液壓控制閥溢流閥教程課件

液壓傳動(dòng)

李杞超液壓傳動(dòng)

李杞超05液壓控制閥5.3壓力控制閥基本原理：壓力控制閥利用油液壓力和彈簧力相平衡的原理進(jìn)行工作，以滿足執(zhí)行元件對(duì)力或扭矩的要求。工作狀態(tài)：油液壓力和彈簧力不同大小關(guān)系，使閥處于不同的工作狀態(tài)。壓力控制閥：在液壓系統(tǒng)中，穩(wěn)定、調(diào)節(jié)和控制液壓系統(tǒng)壓力，或利用壓力信號(hào)控制其它動(dòng)作的液壓控制閥，統(tǒng)稱為壓力控制閥，簡(jiǎn)稱壓力閥。5液壓控制閥5.3壓力控制閥基本原理：壓力控制閥利用油液壓力閥的分類壓力閥按功能分為按閥芯結(jié)構(gòu)按工作原理溢流閥減壓閥順序閥壓力繼電器平衡閥卸荷閥直動(dòng)式先導(dǎo)式滑閥球閥錐閥壓力閥的分類壓力閥按功能分為按閥芯結(jié)構(gòu)按工作原理溢流閥溢流閥的作用溢流閥溢流閥是通過(guò)閥口的溢流，維持系統(tǒng)壓力恒定，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、調(diào)節(jié)或限制系統(tǒng)最高壓力，并溢出多余油液，防止系統(tǒng)過(guò)載。一般并聯(lián)于主油路，出口接油箱，采用進(jìn)口壓力負(fù)反饋。溢流閥與減壓閥在系統(tǒng)中都起穩(wěn)壓作用，但其差別是：

溢流閥穩(wěn)定進(jìn)口壓力，而減壓閥是穩(wěn)定出口壓力。溢流閥的結(jié)構(gòu)

由控制部分和調(diào)節(jié)部分組成，其中：控制部分：由閥芯、閥體、彈簧等組成。調(diào)節(jié)部分：由調(diào)節(jié)手輪、彈簧、錐閥、遙控口等組成。溢流閥按照其結(jié)構(gòu)原理可分為：直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種溢流閥。溢流閥的分類溢流閥的作用溢流閥溢流閥是通過(guò)閥口的溢流，（1）直動(dòng)式溢流閥結(jié)構(gòu)實(shí)物圖片剖面圖可知：直動(dòng)溢流閥是由閥體、閥芯、彈簧和調(diào)節(jié)旋鈕組成的。（1）直動(dòng)式溢流閥結(jié)構(gòu)實(shí)物圖片剖面圖可知：

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。

滑閥式溢流口，端面測(cè)壓

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)型溢流閥因閥口和測(cè)壓面結(jié)構(gòu)型式不同，形成直動(dòng)型溢流閥與符號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

溢流閥的符號(hào)閥口閥口測(cè)壓面測(cè)壓孔直動(dòng)型溢流閥溢流閥的符號(hào)閥閥口測(cè)壓面測(cè)壓孔職能符號(hào)方框－表示溢流閥的閥體；實(shí)線－表示各油路；箭頭－表示內(nèi)部通路及方向；虛線－表示控制油路，連在進(jìn)油路，表示由進(jìn)油控制；彈簧－表示與液壓力相平衡來(lái)控制閥芯；U－表示下部回油箱。職能符號(hào)方框－表示溢流閥的閥體；工作原理直動(dòng)式滑閥閥芯溢流閥原理液壓力與彈簧力相平衡的原理工作，不同壓力和彈簧力的大小，溢流閥對(duì)應(yīng)不同的工作狀態(tài)。液壓力低于調(diào)壓彈簧力，閥口關(guān)閉。液壓力高于調(diào)壓彈簧力，閥口開(kāi)啟。直動(dòng)溢流閥工作過(guò)程力平衡方程——彈簧預(yù)壓縮量（m）——閥開(kāi)口量（m）當(dāng)時(shí)工作原理直動(dòng)式滑閥閥芯溢流閥原理液壓力與彈簧特點(diǎn)1）液壓油液直接作用在閥芯上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高。2）當(dāng)溢流閥流量變化時(shí)，閥口開(kāi)度即彈簧壓縮量也隨之變化。3）當(dāng)溢流閥工作時(shí)，可認(rèn)為FS=Fp,即

p=k（x0+x）/A由上式可知：當(dāng)彈簧壓縮量變化x很小時(shí),可認(rèn)為溢流閥進(jìn)口壓力基本保持不變。4）適用于低壓、小流量的系統(tǒng)中。如果壓力大或流量大，則需要?jiǎng)偠萲大的彈簧，因此，手動(dòng)調(diào)節(jié)困難，且當(dāng)閥口開(kāi)度有較小變化，將引起較大壓力波動(dòng)。５）有彈簧調(diào)節(jié)手柄，出口必須接油箱。特點(diǎn)1）液壓油液直接作用在閥芯上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高。（2）先導(dǎo)式溢流閥結(jié)構(gòu)實(shí)物圖片剖面圖可知：先導(dǎo)溢流閥是由主閥和先導(dǎo)閥組合而成的，協(xié)調(diào)工作。

（1）先導(dǎo)閥及其彈簧是穩(wěn)定、控制和調(diào)節(jié)壓力的。（2）主閥是溢流的，而彈簧主要是起開(kāi)閥后復(fù)位作用。（2）先導(dǎo)式溢流閥結(jié)構(gòu)實(shí)物圖片剖面圖可知：先導(dǎo)溢流閥工作原理

先導(dǎo)式溢流閥是以液壓力與彈簧力相平衡原理工作的。主閥狀態(tài)是由油液壓力和先導(dǎo)閥調(diào)定壓力大小所決定的，當(dāng)主閥打開(kāi)時(shí)，壓力滿足下式：

pA=k（x0+x)+p'A'式中，p'為主閥上端壓力，即先導(dǎo)閥調(diào)定壓力,p'A'等先導(dǎo)閥的預(yù)壓緊力。A'為先導(dǎo)閥作用面積，

A為主閥有效作用面積。

出油先導(dǎo)溢流閥原理圖工作原理先導(dǎo)式溢流閥是以液壓力與彈簧力相平衡原理工作的1）三節(jié)同芯先導(dǎo)型溢流閥

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。閥口處同芯活塞處同芯導(dǎo)向處同芯黑三角代表先導(dǎo)型液壓控制工作過(guò)程封閉過(guò)程開(kāi)啟過(guò)程溢流過(guò)程1）三節(jié)同芯先導(dǎo)型溢流閥主要特點(diǎn)：由主閥芯出油口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)固調(diào)壓手柄調(diào)壓彈YF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YF型先導(dǎo)式溢流閥原理圖閥主級(jí)測(cè)壓面主級(jí)指令導(dǎo)主閥比較：半橋二節(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)向處同芯結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工和裝配方便通流面積大主閥芯與閥套通用化，便于批量生產(chǎn)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YF型先導(dǎo)式溢流閥原理圖主級(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YF型先導(dǎo)式溢流閥原理圖主級(jí)測(cè)壓面主二節(jié)同芯型先導(dǎo)式溢流閥主級(jí)測(cè)壓面導(dǎo)閥芯閥口固定節(jié)流孔工作過(guò)程二節(jié)同芯型先導(dǎo)式溢流閥主級(jí)測(cè)壓面導(dǎo)閥芯閥固定節(jié)流孔工作過(guò)程電磁溢流閥3）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)式溢流閥部分電磁溢流閥3）電磁溢流閥是電磁換向閥與先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)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)T遠(yuǎn)程調(diào)壓原理先導(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25MPaT遠(yuǎn)程調(diào)壓原理先導(dǎo)式溢流閥部分P先導(dǎo)式溢遠(yuǎn)程調(diào)壓閥遠(yuǎn)程調(diào)壓閥有兩個(gè)閥協(xié)調(diào)工作，其中，先導(dǎo)閥控制和調(diào)節(jié)溢流壓力，主閥溢流控制口開(kāi)閉的油液來(lái)自進(jìn)油口，漏油回油采用內(nèi)泄方式溢流閥并聯(lián)于系統(tǒng)回路中，不工作時(shí)，閥芯常閉；工作時(shí)，閥芯常開(kāi)彈簧剛度k比較小，閥前的壓力p隨流量變化較小，即壓力穩(wěn)定性比直動(dòng)式要好（最大壓力偏差小于0.2MPa）特點(diǎn)溢流閥的代號(hào)：

例如，溢流閥YF-L10B,其中，各個(gè)符號(hào)的含義為：YF－溢流閥L－連接方式（L--螺紋連接，B--板式連接，F(xiàn)--法蘭連接）10－公稱直徑10mm通徑B－工作壓力范圍有兩個(gè)閥協(xié)調(diào)工作，其中，先導(dǎo)閥控制和調(diào)節(jié)溢流壓力，主閥溢流（3）直動(dòng)式與先導(dǎo)式溢流閥比較

直動(dòng)式與先導(dǎo)式溢流閥在結(jié)構(gòu)、特性、適用場(chǎng)合都存有不同之處。結(jié)構(gòu):閥的個(gè)數(shù)不同，直動(dòng)式溢流閥只有主閥，而先導(dǎo)式有主閥和先導(dǎo)閥組成；彈簧剛度：直動(dòng)式的彈簧剛度大，而先導(dǎo)式的彈簧剛度小。特性:(a)先導(dǎo)式溢流閥的穩(wěn)壓性比直動(dòng)式要好，更接近于理想特性曲線；(b)先導(dǎo)式溢流閥特性曲線由兩段組成，而直動(dòng)式是由一段曲線組成的；(c)先導(dǎo)式溢流閥的開(kāi)啟比通常比直動(dòng)式大，靜態(tài)調(diào)壓偏差比直動(dòng)式要小。(d)先導(dǎo)式溢流閥是二級(jí)閥，其靈敏度低于直動(dòng)式。適用場(chǎng)合：直動(dòng)式僅適合于低壓、低流量的場(chǎng)合；先導(dǎo)式不僅可以穩(wěn)壓和溢流，而且還可用于卸荷和遠(yuǎn)程控制?？刂品绞剑褐眲?dòng)式為內(nèi)部控制；而先導(dǎo)式可內(nèi)控，也可外控。（3）直動(dòng)式與先導(dǎo)式溢流閥比較直動(dòng)式與先導(dǎo)式溢流閥在結(jié)1）穩(wěn)壓油路

（4）應(yīng)用及實(shí)例在定量泵節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，液壓泵輸出的壓力油只有一部分進(jìn)入油缸，多余的經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥是常開(kāi)的，這樣使系統(tǒng)壓力保持恒定。先導(dǎo)溢流閥在溢流穩(wěn)壓狀態(tài)時(shí)，對(duì)于主閥，油液壓力應(yīng)滿足以下關(guān)系式

p=k（x0+x）/A+p1［分析］：由于主閥較軟，k較小，因此，p變化小。1）穩(wěn)壓油路（4）應(yīng)用及實(shí)例在定量泵節(jié)2）安全油路

液壓系統(tǒng)都要裝安全用的溢流閥，以限制系統(tǒng)的最高壓力，超過(guò)時(shí)，安全溢流閥打開(kāi)溢流。注意：溢流閥的調(diào)整值應(yīng)比系統(tǒng)的最高工作壓力高10-20%，以免溢流閥打開(kāi)溢流影響系統(tǒng)正常工作。3）調(diào)壓和背壓油路溢流閥作背壓，回油路具有一定壓力，使執(zhí)行元件運(yùn)行平穩(wěn)。

調(diào)壓溢流閥在工作時(shí)是處于溢流的狀態(tài)，此時(shí)油路的壓力由溢流閥的調(diào)壓彈簧力決定。通過(guò)調(diào)整先導(dǎo)閥彈簧預(yù)壓縮量Δx'或改變彈簧剛度k'，可以調(diào)整先導(dǎo)型溢流閥的溢流壓力p。

p=k（x0+x）/A+p1＝k（x0+x）/A＋k'Δx'/A'

式中，A'是先導(dǎo)閥的承壓面積。2）安全油路注意：溢流閥的調(diào)整值應(yīng)比系統(tǒng)的最高工作壓力高4）遠(yuǎn)程調(diào)壓油路

先導(dǎo)溢流閥１的遠(yuǎn)程控制口K

，與先導(dǎo)溢流閥２連接，構(gòu)成遠(yuǎn)程調(diào)壓控制油路。先導(dǎo)溢流閥１入口處的壓力，由先導(dǎo)閥２控制。這樣可利用閥２在較大范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)閥１前壓力，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程壓力控制。２１要求：（１）閥１必須為大規(guī)格先導(dǎo)閥。（２）閥２大小規(guī)格均可，直動(dòng)、先導(dǎo)均可。4）遠(yuǎn)程調(diào)壓油路先導(dǎo)溢流閥１的遠(yuǎn)程控制口K，與先導(dǎo)溢流5）系統(tǒng)卸荷油路將先導(dǎo)型溢流閥１的閥體上的遠(yuǎn)程控制口K，通過(guò)二位二通閥２接通油箱，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)卸荷。

[分析]：當(dāng)遠(yuǎn)程控制口K與油箱連通時(shí)，主閥芯左端彈簧腔的壓力接近于０。因此，主閥芯在很小壓力下，便可移動(dòng)到左端，閥口開(kāi)度達(dá)到最大，使系統(tǒng)油液在很低壓力下通過(guò)閥口流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸荷。5）系統(tǒng)卸荷油路將先導(dǎo)型溢流閥１的閥體上的遠(yuǎn)程控制（5）溢流閥性能指標(biāo)

溢流閥性能包括：靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性靜態(tài)特性－－是指系統(tǒng)在穩(wěn)定工作狀態(tài)時(shí)溢流閥的性能動(dòng)態(tài)特性－－是指系統(tǒng)在瞬時(shí)工作狀態(tài)時(shí)溢流閥的性能壓力－流量特性

溢流閥的“壓力－流量”特性又稱為溢流特性，表征進(jìn)口壓力隨溢流量的變化情況，即溢流閥穩(wěn)壓性能。理想的“壓力－流量”特性曲線，應(yīng)是平行于流量坐標(biāo)軸的水平直線。即不論溢流量多大，壓力始終保持不變。1）溢流閥靜態(tài)特性（5）溢流閥性能指標(biāo)溢流閥性能包括：靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性壓

當(dāng)溢流閥穩(wěn)定工作時(shí)，作用在閥芯上的力是平衡的，即摩擦力軸向穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力閥芯重力彈簧作用力一般情況可忽略則上式可簡(jiǎn)化為（１）（２）（a）直動(dòng)溢流閥特性方程

當(dāng)溢流閥穩(wěn)定工作時(shí)，彈簧預(yù)壓縮量為x0，而閥口開(kāi)度為x，則上式可表示為：（3）當(dāng)溢流閥穩(wěn)定工作時(shí)，作用在閥芯上的力是平衡的，即

當(dāng)溢流閥剛開(kāi)始溢流時(shí)，即閥口開(kāi)度為x＝０，此時(shí)的壓力稱為溢流閥的開(kāi)啟壓力Pc，即（4）

全流壓力－－對(duì)應(yīng)溢流閥額定流量qn的壓力pn

靜態(tài)調(diào)壓差－全流壓力pn與開(kāi)啟壓力Pc之差，即（pn-

Pc）

開(kāi)啟比－開(kāi)啟壓力與全流壓力之比，即Pc／pn

將式（３）和（４）代入小孔（面積＝W

x）流量與壓力之間關(guān)系式，便可得到直動(dòng)溢流閥特性方程，即（５）式中，W為閥的開(kāi)口寬度，Cd為流量系數(shù)。

隨著溢流量增加，x增加和壓力p也將隨之增加。當(dāng)溢流閥剛開(kāi)始溢流時(shí)，即閥口開(kāi)度為x＝０，此時(shí)的壓力

對(duì)于先導(dǎo)式溢流閥，還應(yīng)考慮先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力，因此，先導(dǎo)式溢流閥的壓力可表示為（６）式中，F(xiàn)'為先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力，是由先導(dǎo)閥彈簧預(yù)緊力決定的。同理，將式（６）和（４），代入小孔流量計(jì)算公式，便可得到先導(dǎo)式溢流閥的特性方程。（b）先導(dǎo)式溢流閥特性方程（7）對(duì)于先導(dǎo)式溢流閥，還應(yīng)考慮先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力，因此，先導(dǎo)式ACB.先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性比直動(dòng)式溢流閥更好

[分析]：先導(dǎo)溢流閥特性曲線由AB和BC兩段組成的。直動(dòng)式為一段;AB段是由先導(dǎo)閥特性決定的,A點(diǎn)對(duì)應(yīng)壓力為先導(dǎo)閥開(kāi)啟壓力;BC段是由主閥特性決定的，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)壓力為主閥開(kāi)啟壓力;先導(dǎo)式特性曲線比直動(dòng)式的要平緩，即先導(dǎo)式溢流閥的開(kāi)啟比通常比直動(dòng)式要大，靜態(tài)調(diào)壓偏差小，精度高。

溢流閥的特性方程所對(duì)應(yīng)曲線即為溢流特性曲線。（c）溢流閥靜態(tài)特性曲線直動(dòng)式和先導(dǎo)式溢流閥特性曲線ACB.先導(dǎo)式溢流閥的啟閉特性[分析]：溢流閥的特性方

啟閉