液壓控制元件-流量控制閥

1、西華西華西華大學(xué)大學(xué)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西華西華大學(xué)大學(xué)大學(xué)2流量控制閥流量控制閥西華西華西華大學(xué)大學(xué)大學(xué)3第四節(jié)第四節(jié) 流量控制閥流量控制閥 流量控制閥流量控制閥( (影片影片) )是通過改變閥口是通過改變閥口的大小的大小, ,改變液阻實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)的閥，改變液阻實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)的閥，流量大小取決于前后的壓力差以及孔流量大小取決于前后的壓力差以及孔口和縫隙面積?？诤涂p隙面積。節(jié)流閥節(jié)流閥 普通流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)普通流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥和分流集流閥。速閥、溢流節(jié)流閥和分流集流閥。西華西華西華大學(xué)大學(xué)大學(xué)4n流量調(diào)節(jié)原理流量調(diào)

2、節(jié)原理mLpAKq式中： KL節(jié)流系數(shù) A孔口或縫隙過流面積 p孔口或縫隙前后壓差 m指數(shù)，0.5m1流經(jīng)薄壁小孔的流量流經(jīng)薄壁小孔的流量 q q = = c cd dA A( (2p2p/ /) )1/2 1/2 流經(jīng)細(xì)長孔的流量流經(jīng)細(xì)長孔的流量 q q =( =(d d 4 4/ /128l 128l ) )pp綜合兩式得通用節(jié)流方程綜合兩式得通用節(jié)流方程 西華西華西華大學(xué)大學(xué)大學(xué)5n 節(jié)流閥節(jié)流閥n結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理 主要零件有閥芯、閥主要零件有閥芯、閥體和螺母。閥體上開體和螺母。閥體上開有進油口和出油口。有進油口和出油口。閥芯一端開有三角尖閥芯一端開有三角尖槽，另一端加工有螺槽，另一端加

3、工有螺紋，旋轉(zhuǎn)閥芯即可軸紋，旋轉(zhuǎn)閥芯即可軸向移動改變閥口過流向移動改變閥口過流面積。為平衡液壓徑面積。為平衡液壓徑向力，三角槽須對稱向力，三角槽須對稱布置。布置。西華西華西華大學(xué)大學(xué)大學(xué)6 節(jié)流閥的應(yīng)用節(jié)流閥的應(yīng)用當(dāng)當(dāng)節(jié)流閥前后節(jié)流閥前后p p 一定一定時，改變時，改變A A 可改變流經(jīng)可改變流經(jīng)閥的流量閥的流量起節(jié)流調(diào)起節(jié)流調(diào)速作用，如閥速作用，如閥3 3。當(dāng)當(dāng)q q 一定時，改變一定時，改變A A 可可改變閥前后壓力差改變閥前后壓力差pp起負(fù)載阻尼作起負(fù)載阻尼作用，如閥用，如閥1 1。當(dāng)當(dāng)q q0 0 時，安裝節(jié)流時，安裝節(jié)流元件可延緩壓力突變的元件可延緩壓力突變的影響影響起壓力緩沖作起壓

4、力緩沖作用，如閥用，如閥2 2。西華西華西華大學(xué)大學(xué)大學(xué)7n結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理n調(diào)速閥是由定差減壓閥與節(jié)流調(diào)速閥是由定差減壓閥與節(jié)流閥串連而成。閥串連而成。n壓力油壓力油p p1 1先經(jīng)定差減壓閥，然先經(jīng)定差減壓閥，然后經(jīng)節(jié)流閥流出。節(jié)流閥進、后經(jīng)節(jié)流閥流出。節(jié)流閥進、出口壓力油出口壓力油p p2 2、p p3 3經(jīng)閥體流道經(jīng)閥體流道被引至定差減壓閥閥芯的兩端，被引至定差減壓閥閥芯的兩端，( (p p2 2- -p p3 3) )與定差減壓閥的彈簧力與定差減壓閥的彈簧力進行比較，因定差減壓閥閥口進行比較，因定差減壓閥閥口的壓力補償作用，使得的壓力補償作用，使得( (p p2 2- -p p3 3

5、) )基本不變?；静蛔?。n調(diào)速閥可以是定差減壓閥在前，調(diào)速閥可以是定差減壓閥在前，節(jié)流閥在后，也可以是節(jié)流閥節(jié)流閥在后，也可以是節(jié)流閥在前，定差減壓閥在后。在前，定差減壓閥在后。n 調(diào)速閥調(diào)速閥西華西華西華大學(xué)大學(xué)大學(xué)8n 旁通型調(diào)速閥旁通型調(diào)速閥 該閥又稱為溢流節(jié)流閥，該閥又稱為溢流節(jié)流閥，由節(jié)流閥與差壓式溢流閥由節(jié)流閥與差壓式溢流閥并連而成，閥體上有一個并連而成，閥體上有一個進油口，一個出油口，一進油口，一個出油口，一個回油口。這里節(jié)流閥既個回油口。這里節(jié)流閥既是調(diào)節(jié)元件，又是檢測元是調(diào)節(jié)元件，又是檢測元件；差壓式溢流閥是壓力件；差壓式溢流閥是壓力補償元件，它保證了節(jié)流補償元件，它保證了

6、節(jié)流閥前后壓力差閥前后壓力差p p 基本不基本不變。變。旁通型調(diào)速閥用于調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運動速度只能安裝在執(zhí)行元件的進旁通型調(diào)速閥用于調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運動速度只能安裝在執(zhí)行元件的進油路上，其速度剛性較調(diào)速閥小，但因此時的系統(tǒng)壓力為（負(fù)載壓油路上，其速度剛性較調(diào)速閥小，但因此時的系統(tǒng)壓力為（負(fù)載壓力節(jié)流閥前后壓差力節(jié)流閥前后壓差pp ），），是變壓系統(tǒng)，與調(diào)速閥調(diào)速回路相比，是變壓系統(tǒng)，與調(diào)速閥調(diào)速回路相比，回路效率較高。回路效率較高。西華西華西華大學(xué)大學(xué)大學(xué)9n 分流集流閥分流集流閥 分流集流閥是用來保證多個執(zhí)行元件速度同分流集流閥是用來保證多個執(zhí)行元件速度同步的流量控制閥，又稱為同步閥。它包括分流步

7、的流量控制閥，又稱為同步閥。它包括分流閥、集流閥和分流集流閥三種控制類型。閥、集流閥和分流集流閥三種控制類型。西華西華西華大學(xué)大學(xué)大學(xué)10 分流閥結(jié)構(gòu)原理分流閥結(jié)構(gòu)原理 它由兩個固定節(jié)流孔它由兩個固定節(jié)流孔1 1、2 2、閥體、閥芯和兩個對、閥體、閥芯和兩個對中彈簧等組成。閥芯兩中彈簧等組成。閥芯兩端臺肩與閥體沉割槽組端臺肩與閥體沉割槽組成兩個可變節(jié)流口成兩個可變節(jié)流口3 3、4 4。固定節(jié)流孔起檢測流量固定節(jié)流孔起檢測流量的作用，可變節(jié)流口起的作用，可變節(jié)流口起壓力補償作用，其過流壓力補償作用，其過流面積通過壓力面積通過壓力p p1 1和和p p2 2 的的反饋作用進行控制。無反饋作用進行控

8、制。無論負(fù)載壓力論負(fù)載壓力p p3 3、p p4 4如何變?nèi)绾巫兓?，都能保證化，都能保證q q1 1q q2 2 。西華西華西華大學(xué)大學(xué)大學(xué)11第五節(jié)第五節(jié) 液壓伺服閥液壓伺服閥 伺服閥是一種通過改變輸入信號，連續(xù)、伺服閥是一種通過改變輸入信號，連續(xù)、成比例的控制流量和壓力的液壓控制閥。成比例的控制流量和壓力的液壓控制閥。西華西華西華大學(xué)大學(xué)大學(xué)12n根據(jù)輸入信號的方式不同，又分電液伺服閥和機液根據(jù)輸入信號的方式不同，又分電液伺服閥和機液伺服閥。伺服閥。n電液伺服閥將小功率的電信號轉(zhuǎn)換為大功率的液壓電液伺服閥將小功率的電信號轉(zhuǎn)換為大功率的液壓能輸出，實現(xiàn)執(zhí)行元件的位移、速度、加速度及力能輸出，

9、實現(xiàn)執(zhí)行元件的位移、速度、加速度及力的控制。的控制。n機液伺服閥的輸入信號是機動或手控的位移。機液伺服閥的輸入信號是機動或手控的位移。n伺服閥控制精度高，響應(yīng)速度快，特別是電液伺服伺服閥控制精度高，響應(yīng)速度快，特別是電液伺服系統(tǒng)容易實現(xiàn)計算機控制，在航空航天、軍事裝備系統(tǒng)容易實現(xiàn)計算機控制，在航空航天、軍事裝備中得到廣泛應(yīng)用。但加工工藝復(fù)雜，成本高，對油中得到廣泛應(yīng)用。但加工工藝復(fù)雜，成本高，對油液污染敏感，維護保養(yǎng)難，民用工業(yè)應(yīng)用較少。液污染敏感，維護保養(yǎng)難，民用工業(yè)應(yīng)用較少。西華西華西華大學(xué)大學(xué)大學(xué)13n 電液伺服閥的組成和工作原理電液伺服閥的組成和工作原理（見（見動畫動畫） 電液伺服閥由

10、電氣機械轉(zhuǎn)換裝置、電液伺服閥由電氣機械轉(zhuǎn)換裝置、液壓放大器和反饋（平衡）機構(gòu)三液壓放大器和反饋（平衡）機構(gòu)三部分組成。部分組成。電氣電氣機械轉(zhuǎn)換裝置將輸入的電信機械轉(zhuǎn)換裝置將輸入的電信號轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)角或直線位移輸出，常號轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)角或直線位移輸出，常稱為力矩馬達或力馬達。圖中上部稱為力矩馬達或力馬達。圖中上部分為力矩馬達。分為力矩馬達。 液壓放大器接受小功率的轉(zhuǎn)角或位液壓放大器接受小功率的轉(zhuǎn)角或位移信號，對大功率的液壓油進行調(diào)移信號，對大功率的液壓油進行調(diào)節(jié)和分配，實現(xiàn)控制功率的轉(zhuǎn)換和節(jié)和分配，實現(xiàn)控制功率的轉(zhuǎn)換和放大。圖中有噴嘴擋板（前置級）放大。圖中有噴嘴擋板（前置級）和主滑閥兩級。和主滑閥兩級

11、。反饋平衡機構(gòu)使閥輸出的流量或壓反饋平衡機構(gòu)使閥輸出的流量或壓力與輸入信號成比例。圖中反饋彈力與輸入信號成比例。圖中反饋彈簧桿簧桿1111為反饋機構(gòu)。為反饋機構(gòu)。噴嘴擋板式電液伺服閥噴嘴擋板式電液伺服閥西華西華西華大學(xué)大學(xué)大學(xué)14n電液電液比例閥比例閥 電液比例閥是一種性能介于普通控制閥和電液電液比例閥是一種性能介于普通控制閥和電液伺服閥之間的新閥種。它既可以根據(jù)輸入電信號伺服閥之間的新閥種。它既可以根據(jù)輸入電信號的大小連續(xù)成比例地對油液的壓力、流量、方向的大小連續(xù)成比例地對油液的壓力、流量、方向?qū)崿F(xiàn)遠距離控制、計算機控制，又在制造成本、實現(xiàn)遠距離控制、計算機控制，又在制造成本、抗污染等方面優(yōu)

12、于電液伺服閥?？刮廴镜确矫鎯?yōu)于電液伺服閥。 電液比例閥根據(jù)用途分為：電液比例壓力閥，電液比例閥根據(jù)用途分為：電液比例壓力閥，電液比例流量閥，電液比例方向閥。電液比例流量閥，電液比例方向閥。西華西華西華大學(xué)大學(xué)大學(xué)15 電液比例壓力閥電液比例壓力閥 圖示為電液比例壓力先導(dǎo)閥，它與普通溢流閥、減壓閥、順序圖示為電液比例壓力先導(dǎo)閥，它與普通溢流閥、減壓閥、順序閥的主閥組合可構(gòu)成電液比例溢流閥、電液比例減壓閥和電液比閥的主閥組合可構(gòu)成電液比例溢流閥、電液比例減壓閥和電液比例順序閥。改變輸入電磁鐵電流的大小，即可改變電磁吸力，從例順序閥。改變輸入電磁鐵電流的大小，即可改變電磁吸力，從而改變先導(dǎo)閥前腔壓力

13、，對主閥的進口或出口壓力實現(xiàn)控制。而改變先導(dǎo)閥前腔壓力，對主閥的進口或出口壓力實現(xiàn)控制。 與普通壓力先導(dǎo)閥不同：與普通壓力先導(dǎo)閥不同： 1 1、與作用在閥芯上的液壓力、與作用在閥芯上的液壓力進行比較的是電磁吸力，不進行比較的是電磁吸力，不是彈簧力。是彈簧力。 2 2、此處彈簧為傳力彈簧，無、此處彈簧為傳力彈簧，無壓縮量。壓縮量。西華西華西華大學(xué)大學(xué)大學(xué)16 電液比例流量閥電液比例流量閥 圖示為位移圖示為位移彈簧力反饋型電液比例二彈簧力反饋型電液比例二通節(jié)流閥。主閥芯通節(jié)流閥。主閥芯5 5為插裝閥結(jié)構(gòu)。當(dāng)比為插裝閥結(jié)構(gòu)。當(dāng)比例電磁鐵輸入一定電流時，產(chǎn)生的電磁吸例電磁鐵輸入一定電流時，產(chǎn)生的電磁吸

14、力推動先導(dǎo)閥芯力推動先導(dǎo)閥芯2 2下移，先導(dǎo)閥閥口開啟，下移，先導(dǎo)閥閥口開啟，主閥進口壓力油經(jīng)主閥進口壓力油經(jīng)R R1 1和和R R2 2、先導(dǎo)閥閥口流先導(dǎo)閥閥口流至主閥出口。因阻尼至主閥出口。因阻尼R R1 1作用，使主閥芯上作用，使主閥芯上下腔產(chǎn)生壓力差，致使主閥芯克服彈簧力下腔產(chǎn)生壓力差，致使主閥芯克服彈簧力上移，主閥口開啟。主閥芯向上位移使反上移，主閥口開啟。主閥芯向上位移使反饋彈簧饋彈簧3 3受壓縮，但反饋彈簧力與先導(dǎo)閥受壓縮，但反饋彈簧力與先導(dǎo)閥芯上端電磁吸力相等時，先導(dǎo)閥芯和主閥芯上端電磁吸力相等時，先導(dǎo)閥芯和主閥芯受力平衡，主閥閥口大小與輸入電流大芯受力平衡，主閥閥口大小與輸入

15、電流大小成比例。改變輸入電流大小，即可改變小成比例。改變輸入電流大小，即可改變閥口大小，在系統(tǒng)中起節(jié)流調(diào)速作用。閥口大小，在系統(tǒng)中起節(jié)流調(diào)速作用。 特點：輸入電流為零時，閥口是關(guān)閉的；主閥的位移量不受比例電特點：輸入電流為零時，閥口是關(guān)閉的；主閥的位移量不受比例電磁鐵行程的限制，閥口開度可以設(shè)計得較大，即閥的通流能力較大。磁鐵行程的限制，閥口開度可以設(shè)計得較大，即閥的通流能力較大。西華西華西華大學(xué)大學(xué)大學(xué)17 電液比例換向閥電液比例換向閥電液比例換向閥由前置級（電液比例電液比例換向閥由前置級（電液比例雙向減壓閥）和放大級（液動比例雙雙向減壓閥）和放大級（液動比例雙向節(jié)流閥）兩部分組成。向節(jié)流閥）兩部分組成。前置級由比例電磁鐵控制雙向減壓閥前置級由比例電磁鐵控制雙向減壓閥閥芯位移。當(dāng)比例電磁鐵輸入電流時，閥芯位移。當(dāng)比例電磁鐵輸入電流時，減壓閥芯移動，減壓開口一定，經(jīng)閥減壓閥芯移動，減壓開口一定，經(jīng)閥口減壓后得到穩(wěn)定的控制壓力?？跍p壓后得到穩(wěn)定的控制壓力。放大級由閥體、主閥芯、左右端蓋、放大級由閥體、主閥芯、左右端蓋、阻尼螺釘和彈簧等零件組成。控制壓阻尼螺釘和彈簧等零件組成?？刂茐毫τ徒?jīng)阻尼孔作用在主閥