液壓-第06章壓力控制閥課件

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壓力控制閥簡(jiǎn)稱(chēng)壓力閥。

分類(lèi)：按其功能和用途不同可分為溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。2本章主要內(nèi)容1、直動(dòng)式溢流閥、先導(dǎo)式溢流閥、電磁溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器的工作原理和圖形符號(hào)。2、壓力閥在調(diào)壓與減壓回路中的應(yīng)用。36.2溢流閥

定義：根據(jù)“并聯(lián)溢流式壓力負(fù)反饋”原理設(shè)計(jì)而成的液壓閥稱(chēng)為溢流閥。溢流閥的主要用途有以下兩點(diǎn)：1）調(diào)壓和穩(wěn)壓。如用在由定量泵構(gòu)成的液壓源中，用以調(diào)節(jié)泵的出口壓力，保持該壓力恒定。2）限壓。如用作安全閥，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，溢流閥處于關(guān)閉狀態(tài)，僅在系統(tǒng)壓力大于其調(diào)定壓力時(shí)才開(kāi)啟溢流，對(duì)系統(tǒng)起過(guò)載保護(hù)作用。

分類(lèi)：根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，溢流閥可分為直動(dòng)型和先導(dǎo)型兩類(lèi)。

4圖6.7滑閥式溢流口，端面測(cè)壓

6.2.1直動(dòng)型溢流閥

直動(dòng)型溢流閥因閥口和測(cè)壓面結(jié)構(gòu)型式不同，形成了三種基本結(jié)構(gòu)。無(wú)論何種結(jié)構(gòu)，均是由調(diào)壓彈簧和調(diào)壓手柄、溢流閥口、測(cè)壓面等三個(gè)部分構(gòu)成。

錐閥式溢流口，端面測(cè)壓

錐閥式溢流口，錐面測(cè)壓

直動(dòng)式溢流閥是作用在閥芯上的主油路液壓力與調(diào)壓彈簧力直接相平衡的溢流閥。5圖6.7錐閥式直動(dòng)型溢流閥

溢流閥的符號(hào)

直動(dòng)型溢流閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，但因壓力直接與調(diào)壓彈簧力平衡，不適于在高壓、大流量下工作。

錐閥芯與錐面測(cè)壓

調(diào)壓手柄調(diào)壓彈簧66.2.2先導(dǎo)型溢流閥

先導(dǎo)型溢流閥的主要特點(diǎn)：由主閥芯負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)的壓力，先導(dǎo)級(jí)負(fù)責(zé)向主閥提供指令力，作用在主閥芯上的主油路液壓力與先導(dǎo)級(jí)所輸出的“指令壓力”相平衡。（1）三節(jié)同芯先導(dǎo)型溢流閥

閥口處同芯活塞處同芯導(dǎo)向處同芯7出油口P2進(jìn)油口P1主閥芯主閥口導(dǎo)閥芯先導(dǎo)級(jí)固定節(jié)流孔調(diào)壓手柄調(diào)壓彈簧主閥彈簧8圖6.10YF型先導(dǎo)式溢流閥原理圖閥口主級(jí)測(cè)壓面主級(jí)指令導(dǎo)閥比較主閥比較：半橋式先導(dǎo)控制部分9圖6.11二節(jié)同芯先導(dǎo)式溢流閥（2）二節(jié)同芯先導(dǎo)型溢流閥

閥口處同芯導(dǎo)向處同芯10圖6.11二節(jié)同芯先導(dǎo)式溢流閥主級(jí)測(cè)壓面主級(jí)指令導(dǎo)閥比較主閥比較：半橋式先導(dǎo)控制部分節(jié)流孔2、4串聯(lián)等價(jià)于1個(gè)孔節(jié)流孔3構(gòu)成動(dòng)態(tài)阻尼，穩(wěn)定主閥11圖6.12電磁溢流閥6.2.3電磁溢流閥

電磁溢流閥是電磁換向閥與先導(dǎo)式溢流閥的組合，用于系統(tǒng)的多級(jí)壓力控制或卸荷。電磁閥部分先導(dǎo)式溢流閥部分12電磁溢流閥原理圖電磁閥通電卸壓先導(dǎo)式溢流閥部分PT符號(hào)13T先導(dǎo)式溢流閥部分P先導(dǎo)式溢流閥部分遠(yuǎn)程調(diào)壓閥遠(yuǎn)程調(diào)壓閥25MPa25MPa32MPa32MPa輸出25MPa遠(yuǎn)程調(diào)壓應(yīng)用146.3減壓閥

根據(jù)“串聯(lián)減壓式壓力負(fù)反饋”原理設(shè)計(jì)而成的液壓閥稱(chēng)為減壓閥。減壓閥主要用于降低并穩(wěn)定系統(tǒng)中某一支路的油液壓力，常用于夾緊、控制、潤(rùn)滑等油路中。

減壓閥也有直動(dòng)型和先導(dǎo)型之分，但直動(dòng)型減壓閥較少單獨(dú)使用。在先導(dǎo)型減壓閥中，根據(jù)先導(dǎo)級(jí)供油的引入方式不同，有“先導(dǎo)級(jí)由減壓出口供油式”和“先導(dǎo)級(jí)由減壓進(jìn)口供油式”兩種結(jié)構(gòu)形式。減壓閥的特征是：閥與負(fù)載相串聯(lián)，調(diào)壓彈簧腔有外接泄油口，采用出口壓力負(fù)反饋，不工作時(shí)閥口常開(kāi)。156.3.1先導(dǎo)級(jí)由減壓出口供油的減壓閥

圖6.16圖6.1716泄油口L（在側(cè)面，圖中看不見(jiàn)）泄油口L出油口P2出油口P2進(jìn)油口P1進(jìn)油口P117圖6.16先導(dǎo)式減壓閥黑三角代表先導(dǎo)型液壓控制阻尼孔主級(jí)測(cè)壓面主級(jí)指令測(cè)壓孔閥口186.3.2先導(dǎo)級(jí)由減壓進(jìn)口供油的減壓閥

圖6.18圖6.1919泄油口L出油口P2進(jìn)油口P1主閥芯先導(dǎo)級(jí)可變節(jié)流口主閥口導(dǎo)閥芯先導(dǎo)級(jí)固定節(jié)流孔20泄油口L出油口P2進(jìn)油口P1主閥芯主閥口導(dǎo)閥芯先導(dǎo)級(jí)可變節(jié)流口先導(dǎo)級(jí)固定節(jié)流孔21由于減壓閥進(jìn)口壓力P1波動(dòng)較大，會(huì)引起導(dǎo)閥流量Q波動(dòng)，進(jìn)而使主閥指令壓力P3波動(dòng)。先導(dǎo)級(jí)采用恒流器后，Q基本不波動(dòng)，因此先導(dǎo)級(jí)輸出壓力P3能夠穩(wěn)定。Q作為流量傳感器作為流量調(diào)節(jié)器22先導(dǎo)級(jí)恒流器主閥減壓口導(dǎo)閥導(dǎo)閥236.4順序閥

順序閥的作用是利用油液壓力作為控制信號(hào)，控制油路通斷。順序閥分類(lèi)也有直動(dòng)型和先導(dǎo)型之分，根據(jù)控制壓力來(lái)源不同，它還有內(nèi)控式和外控式之分。通過(guò)改變控制方式、泄油方式以及二次油路的連接方式，順序閥還可用作背壓閥、卸荷閥和平衡閥等。順序閥的特征是：采用進(jìn)口測(cè)壓，不工作時(shí)閥口常閉。24圖6.206.4.1直動(dòng)型順序閥

直動(dòng)式順序閥是作用在閥芯上的主油路液壓力與調(diào)壓彈簧力直接相平衡的順序閥。25圖6.21外泄量較大的一種先導(dǎo)式順序閥

6.4.2先導(dǎo)型順壓閥

如果在直動(dòng)型順序閥在基礎(chǔ)上，將主閥芯上腔的調(diào)壓彈簧用半橋式先導(dǎo)調(diào)壓回路代替，且將先導(dǎo)閥調(diào)壓彈簧腔引至外泄口L，就可以構(gòu)成圖6.21所示先導(dǎo)式順序閥。將主閥芯上腔的調(diào)壓彈簧用半橋式先導(dǎo)調(diào)壓回路代替26泄油口L泄油口L出油口P2出油口P2進(jìn)油口P127

為減少導(dǎo)閥處的外泄量，可將導(dǎo)閥設(shè)計(jì)成滑閥式，令導(dǎo)閥的測(cè)壓面與導(dǎo)閥閥口的節(jié)流邊分離。先導(dǎo)級(jí)設(shè)計(jì)為：

導(dǎo)閥的測(cè)壓面與主油路進(jìn)口一次壓力P1相通，由先導(dǎo)閥的調(diào)壓彈簧直接與P1相比較；圖6.22DZ型先導(dǎo)式順序閥

28導(dǎo)閥閥口回油接出口二次壓力P2，這樣可不致產(chǎn)生大量外泄流量；導(dǎo)閥彈簧腔接外泄口，使導(dǎo)閥芯彈簧側(cè)不形成背壓；先導(dǎo)級(jí)仍采用帶進(jìn)油固定節(jié)流口的半橋回路，固定節(jié)流口的進(jìn)油壓力為P1，先導(dǎo)閥閥口仍然作為先導(dǎo)級(jí)的回油閥口，但回油壓力為P2。圖6.22DZ型先導(dǎo)式順序閥

29表6.1順序閥的職能符號(hào)

單向順序閥有內(nèi)外控之分。若將出油口接通油箱，且將外泄改為內(nèi)泄，即可作卸荷閥用，使垂直放置的液壓缸不因自重而下落。把外控式順序閥的出油口接通油箱，且將外泄改為內(nèi)泄，即可構(gòu)成卸荷閥。外控順序閥(外控外泄)

順序閥(內(nèi)控外泄)

背壓閥(內(nèi)控內(nèi)泄)

卸荷閥(外控內(nèi)泄)

外控單向順序閥

內(nèi)控平衡閥

外控平衡閥

內(nèi)控單向順序閥

306.5壓力繼電器

壓力繼電器是利用油液的壓力來(lái)啟閉電氣觸點(diǎn)的液壓電氣轉(zhuǎn)換元件。壓力繼電器在壓力達(dá)到調(diào)定值時(shí)，發(fā)出電信號(hào)，控制電氣元件動(dòng)作。壓力繼電器有柱塞式、膜片式、彈簧管式和波紋管式四種結(jié)構(gòu)形式。

柱塞式壓力繼電器的結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào)如圖6.23所示，當(dāng)進(jìn)油口P處油液壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定壓力時(shí)，作用在柱塞1上的液壓力通過(guò)頂桿2的推動(dòng)，合上微動(dòng)電器開(kāi)關(guān)4，發(fā)出電信號(hào)。圖中，L為泄油口。改變彈簧的壓縮量，可以調(diào)節(jié)繼電器的動(dòng)作壓力。

31圖6.23壓力繼電器壓力繼電器符號(hào)進(jìn)油口電器開(kāi)關(guān)原理測(cè)壓面調(diào)壓彈簧電器開(kāi)關(guān)調(diào)壓螺絲柱塞32進(jìn)油口調(diào)壓彈簧電器開(kāi)關(guān)調(diào)壓螺絲柱塞電器開(kāi)關(guān)原理壓力繼電器符號(hào)當(dāng)壓力超過(guò)彈簧力時(shí)，頂桿推動(dòng)電器開(kāi)關(guān)，發(fā)出電信號(hào)測(cè)壓面336.6壓力閥在調(diào)壓與減壓回路中的應(yīng)用

在定量泵系統(tǒng)中，液壓泵的供油壓力可以通過(guò)溢流閥來(lái)調(diào)節(jié)。在變量泵系統(tǒng)中，用溢流閥作安全閥用來(lái)限定系統(tǒng)的最高壓力，防止系統(tǒng)過(guò)載。當(dāng)系統(tǒng)中如需要兩種以上壓力時(shí)，則可采用多級(jí)調(diào)壓回路。6.6.1調(diào)壓回路

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調(diào)節(jié)溢流閥便可調(diào)節(jié)泵的供油壓力。（1）單級(jí)調(diào)壓回路

溢流閥調(diào)壓彈簧壓力表為了便于調(diào)壓和觀察，溢流閥旁一般要就近安裝壓力表。35（2）雙向調(diào)壓回路

換向居右位，低壓溢流閥4MPa開(kāi)啟換向居左位，高壓溢流閥10MPa開(kāi)啟36（2）雙向調(diào)壓回路

換向閥居右位，低壓溢流閥4MPa開(kāi)啟換向閥居左位，高壓溢流閥10MPa開(kāi)啟37（3）多級(jí)調(diào)壓回路

換向閥居下位，溢流閥主閥調(diào)壓10MPa開(kāi)啟換向閥居上位，遠(yuǎn)程式閥調(diào)壓4MPa開(kāi)啟38（3）多級(jí)調(diào)壓回路

換向閥居中位，溢流閥主閥1調(diào)壓10MPa開(kāi)啟換向閥居左位，遠(yuǎn)程溢流閥2調(diào)壓8MPa開(kāi)啟換向閥居右位，遠(yuǎn)程溢流閥3調(diào)壓10MPa開(kāi)啟39（3）多級(jí)調(diào)壓回路

主溢流閥調(diào)壓彈簧作安全調(diào)壓至12MPa比例閥作遠(yuǎn)程溢流實(shí)現(xiàn)比例調(diào)壓0-10MPa40

液壓系統(tǒng)工作時(shí)，執(zhí)行元件短時(shí)間停止工作，不宜采用開(kāi)停液壓泵的方法，而應(yīng)使泵卸荷（如壓力為零）。利用電磁溢流閥可構(gòu)成調(diào)壓-卸荷回路。（4）電磁溢流閥調(diào)壓-卸荷回路

換向居上位，溢流閥遙控口通油箱，卸壓換向居下位，溢流閥主閥調(diào)壓10MPa開(kāi)啟416.6.2減壓回路

主油路壓力由溢流閥調(diào)定，主路壓力為10MPa經(jīng)過(guò)減壓后支路壓力為3MPa

液壓系統(tǒng)中的定位、夾緊、控制油路等支路，工作中往往需要穩(wěn)定的低壓，為此，在該支路上需串接一個(gè)減壓閥[圖6.28(a)]。426.6.2減壓回路

圖6.28(b)為用于工件夾緊的減壓回路。夾緊時(shí)，為了防止系統(tǒng)壓力降低油液倒流，并短時(shí)保壓，在減壓閥后串接一個(gè)單向閥。圖示狀態(tài)，低壓由減壓閥1調(diào)定；當(dāng)二通閥通電后，閥1出口壓力則由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2決定，故此回路為二級(jí)減壓回路。

換向閥居左位，減壓閥由閥1彈簧調(diào)壓為5MPa換向閥居右位，減壓閥由遠(yuǎn)程閥2調(diào)壓為3MPa43小結(jié)壓力閥中，溢流閥和減壓閥是根據(jù)壓力負(fù)反饋原理工作的，用于調(diào)壓和穩(wěn)壓（控制壓力）。壓力負(fù)反饋的核心是將被控壓力轉(zhuǎn)化為力信號(hào)與指令力比較，指令力可用調(diào)壓彈簧或比例電磁鐵產(chǎn)生，比較元件一般是主閥或先導(dǎo)閥。要通過(guò)“測(cè)壓面”、“測(cè)壓孔”、“調(diào)節(jié)閥口”、“先導(dǎo)橋路”等幾個(gè)要點(diǎn)去理解工作原理。

溢流閥的主要作用有：①在某些定量泵系統(tǒng)中起定壓溢流作用；②在變量泵系統(tǒng)或某些重要部位起安全限壓作用。

溢流閥的結(jié)構(gòu)形式主要有兩種：

直動(dòng)式溢流閥和先導(dǎo)式溢流閥。前者一般用于低壓或小流量，后者用于高壓大流量。

44小結(jié)

溢流閥是利用作用于閥芯的進(jìn)油口壓力與彈簧力平衡的原理來(lái)工作的。彈簧力可以調(diào)整，故壓力也可調(diào)整。當(dāng)有一定流量通過(guò)溢流閥時(shí)，閥必須有一開(kāi)口，此開(kāi)口形成一個(gè)液阻，油液流過(guò)液阻時(shí)產(chǎn)生壓降，這就形成了進(jìn)油口壓力（即溢流壓力）。實(shí)際工作時(shí)，溢流閥開(kāi)口大小是根據(jù)通過(guò)的流量自動(dòng)調(diào)整，閥的進(jìn)口壓力將隨溢流量的增加而加大。溢流量改變引起的壓力變化的大小，主要取決于主閥芯上彈簧的剛度。彈簧剛度愈小，壓力變化也愈小。壓力變化大小反映了溢流閥穩(wěn)壓性能的好壞。從這點(diǎn)出發(fā)，先導(dǎo)式溢流閥較直動(dòng)式溢流閥穩(wěn)壓性能好。

先導(dǎo)式溢流閥有一個(gè)遙控口，通過(guò)它可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓、多級(jí)壓力控制和使液壓泵卸荷等功能。45小結(jié)

減壓閥是利用液流通過(guò)閥口縫隙所形成的液阻使出口壓力低于進(jìn)口壓力，并使出口壓力基本不變的壓力控制閥。它常用于某局部油路的壓力需要低于系統(tǒng)主油路壓力的場(chǎng)合。與溢流閥相比，主要差別為：①出口測(cè)壓；②反饋力指向主閥口關(guān)閉方向；③先導(dǎo)級(jí)有外泄口。順序閥和壓力繼電器不是用于控制壓力。反過(guò)來(lái)，它們利用壓力作為信號(hào)去驅(qū)動(dòng)液壓開(kāi)關(guān)或電器開(kāi)關(guān)。順序閥是液控液壓開(kāi)關(guān)，壓力繼電器是液控電開(kāi)關(guān)。信號(hào)壓力達(dá)到調(diào)定壓力值時(shí)開(kāi)關(guān)動(dòng)作（對(duì)順序閥，閥口全開(kāi)）。46小結(jié)順序閥在油路中相當(dāng)于一個(gè)以油液壓力作為信號(hào)來(lái)控制油路通斷的液壓開(kāi)關(guān)。它與溢流閥的工作原理基本相同，主要差別為：①出口接負(fù)載；②動(dòng)作時(shí)閥口不是微開(kāi)而是全開(kāi)；③有外泄口。壓力繼電器是將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的轉(zhuǎn)換裝置。當(dāng)作用于壓力繼電器上的控制油壓升高到（或降低到）調(diào)定壓力時(shí)，壓力繼電器便發(fā)出電信號(hào)。47習(xí)題

6.1分析比較溢流閥、減壓閥和順序閥的作用及差別。

6.2繪出先導(dǎo)型溢流閥的啟閉特性曲線，并對(duì)各段曲線及拐點(diǎn)作出解釋。6.3現(xiàn)有兩個(gè)壓力閥，由于銘牌脫落，分不清哪個(gè)是溢流閥，哪個(gè)是減壓閥，又不希望把閥拆開(kāi)，如何根據(jù)其特點(diǎn)作出正確判斷?

6.4若減壓閥調(diào)壓彈簧預(yù)調(diào)為5MPa而減壓閥前的一次壓力為4MPa。試問(wèn)經(jīng)減壓后的二次壓力是多少?為什么?6.5順序閥是穩(wěn)壓閥還是液控開(kāi)關(guān)？順序閥工作時(shí)閥口是全開(kāi)還是微開(kāi)？溢流閥和減壓閥呢？48習(xí)題

6.6分別繪出直動(dòng)型和先導(dǎo)型溢流閥、順序閥、減