液壓元件與系統(tǒng) 第4版 課件 第10、11章　流量控制閥、方向控制閥

第十章流量控制閥第一節(jié)節(jié)流口概述

第二節(jié)節(jié)流閥

第三節(jié)調(diào)速閥

第四節(jié)溫度補(bǔ)償調(diào)速閥

第五節(jié)溢流節(jié)流閥

第六節(jié)分流集流閥第一節(jié)節(jié)流口概述一、節(jié)流口的流量特性

二、影響流量穩(wěn)定性的因素

三、常用節(jié)流口的形式一、節(jié)流口的流量特性圖10-1節(jié)流口流量-壓差特性曲線一、節(jié)流口的流量特性(10-1)(10-2)(10-3)二、影響流量穩(wěn)定性的因素1.壓差Δp對(duì)流量穩(wěn)定性的影響

2.溫度對(duì)流量穩(wěn)定性的影響

3.最小穩(wěn)定流量和流量閥調(diào)節(jié)范圍1.壓差Δp對(duì)流量穩(wěn)定性的影響在使用中，當(dāng)節(jié)流口前后壓差變化時(shí)，流量不穩(wěn)定。式(10-1)中的m越大，Δp的變化對(duì)流量的影響越大，因此閥口制成薄壁孔(m=0.5)的流量閥的流量穩(wěn)定性較好。2.溫度對(duì)流量穩(wěn)定性的影響油溫的變化引起油液粘度的變化，從而對(duì)流量大小產(chǎn)生影響。這對(duì)細(xì)長(zhǎng)孔式節(jié)流口是十分明顯的。而對(duì)銳邊或薄壁孔口而言，當(dāng)雷諾數(shù)Re大于臨界值時(shí)，流量系數(shù)不受油溫影響；但當(dāng)壓差小，通流面積小時(shí)，流量系數(shù)與雷諾數(shù)Re有關(guān)，流量要受到油溫變化的影響。3.最小穩(wěn)定流量和流量閥調(diào)節(jié)范圍當(dāng)閥口壓差Δp一定，閥口面積調(diào)小到一定值時(shí)，流量將出現(xiàn)時(shí)斷時(shí)續(xù)現(xiàn)象，進(jìn)一步調(diào)小，則可能斷流，這種現(xiàn)象稱(chēng)為節(jié)流閥的阻塞。三、常用節(jié)流口的形式圖10-2節(jié)流口的形式

a)針閥式b)偏心式c)軸向三角槽式d)周邊縫隙式e)軸向縫隙式三、常用節(jié)流口的形式1.針閥式節(jié)流口(圖10-2a)

2.偏心式節(jié)流口(圖10-2b)

3.軸向三角槽式節(jié)流口(圖10-2c)

4.周邊縫隙式節(jié)流口(圖10-2d)

5.軸向縫隙式節(jié)流口(圖10-2e)1.針閥式節(jié)流口(圖10-2a)當(dāng)針閥作軸向移動(dòng)時(shí)，即可改變環(huán)形節(jié)流開(kāi)口的大小以調(diào)節(jié)流量。這種結(jié)構(gòu)加工簡(jiǎn)單，但節(jié)流口長(zhǎng)度大，水力半徑小，易堵塞，流量受油溫影響較大。一般用于對(duì)性能要求不高的場(chǎng)合。2.偏心式節(jié)流口(圖10-2b)這種形式的節(jié)流口在閥芯上開(kāi)一個(gè)截面為三角形(或矩形)的偏心槽，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯時(shí)，就可以改變節(jié)流口的大小，以調(diào)節(jié)流量。3.軸向三角槽式節(jié)流口(圖10-2c)在閥芯端部開(kāi)有一個(gè)或兩個(gè)斜的三角槽，軸向移動(dòng)閥芯就可以改變?nèi)遣弁髅娣e從而調(diào)節(jié)流量。在高壓閥中有時(shí)在軸端銑削斜面來(lái)代替三角槽以改善工藝性。4.周邊縫隙式節(jié)流口(圖10-2d)這種節(jié)流口在閥芯上開(kāi)有狹縫，油液可以通過(guò)狹縫流入閥芯內(nèi)孔再經(jīng)左邊的孔流出，旋轉(zhuǎn)閥芯可以改變縫隙節(jié)流開(kāi)口的大小。5.軸向縫隙式節(jié)流口(圖10-2e)在套筒上開(kāi)有軸向縫隙，軸向移動(dòng)閥芯就可以改變縫隙的通流面積大小。這種節(jié)流口可以做成單薄刃或雙薄刃式結(jié)構(gòu)，因此流量對(duì)溫度變化不敏感第二節(jié)節(jié)流閥一、節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)與工作原理

二、節(jié)流閥的剛度

三、節(jié)流閥的主要性能指標(biāo)

四、節(jié)流閥的設(shè)計(jì)要點(diǎn)一、節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)與工作原理1.普通節(jié)流閥

2.單向節(jié)流閥

3.行程節(jié)流閥

4.單向行程節(jié)流閥1.普通節(jié)流閥圖10-3節(jié)流閥

a)結(jié)構(gòu)圖b)圖形符號(hào)

1—閥芯2—推桿3—手輪4—復(fù)位彈簧2.單向節(jié)流閥圖10-4LA型帶載可調(diào)單向節(jié)流閥

a)結(jié)構(gòu)圖b)圖形符號(hào)

1—閥蓋2—頂桿套3—活塞4—閥芯

5—閥體6—彈簧7—底蓋3.行程節(jié)流閥圖10-6CF型行程節(jié)流閥

a)結(jié)構(gòu)圖b)圖形符號(hào)

1—滾輪2—閥蓋3—定位銷(xiāo)4—閥芯5—閥體6—彈簧7—底蓋4.單向行程節(jié)流閥圖10-7單向行程節(jié)流閥

a)結(jié)構(gòu)圖b)圖形符號(hào)

1—滾輪2—閥蓋3—定位銷(xiāo)4—閥芯5—閥體6—彈簧7—底蓋8—單向閥二、節(jié)流閥的剛度圖10-8不同開(kāi)口時(shí)節(jié)

流閥的流量-壓差特性二、節(jié)流閥的剛度(10-5)(10-6)三、節(jié)流閥的主要性能指標(biāo)1.流量調(diào)節(jié)范圍

2.流量變化率

3.內(nèi)泄漏量

4.壓力損失1.流量調(diào)節(jié)范圍流量調(diào)節(jié)范圍是指當(dāng)節(jié)流閥的進(jìn)出油口壓差為最小時(shí)(一般為0.5MPa)，由小到大改變節(jié)流口的過(guò)流面積，它所通過(guò)的最小穩(wěn)定流量和最大流量之間的范圍。2.流量變化率當(dāng)節(jié)流閥進(jìn)出油口壓差為最小時(shí)，將節(jié)流閥的流量調(diào)至最小穩(wěn)定流量，并保持進(jìn)油腔油溫為(50±5)℃，每隔5min用流量計(jì)測(cè)量一次流量，共測(cè)量六次，將測(cè)得的最大和最小流量的差值與流量的平均值之比稱(chēng)作流量變化率。節(jié)流閥的最小流量變化率一般不大于10％。3.內(nèi)泄漏量?jī)?nèi)泄漏量是指節(jié)流閥全關(guān)閉，進(jìn)油腔壓力調(diào)至額定壓力時(shí)，油液由進(jìn)油口經(jīng)閥芯和閥體之間的配合間隙泄漏至出油口的流量。4.壓力損失正向壓力損失是指節(jié)流口全開(kāi)，通過(guò)額定流量時(shí)，進(jìn)油口與出油口之間的壓力差。對(duì)于單向節(jié)流閥而言，油液反向流過(guò)單向閥時(shí)的壓力差稱(chēng)為閥的反向壓力損失。四、節(jié)流閥的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)形式的選擇

2.節(jié)流閥進(jìn)出油口壓差Δp的確定

3.節(jié)流閥最大和最小開(kāi)口面積的確定

4.節(jié)流閥通流部分的尺寸1.結(jié)構(gòu)形式的選擇節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)形式主要根據(jù)工作壓力和調(diào)節(jié)特性的要求來(lái)確定。如工作壓力較高時(shí)，可選用軸向三角槽式節(jié)流口；工作壓力較低但要求調(diào)節(jié)靈敏，可選用縫隙式節(jié)流口；要求油溫變化對(duì)流量的影響小時(shí)，應(yīng)采用薄刃結(jié)構(gòu)，必要時(shí)可采用溫度補(bǔ)償?shù)姆绞剑划?dāng)要求帶載進(jìn)行流量調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)考慮閥芯上液壓力的平衡問(wèn)題。2.節(jié)流閥進(jìn)出油口壓差Δp的確定在工作狀態(tài)，節(jié)流閥進(jìn)出油口壓差將隨系統(tǒng)中執(zhí)行元件負(fù)載的變化而在很大范圍內(nèi)變動(dòng)。在設(shè)計(jì)節(jié)流閥時(shí)要確定一個(gè)Δp值，以此作為計(jì)算節(jié)流開(kāi)口大小以及通過(guò)的最小穩(wěn)定流量和最大流量的依據(jù)。3.節(jié)流閥最大和最小開(kāi)口面積的確定

(10-7)(10-8)4.節(jié)流閥通流部分的尺寸節(jié)流閥通流部分任意過(guò)流斷面(節(jié)流口除外)的液流速度應(yīng)不超過(guò)液壓管路內(nèi)的流速，一般不超過(guò)6m/s。同時(shí)，應(yīng)使流道局部阻力盡量減小。第三節(jié)調(diào)速閥一、調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)及工作原理

二、調(diào)速閥的靜態(tài)特性分析

三、調(diào)速閥的主要性能指標(biāo)

四、調(diào)速閥的設(shè)計(jì)計(jì)算一、調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)及工作原理圖10-9定差減壓閥在前節(jié)流閥在后的調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)原理圖

a)結(jié)構(gòu)圖b)詳細(xì)圖形符號(hào)c)簡(jiǎn)化圖形符號(hào)

1—定差減壓閥2—節(jié)流閥一、調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)及工作原理圖10-10調(diào)速閥結(jié)構(gòu)原理圖

1—調(diào)節(jié)旋鈕2—閥體3—閥套

4—減壓閥口5—阻尼孔

6—壓力補(bǔ)償器7—彈簧

8—節(jié)流口9—節(jié)流閥芯一、調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)及工作原理1)若系統(tǒng)工作負(fù)載增大導(dǎo)致調(diào)速閥的出油口壓力p3增大，在調(diào)速閥進(jìn)油口壓力p1不變的情況下，流經(jīng)調(diào)速閥的流量因總壓差有減小的趨勢(shì)；但p3增大的同時(shí)使定差減壓閥閥芯受力平衡破壞，閥芯向閥口增大的方向移動(dòng)，使定差減壓閥的減壓作用減弱，于是p2增大，直到p2－p3恢復(fù)到原來(lái)值，定差減壓閥閥芯在新的位置達(dá)到受力平衡為止。

2)若調(diào)速閥的進(jìn)油口壓力p1增大，則在調(diào)速閥出油口壓力p3不變的情況下，流經(jīng)調(diào)速閥的流量有增大的趨勢(shì)；但流量增大將導(dǎo)致節(jié)流閥的進(jìn)油口壓力p2增大，于是定差減壓閥閥芯受力平衡破壞，閥芯向閥口減小的方向移動(dòng)，使定差減壓閥的減壓作用增強(qiáng)，閥口的壓力差增大，使節(jié)流閥進(jìn)油口壓力p2降低并恢復(fù)到原來(lái)值，因此節(jié)流閥進(jìn)出油口壓力差保持不變。二、調(diào)速閥的靜態(tài)特性分析1)流經(jīng)定差減壓閥閥口的流量q1為

2)定差減壓閥閥芯受力平衡方程為

3)流經(jīng)節(jié)流閥閥口的流量為

4)根據(jù)流量連續(xù)性原理，并不計(jì)泄漏，則調(diào)速閥的流量為

1)流經(jīng)定差減壓閥閥口的流量q1為

(10-9)2)定差減壓閥閥芯受力平衡方程為

(10-10)3)流經(jīng)節(jié)流閥閥口的流量為

(10-11)4)根據(jù)流量連續(xù)性原理，并不計(jì)泄漏，則調(diào)速閥的流量為

(10-12)(10-12)1)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)流閥在前定差減壓閥在后。

2)節(jié)流閥進(jìn)出油口的壓力差不得小于kx0/A，否則定差減壓閥處于最大開(kāi)口，不起減壓補(bǔ)償作用。

3)當(dāng)調(diào)速閥出油口負(fù)載很小時(shí)，定差減壓閥閥口將承擔(dān)較大的壓力差，此時(shí)液壓功率幾乎全部損失在壓力補(bǔ)償器上，所消耗的功率將產(chǎn)生無(wú)效的熱能，使油液溫度升高。二、調(diào)速閥的靜態(tài)特性分析圖10-11節(jié)流閥在前定差減壓閥在后的調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)原理圖

a)結(jié)構(gòu)圖b)詳細(xì)圖形符號(hào)c)簡(jiǎn)化圖形符號(hào)三、調(diào)速閥的主要性能指標(biāo)1.最小工作壓差

2.最小穩(wěn)定流量

3.流量調(diào)節(jié)范圍

4.內(nèi)泄漏量

5.進(jìn)油口壓力變化對(duì)流量的影響

6.出油口壓力變化對(duì)流量的影響1.最小工作壓差最小工作壓差即調(diào)速閥進(jìn)出油口的最小壓差，是指將節(jié)流口全開(kāi)，流過(guò)額定流量時(shí)，調(diào)速閥進(jìn)油口和出油口的壓力差(即p1－p3)。壓差過(guò)低，減壓閥部分不能正常工作，就不能對(duì)節(jié)流閥進(jìn)行有效的壓力補(bǔ)償，影響流量的穩(wěn)定性。2.最小穩(wěn)定流量最小穩(wěn)定流量是指調(diào)速閥能正常工作的最小流量，要求流量變化率不大于10％，不出現(xiàn)斷流等現(xiàn)象。3.流量調(diào)節(jié)范圍流量調(diào)節(jié)范圍是指當(dāng)調(diào)速閥在最小工作壓差時(shí)，由小到大改變節(jié)流口的過(guò)流面積，它所通過(guò)的最小穩(wěn)定流量和最大流量范圍。4.內(nèi)泄漏量?jī)?nèi)泄漏量是指節(jié)流口全關(guān)時(shí)，將調(diào)速閥的進(jìn)油口壓力調(diào)節(jié)至額定壓力，從出油口流出的流量。5.進(jìn)油口壓力變化對(duì)流量的影響進(jìn)油口壓力變化對(duì)流量的影響是指將流經(jīng)閥的流量調(diào)整至比最小穩(wěn)定流量高1～2倍，使出油口的流量直接回油箱，然后測(cè)量進(jìn)油口在最低(由最小工作壓差決定)和最高工作壓力時(shí)流量的變化率。一般要求其流量變化率應(yīng)小于10％。6.出油口壓力變化對(duì)流量的影響出油口壓力變化對(duì)流量的影響是指將流經(jīng)閥的流量調(diào)整至比最小穩(wěn)定流量高1～2倍，使進(jìn)油口壓力為額定壓力，然后測(cè)量出油口在最低(直接回油箱的壓力)和最高(額定壓力減去最小工作壓差)工作壓力時(shí)，流經(jīng)閥的流量變化率，一般應(yīng)小于10％。四、調(diào)速閥的設(shè)計(jì)計(jì)算(一)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(二)計(jì)算方法

(一)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.定差減壓閥部分

2.節(jié)流閥部分1.定差減壓閥部分圖10-12調(diào)速閥中定差減壓閥的典型結(jié)構(gòu)

a)閥套較短b)閥套有阻尼小孔c)無(wú)閥套1.定差減壓閥部分(1)閥芯

(2)閥套

(3)閥口(1)閥芯圖10-12所示的閥芯均為大小頭兩級(jí)同心結(jié)構(gòu)，其中圖10-12b中的閥芯在中部成錐形，這是為了減小穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的影響，從而改善調(diào)速閥調(diào)節(jié)流量的穩(wěn)定性。

(2)閥套圖10-13調(diào)速閥中減壓閥閥口的結(jié)構(gòu)

a)圓柱形閥口b)~d)弓形閥口(3)閥口減壓閥閥口有圓柱形和弓形兩種。圖10-13a所示為圓柱形閥口，圖10-13b~d所示為弓形閥口。圓柱形閥口由于閥芯有微小位移時(shí)，過(guò)流面積會(huì)有較大的變化，即面積梯度大，因而減壓閥靈敏度高，但閥芯的穩(wěn)定性稍差；弓形閥口閥芯的穩(wěn)定性則較好，但靈敏度稍低。2.節(jié)流閥部分圖10-14調(diào)速閥中節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)

a)~e)軸向移動(dòng)的閥芯與調(diào)節(jié)手輪部分分體f)螺旋運(yùn)動(dòng)的閥芯與調(diào)節(jié)手輪部分連成一體2.節(jié)流閥部分圖10-15幾種節(jié)流口過(guò)流面積的形狀(二)計(jì)算方法1.幾何尺寸的確定(圖10-16)

2.減壓閥彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算

3.性能計(jì)算1.幾何尺寸的確定(圖10-16)圖10-16調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)圖1.幾何尺寸的確定(圖10-16)(1)進(jìn)出油口直徑d，減壓閥閥芯臺(tái)肩大直徑D、中直徑D1、小直徑d1，節(jié)流閥閥芯臺(tái)肩大直徑D2、小直徑d2(單位均為m)

(2)減壓閥閥套沉割槽寬度B和尺寸H

(3)減壓閥閥套徑向孔直徑dj1和孔數(shù)zj1

(4)節(jié)流閥進(jìn)油口孔直徑dj2

(5)減壓閥閥口的最大開(kāi)口量δ1max(6)節(jié)流閥節(jié)流口的最大開(kāi)口量δ2max(圖中未畫(huà)出)

(7)減壓閥閥芯行程S1

(8)節(jié)流閥閥芯行程S2(1)進(jìn)出油口直徑d，減壓閥閥芯臺(tái)肩大直徑D、中直徑D1、小直徑d1，節(jié)流閥閥芯臺(tái)肩大直徑D2、小直徑d2(單位均為m)1)閥的進(jìn)出油口直徑d應(yīng)滿(mǎn)足

2)節(jié)流閥閥芯臺(tái)肩大直徑D2、小直徑d2一般按經(jīng)驗(yàn)取。

3)減壓閥閥芯臺(tái)肩中直徑D1、小直徑d1的確定方法與D2、d2一樣。（10-14）（10-15）（10-16）（10-17）(2)減壓閥閥套沉割槽寬度B和尺寸H

(10-18)(3)減壓閥閥套徑向孔直徑dj1和孔數(shù)zj1

(10-19)(4)節(jié)流閥進(jìn)油口孔直徑dj2

dj2處的流速也應(yīng)小于［vs］，其計(jì)算方法與式(10-19)類(lèi)似。

(5)減壓閥閥口的最大開(kāi)口量δ1max(10-20)(6)節(jié)流閥節(jié)流口的最大開(kāi)口量δ2max(圖中未畫(huà)出)

(10-21)(7)減壓閥閥芯行程S1

(10-22)(8)節(jié)流閥閥芯行程S2

(10-23)2.減壓閥彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算

(10-24)(10-25)3.性能計(jì)算(1)流量變化率ηq

(2)進(jìn)出油口最低工作壓差Δpmin(1)流量變化率ηq

(10-26)(10-27)(10-28)(10-29)(10-30)(2)進(jìn)出油口最低工作壓差Δpmin

根據(jù)節(jié)流閥在最大開(kāi)口量和最小開(kāi)口量時(shí)的兩條q-(p1－p3)關(guān)系曲線，可找出流量變化率達(dá)到設(shè)計(jì)要求值［ηq］時(shí)調(diào)速閥的進(jìn)出油口最低工作壓差Δpmin。節(jié)流閥在最大開(kāi)口量時(shí)的q-(p1－p3)關(guān)系曲線前面已經(jīng)求出。第四節(jié)溫度補(bǔ)償調(diào)速閥圖10-17溫度補(bǔ)償調(diào)速閥

1—手柄2—溫度補(bǔ)償桿3—節(jié)流口4—節(jié)流閥閥芯第五節(jié)溢流節(jié)流閥圖10-18溢流節(jié)流閥工作原理圖

a)結(jié)構(gòu)圖b)詳細(xì)圖形符號(hào)c)簡(jiǎn)化圖形符號(hào)

1—液壓缸2—安全閥3—溢流閥4—節(jié)流閥第五節(jié)溢流節(jié)流閥(10-31)(10-32)第六節(jié)分流集流閥一、分流閥

二、分流集流閥

三、分流精度及影響分流精度的因素第六節(jié)分流集流閥圖10-19分流集流閥圖形符號(hào)

a)分流閥b)集流閥c)分流集流閥一、分流閥圖10-20分流閥的結(jié)構(gòu)原理圖

1、2—固定節(jié)流孔3、4—可變節(jié)流口5—閥體6—閥芯7—彈簧二、分流集流閥圖10-21分流集流閥的結(jié)構(gòu)及工作原理圖

1—閥芯2—閥套3、5—彈簧4—固定節(jié)流孔三、分流精度及影響分流精度的因素1)固定節(jié)流孔前后的壓差對(duì)分流誤差有影響。

2)兩個(gè)可變節(jié)流孔處的液動(dòng)力和閥芯與閥套間的摩擦力不完全相等而產(chǎn)生分流誤差。

3)閥芯兩端彈簧力不相等引起分流誤差。

4)兩個(gè)固定節(jié)流孔口幾何尺寸誤差會(huì)引起分流誤差。

第十一章方向控制閥第一節(jié)單向閥

第二節(jié)換向閥

第三節(jié)多路換向閥

第四節(jié)其他類(lèi)型的方向控制閥第一節(jié)單向閥一、普通單向閥

二、液控單向閥

三、雙液控單向閥

四、主要性能一、普通單向閥圖11-1直通式單向閥

a)鋼球式直通單向閥b)錐閥式直通單向閥c)詳細(xì)圖形符號(hào)d)簡(jiǎn)化圖形符號(hào)一、普通單向閥圖11-2直角式單向閥二、液控單向閥圖11-3液控單向閥

a)簡(jiǎn)式液控單向閥b)卸載式液控單向閥c)詳細(xì)圖形符號(hào)d)簡(jiǎn)化圖形符號(hào)

1—控制活塞2—單向閥芯3—卸荷閥芯三、雙液控單向閥圖11-4雙液控單向閥

a)結(jié)構(gòu)原理b)圖形符號(hào)

1、5—彈簧2、4—閥芯3—控制活塞6—閥體7—端蓋四、主要性能1.正向最小開(kāi)啟壓力

2.正向流動(dòng)壓力損失

3.反向泄漏量1.正向最小開(kāi)啟壓力正向最小開(kāi)啟壓力是指使閥芯剛開(kāi)啟時(shí)進(jìn)油口的最小壓力。作為單向閥或背壓閥使用時(shí)，因彈簧剛度不同，其正向最小開(kāi)啟壓力有較大差別。2.正向流動(dòng)壓力損失正向流動(dòng)壓力損失是指單向閥通過(guò)額定流量時(shí)所產(chǎn)生的壓力降。壓力損失包括由于彈簧力、摩擦力等產(chǎn)生的開(kāi)啟壓力損失和液流的流動(dòng)損失。為了減小壓力損失，可以選用開(kāi)啟壓力小的單向閥。3.反向泄漏量反向泄漏量是指當(dāng)液流反向進(jìn)入單向閥時(shí)，通過(guò)閥口的泄漏流量。一個(gè)性能良好的單向閥應(yīng)做到反向無(wú)泄漏或泄漏量極微小。當(dāng)系統(tǒng)有較高的保壓要求時(shí)，應(yīng)選用泄漏量小的結(jié)構(gòu)，如錐閥式單向閥。第二節(jié)換向閥一、換向閥的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)介紹

二、滑閥機(jī)能

三、換向閥的壓力損失分析及主要結(jié)構(gòu)尺寸確定

四、換向閥的換向可靠性及操作力計(jì)算

五、換向閥的泄漏分析

六、換向平穩(wěn)性分析一、換向閥的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)介紹1.按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi)

2.按換向閥的“位”和“通”分類(lèi)

3.按換向閥的操縱方式分類(lèi)1.按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi)(1)滑閥型滑閥型換向閥的閥芯為圓柱滑閥，相對(duì)于閥體作軸向運(yùn)動(dòng)。

(2)錐閥型錐閥型通過(guò)錐閥芯相對(duì)于閥座的開(kāi)啟或閉合來(lái)實(shí)現(xiàn)換向。

(3)轉(zhuǎn)閥型因閥芯相對(duì)于閥體轉(zhuǎn)動(dòng)而得名。按照換向閥的工作位置和控制的通道數(shù)，換向閥可分為二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、三位五通等。若換向閥的閥體上分布有兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或五個(gè)主油口，則該主油口稱(chēng)為“通”。具有兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或五個(gè)主油口的換向閥分別稱(chēng)為“二通閥”、“三通閥”、“四通閥”或“五通閥”。2.按換向閥的“位”和“通”分類(lèi)2.按換向閥的“位”和“通”分類(lèi)1)用方框表示閥的工作位置，有幾個(gè)方框就表示幾“位”。

2)一個(gè)方框上與外部相連接的主油口數(shù)有幾個(gè)，就表示幾“通”。

3)用方框內(nèi)的箭頭表示該位置上油路處于接通狀態(tài)，但箭頭方向不一定表示液流的實(shí)際流向。

4)方框內(nèi)的符號(hào)“┬”或“┴”表示此通路被閥芯封閉，即不通。

5)通常換向閥與系統(tǒng)供油路連接的油口用P表示，與回油路連接的回油口用T表示，而與執(zhí)行元件相連接的工作油口用字母A、B表示。

6)換向閥都有兩個(gè)或兩個(gè)以上的工作位置，其中一個(gè)為常態(tài)位，即閥芯未受到操縱力作用時(shí)所處的位置。3.按換向閥的操縱方式分類(lèi)(1)手動(dòng)換向閥手動(dòng)換向閥是利用手動(dòng)杠桿等機(jī)構(gòu)來(lái)改變閥芯和閥體的相對(duì)位置從而實(shí)現(xiàn)換向的閥類(lèi)。

(2)機(jī)動(dòng)換向閥機(jī)動(dòng)換向閥是用擋鐵或凸輪推動(dòng)閥芯從而實(shí)現(xiàn)換向的閥類(lèi)。

(3)電磁換向閥電磁換向閥是利用電磁鐵通電吸合后產(chǎn)生的吸力推動(dòng)閥芯來(lái)改變閥的工作位置。

(4)液動(dòng)換向閥液動(dòng)換向閥是利用控制油路的壓力油在閥芯端部所產(chǎn)生的液壓力來(lái)推動(dòng)閥芯移動(dòng)，從而改變閥芯位置的換向閥。

(5)電液換向閥電液換向閥由電磁換向閥和液動(dòng)換向閥組合而成。(1)手動(dòng)換向閥圖11-5三位四通手動(dòng)換向閥

a)彈簧鋼球定位式結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)b)彈簧自動(dòng)復(fù)位式結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)

1—手柄2—閥體3—閥芯4—彈簧5—鋼球(1)手動(dòng)換向閥圖11-6手輪操作換向閥

a)結(jié)構(gòu)圖b)圖形符號(hào)

1—手輪2—鋼球定位機(jī)構(gòu)3—螺桿4—閥芯5—閥體(2)機(jī)動(dòng)換向閥圖11-7二位二通機(jī)動(dòng)換向閥

a)結(jié)構(gòu)圖b)圖形符號(hào)

1—擋鐵2—滾輪3—閥芯4—彈簧5—閥體(3)電磁換向閥圖11-8交流干式二位三通電磁換向閥

a)結(jié)構(gòu)圖b)圖形符號(hào)

1—閥體2—閥芯3、7—彈簧4、8—彈簧座5—推桿6—O形圈9—后蓋(3)電磁換向閥圖11-9直流濕式三位四通電磁換向閥

a)結(jié)構(gòu)圖b)圖形符號(hào)

1—電磁鐵2—推桿3—閥芯4—彈簧5—擋圈(4)液動(dòng)換向閥圖11-10三位四通液動(dòng)換向閥(彈簧對(duì)中型)

a)換向時(shí)間不可調(diào)式液動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)b)換向時(shí)間可調(diào)式液動(dòng)換向閥阻尼調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)

1—單向閥鋼球2—節(jié)流閥芯(5)電液換向閥圖11-11液壓對(duì)中型不可調(diào)式三位四通電液換向閥

a)結(jié)構(gòu)圖b)詳細(xì)圖形符號(hào)c)簡(jiǎn)化圖形符號(hào)

1—中蓋2—缸套3—柱塞4—先導(dǎo)閥5—主閥芯(5)電液換向閥1)當(dāng)液動(dòng)換向閥為彈簧對(duì)中型時(shí)，電磁換向閥必須采用Y型或H型中位機(jī)能，以保證主閥芯左右兩端油室通回油箱，否則主閥芯無(wú)法回到中位。

2)控制壓力油口K1可以取自主油路的P口(內(nèi)控)，也可以另設(shè)獨(dú)立油源(外控)。

3)為防止先導(dǎo)閥工作時(shí)受到回油壓力的干擾，一般應(yīng)將先導(dǎo)閥的回油口T1直接引回油箱(外泄)，只有在主閥回油口T直接回油箱，回油背壓接近于零時(shí)，才可將控制油回油經(jīng)閥內(nèi)流道引到主閥回油口(內(nèi)泄)。二、滑閥機(jī)能三位四通和三位五通換向閥中，滑閥在中位時(shí)各油口的連通方式稱(chēng)為滑閥機(jī)能(也稱(chēng)中位機(jī)能)。不同的滑閥機(jī)能可滿(mǎn)足系統(tǒng)的不同要求。二、滑閥機(jī)能圖11-12滑閥的特殊機(jī)能

a)MP型b)NdO型二、滑閥機(jī)能圖11-13滑閥型換向閥的過(guò)渡機(jī)能

a)一種H型二位四通滑閥型換向閥的過(guò)渡機(jī)能

b)一種O型三位四通滑閥型換向閥的過(guò)渡機(jī)能三、換向閥的壓力損失分析及主要結(jié)構(gòu)尺寸確定圖11-14閥的結(jié)構(gòu)尺寸三、換向閥的壓力損失分析及主要結(jié)構(gòu)尺寸確定(1)進(jìn)、出油口直徑d0(單位為m)

(2)閥芯外徑D、閥桿直徑d和中心孔直徑d1

(3)換向閥的最大開(kāi)口長(zhǎng)度xmax

(4)閥體沉割槽直徑D1和寬度B

(1)進(jìn)、出油口直徑d0(單位為m)

(11-1)(2)閥芯外徑D、閥桿直徑d和中心孔直徑d1

(11-2)(11-3)(11-4)(11-5)(3)換向閥的最大開(kāi)口長(zhǎng)度xmax

(11-6)(4)閥體沉割槽直徑D1和寬度B

(11-7)(11-8)(11-9)四、換向閥的換向可靠性及操作力計(jì)算1.換向推力

2.換向阻力1.換向推力(1)液動(dòng)閥

(2)電磁閥(1)液動(dòng)閥液動(dòng)閥或電液換向閥中主滑閥的換向推力等于滑閥某一端部的控制面積與控制油壓的乘積。為了保證可靠換向，控制油壓pK不能低于某一最小值pKmin。

(2)電磁閥電磁閥的力特性取決于所采用的電磁鐵的形式。由于螺管式電磁鐵的特點(diǎn)，其電磁吸力(對(duì)于滑閥則是推力)隨氣隙的減小而迅速增大。工作行程越大，起始吸力就越小。2.換向阻力(1)液動(dòng)力

(2)彈簧力

(3)卡緊力(4)摩擦力(1)液動(dòng)力圖11-15不同結(jié)構(gòu)的三位四通滑閥的液動(dòng)力

a)二凸肩結(jié)構(gòu)b)三凸肩結(jié)構(gòu)(1)液動(dòng)力圖11-16滑閥換向時(shí)液動(dòng)力的變化規(guī)律(2)彈簧力除了采用液壓對(duì)中的結(jié)構(gòu)外，一般換向閥的彈簧都起恢復(fù)中位的作用(在二位換向閥中是恢復(fù)到原始位置)，因此是復(fù)位彈簧。

(3)卡緊力滑閥徑向液壓力分布不均勻會(huì)形成液壓卡緊力。減小甚至基本消除液壓卡緊力的有效措施是在滑閥表面開(kāi)若干條均壓槽(通常不少于三條)。

(4)摩擦力(11-10)(11-11)五、換向閥的泄漏分析六、換向平穩(wěn)性分析(1)控制換向時(shí)間

(2)選擇合理的滑閥機(jī)能(1)控制換