調(diào)量 壓力峰值與額定壓力之差稱為壓力超調(diào)量，一般限制超調(diào)量不得大于額定值的30%。圖6-10為溢流閥由零壓、零流量過渡為額定壓力、額定流量的動態(tài)過程曲

13、線。第六章 液壓控制閥29圖圖6-9 6-9 溢流閥的壓力流量特性曲線溢流閥的壓力流量特性曲線 圖圖6-10 6-10 溢流閥的動態(tài)過程曲線溢流閥的動態(tài)過程曲線 第六章 液壓控制閥306.4.2 6.4.2 減壓閥減壓閥 減壓閥是一種利用液流流過縫隙產(chǎn)生壓力損失，使其出口壓力低于進(jìn)口壓力的壓力控制閥。 按調(diào)節(jié)要求不同有：（1）用于保證出口壓力為定值的定值減壓閥；（2）用于保證進(jìn)出口壓力差不變的定差減壓閥；（3）用于保證進(jìn)出口壓力成比例的定比減壓閥。其中定值減壓閥應(yīng)用最廣 ，又簡稱為減壓閥。 第六章 液壓控制閥311.1.減壓閥結(jié)構(gòu)及工作原理減壓閥結(jié)構(gòu)及工作原理圖圖6-11 先導(dǎo)型減壓閥先導(dǎo)型減

14、壓閥 第六章 液壓控制閥322. 減壓閥功用和特點減壓閥功用和特點 比較減壓閥與溢流閥的工作原理和結(jié)構(gòu)，可以將二者的差別歸納為以下三點： （l ）減壓閥保持出口壓力為定值；而溢流閥則保持進(jìn)口壓力恒定。（2）閥不工作時，減壓閥進(jìn)出油口相通；而溢流閥則進(jìn)出油口不通。（3）減壓閥進(jìn)出油口都有壓力，先導(dǎo)閥彈簧腔的泄漏油需單獨引回油 箱；而溢流閥的出口直接接回油箱，因此先導(dǎo)閥彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體內(nèi)流道內(nèi)泄至出口。第六章 液壓控制閥336.4.3 6.4.3 順序閥順序閥1.順序閥功能2.工作原理 順序閥是一種利用壓力控制閥口通斷的壓力閥，因用于控制多個執(zhí)行元件的動作順序而得名。 圖6-12為直動式順序閥

15、的工作原理 。第六章 液壓控制閥34圖圖6-12 直動型順序閥直動型順序閥第六章 液壓控制閥353. 3. 順序閥的控制形式：順序閥的控制形式： 依控制壓力的不同，順序閥可分為內(nèi)控和外控式兩種。見圖6-14。圖圖6-14 順序閥的四種控制形式順序閥的四種控制形式 第六章 液壓控制閥364. 特點特點 其中內(nèi)控內(nèi)泄用在系統(tǒng)中作平衡閥或背壓閥；外控內(nèi)泄用作卸載閥；外控外泄相當(dāng)于一個液控二位二通閥。將其特點歸納如下： 內(nèi)控外泄順序閥與溢流閥的相同之點是：內(nèi)控外泄順序閥與溢流閥的相同之點是： 閥口常閉，由進(jìn)口壓力控制閥口的開啟。 區(qū)別是內(nèi)控外泄順序閥調(diào)整壓力油去工作，當(dāng)因負(fù)載建立的出口壓力高于閥的調(diào)定

16、壓力時，閥的進(jìn)口壓力等于出口壓力，作用在閥芯上的液壓力大于彈簧力和液動力，閥口全開； 當(dāng)負(fù)載所建立的出口壓力低于閥的調(diào)定壓力時，閥的進(jìn)口壓力等于調(diào)定壓力，作用在閥芯上的液壓力、彈簧力、液動力平衡，閥的開口一定，滿足壓力流量方程。 第六章 液壓控制閥376.4.4 壓力繼電器壓力繼電器1.功能功能 2.2.結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點 壓力繼電器是一種將液壓系統(tǒng)的壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出的元件。其作用是，根據(jù)液壓系統(tǒng)壓力的變化，通過壓力繼電器內(nèi)的微動開關(guān)，自動接通或斷開電氣線路，實現(xiàn)執(zhí)行元件的順序控制或安全保護(hù)。 壓力繼電器按結(jié)構(gòu)特點可分為柱塞式、彈簧管式和膜片式等。圖6-15為單觸點柱塞式壓力繼電器 。第

17、六章 液壓控制閥38圖圖6-15 單觸點柱塞式壓力繼電器單觸點柱塞式壓力繼電器 第六章 液壓控制閥39 6-4 6-4 流量控制閥流量控制閥流量控制閥流量控制閥簡稱簡稱流量閥流量閥。 它通過改變節(jié)流口通流面積或通流通道的長短來改變局它通過改變節(jié)流口通流面積或通流通道的長短來改變局部阻力的大小，從而實現(xiàn)對流量的控制，進(jìn)而改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)部阻力的大小，從而實現(xiàn)對流量的控制，進(jìn)而改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動速度。的運動速度。 流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流集流閥等。流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流集流閥等。 本節(jié)除討論普通的流量閥之外，還要簡要介紹插裝閥、本節(jié)除討論普通的流量閥之外，還要簡要介紹插裝閥、比例

18、閥、伺服閥。比例閥、伺服閥。第六章 液壓控制閥40對流量控制閥的主要性能要求是：對流量控制閥的主要性能要求是： l l）閥的壓力差變化時，通過閥的流量變化小。）閥的壓力差變化時，通過閥的流量變化小。 2 2）油溫變化時，流量變化小。）油溫變化時，流量變化小。 3 3）流量調(diào)節(jié)范圍大，在小流量時不易堵塞，能得到很?。┝髁空{(diào)節(jié)范圍大，在小流量時不易堵塞，能得到很小的穩(wěn)定流量。的穩(wěn)定流量。 4 4）當(dāng)閥全開時，通過閥的壓力損失要小。）當(dāng)閥全開時，通過閥的壓力損失要小。 5 5）閥的泄漏量要小。對于高壓閥來說，還希望其調(diào)節(jié)力）閥的泄漏量要小。對于高壓閥來說，還希望其調(diào)節(jié)力矩要小。矩要小。 第六章 液壓

19、控制閥41對于節(jié)流孔口來說，可將流量公式寫成下列形式對于節(jié)流孔口來說，可將流量公式寫成下列形式:mpAKQ Qp 節(jié)流口的流量節(jié)流口的流量-壓力特性壓力特性 細(xì)長孔細(xì)長孔m=1 簿壁口簿壁口m=0.5式中式中:A閥口通流面積；閥口通流面積；p閥口前、后壓差；閥口前、后壓差；m由節(jié)流口形狀和結(jié)構(gòu)決由節(jié)流口形狀和結(jié)構(gòu)決定的指數(shù)，定的指數(shù)，0.5ml 。K節(jié)流系數(shù)；節(jié)流系數(shù)；n節(jié)流孔口流量公式節(jié)流孔口流量公式第六章 液壓控制閥42(1) 直角凸肩節(jié)流口直角凸肩節(jié)流口hB；B 閥體沉割槽的寬度。閥體沉割槽的寬度。 直角凸肩節(jié)流口D特點：特點： 過流面積和開口量呈線性過流面積和開口量呈線性結(jié)構(gòu)關(guān)系，結(jié)構(gòu)

20、簡單，工藝性結(jié)構(gòu)關(guān)系，結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好。但流量的調(diào)節(jié)范圍較小，好。但流量的調(diào)節(jié)范圍較小，小流量時流量不穩(wěn)定，一般節(jié)小流量時流量不穩(wěn)定，一般節(jié)流閥較少使用。流閥較少使用。節(jié)流口是流量閥的關(guān)鍵部位，節(jié)流口形式及其特性在很大節(jié)流口是流量閥的關(guān)鍵部位，節(jié)流口形式及其特性在很大程度上決定著流量控制閥的性能。程度上決定著流量控制閥的性能。 n節(jié)流口的形式及特征節(jié)流口的形式及特征第六章 液壓控制閥43(2) 針閥式針閥式(錐形凸肩錐形凸肩)節(jié)流口節(jié)流口 (a) 針閥（錐形）節(jié)流口針閥（錐形）節(jié)流口D h ( a ) 特點：特點： 結(jié)構(gòu)簡單，可當(dāng)截止閥結(jié)構(gòu)簡單，可當(dāng)截止閥用。調(diào)節(jié)范圍較大。用。調(diào)節(jié)范圍較大。

21、 由于過流斷面仍是同心由于過流斷面仍是同心環(huán)狀間隙，水力半徑較小，環(huán)狀間隙，水力半徑較小，小流量時易堵塞，溫度對流小流量時易堵塞，溫度對流量的影響較大。一般用于要量的影響較大。一般用于要求較低的場合求較低的場合 。第六章 液壓控制閥44(3) 偏心槽式節(jié)流口偏心槽式節(jié)流口節(jié)流口由偏心的三角溝槽組成。閥芯有轉(zhuǎn)角時，節(jié)流口過節(jié)流口由偏心的三角溝槽組成。閥芯有轉(zhuǎn)角時，節(jié)流口過流斷面面積即產(chǎn)生變化。本結(jié)構(gòu)的特點是，小流量調(diào)節(jié)容易。流斷面面積即產(chǎn)生變化。本結(jié)構(gòu)的特點是，小流量調(diào)節(jié)容易。但制造略顯得麻煩、閥芯所受的徑向力不平衡，只宜用在低壓但制造略顯得麻煩、閥芯所受的徑向力不平衡，只宜用在低壓場合。場合。

22、第六章 液壓控制閥45(4) 軸向三角槽式節(jié)流口軸向三角槽式節(jié)流口 Axial Triangle Groove Orifice 沿閥芯的軸向開若干個三角槽。閥芯做軸向運動，即可改沿閥芯的軸向開若干個三角槽。閥芯做軸向運動，即可改變開口量變開口量h h，從而改變過流斷面面積。，從而改變過流斷面面積。特點：結(jié)構(gòu)簡單，水力半徑大，調(diào)節(jié)范圍較大。小流量時特點：結(jié)構(gòu)簡單，水力半徑大，調(diào)節(jié)范圍較大。小流量時穩(wěn)定性好，最低對流量的穩(wěn)定流量為穩(wěn)定性好，最低對流量的穩(wěn)定流量為50ml/min50ml/min。第六章 液壓控制閥46 (d) 周向縫隙式節(jié)流口周向縫隙式節(jié)流口(5) 周向縫隙式節(jié)流口周向縫隙式節(jié)流口

23、閥芯上開有狹縫，旋轉(zhuǎn)閥芯可以改變縫隙的通流面積大閥芯上開有狹縫，旋轉(zhuǎn)閥芯可以改變縫隙的通流面積大小。這種節(jié)流口可以作成薄刃結(jié)構(gòu)，從而獲得較小的穩(wěn)定流小。這種節(jié)流口可以作成薄刃結(jié)構(gòu)，從而獲得較小的穩(wěn)定流量，但是閥芯受徑向不平衡力，只適于低壓節(jié)流閥中。量，但是閥芯受徑向不平衡力，只適于低壓節(jié)流閥中。 第六章 液壓控制閥47特點：薄壁節(jié)流口，壁厚約特點：薄壁節(jié)流口，壁厚約0.070.09mm，流量受溫度的影響小、不易堵塞、，流量受溫度的影響小、不易堵塞、最低穩(wěn)定流量約最低穩(wěn)定流量約20 ml/min 。閥芯的軸向位移可改變節(jié)流口過流斷面的面積。節(jié)流。閥芯的軸向位移可改變節(jié)流口過流斷面的面積。節(jié)流口易

24、變形，工藝復(fù)雜是本結(jié)構(gòu)的缺點?？谝鬃冃?，工藝復(fù)雜是本結(jié)構(gòu)的缺點。(6) 軸向縫隙式節(jié)流口軸向縫隙式節(jié)流口 (e) 軸向縫隙式節(jié)流口第六章 液壓控制閥48液流從進(jìn)油口流入經(jīng)節(jié)流液流從進(jìn)油口流入經(jīng)節(jié)流口后，從閥的出油口流出。本口后，從閥的出油口流出。本閥的閥芯閥的閥芯3 3的錐臺上開有三角的錐臺上開有三角形槽。轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)手輪形槽。轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)手輪1 1，閥芯，閥芯3 3產(chǎn)生軸向位移，節(jié)流口的開口產(chǎn)生軸向位移，節(jié)流口的開口量即發(fā)生變化。閥芯越上移開量即發(fā)生變化。閥芯越上移開口量就越大?？诹烤驮酱?。閥芯閥芯調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)手輪手輪螺帽螺帽閥體閥體常用的節(jié)流閥有常用的節(jié)流閥有普通節(jié)流閥、單普通節(jié)流閥、單向節(jié)流閥和行程

25、節(jié)流閥向節(jié)流閥和行程節(jié)流閥等等 1、普通節(jié)流閥、普通節(jié)流閥第六章 液壓控制閥49流體正向流動時，流體正向流動時，與節(jié)流閥一樣，節(jié)流縫與節(jié)流閥一樣，節(jié)流縫隙的大小可通過手柄進(jìn)隙的大小可通過手柄進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)流體反向流行調(diào)節(jié)；當(dāng)流體反向流動時，靠油液的壓力把動時，靠油液的壓力把閥芯閥芯4 4壓下，下閥芯起單壓下，下閥芯起單向閥作用，單向閥打開，向閥作用，單向閥打開，可實現(xiàn)流體反向自由流可實現(xiàn)流體反向自由流動。動。 節(jié)流閥芯分成了上閥芯和下閥芯兩部分。 第六章 液壓控制閥50調(diào)速閥由一個調(diào)速閥由一個定差減壓閥定差減壓閥和一個和一個節(jié)流閥節(jié)流閥串聯(lián)組合而成。節(jié)串聯(lián)組合而成。節(jié)流閥用來調(diào)節(jié)流量，定差減壓閥

26、用來保證節(jié)流閥前后的壓力差流閥用來調(diào)節(jié)流量，定差減壓閥用來保證節(jié)流閥前后的壓力差p p不受負(fù)載變化的影響，從而使通過節(jié)流閥的流量保持穩(wěn)定。不受負(fù)載變化的影響，從而使通過節(jié)流閥的流量保持穩(wěn)定。調(diào)速閥和節(jié)流閥在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用基本相同，主要與定量泵、調(diào)速閥和節(jié)流閥在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用基本相同，主要與定量泵、溢流閥組成節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。溢流閥組成節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。 節(jié)流閥適用于一般的系統(tǒng)，而調(diào)速閥適用于執(zhí)行元件負(fù)載節(jié)流閥適用于一般的系統(tǒng)，而調(diào)速閥適用于執(zhí)行元件負(fù)載變化大而運動速度要求穩(wěn)定的系統(tǒng)中。變化大而運動速度要求穩(wěn)定的系統(tǒng)中。 第六章 液壓控制閥51n工作原理工作原理調(diào)速閥是由調(diào)速閥是由定差減壓閥定差減壓

27、閥1 1和和節(jié)流節(jié)流閥閥2 2串聯(lián)而成的組合閥。串聯(lián)而成的組合閥。 節(jié)流閥節(jié)流閥1 1節(jié)流閥口不變時，定差節(jié)流閥口不變時，定差減壓閥減壓閥2 2作為流量補(bǔ)償閥口，通過流作為流量補(bǔ)償閥口，通過流量負(fù)反饋，自動穩(wěn)定節(jié)流閥前后的壓量負(fù)反饋，自動穩(wěn)定節(jié)流閥前后的壓差，保持其流量不變。因節(jié)流閥（傳差，保持其流量不變。因節(jié)流閥（傳感器）前后壓差基本不變，調(diào)節(jié)節(jié)流感器）前后壓差基本不變，調(diào)節(jié)節(jié)流閥口面積時，又可以人為地改變流量閥口面積時，又可以人為地改變流量的大小。的大小。 第六章 液壓控制閥52 詳細(xì)符號詳細(xì)符號p1 p3 簡化符號簡化符號p1p3p2p1p3p2節(jié)流閥節(jié)流閥減壓閥減壓閥A22A11A3p

28、2 A2 + p2 A3 =Fs+ p3 A1 Fs = k(x0+x), x0 x ; A2 + A3 = A1 p2p3 = Fs/A1kx0 /A1mpAKQ 第六章 液壓控制閥53n調(diào)速閥的流量特性調(diào)速閥的流量特性 當(dāng)調(diào)速閥進(jìn)、出口壓差大于一定數(shù)值當(dāng)調(diào)速閥進(jìn)、出口壓差大于一定數(shù)值( (p pmin)min)后，通過調(diào)速閥的流量不隨壓差后，通過調(diào)速閥的流量不隨壓差的改變而變化。而當(dāng)其壓差小于的改變而變化。而當(dāng)其壓差小于p pminmin時，時，由于壓力差對閥芯產(chǎn)生的作用力不足以克由于壓力差對閥芯產(chǎn)生的作用力不足以克服閥芯上的彈簧力，此時閥芯仍處于下端，服閥芯上的彈簧力，此時閥芯仍處于下端

29、，閥口完全打開，減壓閥不起減壓作用，故閥口完全打開，減壓閥不起減壓作用，故其特性曲線與節(jié)流閥特性曲線重合。因此，其特性曲線與節(jié)流閥特性曲線重合。因此，欲使調(diào)速閥正常工作，就必須保證其有一欲使調(diào)速閥正常工作，就必須保證其有一最小壓差最小壓差( (一般為一般為0.5MPa)0.5MPa)。另一方面。另一方面, ,調(diào)調(diào)速閥的壓力損失較節(jié)流閥大。速閥的壓力損失較節(jié)流閥大。mpAKQ 第六章 液壓控制閥54先不考慮安全閥先不考慮安全閥 溢流節(jié)流閥的工作原理圖和圖形符號溢流節(jié)流閥的工作原理圖和圖形符號 第六章 液壓控制閥55圖溢流節(jié)流閥的工作原理圖和圖形符號。溢流節(jié)流閥有一個進(jìn)口P1、一個出口P2、和一個

30、溢流口T，因而有時也稱之為三通流量控制閥。來自液壓泵的壓力油P1，一部分經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入執(zhí)行元件，另一部分則經(jīng)溢流閥回油箱。節(jié)流閥的出口壓力為p2，p1和p2分別作用于溢流閥閥芯的兩端，與上端的彈簧力相平衡。節(jié)流閥口前后壓差即為溢流閥閥芯兩端的壓差，溢流閥閥芯在液壓作用力和彈簧力的作用下處于某一平衡位置。當(dāng)執(zhí)行元件負(fù)載增大時，溢流節(jié)流閥的出口壓力p2增加，于是作用在溢流閥閥芯上端的的液壓力增大，使閥芯下移，溢流口減小，溢流阻力增大，導(dǎo)致液壓泵出口壓力p1增大，即作用于溢流閥閥芯下端的液壓力隨之增大，從而使溢流閥閥芯兩端受力恢復(fù)平衡，節(jié)流閥口前后壓差 (p1p2)基本保持不變，通過節(jié)流閥進(jìn)入執(zhí)行元件

31、的流量可保持穩(wěn)定，而不受負(fù)載變化的影響。這種溢流節(jié)流閥上還附有安全閥，以免系統(tǒng)過載。 第六章 液壓控制閥56 電液伺服閥將電信號傳遞處理的靈活性和大功率液壓系統(tǒng)控制相結(jié)合，可對大功率、快速響應(yīng)的液壓系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、計算機(jī)控制和自動控制。同時它也是將小功率的電信號輸入轉(zhuǎn)換為大功率的液壓能（壓力和流量）輸出，實現(xiàn)執(zhí)行元件的位移、速度、加速度及力控制的一種裝置。因而在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。 圖6-26所示為噴嘴擋板式電液伺服閥的結(jié)構(gòu)原理圖，電液伺服閥通常由三部分組成。第六章 液壓控制閥57圖圖6-26 噴嘴擋板式電液伺服閥噴嘴擋板式電液伺服閥 第六章 液壓控制閥58圖圖6-27 液壓放大器液

32、壓放大器 第六章 液壓控制閥59（3）反饋和平衡機(jī)構(gòu)）反饋和平衡機(jī)構(gòu) 是使電液伺服閥輸出的流量或壓力獲得與輸入電信號成比例的特性。如圖6-27所示，它是由固定節(jié)流孔g、噴嘴2、擋板1（兼作放大器的力反饋彈簧）組成。在這里，滑閥是它的執(zhí)行元件。 （1）電氣）電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置 用來將輸入的電信號轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)角或直線位移輸出，輸出轉(zhuǎn)角的裝置稱為力矩馬達(dá)，輸出直線位移的裝置稱為力馬達(dá)。 （2）液壓放大器）液壓放大器 實現(xiàn)液壓油控制功率的轉(zhuǎn)換和放大。液壓放大器如圖627所示。 第六章 液壓控制閥60電液比例閥電液比例閥是一種按輸入的電氣信號連續(xù)地、按比例地對油液的壓力、是一種按輸入的電氣信號連續(xù)

33、地、按比例地對油液的壓力、流量或方向進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制的閥。流量或方向進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制的閥。與普通液壓閥相比，與普通液壓閥相比，電液比例控制閥能夠電液比例控制閥能夠提高液壓系統(tǒng)參數(shù)的控制水平；提高液壓系統(tǒng)參數(shù)的控制水平；與電液伺服閥相比與電液伺服閥相比，電液比例控制閥在某些，電液比例控制閥在某些性能方向稍差一些，但它結(jié)構(gòu)簡單、成本低，所以它廣泛應(yīng)用于要求對液壓性能方向稍差一些，但它結(jié)構(gòu)簡單、成本低，所以它廣泛應(yīng)用于要求對液壓參數(shù)進(jìn)行連續(xù)控制或程序控制，但對控制精度和動態(tài)特性要求不太高的液壓參數(shù)進(jìn)行連續(xù)控制或程序控制，但對控制精度和動態(tài)特性要求不太高的液壓系統(tǒng)中。系統(tǒng)中。電液比例控制閥的構(gòu)成，從原理上

34、講相當(dāng)于在普通液壓閥上，裝上一電液比例控制閥的構(gòu)成，從原理上講相當(dāng)于在普通液壓閥上，裝上一個比例電磁鐵以代替原有的控制（驅(qū)動）部分。根據(jù)用途和工作特點的不同，個比例電磁鐵以代替原有的控制（驅(qū)動）部分。根據(jù)用途和工作特點的不同，電液比例控制閥可以分為電液比例控制閥可以分為電液比例壓力閥、電液比例流量閥和電液比例方向電液比例壓力閥、電液比例流量閥和電液比例方向閥閥三大類。三大類。第六章 液壓控制閥61比例電磁鐵是一種直流電磁鐵，與普通換向閥用電磁鐵的不同主要在比例電磁鐵是一種直流電磁鐵，與普通換向閥用電磁鐵的不同主要在于，比例電磁鐵的輸出推力與線圈的輸入電流基本成比例。于，比例電磁鐵的輸出推力與線

35、圈的輸入電流基本成比例。比例電磁鐵比例電磁鐵 1一軛鐵；一軛鐵； 2線圈；線圈； 3一限位環(huán)；一限位環(huán)； 4隔磁環(huán)；隔磁環(huán)； 5一殼體；一殼體； 6內(nèi)蓋；內(nèi)蓋； 7一蓋；一蓋； 8調(diào)節(jié)螺釘；調(diào)節(jié)螺釘； 9彈簧；彈簧； 10銜鐵；銜鐵； 11一支承環(huán)；一支承環(huán)；12導(dǎo)向套導(dǎo)向套第六章 液壓控制閥62第六章 液壓控制閥631閥座閥座 ； 2先導(dǎo)錐閥先導(dǎo)錐閥 ； 3軛鐵軛鐵 ； 4銜鐵銜鐵 ； 5彈簧彈簧 ； 6推稈推稈 ； 7線圈線圈 ； 8彈簧彈簧 ； 9先導(dǎo)閥先導(dǎo)閥用比例電磁鐵取代用比例電磁鐵取代先導(dǎo)型溢流閥導(dǎo)閥的調(diào)先導(dǎo)型溢流閥導(dǎo)閥的調(diào)壓手柄，便成為先導(dǎo)型壓手柄，便成為先導(dǎo)型比例溢流閥。比例溢

36、流閥。 調(diào)定壓力與線圈的輸入電流基本成比例。調(diào)定壓力與線圈的輸入電流基本成比例。第六章 液壓控制閥64閥下部與普通閥下部與普通溢流閥的主閥相同，溢流閥的主閥相同，上部則為比例先導(dǎo)上部則為比例先導(dǎo)壓力閥。該閥還附壓力閥。該閥還附有一個手動調(diào)整的有一個手動調(diào)整的安全閥（先導(dǎo)閥）安全閥（先導(dǎo)閥）9，用以限制比例溢流用以限制比例溢流閥的最高壓力。閥的最高壓力。 第六章 液壓控制閥65安全閥安全閥先導(dǎo)比例閥先導(dǎo)比例閥第六章 液壓控制閥66滑閥開度與線圈的輸入電流基本成比例。滑閥開度與線圈的輸入電流基本成比例。第六章 液壓控制閥67通過流量與線圈的輸入電流基本成比例。通過流量與線圈的輸入電流基本成比例。第

37、六章 液壓控制閥686.8.1 電液數(shù)字閥的工作原理與組成電液數(shù)字閥的工作原理與組成 用數(shù)字信息直接控制閥口的開啟和關(guān)閉，從而實現(xiàn)液流壓力、流量、方向控制的液壓控制閥，稱為電液數(shù)字閥，簡稱數(shù)字閥。數(shù)字閥可直接與計算機(jī)接口，不需要D/A轉(zhuǎn)換器。數(shù)字閥與伺服閥和比例閥相比，結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、價格低廉、抗污染能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠、功耗小。在計算機(jī)實時控制的電液系統(tǒng)中，已部分取代比例閥或伺服閥，為計算機(jī)在液壓領(lǐng)域的應(yīng)用開拓了一個新的途徑。 增量控制數(shù)字閥采用步進(jìn)電機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)換器，通過步進(jìn)電動機(jī)，在脈數(shù)（PNM）信號的基礎(chǔ)上，使每個采樣周期的步數(shù)在前一個采樣周期步數(shù)上增加或減少步數(shù)，以達(dá)到需要的幅值，由

38、機(jī)械轉(zhuǎn)換器輸出位移控制液壓閥閥口的開啟和關(guān)閉。圖5-45為增量式數(shù)字閥用于液壓系統(tǒng)的框圖。第六章 液壓控制閥69圖圖6-33 增量式數(shù)字閥控制系統(tǒng)框圖增量式數(shù)字閥控制系統(tǒng)框圖 第六章 液壓控制閥70 脈寬調(diào)制式數(shù)字閥通過脈寬調(diào)制放大器將連續(xù)信號調(diào)制為脈沖信號并放大，然后輸送給高速開關(guān)數(shù)字閥，以開啟時間的長短來控制閥的開口大小。在需要作兩個方向運動的系統(tǒng)中，要用二個數(shù)字閥分別控制不同方向的運動，這種數(shù)字閥用于控制系統(tǒng)的框圖如圖5-34所示。圖圖6-34 脈寬調(diào)制式數(shù)字閥控制系統(tǒng)方框圖脈寬調(diào)制式數(shù)字閥控制系統(tǒng)方框圖 第六章 液壓控制閥716.8.2 電液數(shù)字閥的典型結(jié)構(gòu)電液數(shù)字閥的典型結(jié)構(gòu) 圖6-

39、35為步進(jìn)電動機(jī)直接驅(qū)動的數(shù)字式流量閥的結(jié)構(gòu)圖。 圖圖6-35 數(shù)字式流量控制閥數(shù)字式流量控制閥 第六章 液壓控制閥726.9.16.9.1疊加閥疊加閥 疊加閥是以板式閥為基礎(chǔ)，將各種液壓閥的上下面都做成像板式閥底面那樣的連接面，做成疊裝式結(jié)構(gòu)稱為疊加閥，如圖6-20a所示。 單個疊加閥的工作原理與普通閥完全相同，所不同的是：每個疊加閥都有四個油口P、A、B、T貫通，它除了具有液壓閥的功能外，而且還起閥與閥之間油路通道作用。相同規(guī)格的各種疊加閥的油口位置、連接安裝尺寸都相同。組成系統(tǒng)時，將相同規(guī)格的各種功能的疊加閥，按液壓系統(tǒng)圖的一定順序疊加起來，即可組成疊加閥系統(tǒng)圖，如圖6-20b所示。 第

40、六章 液壓控制閥73圖圖6-20 a)疊加閥結(jié)構(gòu)圖疊加閥結(jié)構(gòu)圖第六章 液壓控制閥74圖圖6-20 b)疊加閥系統(tǒng)圖疊加閥系統(tǒng)圖第六章 液壓控制閥756.9.2 插裝閥插裝閥 插裝閥在高壓大流量的液壓系統(tǒng)中應(yīng)用很廣。其元件已標(biāo)準(zhǔn)化，將幾個插裝式元件組合一下便可組成復(fù)合閥。與普通液壓閥相比，它有如下優(yōu)點：1）通流能力大，特別適用于大流量場合，它的最大通徑可達(dá)200 250mm，通過的最大流量可達(dá)10000 L/min。2）閥芯動作靈敏、抗堵塞能力強(qiáng)。3）密封性好，泄漏小，油液流經(jīng)閥口的壓力損失小。4）結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，易于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。特別是在一些大流量及介質(zhì)為非礦物油的場合，優(yōu)越性更為突出。第六章

41、液壓控制閥761.1.插裝閥的工作原理和基本組件插裝閥的工作原理和基本組件 插裝閥基本組件由閥芯、閥套、彈簧和密封圈組成。根據(jù)其用途不同分為方向閥組件（圖6-21a）、壓力閥組件（圖6-21b）和流量閥組件（圖6-21c）三種。三種組件均有兩個主油口A和B、一個控制油口X。 設(shè)閥芯直徑為D、閥座孔直徑為d，則油口A、B、X的作用面積AA 、AB、AX分別為：42dAA4)(22dDAB42DAXAXAXAAa/BXBXAAa/面積比第六章 液壓控制閥77圖圖6-21 插裝閥基本組件插裝閥基本組件 第六章 液壓控制閥782.2.先導(dǎo)閥與蓋板先導(dǎo)閥與蓋板 先導(dǎo)閥通過蓋板安裝在閥塊上，并經(jīng)蓋板上的油

42、道來控制插裝閥組件控制腔X的通油方式，從而控制閥口的開啟和關(guān)閉。其中方向閥組件的先導(dǎo)閥可以是電磁滑閥，也可以是電磁球閥。壓力閥組件的先導(dǎo)閥包括壓力先導(dǎo)閥、電磁滑閥等，其控制原理與普通溢流閥完全相同。流量閥組件的先導(dǎo)閥除電磁滑閥外，還需在蓋板上裝閥芯行程調(diào)節(jié)桿，以限制、調(diào)節(jié)閥口開度大小，即改變閥口通流面積（見圖6-21c）。3.3.插裝閥的應(yīng)用舉例插裝閥的應(yīng)用舉例（1）插裝式閥作單向閥）插裝式閥作單向閥 將方向閥組件的控制油口X通過閥塊和蓋板上的通道與油口A或B直接溝通，可組成單向閥。其中圖6-22b所示結(jié)構(gòu)，反向（AB）關(guān)閉時，控制腔的壓力油可能經(jīng)過閥芯上端與閥套孔之間的環(huán)形間隙，向油口B泄漏，密封性能不及圖6-22a所示的連接形式。 第六章 液壓控制閥79圖6-22 插裝式單向閥 正向演示正向演示反向演示反向演示第六章 液壓控制閥80(2) 插裝式閥作二位二通閥插裝式閥作二位二通閥 如圖6-23所示，由二位三通先導(dǎo)電磁滑閥控制方向閥組件控制腔的通油方式。如圖6-23a所示，電磁鐵失電時，控制腔x通過二位三通閥的常位通油箱，0 xp 因此，無論A口來油，還是B口來油均可將閥口開啟通油。電磁鐵得電，二位三通閥右位工作，控制腔X與油口A接通，從B口來油可頂開閥芯通油，而A口來油則閥口關(guān)閉，相當(dāng)于BA的單向閥。與圖6-23a不同，圖6-23b所示