液壓傳動(dòng)第十二節(jié)

1、第 四 章液壓控制元件 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 液壓基本回路方向控制回路 方向控制閥 控制運(yùn)動(dòng)的方向壓力控制回路 壓力控制閥 承載的能力（壓力）速度控制回路 流量控制閥 運(yùn)動(dòng)的速度第四章第四章 液壓控制元件液壓控制元件 本章重點(diǎn)1. 三位閥的中位機(jī)能及電液換向閥的工作原理2. 先導(dǎo)式溢流閥的工作原理及溢流閥的應(yīng)用3. 調(diào)速閥的工作原理及應(yīng)用 本章難點(diǎn)1. 電液換向閥的工作原理2. 溢流閥的壓力流量特性3. 調(diào)速閥的工作原理及應(yīng)用第一節(jié)概 述4.1.1 液壓換向閥的分類分類方法種 類詳細(xì)分類按用途分壓力控制祠溢流閥、減壓閥、順序閥比例壓力控制閥、壓力繼電器等流量控制閥節(jié)

2、流閥、調(diào)速閥、分流閥、比例流量控制閥等方向控制閥單向閥、液控單向閥、換向閥、比例方向控制閥按操縱方法分人力操縱閥手把及手輪、踏板、杠桿機(jī)械操縱閥手把及手輪、踏板、杠桿電動(dòng)操縱閥電磁鐵控制、電一液聯(lián)合控制按連接方法分管式聯(lián)接螺紋式插裝、法蘭式插裝板式及疊加式聯(lián)接單層聯(lián)接板式、雙層聯(lián)接板式、集成塊聯(lián)接、疊加閥插裝式聯(lián)接螺紋式插裝、法蘭式插裝4.1.2 液壓換向閥的共性 1. 在結(jié)構(gòu)上都有閥體閥體、閥芯閥芯（座閥或滑閥） 和使閥芯動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)元件（如彈簧、電磁鐵等） 2. 工作原理上，閥口大小、壓差、流量間關(guān)系 都符合孔口流量公式都符合孔口流量公式q=KAPm 4.1.3 對(duì)液控閥的基本要求基

3、本要求1) 動(dòng)作靈敏靈敏、使用可靠可靠、沖擊振動(dòng)小振動(dòng)小、壽命長(zhǎng)壽命長(zhǎng)2) 壓力損失小損失小、密封好密封好（內(nèi)泄小，無外泄）3) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、（安裝、維護(hù)、調(diào)整）使用方便使用方便，通用性好通用性好第二節(jié)第二節(jié)方向控制閥方向控制閥分類 單向閥、液控單向閥 手動(dòng)換向閥 機(jī)動(dòng)換向閥 換向閥 電磁換向閥 液動(dòng)換向閥 電液換向閥4.2.1 單單 向向 閥閥作 用：控制控制油液的單向流動(dòng)單向流動(dòng)。性 能：正向正向（流動(dòng)）阻力阻力（損失）小，小， 反向密封（性能）好反向密封（性能）好，動(dòng)作靈敏動(dòng)作靈敏。彈簧剛度較小彈簧剛度較小. 開啟壓力在0.0350.05MPa左右， 滿流壓力損失不應(yīng)超過0.10

4、.3MPa。換成較大剛度的彈簧，置于回油路中作背壓閥， 開啟壓力約為0.20.6MPa。4.2.1 液控單向閥液控單向閥 當(dāng)控制口K處無壓力油無壓力油通入時(shí)，工作與普通單向閥相同與普通單向閥相同. 當(dāng)控制口 K處有壓力油通入處有壓力油通入時(shí)，控制活塞右移，推動(dòng)頂桿頂開閥芯，使進(jìn)出油口接通進(jìn)出油口接通. 雙向液壓鎖雙向液壓鎖液控單向閥應(yīng)用液控單向閥應(yīng)用 4.2.2 換換 向向 閥閥1）換向閥工作原理2）對(duì)換向閥性能要求及分類3）換向閥的圖形符號(hào)及命名方法4）幾種常見的換向閥5）換向閥的性能和特點(diǎn)1） 換換 向向 閥閥工作原理工作原理 滑閥工作原理 轉(zhuǎn)閥工作原理 作用作用： 利用閥芯對(duì)閥體的相對(duì)運(yùn)

5、動(dòng)，使油路接通，關(guān)斷或變換油流的方向，從而實(shí)現(xiàn)液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。2） 換向閥性能要求及分類換向閥性能要求及分類 性能要求性能要求： 1) 1) 壓力損失小壓力損失小 2) 2) 內(nèi)泄漏要小內(nèi)泄漏要小 3) 3) 換向平穩(wěn)、迅速、可靠換向平穩(wěn)、迅速、可靠 分分 類類： 按運(yùn)動(dòng)方式分：滑閥、轉(zhuǎn)閥滑閥、轉(zhuǎn)閥 操作方式 ：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、 液動(dòng)、電液動(dòng)液動(dòng)、電液動(dòng)等 閥芯位置 ：二位二位、三位三位等 通路不同 ：二通、三通、四通、五通二通、三通、四通、五通3） 換向閥的圖形符號(hào)及命名換向閥的圖形符號(hào)及命名3） 換向閥的圖形符號(hào)及命名換向閥的圖形

6、符號(hào)及命名方格數(shù)即“位”數(shù)，三格即三位 箭頭表示兩油路連通，但不表示流向?！啊北硎居吐凡煌?。 在一個(gè)方格內(nèi)，箭頭或“”符號(hào)與方格的交點(diǎn)數(shù)為油路的“通”數(shù). 每個(gè)換向閥都有一個(gè)常態(tài)位（即閥芯在未受到外力作用時(shí)的位置）. 在液壓系統(tǒng)圖中，換向閥的符號(hào)與油路的連接一般應(yīng)畫在常態(tài)位上換向閥 = 操縱方式 + 位和通路數(shù)4） 手動(dòng)換向閥手動(dòng)換向閥 利用手動(dòng)杠桿來改變閥芯位置實(shí)現(xiàn)換向。 自動(dòng)復(fù)位式手動(dòng)換向閥：適用于動(dòng)作頻繁、工作持續(xù) 時(shí)間短的場(chǎng)合。 操作比較安全，常用于工程機(jī)械的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中。4） 機(jī)動(dòng)換向閥機(jī)動(dòng)換向閥 (又稱 行程閥) 控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)行程，借助于擋鐵或凸輪擋鐵或凸輪來迫使閥芯移動(dòng)，從而控

7、制油液的流動(dòng)方向。 通常是二位二位；有二通、三通、四通、五通幾種， 二位二通機(jī)動(dòng)閥分：常閉、常開常閉、常開兩種。4） 電磁換向閥電磁換向閥利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放通電吸合與斷電釋放直接推動(dòng)閥芯來控制液流方向。 （是電氣系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換元件。）電氣信號(hào)由按鈕開關(guān)、限位開關(guān)、行程開關(guān)等電氣元件發(fā)出。 電磁鐵按電源分：交流、直流交流、直流。按銜鐵工作腔是否有油液分：“干式干式”和“濕式濕式”。交流電磁鐵交流電磁鐵：起動(dòng)力較大，不需要專門的電源，吸合、釋放快， 動(dòng)作時(shí)間約為 0.010.03s， 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：若電壓下降15以上，吸力明顯減小，若銜鐵不動(dòng)作，干式 電磁鐵會(huì)在 1015mi

8、n 后燒壞線圈（濕式電磁鐵為11.5h ) ， 且沖擊及噪聲較大，壽命低。交流電磁鐵允許的切換頻率 一般為 10 次min ，不超過 30 次min 。直流電磁鐵直流電磁鐵：工作較可靠，吸合、釋放動(dòng)作時(shí)間約為0.050.08s， 允許使用的切換頻率較高，可達(dá) 120 次min ，最高 可達(dá) 300 次min ，且沖擊小、體積小、壽命長(zhǎng)。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：需有專門的直流電源，成本較高。 4） 電磁換向閥電磁換向閥4） 液動(dòng)換向閥液動(dòng)換向閥 結(jié)構(gòu) 利用控制油路的壓力油來改變閥芯位置的換向閥4） 電液換向閥電液換向閥 電液換向閥由電磁滑閥電磁滑閥和液動(dòng)滑閥液動(dòng)滑閥組合組合而成.用較小的電磁鐵控制較大的液流

9、用較小的電磁鐵控制較大的液流。 電磁滑閥起先導(dǎo)作用電磁滑閥起先導(dǎo)作用，它可以改變控制液流 方向，從而改變液動(dòng)滑閥閥芯的位置。 主閥芯的尺寸可以做得很大，允許有較大的油液流量通過。4） 電液換向閥電液換向閥 結(jié)構(gòu)5） 換向閥的性能和特點(diǎn)換向閥的性能和特點(diǎn) 中位機(jī)能 滑閥的液動(dòng)力 滑閥的液壓卡緊現(xiàn)象5） 換向閥的性能和特點(diǎn)換向閥的性能和特點(diǎn)1. 中位機(jī)能中位機(jī)能： 三位閥常態(tài)位(即中位)各油口的連通方式。 不同的中位機(jī)能是通過改變閥芯的形式和尺寸得到的 系統(tǒng)保壓系統(tǒng)保壓 系統(tǒng)卸荷系統(tǒng)卸荷 換向平穩(wěn)性與精度換向平穩(wěn)性與精度 啟動(dòng)平穩(wěn)性啟動(dòng)平穩(wěn)性 液壓缸“浮動(dòng)”和在任意位置上的停止 三位換向閥的非中位

10、機(jī)能： OP型 MP型 5） 換向閥的性能和特點(diǎn)換向閥的性能和特點(diǎn) 2. 滑閥的液動(dòng)力滑閥的液動(dòng)力 穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力： 閥芯移動(dòng)完畢，液流因動(dòng)量變化因動(dòng)量變化而作用在閥芯上的有使閥口關(guān)小的使閥口關(guān)小的趨勢(shì)的力趨勢(shì)的力；流量越大，液動(dòng)力越大，操縱力也應(yīng)越大。使滑閥的工作趨于穩(wěn)定。 瞬態(tài)液動(dòng)力瞬態(tài)液動(dòng)力： 滑閥在移動(dòng)過程中，（即開口大小發(fā)生變化時(shí)）液流因加速或減速而作用在閥芯上的力，與閥芯移動(dòng)速度有關(guān)，而與閥口開度本身無關(guān)，且瞬態(tài)液動(dòng)力對(duì)滑閥工作穩(wěn)定性的影響要視具體結(jié)構(gòu)而定。 5） 換向閥的性能和特點(diǎn)換向閥的性能和特點(diǎn)3. 液壓卡緊現(xiàn)象液壓卡緊現(xiàn)象 中、高壓系統(tǒng)中，當(dāng)閥芯停止運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后（一

11、般約5min 以后），阻力可以大到幾百牛頓，使閥芯重新移動(dòng)十分費(fèi)力，這是液壓卡緊現(xiàn)象。 原因原因：由于臟物進(jìn)人縫隙而使閥芯移動(dòng)困難， 縫隙過小，油溫升高時(shí)造成閥芯膨脹而卡死，主要原因主要原因：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。 措施措施： 1、嚴(yán)格控制閥芯和閥孔的制造精度， 2、在裝配時(shí)，盡可能使其成為順錐形式， 3、在閥芯上開環(huán)形均壓槽， 5） 換向閥的性能和特點(diǎn)換向閥的性能和特點(diǎn) 3. 液壓卡緊現(xiàn)象液壓卡緊現(xiàn)象第三節(jié)第三節(jié) 壓力控制閥壓力控制閥 壓力控制閥壓力控制閥 安全閥安全閥：用于限制液壓系統(tǒng)的最高壓力 壓力控制閥壓力控制閥定壓閥定壓閥溢流閥溢流閥減壓閥減壓

12、閥穩(wěn)定液壓系統(tǒng)某處的壓力值順序閥順序閥壓力繼電器壓力繼電器利用液壓力作為信號(hào)控制動(dòng)作n共同點(diǎn)共同點(diǎn)：利用作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理工作的。壓力控制閥壓力控制閥：在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，控制油液壓力高低的閥4.3.1 溢流閥結(jié)構(gòu)及工作原理溢流閥結(jié)構(gòu)及工作原理 1. 溢流閥的作用溢流閥的作用:溢流定壓作用溢流定壓作用 定量泵節(jié)流調(diào)速回路。 溢流閥常開，保持泵出口壓力恒定，并將多余油液溢回油箱限壓安全作用限壓安全作用 變量泵。用溢流閥限制系統(tǒng)壓力 溢流閥和安全閥是同一結(jié)構(gòu)的閥，在不同要求時(shí)有不同的作用。作背壓閥作背壓閥用作卸荷閥作卸荷閥用4.3.1 溢流閥結(jié)構(gòu)及工作原理溢流閥結(jié)構(gòu)及工作原理2

13、. 系統(tǒng)對(duì)溢流閥的性能要求性能要求 ：（l）定壓精度高 靜態(tài)壓力超調(diào)要小。 （2）靈敏度要高 動(dòng)態(tài)壓力超調(diào)要小。 (3) 工作要平穩(wěn) 無振動(dòng)和噪聲。 (4) 關(guān)閉密封好 泄漏小。4.3.1 溢流閥工作原理及結(jié)構(gòu)溢流閥工作原理及結(jié)構(gòu)3. 直動(dòng)式溢流閥直動(dòng)式溢流閥工作原理工作原理 利用利用被控壓力被控壓力作為信號(hào)來改變彈作為信號(hào)來改變彈簧的壓縮量，從而簧的壓縮量，從而改變改變閥口的通閥口的通流面積和系統(tǒng)的流面積和系統(tǒng)的溢流量溢流量來達(dá)到定來達(dá)到定壓目的壓目的. 系統(tǒng)壓力升高，閥芯上升，通流面增加，溢流量增大，使系統(tǒng)壓力下降. 溢流閥內(nèi)部通過閥芯的平衡和運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的這種負(fù)反饋?zhàn)饔秘?fù)反饋?zhàn)饔檬瞧涠▔鹤饔?/p>

14、的基本原理，也是所有定壓閥的基本工作原理. 提高被控壓力方法提高被控壓力方法： 1)減小閥芯的面積； 2)增大彈簧力，定壓精度低用于壓力小于用于壓力小于 2.5MPa 的小流量場(chǎng)合的小流量場(chǎng)合。4.3.1 溢流閥結(jié)構(gòu)及工作原理溢流閥結(jié)構(gòu)及工作原理4. 先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥溢流時(shí)：溢流時(shí)：遠(yuǎn)程控制口遠(yuǎn)程控制口: 1. 當(dāng)K口接到另一個(gè)遠(yuǎn)程 調(diào)壓閥可對(duì)溢流閥的溢 流壓力實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓遠(yuǎn)程調(diào)壓。 2.當(dāng)K口 通過二位二通閥 接通油箱時(shí)，實(shí)現(xiàn)卸荷卸荷。sbsf12 F + F + G FRpppA4.3.1 溢流閥結(jié)構(gòu)及工作原理溢流閥結(jié)構(gòu)及工作原理5. 溢流閥的性能溢流閥的性能1、靜態(tài)性能靜態(tài)性能

15、啟閉特性啟閉特性：直動(dòng)式和先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性曲線.（下左圖） 卸荷壓力卸荷壓力：額定流量下的壓力損失稱為卸荷壓力。 2 . 動(dòng)態(tài)性能動(dòng)態(tài)性能 當(dāng)溢流閥在溢流量發(fā)生由零至額定流量動(dòng)態(tài)過渡過程.（下右圖）4.3.1 減壓閥減壓閥 使出口壓力低于進(jìn)口壓力的一種壓力控制閥使出口壓力低于進(jìn)口壓力的一種壓力控制閥。 作作 用用：用來減低某一回路的油壓，使用一個(gè)油源能同時(shí)提供幾個(gè)不同壓力的輸出。 減壓閥在各種液壓設(shè)備的夾緊系統(tǒng)夾緊系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑系統(tǒng)和控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)中應(yīng)用較多。 當(dāng)油液壓力不穩(wěn)定時(shí)，在回路中串入一減壓閥可得到一個(gè)穩(wěn)定的較低的壓力。 分分 類類： 定值減壓閥、定差減壓閥、定比減壓閥定值

16、減壓閥、定差減壓閥、定比減壓閥1. 定值減壓閥定值減壓閥 1.工作原理工作原理 閥不工作時(shí)，進(jìn)、出油口是相通的，即閥是常開閥是常開的。1. 定值減壓閥定值減壓閥2.先導(dǎo)式減壓閥減壓閥與先導(dǎo)式溢流閥溢流閥幾點(diǎn)不同幾點(diǎn)不同: 1) 減壓閥保持出口壓力出口壓力基本不變， 溢流閥保持進(jìn)口壓力進(jìn)口壓力基本不變。 2) 不工作時(shí)，減壓閥進(jìn)、出油口互通互通， 溢流閥進(jìn)、出油口不通不通。 3) 減壓閥導(dǎo)閥彈簧腔需通過泄油口單獨(dú)外接油箱；而溢流閥的出油口是通油箱的，不必單獨(dú)外接油箱。 1. 定值減壓閥定值減壓閥 3. 工作特性工作特性 穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力 pbs ，閥芯平衡方程 2()RbsscRp AFk xx2()scRbsRk xxppA若忽略液動(dòng)力 Fbs ，且 xRxc時(shí)，則有2scRkpxA常數(shù)2. 定差減壓閥定差減壓閥定差減壓閥是使進(jìn)、出油口之間的壓力差等于或近似