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6.1概述1.閥的功能液壓系統(tǒng)中用以控制系統(tǒng)的流體壓力、流量和流動(dòng)方向的控制元件,總稱液壓控制閥(或液壓閥、控制閥),它們性能很大程度上決定了整個(gè)液壓系統(tǒng)性能。它們的共同之處:(1)在結(jié)構(gòu)上都由閥體、閥芯、操縱部件等三個(gè)主要部分組成;(2)在工作原理上都是利用閥的開口(簡(jiǎn)稱閥口)的變化(大小或通斷)來控制液流壓力、流量和方向的,因此閥口的通流性能決定了它的性能。閥口的流量、壓差和開口面積之間的關(guān)系符合小孔流量公式。第六章液壓控制閥6.1概述1.閥的功能液壓系統(tǒng)中用以控制系統(tǒng)12.閥的分類2.閥的分類23.閥的基本性能要求:1)動(dòng)作靈敏,使用可靠,工作時(shí)沖擊小、振動(dòng)小、噪音小,具有一定的使用壽命;2)油液通過閥時(shí)所產(chǎn)生的壓力損失盡量小;3)具有良好的密封性能,內(nèi)、外泄漏小;4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,安裝、調(diào)整、維護(hù)方便。另外,液壓控制閥也應(yīng)實(shí)行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。目前的液壓閥正在向高壓化、小型化、集成化的方向發(fā)展。3.閥的基本性能要求:1)動(dòng)作靈敏,使用可靠,工作時(shí)沖36.2方向控制閥方向控制閥在油路的主要作用是用來通斷或改變油液流動(dòng)的方向。6.2方向控制閥方向控制閥在油路的主要作用是用來通41.單向閥
僅允許液體向一個(gè)方向流動(dòng),而不能反向流動(dòng)(反向截止)的閥。有普通型單向閥和液控單向閥兩種。普通單向閥的工作原理是利用座閥(錐閥或球閥)的單向通流特性實(shí)現(xiàn)的。
單向閥在油路中主要用來限制液流流向。正向時(shí)要求它阻力小、壓降損失小、動(dòng)作靈敏可靠;反向時(shí)泄漏小。
單向閥的主要用途是:裝在液壓泵的出油液口,在液壓泵卸荷或意外停轉(zhuǎn)時(shí),防止系統(tǒng)中的高壓油液倒流入液壓泵而影響它的工作1.單向閥僅允許液體向一個(gè)方向流動(dòng),而不能反向流51–活塞
2–頂桿
3–閥芯
液控單向閥
允許液體單向通過,反向時(shí)關(guān)閉或按預(yù)定液壓控制信號(hào)開放單向閥,稱液控單向閥。液控是在普通單向閥的基礎(chǔ)上,增加一個(gè)液控口,以適應(yīng)油液反向流動(dòng)的需要。當(dāng)控制口K不通壓力油時(shí),液控單向閥與普通單向閥一樣,油液只能正向流動(dòng),反向截止。而當(dāng)控制口K通入壓力油時(shí),活塞1被推向右邊,克服彈簧彈力、液壓力等阻力,通過頂桿2推動(dòng)閥芯3右移,閥口打開,液控單向閥反向?qū)?,油液可以從原出油口P2通過閥口流向原進(jìn)油口P1
液控單向閥常用于保壓、鎖緊和平衡等回路1–活塞2–頂桿3–閥芯液控單向閥62、換向閥
換向閥是利用閥芯和閥體的相對(duì)位移關(guān)閉或接通油路,從而改變液流方向,使執(zhí)行元件停止、啟動(dòng)或改變運(yùn)動(dòng)方向。根據(jù)閥芯和閥體的相對(duì)位移方式,可分為換向滑閥和轉(zhuǎn)閥兩大類。
換向滑閥是利用閥芯相對(duì)閥的往復(fù)直線位移改變內(nèi)部通道連通方式控制油路通斷和改變液流方向的,而轉(zhuǎn)閥是利用柱狀閥芯與閥體的旋轉(zhuǎn)位移實(shí)現(xiàn)上述作用的。不加特別說明的換向閥即換向滑閥。
2、換向閥換向閥是利用閥芯和閥體的相對(duì)位移關(guān)閉或接7(a)
(b)
(c)
圖(c)是對(duì)應(yīng)圖(a)、(b)換向閥的圖形符號(hào),從左至右的三個(gè)方框分別代表換向閥閥芯所處的左位、中位和右位三個(gè)工作位置。方框內(nèi)的引線表示通路狀態(tài),其中“┷”或“┰”表示閥口關(guān)閉,箭頭連線表示所連接的口相通。圖形符號(hào)中,外引線在常態(tài)(不通電)位置畫出,圖(c)中的常態(tài)位置是中位,有五條外引線,表示閥的五個(gè)油口。因該閥有三個(gè)工作位置,五個(gè)油口,稱為“三位五通換向閥”。中位機(jī)能是對(duì)三位換向閥而言的。在非控制狀態(tài)時(shí),中間位置所表示的閥內(nèi)部油路連通方式稱中位機(jī)能。根據(jù)中位油路的連通方式不同,可分為O、P、M、H、X、U、Y型多種,可參看表6.2-2三位五通換向滑閥:位數(shù)、通路數(shù)、中位機(jī)能(a)(b)(c)圖(c)是對(duì)應(yīng)圖(a)、(b8換向閥閥芯的控制方式、定位和復(fù)位方式:控制方式即是使閥芯位移的方式和方法。常見的控制方式(參見表6.2-3)有:手動(dòng)控制、機(jī)械控制、液壓控制、電磁控制及復(fù)合控制,它們分別是利用人工方法、機(jī)械方法、液壓力和通電線圈產(chǎn)生的電磁力控制閥芯與閥體的相對(duì)位移的,復(fù)合控制通常是電液聯(lián)合控制,即利用電磁力控制導(dǎo)閥,進(jìn)而使液壓力控制主閥芯位移從而達(dá)到換向目的。
在液壓回路或液壓系統(tǒng)中,換向閥的圖示位置為靜態(tài)(自然)位置。使閥芯相對(duì)閥體在工作位置或零位固定的方法稱定位方式。常見的定位方式有彈簧定位和機(jī)械定位,其中機(jī)械定位是最可靠的。使閥回到原始狀態(tài)的方法,稱復(fù)位方式,常見的復(fù)位方式有彈簧復(fù)位、彈簧對(duì)中復(fù)位、液壓對(duì)中復(fù)位,后兩者是對(duì)三位閥而言的。三位五通換向滑閥:換向閥閥芯的控制方式、定位和復(fù)位方式:三位五通換向滑9表6.2-1.換向滑閥結(jié)構(gòu)與圖形符號(hào)
二位二通閥
接通與切斷油路,相當(dāng)于一個(gè)油路開關(guān)。
二位三通閥
改變液流流向,從一條油路轉(zhuǎn)換到另一條油路。
二位四通閥
進(jìn)油和回油不變的情況下,切換二個(gè)出油口的流向。
表6.2-1.換向滑閥結(jié)構(gòu)與圖形符號(hào)二位二通閥接通與切10三位四通閥
二位五通閥
三位五通閥
左、右位與二位四通閥作用相同。中位時(shí)關(guān)斷所有通油口。
切換二個(gè)出油口的流向,有二種回油方式。
左、右位與二位五通閥作用相同。中位時(shí)關(guān)斷所有通油口
三位四通閥二位五通閥三位五通閥左、右位與二位四通閥作用11表6.2-3換向閥操縱方式圖形符號(hào)
手柄式
機(jī)動(dòng)滾輪式
機(jī)動(dòng)頂桿式
電磁式
液壓式
彈簧
液壓先導(dǎo)控制
電磁-液壓先導(dǎo)控制
表6.2-3換向閥操縱方式圖形符號(hào)手柄式機(jī)動(dòng)滾輪式12表6.2-2三位換向滑閥的中位機(jī)能表6.2-2三位換向滑閥的中位機(jī)能13轉(zhuǎn)閥1–手柄
2–閥體
3–閥芯
(a)
(b)
(c)
(d)轉(zhuǎn)閥的閥芯是作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),如圖所示,扳動(dòng)手柄1,閥芯3在閥體2內(nèi)作轉(zhuǎn)動(dòng)。(a)、(b)、(c)分別是閥芯在左、中、右三個(gè)位置的情形轉(zhuǎn)閥1–手柄2–閥體3–閥芯(a14三位四通手動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)二位二通機(jī)動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)3、換向滑閥的結(jié)構(gòu)介紹三位四通手動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)二位二通機(jī)動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)3、換向滑閥的15三位四通電磁換向閥結(jié)構(gòu)1-閥芯2-彈簧3-推桿
4-線圈5-導(dǎo)套6-銜鐵7-壓桿8-檢查按鈕
三位四通電磁換向閥結(jié)構(gòu)1-閥芯2-彈簧3-推桿4-線16三位四通液動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)(彈簧對(duì)中型)當(dāng)控制油路的壓力油從K1口進(jìn)入滑閥的左腔、滑閥的右腔通過K2通油箱時(shí),液壓力克服彈簧力等阻力,推動(dòng)閥芯右移,P與A相通,B與T相通,換向閥處于左位狀態(tài)。反之,K2口通入壓力右時(shí),換向閥處于右位狀態(tài),P與B相通,A與T相通。當(dāng)K1、K2都不通入壓力油時(shí),閥芯在二端的彈簧力作用下,處于中位,四個(gè)油口均不相通。三位四通液動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)(彈簧對(duì)中型)當(dāng)控制油路的壓17電液動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)(彈簧對(duì)中型)通電,使電磁閥處于右位,則主閥也隨之切換至右位,P、B相通,A、T相通。當(dāng)二個(gè)電磁閥均斷電時(shí),主閥芯在復(fù)位彈簧的作用下,回到中位,P、T、A、B四個(gè)均互不相通。電液動(dòng)換向閥由主閥和先導(dǎo)控制閥組成。主閥是液動(dòng)換向閥,允許通過較大流量的液流。電液動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)(彈簧對(duì)中型)通電,使電磁閥處于右185.多路換向閥多路換向閥是由二個(gè)以上的換向閥為主的組合閥(屬于疊加閥),根據(jù)工作要求的不同,還可以組合上安全溢流、單向閥和補(bǔ)油閥。和其它閥相比,它具有結(jié)構(gòu)緊湊、壓力損失小、移動(dòng)滑閥阻力小、多位性能、壽命長(zhǎng)、制造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。主要用于起重機(jī)械、工程機(jī)械及其它行走機(jī)構(gòu),進(jìn)行多個(gè)執(zhí)行元件(液壓缸和液壓馬達(dá))的集中控制。它的操縱方式多為手動(dòng)操縱,也有機(jī)動(dòng)、液動(dòng)、氣動(dòng)以及電磁-氣動(dòng)等形式;若按閥體結(jié)構(gòu)分,有分片式和整體式二類;若按連接方式分,有并聯(lián)、串聯(lián)和串并聯(lián)三類。5.多路換向閥多路換向閥是由二個(gè)以上的換向閥為主的191)并聯(lián)油路多路換向閥這類多路換向閥進(jìn)口壓力油可以直接通到各聯(lián)滑閥的進(jìn)油口,各聯(lián)滑閥的回油口又都直接通到多路換向閥的總回油口。當(dāng)采用這種油路連通方式的多路換向閥同時(shí)操作多個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)工作,壓力油總是先進(jìn)入負(fù)載壓力較低的執(zhí)行元件。因此只有各執(zhí)行元件進(jìn)油口的壓力相等時(shí),它們才能同時(shí)動(dòng)作。1)并聯(lián)油路多路換向閥這類多路換向閥進(jìn)口壓202)串聯(lián)油路多路換向閥
每聯(lián)滑閥的進(jìn)油口都和前聯(lián)滑閥的中位回油口相通,即前聯(lián)回油口都和后聯(lián)滑閥的中位進(jìn)油口相通,這樣,可使串聯(lián)油路內(nèi)的數(shù)個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作,其條件是串聯(lián)回路多路換向閥的進(jìn)油口P的壓力要大于所有同時(shí)動(dòng)作的執(zhí)行元件的各腔壓力之和。因此,并聯(lián)油路多路換向閥的進(jìn)口P的壓力比較高,損失相應(yīng)也較大。2)串聯(lián)油路多路換向閥每聯(lián)滑閥的進(jìn)油口都和前聯(lián)滑閥213)串并聯(lián)油路多路換向閥每聯(lián)滑閥的進(jìn)油口都和前聯(lián)滑閥的中位回油口相通,每聯(lián)回油口都直接與總回油口連接,即各滑閥的進(jìn)油口串聯(lián),回油口并聯(lián)。串并聯(lián)油路多路換向閥的特點(diǎn)是:當(dāng)某聯(lián)滑閥換向時(shí),其后各聯(lián)滑閥的進(jìn)油道當(dāng)即被切斷。因此,一組多路換向閥中只能有一個(gè)滑閥工作,即滑閥之間具有互鎖功能,可以防止誤動(dòng)作。3)串并聯(lián)油路多路換向閥每聯(lián)滑閥的進(jìn)油口都和前聯(lián)滑226.3壓力控制閥以液壓力與彈簧力相平衡而進(jìn)行壓力控制的元件稱壓力控制閥,簡(jiǎn)稱壓力閥。壓力閥在油路的主要作用是用控制液流壓力高低的。6.3壓力控制閥以液壓力與彈簧力相平衡而進(jìn)行壓力控制231、溢流閥以液壓力與彈簧力相平衡而維持進(jìn)口壓力近于恒定,系統(tǒng)中多余流體通過該閥回油箱的壓力控制閥,稱溢流閥。
根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,溢流閥主要有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。
溢流閥在液壓系統(tǒng)中主要起穩(wěn)定壓力或安全保護(hù)的作用。它是液壓系統(tǒng)中最重要的元件之一,幾乎所有的系統(tǒng)都要用到溢流閥,其性能的好壞對(duì)液壓系統(tǒng)的正常工作有重大影響。溢流閥在油路中的使用比較靈活,可以有不同的用途。1、溢流閥以液壓力與彈簧力相平衡而維持進(jìn)口壓力近于恒定24(1)直動(dòng)式溢流閥的工作原理與結(jié)構(gòu)1-手柄2-彈簧3-閥芯
根據(jù)閥芯形狀不同,直動(dòng)式溢流閥有3種:球芯式、錐芯式和滑閥式溢流閥。球芯式應(yīng)用較少;錐芯式動(dòng)作靈敏,適于作安全閥;而滑閥式溢流閥壓力穩(wěn)定性好,適用作調(diào)壓閥以穩(wěn)定系統(tǒng)的工作壓力。進(jìn)口壓力p基本上由彈簧力決定閥體上阻尼孔1的作用是對(duì)閥芯的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻尼,以提高閥芯的穩(wěn)定性。P為進(jìn)油口(液壓泵出口的分支管路接口),T為回油箱接口。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)手柄5,使調(diào)壓彈簧7預(yù)壓縮量為x。(1)直動(dòng)式溢流閥的工作原理與結(jié)構(gòu)1-手柄2-彈簧3-251)直動(dòng)式溢流閥的工作原理與結(jié)構(gòu)1-手柄2-彈簧3-閥芯
起穩(wěn)定壓力作用的溢流閥實(shí)際上是一個(gè)負(fù)反饋系統(tǒng),反饋信號(hào)取自進(jìn)口壓力p,稱為控制壓力,在圖形符號(hào)中用虛線表示。穩(wěn)壓時(shí)閥口雖有一定的開口量x,但常態(tài)下(進(jìn)口無壓力)P與T不通,故圖形符號(hào)中箭頭偏向一邊。另外,溢流閥的出口T通常接通油箱,所以圖形符號(hào)中也將油箱畫出。1)直動(dòng)式溢流閥的工作原理與結(jié)構(gòu)1-手柄2-彈簧3-閥26直動(dòng)式滑閥式溢流閥的結(jié)構(gòu)
1-手柄2-彈簧3-閥芯a-阻尼孔
xR-閥口進(jìn)入進(jìn)油口P的壓力油通過閥芯3的徑向孔和阻尼孔a作用在閥芯底部,該液壓力與彈簧2的彈簧力平衡,溢流流量從開口xR流向T口,為防止泄漏,需要一定的重疊長(zhǎng)度L。這種滑閥式結(jié)構(gòu)的溢流閥一般只能用于壓力小于2.5MPa的小流量場(chǎng)合。較新型的直動(dòng)式溢流閥采用錐閥式或球閥式,可以直接用于高壓、大流量的場(chǎng)合。直動(dòng)式滑閥式溢流閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)入進(jìn)油口P的壓力油通272)先導(dǎo)式溢流閥
先導(dǎo)式溢流閥由兩部分組成:先導(dǎo)閥部分(錐芯式直動(dòng)式溢流閥)和主閥部分。壓力油從P口進(jìn)入,通過阻尼孔3到達(dá)主閥芯上腔,再經(jīng)直通道到達(dá)先導(dǎo)閥芯的前腔,作用在先導(dǎo)閥芯4的前面(錐面),當(dāng)進(jìn)口壓力p較低時(shí),液壓力不能克服先導(dǎo)彈簧5的彈簧力,先導(dǎo)閥關(guān)閉。如果進(jìn)口壓力p升高,P1隨之升高,當(dāng)作用在先導(dǎo)閥芯4上的液壓力能克服彈簧5時(shí),先導(dǎo)閥芯4打開,液流通過阻尼孔3、先導(dǎo)閥閥口和主閥閥芯軸向通孔流回油箱。由于液流通過阻尼孔時(shí)產(chǎn)生壓降Δp=P-P1,使主閥下腔的液壓力PA大于上腔的液壓力P1A,當(dāng)液壓力差ΔpA大于主彈簧1的彈力和其它阻力時(shí),主閥芯2上移,主閥開啟,部分油液經(jīng)過主閥口(T)溢流回油箱。2)先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥由兩部分組成:先導(dǎo)閥部分(錐283)溢流閥的應(yīng)用(1)作調(diào)壓閥以穩(wěn)定系統(tǒng)壓力在圖(a)的定量泵系統(tǒng)中,節(jié)流閥與溢流閥并聯(lián),泵輸出流量QS,節(jié)流閥用以調(diào)節(jié)進(jìn)入執(zhí)行元件的流量QL。QS的選擇原則是QS≥QL,以滿足執(zhí)行元件最大速度。在正常工作時(shí),QS
顯著大于QL
,多余流量經(jīng)溢流閥溢流回油箱。因而在正常工作時(shí),溢流閥總是開啟的(常開),因而保證了系統(tǒng)工作壓力穩(wěn)定。調(diào)節(jié)節(jié)流閥口的開度,可調(diào)整節(jié)流閥和溢流閥的通流量。由于溢流閥在通流量變化很大時(shí)進(jìn)口壓力變化甚微,這就保證了系統(tǒng)工作壓力的穩(wěn)定性。3)溢流閥的應(yīng)用(1)作調(diào)壓閥以穩(wěn)定系統(tǒng)壓力293)溢流閥的應(yīng)用(2)作安全閥以限定系統(tǒng)最高壓力,保障系統(tǒng)安全在(b)的變量泵系統(tǒng)中,泵輸出流量可根據(jù)執(zhí)行元件的需要而自動(dòng)調(diào)節(jié)。系統(tǒng)正常工作時(shí)無多余流量經(jīng)溢流閥旁路溢流回油箱,溢流閥是閉合的(常閉),只有當(dāng)系統(tǒng)工作壓力超過溢流閥設(shè)定壓力(一般為最高工作壓力的110%)時(shí),溢流閥才開啟溢流,以限制系統(tǒng)的最高工作壓力,保障了系統(tǒng)的安全。3)溢流閥的應(yīng)用(2)作安全閥以限定系統(tǒng)最高壓力,保障系統(tǒng)安303)溢流閥的應(yīng)用(3)作卸荷閥和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥在圖(c)的定量泵系統(tǒng)中,調(diào)壓閥為先導(dǎo)式溢流閥,在其先導(dǎo)閥控制口處并聯(lián)二位二通閥。當(dāng)二位二通閥通電而處上工位時(shí),先導(dǎo)閥控制壓力為零,使泵卸載。將圖中的二位二通閥換成錐心式溢流閥,則可作遠(yuǎn)程調(diào)壓閥。但只有遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)節(jié)壓力低于主閥調(diào)節(jié)壓力時(shí),才起遠(yuǎn)程調(diào)壓作用。3)溢流閥的應(yīng)用(3)作卸荷閥和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥313)溢流閥的應(yīng)用(4)作背壓閥溢流閥還可用作背壓閥,這時(shí)一般用直動(dòng)式溢流閥,將它串接在系統(tǒng)的回油路上,以產(chǎn)生一定的回油阻力,改善執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。安裝在液壓缸出口的一端,在液壓缸伸出運(yùn)動(dòng)時(shí)形成一個(gè)背壓,以防止液壓缸活塞桿突然伸出。3)溢流閥的應(yīng)用(4)作背壓閥322.減壓閥
用節(jié)流的方法使出口壓力低于進(jìn)口壓力的控制閥稱減壓閥1)定值減壓閥:在出口獲得低于進(jìn)口壓力的穩(wěn)定壓力。這種減壓閥最為常用,有時(shí)直接稱為減壓閥。2)定差減壓閥:保持進(jìn)、出油口之間的壓力差不變。3)定比減壓閥:保持進(jìn)、出油口之間的壓力比不變。2.減壓閥用節(jié)流的方法使出口壓力低于進(jìn)口壓力的控制閥稱減壓331)定值減壓閥
(1)直動(dòng)式定值減壓閥圖a為工作原理圖,圖b為圖形符號(hào)。P1是進(jìn)油口,P2是出油口。常態(tài)時(shí)閥芯在彈簧的作用下處于閥腔底部、開口最大,P1、P2相通,即閥芯是常開的。壓力為P1的高壓液體從進(jìn)液口P1經(jīng)減壓閥口降為P2并從P2輸出,同時(shí)P2通過內(nèi)部通道進(jìn)入閥芯下端,對(duì)閥芯作用一個(gè)向上的與調(diào)壓彈簧力平衡的液壓力AP21)定值減壓閥(1)直動(dòng)式定值減壓閥341)定值減壓閥
(1)直動(dòng)式定值減壓閥若此刻減壓閥口開度為x,則閥芯上力平衡方程為:或者表明減壓閥出口壓力基本保持不變。該閥是直動(dòng)式定值減壓閥,其單獨(dú)應(yīng)用較少。1)定值減壓閥(1)直動(dòng)式定值減壓閥或者表明減壓閥出351)定值減壓閥
(2)先導(dǎo)式定值減壓閥減壓閥中常見的為先導(dǎo)式定值減壓閥,它由先導(dǎo)閥(錐芯式直動(dòng)溢流閥)和直動(dòng)減壓閥(主閥)兩部分組成。P1口進(jìn)入經(jīng)過常開的減壓閥口壓力降為p2并從出液口P2流出,同時(shí)壓力p2作用于主閥芯底部,并經(jīng)阻尼孔a壓力降為p3作用主閥芯上端和先導(dǎo)閥閥芯左端。當(dāng)先導(dǎo)閥前腔液壓力小于或等于導(dǎo)閥預(yù)壓彈簧力時(shí),導(dǎo)閥關(guān)閉,這時(shí)P3=P2=P1,主閥芯位于閥腔底部,減壓閥口處最大開度狀態(tài),不起減壓作用。1)定值減壓閥(2)先導(dǎo)式定值減壓閥361)定值減壓閥
(2)先導(dǎo)式定值減壓閥當(dāng)導(dǎo)閥開啟,導(dǎo)閥回液?jiǎn)为?dú)回油箱,由于阻尼孔a的作用,導(dǎo)閥泄漏流量ΔQ使主閥芯上下腔產(chǎn)生壓力差P2-P3,當(dāng)主閥芯下端的液壓力大于主閥芯彈簧預(yù)壓力時(shí)主閥芯上移,閥口開度減小,起減壓作用并保持P2近于恒定。當(dāng)出口壓力大于調(diào)定值時(shí),閥口開度將減小,使閥口阻力增大,出口壓力便下降;當(dāng)出口壓力小于調(diào)定值時(shí),閥口開度將增大,使閥口阻力減小,出口壓力便上升。這樣,減壓閥利用閥口開度的自動(dòng)變化來使出口壓力保持基本穩(wěn)定。1)定值減壓閥(2)先導(dǎo)式定值減壓閥371)定值減壓閥
先導(dǎo)式減壓閥和先導(dǎo)式溢流閥相比較,有如下不同:1)減壓閥保持出口壓力基本不變,控制油液來自出油口;而溢流閥保持進(jìn)口壓力基本不變,控制油液來自進(jìn)口。2)在自然狀態(tài)下,減壓閥進(jìn)、出口相通(常開),而溢流閥的進(jìn)、出口不通(常閉)。3)減壓閥的先導(dǎo)閥泄漏油液須通過泄油口單獨(dú)外接油箱,而溢流閥的出油口是與油箱直接相接的,所以它的先導(dǎo)閥的泄漏油可通過閥體上的通道和出口相通,不必單獨(dú)外接回油管道。1)定值減壓閥先導(dǎo)式減壓閥和先導(dǎo)式溢流閥相比較,有如下不同382)定差減壓閥
定差減壓閥可保持進(jìn)、出油口的壓力差穩(wěn)定不變,其結(jié)構(gòu)原理圖如圖所示。進(jìn)口壓力P1作用在閥芯的臺(tái)階端面上,并通過減壓節(jié)流口x流出壓力降為P2,同時(shí)P2通過閥芯中心孔作用在閥芯上腔。閥芯是在進(jìn)、出口壓力差ΔP和彈簧力的作用下平衡(忽略摩擦力和穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力),平衡方程式為定差式減壓閥主要用在組合閥中,以保證節(jié)流閥的進(jìn)、出口壓力差恒定,從而獲得穩(wěn)定的流量。2)定差減壓閥定差減壓閥可保持進(jìn)、出油口的壓力差穩(wěn)393)定比減壓閥
定比減壓閥能使進(jìn)、出口壓力的比值保持穩(wěn)定,其結(jié)構(gòu)原理如圖所示,忽略穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力、摩擦力,閥芯的平衡方程式為由于彈簧剛度kc設(shè)計(jì)得很小,彈簧力可以忽略,上式簡(jiǎn)化為3)定比減壓閥定比減壓閥能使進(jìn)、出口壓力的比值保持403.順序閥
當(dāng)控制壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí),閥芯開啟、使流體通過以控制下一個(gè)執(zhí)行元件順序動(dòng)作的壓力控制閥稱順序閥。其主要作用是控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動(dòng)作先后順序。順序閥的結(jié)構(gòu)和工作原理與溢流閥相似。根據(jù)壓力控制方式,順序閥可分為內(nèi)控式和外控式,前者用閥的進(jìn)口壓力控制閥芯的啟閉,后者用外來控制壓力控制閥芯的啟閉;也可按結(jié)構(gòu)不同分為兩種:直動(dòng)式和先導(dǎo)式,前者一般用于低壓系統(tǒng),后者用于中、高壓系統(tǒng)。按泄漏方式不同,也可分為內(nèi)泄式和外泄式,前者需要單獨(dú)的管道,以將泄漏油液流回油箱,后者是泄漏油液與閥出口油液一起回油箱,不需單獨(dú)泄漏管道。這時(shí)閥的作用是使系統(tǒng)卸荷,而不是控制執(zhí)行元件順序工作。3.順序閥當(dāng)控制壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí),閥芯開啟、使流413.順序閥
如圖a所示,當(dāng)進(jìn)油口壓力P1小于彈簧調(diào)定壓力時(shí),閥芯在彈簧作用下處于最下位置,進(jìn)油口和出油口不通;當(dāng)P1壓力升高并達(dá)到或超過彈簧調(diào)定壓力時(shí),克服彈簧力使閥芯上移,閥口打開,P1與P2相通,則出口油液P2推動(dòng)回路中下一個(gè)執(zhí)行元件工作。圖a的順序閥的閥芯開啟的控制壓力來自液進(jìn)口,稱為內(nèi)控式順序閥。如果另外設(shè)置一控制口K,使用其它的油路作為控制油液,則稱為外控式順序閥,如圖b所示。3.順序閥如圖a所示,當(dāng)進(jìn)油口壓力P1小于彈簧調(diào)423.順序閥
先導(dǎo)式順序閥的原理見圖6.3-18,與圖6.3-3的先導(dǎo)式溢流閥原理相比,基本相同。差別僅僅在于前者出口P2一般接工作回路,而后者的出口T則接油箱,所以前者需要另外的泄漏口L。3.順序閥先導(dǎo)式順序閥的原理見圖6.3-18,與433.順序閥
順序閥的應(yīng)用順序閥相當(dāng)于一個(gè)液控開關(guān)閥(或液控二位二通閥),可以根據(jù)控制口的壓力變化來接通或關(guān)閉進(jìn)、出口之間的油路。順序閥可以有多種用途:可以使多個(gè)執(zhí)行元件按壓力順序自動(dòng)實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作;可以用來作為回路的背壓閥或系統(tǒng)卸荷閥;與單向閥并聯(lián)組成的一體式閥稱為單向順序閥,它可以作為平衡閥,用于防止執(zhí)行元件在放下重物負(fù)載時(shí)可能發(fā)生的失控現(xiàn)象。3.順序閥順序閥的應(yīng)用444.壓力繼電器
壓力繼電器:是將油液的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的電液控制元件。當(dāng)油液壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定壓力時(shí)即發(fā)出電信號(hào),以控制電磁鐵、電磁離合器、繼電器等元件動(dòng)作,使油路卸荷、換向、執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作,或關(guān)閉電動(dòng)機(jī),使系統(tǒng)停止工作,起安全保護(hù)作用等。壓力繼電器按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為柱塞式、彈簧管式和膜片式等
單觸點(diǎn)柱塞式壓力繼電器。主要零件有柱塞1、調(diào)節(jié)螺帽2和電氣微動(dòng)開關(guān)3。液壓力作用在柱塞底部,當(dāng)液壓系統(tǒng)的壓力達(dá)到調(diào)壓彈簧的調(diào)定值時(shí),液壓力便直接壓縮彈簧,推動(dòng)柱塞上移而壓下微動(dòng)開關(guān)觸頭,發(fā)出電信號(hào)4.壓力繼電器壓力繼電器:是將油液的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換456.4流量控制閥在一定壓力差下,通過改變閥口通流面積(節(jié)流口局部阻力)大小或通流通道的長(zhǎng)短來控制流量的液壓控制閥稱流量控制閥。常見的類型有普通節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥、比例節(jié)流閥等。1流量控制原理和節(jié)流口形式流量控制閥是利用小孔節(jié)流原理工作的。作為節(jié)流口的小孔通常有3種形式:薄壁小孔、短孔和細(xì)長(zhǎng)孔。這3種孔的流量公式均可表示如下6.4流量控制閥在一定壓力差下,通過改變閥口通流466.4流量控制閥節(jié)流閥的流量與節(jié)流口形狀、壓差、油液的性質(zhì)相關(guān),具體如下(1)壓差對(duì)流量的影響:節(jié)流閥兩端壓差Δp變化時(shí),通過它的流量也發(fā)生變化。(2)溫度對(duì)流量的影響:油溫的變化影響到油液的粘度。對(duì)細(xì)長(zhǎng)孔,粘度對(duì)流量的影響最大。(3)節(jié)流口堵塞:節(jié)流口可能因?yàn)橛鸵褐械碾s質(zhì)或由于油液氧化后析出的膠質(zhì)、瀝青等而發(fā)生局部堵塞,使節(jié)流口通流面積變小,流量發(fā)生變化,尤其是當(dāng)開口較小時(shí),這一影響更為突出,嚴(yán)重時(shí)會(huì)完全堵塞而出現(xiàn)斷流現(xiàn)象為保證流量穩(wěn)定,節(jié)流口的形式以薄壁小孔較為理想6.4流量控制閥為保證流量穩(wěn)定,節(jié)流口的形式以薄壁小孔較476.4流量控制閥
節(jié)流閥在回路中的節(jié)流作用是有條件的,它需與溢流閥配合使用。如圖a,節(jié)流閥與溢流閥并聯(lián)在液壓泵的出口,構(gòu)成恒壓源,使泵出口的壓力恒定。此時(shí)節(jié)流閥和溢流閥相當(dāng)于兩個(gè)并聯(lián)的液阻。定量泵輸出流量不變,流經(jīng)節(jié)流閥的的流量和流經(jīng)溢流閥的流量決定于節(jié)流閥和溢流閥液阻的相對(duì)大小。若節(jié)流閥的液阻大于溢流閥的液阻,則QL>ΔQ;反之QL<ΔQ
。節(jié)流閥是一種可在較大范圍內(nèi)以改變液阻來調(diào)節(jié)流量的元件。但若在回路中僅有節(jié)流閥而沒有與之并聯(lián)的溢流閥,如圖b所示,則節(jié)流閥就起不到節(jié)流流量的作用。液壓泵輸出的油液全部經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸。改變節(jié)流閥節(jié)流口的大小,只是改變節(jié)流閥的壓力降,而流量是不變的。6.4流量控制閥節(jié)流閥在回路中的節(jié)流作用是有條件486.4流量控制閥2普通節(jié)流閥圖a為普通(L型)節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)圖。這種節(jié)流閥的節(jié)流口是軸向三角槽式,壓力油從進(jìn)油口P1進(jìn)入節(jié)流閥,經(jīng)孔a流至環(huán)形槽,再經(jīng)過閥芯1左端狹小的軸向三角槽(節(jié)流口)通過孔b,由出油口P2流出。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)手柄3,可使推桿、閥芯1左移,彈簧4被壓縮,節(jié)流口變小。節(jié)流閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,體積小,進(jìn)出口可以互換;但負(fù)載變化時(shí)對(duì)流量穩(wěn)定性影響較大,因此只適用于負(fù)載變化不大或?qū)?zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定性要求低的液壓系統(tǒng)。6.4流量控制閥2普通節(jié)流閥496.4流量控制閥2普通節(jié)流閥節(jié)流閥的應(yīng)用(1)起節(jié)流調(diào)速作用節(jié)流閥用在定量泵系統(tǒng)中與溢流閥一起組成節(jié)流調(diào)速回路,可以調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。這是節(jié)流閥的主要作用,具體請(qǐng)參節(jié)流調(diào)速回路章節(jié)。(2)起負(fù)載阻尼作用對(duì)某些液壓系統(tǒng),流量是一定的,因此改變節(jié)流閥的開口面積將導(dǎo)致閥的前后壓力差改變。此時(shí),節(jié)流閥起負(fù)載阻尼作用,稱之為液阻,節(jié)流孔面積越小液阻越大。節(jié)流閥的液阻作用主要用于液壓元件的內(nèi)部控制。(3)起壓力緩沖作用在液流壓力容易發(fā)生突變的地方安裝節(jié)流元件,可以延緩壓力的影響,起保護(hù)作用,最典型的例子是開關(guān)可調(diào)式壓力表,其開關(guān)的阻尼比可有效緩和壓力沖擊。6.4流量控制閥2普通節(jié)流閥506.4流量控制閥3調(diào)速閥
由于普通節(jié)流閥的剛性差,在節(jié)流口開度一定下,通過它的流量受工作負(fù)載變化的影響,而工作負(fù)載的變化是難以避免的,僅使用普通節(jié)流閥不能滿足對(duì)運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定性的要求。為了改善調(diào)速系統(tǒng)的性能,通常的做法是對(duì)節(jié)流閥進(jìn)行壓力補(bǔ)償以保持節(jié)流閥前后壓力差不變,從而達(dá)到流量穩(wěn)定之目的。對(duì)節(jié)流閥進(jìn)行壓力補(bǔ)償?shù)姆绞接袃煞N:一種是調(diào)速閥:將定差減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián),由定差減壓閥保持節(jié)流閥前后壓力差穩(wěn)定;另一種是溢流閥節(jié)流閥:將定差溢流閥與節(jié)流閥并聯(lián),由定差溢流閥來保持節(jié)流閥前后壓力差恒定。6.4流量控制閥3調(diào)速閥516.4流量控制閥3調(diào)速閥調(diào)速閥由定差減壓閥1和節(jié)流閥2串聯(lián)組成。液壓源輸出油液壓力為p1,p1自閥的進(jìn)油口P1進(jìn)入并流入定差減壓閥閥芯處的環(huán)形腔,再經(jīng)定差減壓閥出口流向節(jié)流閥入口,壓力由p1降為p2,經(jīng)通道e進(jìn)入d腔,作用于主閥芯下端,并且經(jīng)通道f進(jìn)入C腔,作用于主閥芯大端的下部的環(huán)形面積上;經(jīng)節(jié)流閥2閥口后,壓力降為p3(p3大小由執(zhí)行元件負(fù)載決定),p3輸向執(zhí)行元件,并經(jīng)過通道a作用于主閥芯上部(b腔),以進(jìn)行壓力補(bǔ)償,使節(jié)流閥輸出流量穩(wěn)定。6.4流量控制閥3調(diào)速閥526.4流量控制閥3調(diào)速閥定差減壓閥閥芯上平衡方程為無論當(dāng)調(diào)速閥進(jìn)口或出口壓力發(fā)生變化時(shí),由于定差減壓閥的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用,節(jié)流閥前后的壓差總能保持不變,從而保持流量穩(wěn)定。圖中,橫坐標(biāo)Δp指整個(gè)閥的進(jìn)出油口壓力差,普通節(jié)流閥的流量隨壓力差變化較大,而調(diào)速閥在壓力差大于一定數(shù)值后,流量基本保持恒定。調(diào)速閥需要達(dá)到一定的壓力差后才能正常工作,因?yàn)楫?dāng)壓力差很小時(shí),彈簧力大于液壓力,減壓閥閥芯被彈簧力推至最下端,減壓閥閥口全開,起不到穩(wěn)定節(jié)流閥前后壓力差的作用,故這時(shí)調(diào)速閥的性能與節(jié)流閥相同6.4流量控制閥3調(diào)速閥無論當(dāng)調(diào)速閥進(jìn)口或出口536.4流量控制閥4溢流節(jié)流閥由定差溢流閥、節(jié)流閥和安全閥構(gòu)成,定差溢流閥為壓力補(bǔ)償閥,它與節(jié)流閥并聯(lián),共同控制閥流量的穩(wěn)定性,又稱并聯(lián)壓力補(bǔ)償節(jié)流閥,其中的安全閥用于控制負(fù)載的最高工作壓力,保障元件和系統(tǒng)的安全。6.4流量控制閥4溢流節(jié)流閥由定差溢流閥、節(jié)流546.4流量控制閥4溢流節(jié)流閥來自液壓泵的壓力為P1,油液繞過定差溢流閥1的閥芯d腔到節(jié)流閥4入口,并且經(jīng)過f、g孔作用在閥芯下端(e腔)及大端閥芯下部(b腔);經(jīng)節(jié)流閥4閥口后壓力降為P2,推動(dòng)負(fù)載并作用在安全閥2的錐形閥芯上及主閥芯上部(a腔)。當(dāng)負(fù)載壓力P2升高時(shí),使定差溢流閥3閥芯下移,溢流口變小,進(jìn)口壓力P1升高,壓力差保持不變。反之P2降低,主閥芯上移,溢流口變大,進(jìn)口壓力降低,壓力差同樣保持不變。這樣,不管負(fù)載壓力如何變化,壓力補(bǔ)償閥上、下腔壓力差即節(jié)流閥口前后壓力差總保持不變,節(jié)流閥口流量即定差溢流閥輸出流量穩(wěn)定。6.4流量控制閥4溢流節(jié)流閥來自液壓泵的壓力為556.4流量控制閥4溢流節(jié)流閥溢流節(jié)流閥流量穩(wěn)定性與調(diào)速閥沒有明顯差別,但在具體使用中是有區(qū)別的。調(diào)速閥可安裝在執(zhí)行元件的進(jìn)油路或回油路上;而溢流節(jié)流閥只能安裝在執(zhí)行元件的進(jìn)油路上。使用調(diào)速閥時(shí),液壓泵出口壓力保持恒定;使用溢流節(jié)流閥時(shí),液壓泵出口壓力隨負(fù)載而變化,因而有較高的效率。溢流節(jié)流閥通常要附帶一個(gè)安全閥(安全閥2)以避免系統(tǒng)過載。6.4流量控制閥4溢流節(jié)流閥溢流節(jié)流閥流量穩(wěn)定566.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥疊加閥是在板式閥集成化基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新穎液壓閥。每個(gè)疊加閥不僅起到液壓閥的功能,還起到油液通路的作用。由疊加閥組成液壓系統(tǒng)時(shí),只要將相應(yīng)的疊加閥疊合在底板與標(biāo)準(zhǔn)板式換向閥(或標(biāo)準(zhǔn)頂板)之間,用螺栓結(jié)合即成。疊加閥的工作原理與一般液壓閥基本相同,但在具體結(jié)構(gòu)和連接尺寸上不相同。每個(gè)疊加閥都有4個(gè)油口(P、A、B、T),它們上下貫通,構(gòu)成油路。同一規(guī)格(通徑)的疊加閥的連接安裝尺寸一致,互相疊加時(shí),組成各種不同功能的液壓系統(tǒng)。6.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥疊加閥是在板式576.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥用疊加閥組成的液壓系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,重量輕。(2)安裝簡(jiǎn)便、裝配周期短。(3)適應(yīng)性強(qiáng)。液壓系統(tǒng)如需變化,改變工況時(shí),組裝方便迅速。(4)元件之間實(shí)現(xiàn)無管連接,消除了因油管、管接頭等引起的泄漏、振動(dòng)和噪聲。(5)外觀整齊,維護(hù)、保養(yǎng)容易。(6)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和集成化程度高。6.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥用疊加閥組成的液壓系統(tǒng)586.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥1)疊加式溢流閥:壓力油從進(jìn)油口P進(jìn)入主閥3右端腔a,并通過阻尼孔c進(jìn)入主閥芯3左端腔,這樣主閥芯3左、右端面便形成壓力差,與主閥彈簧平衡。主閥左腔的壓力油通過小孔d作用于先導(dǎo)閥芯5的錐面,與調(diào)壓彈簧7平衡。如果壓力P較小不足以打開先導(dǎo)閥,則主閥左、右腔的壓力差很小,也不能使主閥打開,疊加溢流閥不起溢流作用。如果壓力P較大打開先導(dǎo)閥,則主閥左、右腔的壓力差增大,使主閥芯3左移、打開,疊加溢流閥開始溢流到T。先導(dǎo)閥的回油經(jīng)通道b流向回油口T。閥體1上有四個(gè)通孔e,用于裝配螺栓6.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥1)疊加式溢流閥:壓596.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥6.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥606.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥2)疊加式單向調(diào)速閥當(dāng)液流從A′口進(jìn)入時(shí),單向閥10反向關(guān)閉,液流通過通道a、b等進(jìn)入定差減壓閥的入口,定差減壓閥使節(jié)流閥口前后的壓力差保證恒定,從而保證節(jié)流流量的穩(wěn)定,節(jié)流后的液流經(jīng)c從A口流出。如果液流從A口進(jìn)入時(shí),則單向閥10正向打開,液流直接經(jīng)過單向閥從A′口流出,此時(shí)調(diào)速閥不起作用。6.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥616.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥3)插裝閥—基本組件又稱二通插裝閥,在高壓大流量液壓系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用?;窘M件由閥芯、閥套、彈簧和密封圈構(gòu)成,根據(jù)用途不同分為方向閥組件、壓力閥組件與流量閥組件3種。6.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥626.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥3)插裝閥—作方向閥插裝閥用作方向控制閥時(shí)閥芯選用方向閥組件,通過對(duì)控制口C施加不同的控制,就可以組成各種方向控制閥。(1)作單向閥將C腔與A或B連通即稱為單向閥,連接方法不同其導(dǎo)通方式也不同。在控制C上連接一個(gè)二位二通液動(dòng)閥來變換C的壓力,如圖c所示即成為液控單向閥。6.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥636.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥3)插裝閥—作方向閥(2)作二位二通閥用一個(gè)二位三通電磁閥來轉(zhuǎn)換C腔的壓力,就成為一個(gè)二位二通閥,如圖a所示。當(dāng)二位三通閥斷電(圖示位置)時(shí),只允許液流從A向B流通,反向則不通。更完善的二位二通功能如圖b所示。在A、B、C口之間加接一個(gè)相當(dāng)于兩個(gè)單向閥的梭閥,這樣當(dāng)二位三通電磁閥斷電時(shí),無論壓力方向如何,A、B口都不相通。6.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥646.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥3)插裝閥—作方向閥(3)作二位三通閥:P口接壓力油,二位四通電磁閥用來轉(zhuǎn)換二組插裝閥控制口C的控制壓力。當(dāng)電磁閥斷電時(shí),插裝閥組件1、2都接成單向閥形式,若A口壓力高于T口壓力,則組件1閥芯導(dǎo)通,A、T相通;同時(shí)組件2閥芯關(guān)閉,A、P不通。反之,當(dāng)電磁閥通電時(shí),組件1控制口通壓力油,使之關(guān)閉,A、T不通,而組件2處于正向,P口壓力油流向A口。6.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥656.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥3)插裝閥—作方向閥(4)作二位四通閥:4個(gè)方向閥插裝組件組成二位四通閥。電磁閥斷電時(shí),組件1、3的控制口接油箱,組件2、4的油口通壓力油,所以,A、T相通,B、P相通。當(dāng)電磁閥通電時(shí),情況則相反,即組件1、3的油口通壓力油,組件2、4的油口通油箱,所以,A、P相通,B、T相通。6.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥666.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥3)插裝閥—作方向閥(5)作多機(jī)能四通閥:根據(jù)四個(gè)電磁閥的通斷情況,理論上有16種組合,但其中的5種是相同的,實(shí)際只有12種組合,具體見表6.5-1。表中“1”表示電磁閥通電狀態(tài),“0”表示電磁閥斷電狀態(tài)??梢?,如果把狀態(tài)9、13作為等效換向閥的左、右位,其余作為中位,則圖6.5-8相當(dāng)于一個(gè)多中位機(jī)能的三位四通換向閥。6.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥676.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥3)插裝閥—用作壓力控制閥插裝閥用作壓力控制閥時(shí)閥芯選用壓力閥組件,在控制口C接入直動(dòng)式溢流閥作為先導(dǎo)閥,就可以組成壓力控制閥。圖a為插裝閥組成的溢流閥。A口為進(jìn)油口,B口接油箱。A腔壓力油經(jīng)阻尼小孔后進(jìn)入控制口C,C口又與先導(dǎo)壓力閥的進(jìn)油口相通。這樣A口的壓力和溢流量由先導(dǎo)閥決定,其工作原理與先導(dǎo)式溢流閥完全相同。圖b是在C口又接了一個(gè)二位二通電磁換向閥閥,當(dāng)電磁鐵通電時(shí),插裝閥A、B口相通,起卸荷閥作用。6.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥686.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥3)插裝閥—用作壓力控制閥將圖6.5-9(a)的B口改接接被控回路,就成了順序閥。如圖a所示,A口為進(jìn)油口(P1口),B口為出油口(P2)。圖b為插裝閥組成的減壓閥,其插裝閥組件為面積比αA=1的滑閥。6.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥696.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥3)插裝閥—用作流量控制閥,可以很容易組成流量控制閥,組件上的調(diào)節(jié)手柄(或電磁鐵)可以改變錐閥閥芯的上下位置,從而改變錐閥的通流面積,起到調(diào)節(jié)流量的作用。如圖a所示,A、B分別為進(jìn)、出油口,也可以反過來使用。圖b為插裝閥組成的調(diào)速閥,插裝閥滑閥組件起壓力補(bǔ)償?shù)淖饔茫3至髁块y節(jié)流口的壓力差基本穩(wěn)定,調(diào)速閥的進(jìn)油口為P1,出油口為P2。6.4流量控制閥5疊加閥與插裝閥70本章小結(jié)
1、方向閥方向閥可分為單向閥和換向閥兩大類。單向閥有兩種:普通單向閥;只允許液流單向流動(dòng)、反向截止;液控單向閥:具有單向閥功能,施加液控信號(hào)時(shí)液流可反向通過。
換向閥分為換向滑閥、轉(zhuǎn)閥,可實(shí)現(xiàn)油路切換和控制液流通斷。換向滑閥的位數(shù)、通路數(shù)、三位換向滑閥中位機(jī)能、控制、定位、對(duì)中和復(fù)位方式等都是常用的概念。應(yīng)熟練掌握根據(jù)職能符號(hào)圖形分析換向滑閥實(shí)現(xiàn)油路切換的原理和方法。本章小結(jié)1、方向閥71本章小結(jié)
2、壓力閥基本工作原理是液壓力與彈簧力相平衡。分為溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。溢流閥在溢流狀態(tài)下保持進(jìn)口壓力基本恒定。其主要作用有:在定量泵系統(tǒng)中起溢流(調(diào)壓)作用,在變量泵或特定定量泵系統(tǒng)中起限壓安全作用。在結(jié)構(gòu)上溢流閥有直動(dòng)式和先導(dǎo)式之分。先導(dǎo)式溢流閥穩(wěn)壓性能好,并且通過它的遙控口,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓,多級(jí)壓力控制和使液壓泵卸荷。
本章小結(jié)2、壓力閥基本工作原理是液壓力與彈簧力相平衡。72本章小結(jié)
2、壓力閥減壓閥有先導(dǎo)式和直動(dòng)式之分,從壓力控制上看,有定值、定差和定比之分。常見的減壓閥為先導(dǎo)式定值減壓閥。減壓閥利用液流通過閥口形成的液阻使出口壓力低于進(jìn)口壓力,并利用出口壓力與彈簧力相平衡而保持出口壓力近于恒定。它主要用于分支回路上,使分支回路獲得低于主回路的穩(wěn)定工作壓力。在常態(tài)下,減壓閥口是常開的。因出口壓力為工作壓力,需安裝單獨(dú)泄油管道。本章小結(jié)2、壓力閥73本章小結(jié)
2、壓力閥順序閥從結(jié)構(gòu)到工作原理都與溢流閥相近,它相當(dāng)液壓開關(guān),在預(yù)壓力下開啟,控制執(zhí)行元件順序動(dòng)作,另外順序閥可作平衡閥、卸荷閥使用。壓力繼電器是將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置,控制電氣元件動(dòng)作,以實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作或安全保護(hù)等。本章小結(jié)2、壓力閥74本章小結(jié)
3、節(jié)流閥在壓差基本穩(wěn)定情況下,通過改變節(jié)流口面積調(diào)節(jié)閥口流量是節(jié)流閥基本原理。節(jié)流口的形式以薄壁小孔最為理想。普通節(jié)流閥的流量穩(wěn)定性較差。調(diào)速閥和溢流節(jié)流閥有良好的流量穩(wěn)定性。溢流節(jié)流閥只能應(yīng)用在執(zhí)行元件的進(jìn)油路上。4、插裝閥插裝閥是一種新型液壓元件,通用化程度高、流量大、密封性好。它與換向閥可組合成各種液壓閥。本章小結(jié)3、節(jié)流閥756.1概述1.閥的功能液壓系統(tǒng)中用以控制系統(tǒng)的流體壓力、流量和流動(dòng)方向的控制元件,總稱液壓控制閥(或液壓閥、控制閥),它們性能很大程度上決定了整個(gè)液壓系統(tǒng)性能。它們的共同之處:(1)在結(jié)構(gòu)上都由閥體、閥芯、操縱部件等三個(gè)主要部分組成;(2)在工作原理上都是利用閥的開口(簡(jiǎn)稱閥口)的變化(大小或通斷)來控制液流壓力、流量和方向的,因此閥口的通流性能決定了它的性能。閥口的流量、壓差和開口面積之間的關(guān)系符合小孔流量公式。第六章液壓控制閥6.1概述1.閥的功能液壓系統(tǒng)中用以控制系統(tǒng)762.閥的分類2.閥的分類773.閥的基本性能要求:1)動(dòng)作靈敏,使用可靠,工作時(shí)沖擊小、振動(dòng)小、噪音小,具有一定的使用壽命;2)油液通過閥時(shí)所產(chǎn)生的壓力損失盡量小;3)具有良好的密封性能,內(nèi)、外泄漏小;4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,安裝、調(diào)整、維護(hù)方便。另外,液壓控制閥也應(yīng)實(shí)行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。目前的液壓閥正在向高壓化、小型化、集成化的方向發(fā)展。3.閥的基本性能要求:1)動(dòng)作靈敏,使用可靠,工作時(shí)沖786.2方向控制閥方向控制閥在油路的主要作用是用來通斷或改變油液流動(dòng)的方向。6.2方向控制閥方向控制閥在油路的主要作用是用來通791.單向閥
僅允許液體向一個(gè)方向流動(dòng),而不能反向流動(dòng)(反向截止)的閥。有普通型單向閥和液控單向閥兩種。普通單向閥的工作原理是利用座閥(錐閥或球閥)的單向通流特性實(shí)現(xiàn)的。
單向閥在油路中主要用來限制液流流向。正向時(shí)要求它阻力小、壓降損失小、動(dòng)作靈敏可靠;反向時(shí)泄漏小。
單向閥的主要用途是:裝在液壓泵的出油液口,在液壓泵卸荷或意外停轉(zhuǎn)時(shí),防止系統(tǒng)中的高壓油液倒流入液壓泵而影響它的工作1.單向閥僅允許液體向一個(gè)方向流動(dòng),而不能反向流801–活塞
2–頂桿
3–閥芯
液控單向閥
允許液體單向通過,反向時(shí)關(guān)閉或按預(yù)定液壓控制信號(hào)開放單向閥,稱液控單向閥。液控是在普通單向閥的基礎(chǔ)上,增加一個(gè)液控口,以適應(yīng)油液反向流動(dòng)的需要。當(dāng)控制口K不通壓力油時(shí),液控單向閥與普通單向閥一樣,油液只能正向流動(dòng),反向截止。而當(dāng)控制口K通入壓力油時(shí),活塞1被推向右邊,克服彈簧彈力、液壓力等阻力,通過頂桿2推動(dòng)閥芯3右移,閥口打開,液控單向閥反向?qū)?,油液可以從原出油口P2通過閥口流向原進(jìn)油口P1
液控單向閥常用于保壓、鎖緊和平衡等回路1–活塞2–頂桿3–閥芯液控單向閥812、換向閥
換向閥是利用閥芯和閥體的相對(duì)位移關(guān)閉或接通油路,從而改變液流方向,使執(zhí)行元件停止、啟動(dòng)或改變運(yùn)動(dòng)方向。根據(jù)閥芯和閥體的相對(duì)位移方式,可分為換向滑閥和轉(zhuǎn)閥兩大類。
換向滑閥是利用閥芯相對(duì)閥的往復(fù)直線位移改變內(nèi)部通道連通方式控制油路通斷和改變液流方向的,而轉(zhuǎn)閥是利用柱狀閥芯與閥體的旋轉(zhuǎn)位移實(shí)現(xiàn)上述作用的。不加特別說明的換向閥即換向滑閥。
2、換向閥換向閥是利用閥芯和閥體的相對(duì)位移關(guān)閉或接82(a)
(b)
(c)
圖(c)是對(duì)應(yīng)圖(a)、(b)換向閥的圖形符號(hào),從左至右的三個(gè)方框分別代表換向閥閥芯所處的左位、中位和右位三個(gè)工作位置。方框內(nèi)的引線表示通路狀態(tài),其中“┷”或“┰”表示閥口關(guān)閉,箭頭連線表示所連接的口相通。圖形符號(hào)中,外引線在常態(tài)(不通電)位置畫出,圖(c)中的常態(tài)位置是中位,有五條外引線,表示閥的五個(gè)油口。因該閥有三個(gè)工作位置,五個(gè)油口,稱為“三位五通換向閥”。中位機(jī)能是對(duì)三位換向閥而言的。在非控制狀態(tài)時(shí),中間位置所表示的閥內(nèi)部油路連通方式稱中位機(jī)能。根據(jù)中位油路的連通方式不同,可分為O、P、M、H、X、U、Y型多種,可參看表6.2-2三位五通換向滑閥:位數(shù)、通路數(shù)、中位機(jī)能(a)(b)(c)圖(c)是對(duì)應(yīng)圖(a)、(b83換向閥閥芯的控制方式、定位和復(fù)位方式:控制方式即是使閥芯位移的方式和方法。常見的控制方式(參見表6.2-3)有:手動(dòng)控制、機(jī)械控制、液壓控制、電磁控制及復(fù)合控制,它們分別是利用人工方法、機(jī)械方法、液壓力和通電線圈產(chǎn)生的電磁力控制閥芯與閥體的相對(duì)位移的,復(fù)合控制通常是電液聯(lián)合控制,即利用電磁力控制導(dǎo)閥,進(jìn)而使液壓力控制主閥芯位移從而達(dá)到換向目的。
在液壓回路或液壓系統(tǒng)中,換向閥的圖示位置為靜態(tài)(自然)位置。使閥芯相對(duì)閥體在工作位置或零位固定的方法稱定位方式。常見的定位方式有彈簧定位和機(jī)械定位,其中機(jī)械定位是最可靠的。使閥回到原始狀態(tài)的方法,稱復(fù)位方式,常見的復(fù)位方式有彈簧復(fù)位、彈簧對(duì)中復(fù)位、液壓對(duì)中復(fù)位,后兩者是對(duì)三位閥而言的。三位五通換向滑閥:換向閥閥芯的控制方式、定位和復(fù)位方式:三位五通換向滑84表6.2-1.換向滑閥結(jié)構(gòu)與圖形符號(hào)
二位二通閥
接通與切斷油路,相當(dāng)于一個(gè)油路開關(guān)。
二位三通閥
改變液流流向,從一條油路轉(zhuǎn)換到另一條油路。
二位四通閥
進(jìn)油和回油不變的情況下,切換二個(gè)出油口的流向。
表6.2-1.換向滑閥結(jié)構(gòu)與圖形符號(hào)二位二通閥接通與切85三位四通閥
二位五通閥
三位五通閥
左、右位與二位四通閥作用相同。中位時(shí)關(guān)斷所有通油口。
切換二個(gè)出油口的流向,有二種回油方式。
左、右位與二位五通閥作用相同。中位時(shí)關(guān)斷所有通油口
三位四通閥二位五通閥三位五通閥左、右位與二位四通閥作用86表6.2-3換向閥操縱方式圖形符號(hào)
手柄式
機(jī)動(dòng)滾輪式
機(jī)動(dòng)頂桿式
電磁式
液壓式
彈簧
液壓先導(dǎo)控制
電磁-液壓先導(dǎo)控制
表6.2-3換向閥操縱方式圖形符號(hào)手柄式機(jī)動(dòng)滾輪式87表6.2-2三位換向滑閥的中位機(jī)能表6.2-2三位換向滑閥的中位機(jī)能88轉(zhuǎn)閥1–手柄
2–閥體
3–閥芯
(a)
(b)
(c)
(d)轉(zhuǎn)閥的閥芯是作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),如圖所示,扳動(dòng)手柄1,閥芯3在閥體2內(nèi)作轉(zhuǎn)動(dòng)。(a)、(b)、(c)分別是閥芯在左、中、右三個(gè)位置的情形轉(zhuǎn)閥1–手柄2–閥體3–閥芯(a89三位四通手動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)二位二通機(jī)動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)3、換向滑閥的結(jié)構(gòu)介紹三位四通手動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)二位二通機(jī)動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)3、換向滑閥的90三位四通電磁換向閥結(jié)構(gòu)1-閥芯2-彈簧3-推桿
4-線圈5-導(dǎo)套6-銜鐵7-壓桿8-檢查按鈕
三位四通電磁換向閥結(jié)構(gòu)1-閥芯2-彈簧3-推桿4-線91三位四通液動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)(彈簧對(duì)中型)當(dāng)控制油路的壓力油從K1口進(jìn)入滑閥的左腔、滑閥的右腔通過K2通油箱時(shí),液壓力克服彈簧力等阻力,推動(dòng)閥芯右移,P與A相通,B與T相通,換向閥處于左位狀態(tài)。反之,K2口通入壓力右時(shí),換向閥處于右位狀態(tài),P與B相通,A與T相通。當(dāng)K1、K2都不通入壓力油時(shí),閥芯在二端的彈簧力作用下,處于中位,四個(gè)油口均不相通。三位四通液動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)(彈簧對(duì)中型)當(dāng)控制油路的壓92電液動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)(彈簧對(duì)中型)通電,使電磁閥處于右位,則主閥也隨之切換至右位,P、B相通,A、T相通。當(dāng)二個(gè)電磁閥均斷電時(shí),主閥芯在復(fù)位彈簧的作用下,回到中位,P、T、A、B四個(gè)均互不相通。電液動(dòng)換向閥由主閥和先導(dǎo)控制閥組成。主閥是液動(dòng)換向閥,允許通過較大流量的液流。電液動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)(彈簧對(duì)中型)通電,使電磁閥處于右935.多路換向閥多路換向閥是由二個(gè)以上的換向閥為主的組合閥(屬于疊加閥),根據(jù)工作要求的不同,還可以組合上安全溢流、單向閥和補(bǔ)油閥。和其它閥相比,它具有結(jié)構(gòu)緊湊、壓力損失小、移動(dòng)滑閥阻力小、多位性能、壽命長(zhǎng)、制造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。主要用于起重機(jī)械、工程機(jī)械及其它行走機(jī)構(gòu),進(jìn)行多個(gè)執(zhí)行元件(液壓缸和液壓馬達(dá))的集中控制。它的操縱方式多為手動(dòng)操縱,也有機(jī)動(dòng)、液動(dòng)、氣動(dòng)以及電磁-氣動(dòng)等形式;若按閥體結(jié)構(gòu)分,有分片式和整體式二類;若按連接方式分,有并聯(lián)、串聯(lián)和串并聯(lián)三類。5.多路換向閥多路換向閥是由二個(gè)以上的換向閥為主的941)并聯(lián)油路多路換向閥這類多路換向閥進(jìn)口壓力油可以直接通到各聯(lián)滑閥的進(jìn)油口,各聯(lián)滑閥的回油口又都直接通到多路換向閥的總回油口。當(dāng)采用這種油路連通方式的多路換向閥同時(shí)操作多個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)工作,壓力油總是先進(jìn)入負(fù)載壓力較低的執(zhí)行元件。因此只有各執(zhí)行元件進(jìn)油口的壓力相等時(shí),它們才能同時(shí)動(dòng)作。1)并聯(lián)油路多路換向閥這類多路換向閥進(jìn)口壓952)串聯(lián)油路多路換向閥
每聯(lián)滑閥的進(jìn)油口都和前聯(lián)滑閥的中位回油口相通,即前聯(lián)回油口都和后聯(lián)滑閥的中位進(jìn)油口相通,這樣,可使串聯(lián)油路內(nèi)的數(shù)個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)動(dòng)作,其條件是串聯(lián)回路多路換向閥的進(jìn)油口P的壓力要大于所有同時(shí)動(dòng)作的執(zhí)行元件的各腔壓力之和。因此,并聯(lián)油路多路換向閥的進(jìn)口P的壓力比較高,損失相應(yīng)也較大。2)串聯(lián)油路多路換向閥每聯(lián)滑閥的進(jìn)油口都和前聯(lián)滑閥963)串并聯(lián)油路多路換向閥每聯(lián)滑閥的進(jìn)油口都和前聯(lián)滑閥的中位回油口相通,每聯(lián)回油口都直接與總回油口連接,即各滑閥的進(jìn)油口串聯(lián),回油口并聯(lián)。串并聯(lián)油路多路換向閥的特點(diǎn)是:當(dāng)某聯(lián)滑閥換向時(shí),其后各聯(lián)滑閥的進(jìn)油道當(dāng)即被切斷。因此,一組多路換向閥中只能有一個(gè)滑閥工作,即滑閥之間具有互鎖功能,可以防止誤動(dòng)作。3)串并聯(lián)油路多路換向閥每聯(lián)滑閥的進(jìn)油口都和前聯(lián)滑976.3壓力控制閥以液壓力與彈簧力相平衡而進(jìn)行壓力控制的元件稱壓力控制閥,簡(jiǎn)稱壓力閥。壓力閥在油路的主要作用是用控制液流壓力高低的。6.3壓力控制閥以液壓力與彈簧力相平衡而進(jìn)行壓力控制981、溢流閥以液壓力與彈簧力相平衡而維持進(jìn)口壓力近于恒定,系統(tǒng)中多余流體通過該閥回油箱的壓力控制閥,稱溢流閥。
根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,溢流閥主要有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。
溢流閥在液壓系統(tǒng)中主要起穩(wěn)定壓力或安全保護(hù)的作用。它是液壓系統(tǒng)中最重要的元件之一,幾乎所有的系統(tǒng)都要用到溢流閥,其性能的好壞對(duì)液壓系統(tǒng)的正常工作有重大影響。溢流閥在油路中的使用比較靈活,可以有不同的用途。1、溢流閥以液壓力與彈簧力相平衡而維持進(jìn)口壓力近于恒定99(1)直動(dòng)式溢流閥的工作原理與結(jié)構(gòu)1-手柄2-彈簧3-閥芯
根據(jù)閥芯形狀不同,直動(dòng)式溢流閥有3種:球芯式、錐芯式和滑閥式溢流閥。球芯式應(yīng)用較少;錐芯式動(dòng)作靈敏,適于作安全閥;而滑閥式溢流閥壓力穩(wěn)定性好,適用作調(diào)壓閥以穩(wěn)定系統(tǒng)的工作壓力。進(jìn)口壓力p基本上由彈簧力決定閥體上阻尼孔1的作用是對(duì)閥芯的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻尼,以提高閥芯的穩(wěn)定性。P為進(jìn)油口(液壓泵出口的分支管路接口),T為回油箱接口。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)手柄5,使調(diào)壓彈簧7預(yù)壓縮量為x。(1)直動(dòng)式溢流閥的工作原理與結(jié)構(gòu)1-手柄2-彈簧3-1001)直動(dòng)式溢流閥的工作原理與結(jié)構(gòu)1-手柄2-彈簧3-閥芯
起穩(wěn)定壓力作用的溢流閥實(shí)際上是一個(gè)負(fù)反饋系統(tǒng),反饋信號(hào)取自進(jìn)口壓力p,稱為控制壓力,在圖形符號(hào)中用虛線表示。穩(wěn)壓時(shí)閥口雖有一定的開口量x,但常態(tài)下(進(jìn)口無壓力)P與T不通,故圖形符號(hào)中箭頭偏向一邊。另外,溢流閥的出口T通常接通油箱,所以圖形符號(hào)中也將油箱畫出。1)直動(dòng)式溢流閥的工作原理與結(jié)構(gòu)1-手柄2-彈簧3-閥101直動(dòng)式滑閥式溢流閥的結(jié)構(gòu)
1-手柄2-彈簧3-閥芯a-阻尼孔
xR-閥口進(jìn)入進(jìn)油口P的壓力油通過閥芯3的徑向孔和阻尼孔a作用在閥芯底部,該液壓力與彈簧2的彈簧力平衡,溢流流量從開口xR流向T口,為防止泄漏,需要一定的重疊長(zhǎng)度L。這種滑閥式結(jié)構(gòu)的溢流閥一般只能用于壓力小于2.5MPa的小流量場(chǎng)合。較新型的直動(dòng)式溢流閥采用錐閥式或球閥式,可以直接用于高壓、大流量的場(chǎng)合。直動(dòng)式滑閥式溢流閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)入進(jìn)油口P的壓力油通1022)先導(dǎo)式溢流閥
先導(dǎo)式溢流閥由兩部分組成:先導(dǎo)閥部分(錐芯式直動(dòng)式溢流閥)和主閥部分。壓力油從P口進(jìn)入,通過阻尼孔3到達(dá)主閥芯上腔,再經(jīng)直通道到達(dá)先導(dǎo)閥芯的前腔,作用在先導(dǎo)閥芯4的前面(錐面),當(dāng)進(jìn)口壓力p較低時(shí),液壓力不能克服先導(dǎo)彈簧5的彈簧力,先導(dǎo)閥關(guān)閉。如果進(jìn)口壓力p升高,P1隨之升高,當(dāng)作用在先導(dǎo)閥芯4上的液壓力能克服彈簧5時(shí),先導(dǎo)閥芯4打開,液流通過阻尼孔3、先導(dǎo)閥閥口和主閥閥芯軸向通孔流回油箱。由于液流通過阻尼孔時(shí)產(chǎn)生壓降Δp=P-P1,使主閥下腔的液壓力PA大于上腔的液壓力P1A,當(dāng)液壓力差ΔpA大于主彈簧1的彈力和其它阻力時(shí),主閥芯2上移,主閥開啟,部分油液經(jīng)過主閥口(T)溢流回油箱。2)先導(dǎo)式溢流閥先導(dǎo)式溢流閥由兩部分組成:先導(dǎo)閥部分(錐1033)溢流閥的應(yīng)用(1)作調(diào)壓閥以穩(wěn)定系統(tǒng)壓力在圖(a)的定量泵系統(tǒng)中,節(jié)流閥與溢流閥并聯(lián),泵輸出流量QS,節(jié)流閥用以調(diào)節(jié)進(jìn)入執(zhí)行元件的流量QL。QS的選擇原則是QS≥QL,以滿足執(zhí)行元件最大速度。在正常工作時(shí),QS
顯著大于QL
,多余流量經(jīng)溢流閥溢流回油箱。因而在正常工作時(shí),溢流閥總是開啟的(常開),因而保證了系統(tǒng)工作壓力穩(wěn)定。調(diào)節(jié)節(jié)流閥口的開度,可調(diào)整節(jié)流閥和溢流閥的通流量。由于溢流閥在通流量變化很大時(shí)進(jìn)口壓力變化甚微,這就保證了系統(tǒng)工作壓力的穩(wěn)定性。3)溢流閥的應(yīng)用(1)作調(diào)壓閥以穩(wěn)定系統(tǒng)壓力1043)溢流閥的應(yīng)用(2)作安全閥以限定系統(tǒng)最高壓力,保障系統(tǒng)安全在(b)的變量泵系統(tǒng)中,泵輸出流量可根據(jù)執(zhí)行元件的需要而自動(dòng)調(diào)節(jié)。系統(tǒng)正常工作時(shí)無多余流量經(jīng)溢流閥旁路溢流回油箱,溢流閥是閉合的(常閉),只有當(dāng)系統(tǒng)工作壓力超過溢流閥設(shè)定壓力(一般為最高工作壓力的110%)時(shí),溢流閥才開啟溢流,以限制系統(tǒng)的最高工作壓力,保障了系統(tǒng)的安全。3)溢流閥的應(yīng)用(2)作安全閥以限定系統(tǒng)最高壓力,保障系統(tǒng)安1053)溢流閥的應(yīng)用(3)作卸荷閥和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥在圖(c)的定量泵系統(tǒng)中,調(diào)壓閥為先導(dǎo)式溢流閥,在其先導(dǎo)閥控制口處并聯(lián)二位二通閥。當(dāng)二位二通閥通電而處上工位時(shí),先導(dǎo)閥控制壓力為零,使泵卸載。將圖中的二位二通閥換成錐心式溢流閥,則可作遠(yuǎn)程調(diào)壓閥。但只有遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)節(jié)壓力低于主閥調(diào)節(jié)壓力時(shí),才起遠(yuǎn)程調(diào)壓作用。3)溢流閥的應(yīng)用(3)作卸荷閥和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥1063)溢流閥的應(yīng)用(4)作背壓閥溢流閥還可用作背壓閥,這時(shí)一般用直動(dòng)式溢流閥,將它串接在系統(tǒng)的回油路上,以產(chǎn)生一定的回油阻力,改善執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。安裝在液壓缸出口的一端,在液壓缸伸出運(yùn)動(dòng)時(shí)形成一個(gè)背壓,以防止液壓缸活塞桿突然伸出。3)溢流閥的應(yīng)用(4)作背壓閥1072.減壓閥
用節(jié)流的方法使出口壓力低于進(jìn)口壓力的控制閥稱減壓閥1)定值減壓閥:在出口獲得低于進(jìn)口壓力的穩(wěn)定壓力。這種減壓閥最為常用,有時(shí)直接稱為減壓閥。2)定差減壓閥:保持進(jìn)、出油口之間的壓力差不變。3)定比減壓閥:保持進(jìn)、出油口之間的壓力比不變。2.減壓閥用節(jié)流的方法使出口壓力低于進(jìn)口壓力的控制閥稱減壓1081)定值減壓閥
(1)直動(dòng)式定值減壓閥圖a為工作原理圖,圖b為圖形符號(hào)。P1是進(jìn)油口,P2是出油口。常態(tài)時(shí)閥芯在彈簧的作用下處于閥腔底部、開口最大,P1、P2相通,即閥芯是常開的。壓力為P1的高壓液體從進(jìn)液口P1經(jīng)減壓閥口降為P2并從P2輸出,同時(shí)P2通過內(nèi)部通道進(jìn)入閥芯下端,對(duì)閥芯作用一個(gè)向上的與調(diào)壓彈簧力平衡的液壓力AP21)定值減壓閥(1)直動(dòng)式定值減壓閥1091)定值減壓閥
(1)直動(dòng)式定值減壓閥若此刻減壓閥口開度為x,則閥芯上力平衡方程為:或者表明減壓閥出口壓力基本保持不變。該閥是直動(dòng)式定值減壓閥,其單獨(dú)應(yīng)用較少。1)定值減壓閥(1)直動(dòng)式定值減壓閥或者表明減壓閥出1101)定值減壓閥
(2)先導(dǎo)式定值減壓閥減壓閥中常見的為先導(dǎo)式定值減壓閥,它由先導(dǎo)閥(錐芯式直動(dòng)溢流閥)和直動(dòng)減壓閥(主閥)兩部分組成。P1口進(jìn)入經(jīng)過常開的減壓閥口壓力降為p2并從出液口P2流出,同時(shí)壓力p2作用于主閥芯底部,并經(jīng)阻尼孔a壓力降為p3作用主閥芯上端和先導(dǎo)閥閥芯左端。當(dāng)先導(dǎo)閥前腔液壓力小于或等于導(dǎo)閥預(yù)壓彈簧力時(shí),導(dǎo)閥關(guān)閉,這時(shí)P3=P2=P1,主閥芯位于閥腔底部,減壓閥口處最大開度狀態(tài),不起減壓作用。1)定值減壓閥(2)先導(dǎo)式定值減壓閥1111)定值減壓閥
(2)先導(dǎo)式定值減壓閥當(dāng)導(dǎo)閥開啟,導(dǎo)閥回液?jiǎn)为?dú)回油箱,由于阻尼孔a的作用,導(dǎo)閥泄漏流量ΔQ使主閥芯上下腔產(chǎn)生壓力差P2-P3,當(dāng)主閥芯下端的液壓力大于主閥芯彈簧預(yù)壓力時(shí)主閥芯上移,閥口開度減小,起減壓作用并保持P2近于恒定。當(dāng)出口壓力大于調(diào)定值時(shí),閥口開度將減小,使閥口阻力增大,出口壓力便下降;當(dāng)出口壓力小于調(diào)定值時(shí),閥口開度將增大,使閥口阻力減小,出口壓力便上升。這樣,減壓閥利用閥口開度的自動(dòng)變化來使出口壓力保持基本穩(wěn)定。1)定值減壓閥(2)先導(dǎo)式定值減壓閥1121)定值減壓閥
先導(dǎo)式減壓閥和先導(dǎo)式溢流閥相比較,有如下不同:1)減壓閥保持出口壓力基本不變,控制油液來自出油口;而溢流閥保持進(jìn)口壓力基本不變,控制油液來自進(jìn)口。2)在自然狀態(tài)下,減壓閥進(jìn)、出口相通(常開),而溢流閥的進(jìn)、出口不通(常閉)。3)減壓閥的先導(dǎo)閥泄漏油液須通過泄油口單獨(dú)外接油箱,而溢流閥的出油口是與油箱直接相接的,所以它的先導(dǎo)閥的泄漏油可通過閥體上的通道和出口相通,不必單獨(dú)外接回油管道。1)定值減壓閥先導(dǎo)式減壓閥和先導(dǎo)式溢流閥相比較,有如下不同1132)定差減壓閥
定差減壓閥可保持進(jìn)、出油口的壓力差穩(wěn)定不變,其結(jié)構(gòu)原理圖如圖所示。進(jìn)口壓力P1作用在閥芯的臺(tái)階端面上,并通過減壓節(jié)流口x流出壓力降為P2,同時(shí)P2通過閥芯中心孔作用在閥芯上腔。閥芯是在進(jìn)、出口壓力差ΔP和彈簧力的作用下平衡(忽略摩擦力和穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力),平衡方程式為定差式減壓閥主要用在組合閥中,以保證節(jié)流閥的進(jìn)、出口壓力差恒定,從而獲得穩(wěn)定的流量。2)定差減壓閥定差減壓閥可保持進(jìn)、出油口的壓力差穩(wěn)1143)定比減壓閥
定比減壓閥能使進(jìn)、出口壓力的比值保持穩(wěn)定,其結(jié)構(gòu)原理如圖所示,忽略穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力、摩擦力,閥芯的平衡方程式為由于彈簧剛度kc設(shè)計(jì)得很小,彈簧力可以忽略,上式簡(jiǎn)化為3)定比減壓閥定比減壓閥能使進(jìn)、出口壓力的比值保持1153.順序閥
當(dāng)控制壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí),閥芯開啟、使流體通過以控制下一個(gè)執(zhí)行元件順序動(dòng)作的壓力控制閥稱順序閥。其主要作用是控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動(dòng)作先后順序。順序閥的結(jié)構(gòu)和工作原理與溢流閥相似。根據(jù)壓力控制方式,順序閥可分為內(nèi)控式和外控式,前者用閥的進(jìn)口壓力控制閥芯的啟閉,后者用外來控制壓力控制閥芯的啟閉;也可按結(jié)構(gòu)不同分為兩種:直動(dòng)式和先導(dǎo)式,前者一般用于低壓系統(tǒng),后者用于中、高壓系統(tǒng)。按泄漏方式不同,也可分為內(nèi)泄式和外泄式,前者需要單獨(dú)的管道,以將泄漏油液流回油箱,后者是泄漏油液與閥出口油液一起回油箱,不需單獨(dú)泄漏管道。這時(shí)閥的作用是使系統(tǒng)卸荷,而不是控制執(zhí)行元件順序工作。3.順序閥當(dāng)控制壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí),閥芯開啟、使流1163.順序閥
如圖a所示,當(dāng)進(jìn)油口壓力P1小于彈簧調(diào)定壓力時(shí),閥芯在彈簧作用下處于最下位置,進(jìn)油口和出油口不通;當(dāng)P1壓力升高并達(dá)到或超過彈簧調(diào)定壓力時(shí),克服彈簧力使閥芯上移,閥口打開,P1與P2相通,則出口油液P2推動(dòng)回路中下一個(gè)執(zhí)行元件工作。圖a的順序閥的閥芯開啟的控制壓力來自液進(jìn)口,稱為內(nèi)控式順序閥。如果另外設(shè)置一控制口K,使用其它的油路作為控制油液,則稱為外控式順序閥,如圖b所示。3.順序閥如圖a所示,當(dāng)進(jìn)油口壓力P1小于彈簧調(diào)1173.順序閥
先導(dǎo)式順序閥的原理見圖6.3-18,與圖6.3-3的先導(dǎo)式溢流閥原理相比,基本相同。差別僅僅在于前者出口P2一般接工作回路,而后者的出口T則接油箱,所以前者需要另外的泄漏口L。3.順序閥先導(dǎo)式順序閥的原理見圖6.3-18,與1183.順序閥
順序閥的應(yīng)用順序閥相當(dāng)于一個(gè)液控開關(guān)閥(或液控二位二通閥),可以根據(jù)控制口的壓力變化來接通或關(guān)閉進(jìn)、出口之間的油路。順序閥可以有多種用途:可以使多個(gè)執(zhí)行元件按壓力順序自動(dòng)實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作;可以用來作為回路的背壓閥或系統(tǒng)卸荷閥;與單向閥并聯(lián)組成的一體式閥稱為單向順序閥,它可以作為平衡閥,用于防止執(zhí)行元件在放下重物負(fù)載時(shí)可能發(fā)生的失控現(xiàn)象。3.順序閥順序閥的應(yīng)用1194.壓力繼電器
壓力繼電器:是將油液的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的電液控制元件。當(dāng)油液壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定壓力時(shí)即發(fā)出電信號(hào),以控制電磁鐵、電磁離合器、繼電器等元件動(dòng)作,使油路卸荷、換向、執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作,或關(guān)閉電動(dòng)機(jī),使系統(tǒng)停止工作,起安全保護(hù)作用等。壓力繼電器按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為柱塞式、彈簧管式和膜片式等
單觸點(diǎn)柱塞式壓力繼電器。主要零件有柱塞1、調(diào)節(jié)螺帽2和電氣微動(dòng)開關(guān)3。液壓力作用在柱塞底部,當(dāng)液壓系統(tǒng)的壓力達(dá)到調(diào)壓彈簧的調(diào)定值時(shí),液壓力便直接壓縮彈簧,推動(dòng)柱塞上移而壓下微動(dòng)開關(guān)觸頭,發(fā)出電信號(hào)4.壓力繼電器壓力繼電器:是將油液的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換1206.4流量控制閥在一定壓力差下,通過改變閥口通流面積(節(jié)流口局部阻力)大小或通流通道的長(zhǎng)短來控制流量的液壓控制閥稱流量控制閥。常見的類型有普通節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥、比例節(jié)流閥等。1流量控制原理和節(jié)流口形式流量控制閥是利用小孔節(jié)流原理工作的。作為節(jié)流口的小孔通常有3種形式:薄壁小孔、短孔和細(xì)長(zhǎng)孔。這3種孔的流量公式均可表示如下6.4流量控制閥在一定壓力差下,通過改變閥口通流1216.4流量控制閥節(jié)流閥的流量與節(jié)流口形狀、壓差、油液的性質(zhì)相關(guān),具體如下(1)壓差對(duì)流量的影響:節(jié)流閥兩端壓差Δp變化時(shí),通過它的流量也發(fā)生變化。(2)溫度對(duì)流量的影響:油溫的變化影響到油液的粘度。對(duì)細(xì)長(zhǎng)孔,粘度對(duì)流量的影響最大。(3)節(jié)流口堵塞:節(jié)流口可能因?yàn)橛鸵褐械碾s質(zhì)或由于油液氧化后析出的膠質(zhì)、瀝青等而發(fā)生局部堵塞,使節(jié)流口通流面積變小,流量發(fā)生變化,尤其是當(dāng)開口較小時(shí),這一影響更為突出,嚴(yán)重時(shí)會(huì)完全堵塞而出現(xiàn)斷流現(xiàn)象為保證流量穩(wěn)定,節(jié)流口的形式以薄壁小孔較為理想6.4流量控制閥為保證流量穩(wěn)定,節(jié)流口的形式以薄壁小孔較1226.4流量控制閥
節(jié)流閥在回路中的節(jié)流作用是有條件的,它需與溢流閥配合使用。如圖a,節(jié)流閥與溢流閥并聯(lián)在液壓泵的出口,構(gòu)成恒壓源,使泵出口的壓力恒定。此時(shí)節(jié)流閥和溢流閥相當(dāng)于兩個(gè)并聯(lián)的液阻。定量泵輸出流量不變,流經(jīng)節(jié)流閥的的流量和流經(jīng)溢流閥的流量決定于節(jié)流閥和溢流閥液阻的相對(duì)大小。若節(jié)流閥的液阻大于溢流閥的液阻,則QL>ΔQ;反之QL<ΔQ
。節(jié)流閥是一種可在較大范圍內(nèi)以改變液阻來調(diào)節(jié)流量的元件。但若在回路中僅有節(jié)流閥而沒有與之并聯(lián)的溢流閥,如圖b所示,則節(jié)流閥就起不到節(jié)流流量的作用。液壓泵輸出的油液全部經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸。改變節(jié)流閥節(jié)流口的大小,只是改變節(jié)流閥的壓力降,而流量是不變的。6.4流量控制閥節(jié)流閥在回路中的節(jié)流作用是有條件1236.4流量控制閥2普通節(jié)流閥圖a為普通(L型)節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)圖。這種節(jié)流閥的節(jié)流口是軸向三角槽式,壓力油從進(jìn)油口P1進(jìn)入節(jié)流閥,經(jīng)孔a流至環(huán)形槽,再經(jīng)過閥芯1左端狹小的軸向三角槽(節(jié)流口)通過孔b,由出油口P2流出。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)手柄3,可使推桿、閥芯1左移,彈簧4被壓縮,節(jié)流口變小。節(jié)流閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,體積小,進(jìn)出口可以互換;但負(fù)載變化時(shí)對(duì)流量穩(wěn)定性影響較大,因此只適用于負(fù)載變化不大或?qū)?zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定性要求低的液壓系統(tǒng)。6.4流量控制閥2普通節(jié)流閥1246.4流量控制閥2普通節(jié)流閥節(jié)流閥的應(yīng)用(1)起節(jié)流調(diào)速作用節(jié)流閥用在定量泵系統(tǒng)中與溢流閥一起組成節(jié)流調(diào)速回路,可以調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。這是節(jié)流閥的主要作用,具體請(qǐng)參節(jié)流調(diào)速回路章節(jié)。(2)起負(fù)載阻尼作用對(duì)某些液壓系統(tǒng),流量是一定的,因此改變節(jié)流閥的開口面積將導(dǎo)致閥的前后壓力差改變。此時(shí),節(jié)流閥起負(fù)載阻尼作用,稱之為液阻,節(jié)流孔面積越小液阻越大。節(jié)流閥的液阻作用主要用于液壓元件的內(nèi)部控制。(3)起壓力緩沖作用在液流壓力容易發(fā)生突變的地方安裝節(jié)流元件,可以延緩壓力的影響,起保護(hù)作用,最典型的例子是開關(guān)可調(diào)式壓力表,其開關(guān)的阻尼比可有效緩和壓力沖擊。6.4流量控制閥
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