液壓技術(shù)基礎(chǔ)上堂課程內(nèi)容復(fù)習(xí)

上一堂課講述了液壓控制閥的基本特點(diǎn)和分類,并重點(diǎn)講解了方向控制閥.其主要內(nèi)容：(1)液壓控制閥的基本特點(diǎn)、分類和要求。(2)液壓方向控制閥分類的?(3)單向閥、液控單向閥的結(jié)構(gòu)、原理和特點(diǎn)。

(4)電磁換向閥、液控?fù)Q向閥、電液換向閥的結(jié)構(gòu)、原理和特點(diǎn)。(5)換向閥幾位和幾通的含義?中位機(jī)能及其應(yīng)用。第5.3節(jié)壓力控制閥第5.3節(jié)壓力控制閥一、基本概念基本原理：與液壓控制閥具有相同的基本原理，即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，或利用壓力信號控制其它動(dòng)作的液壓控制閥，統(tǒng)稱為壓力控制閥，簡稱壓力閥。二、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平衡閥卸荷閥直動(dòng)式先導(dǎo)式

本堂課將對壓力閥進(jìn)行學(xué)習(xí)，重點(diǎn)掌握直動(dòng)和先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)、原理、特點(diǎn)及應(yīng)用?；y球閥錐閥1溢流閥的作用三、溢流閥溢流閥是通過閥口的溢流，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)過載。一般并聯(lián)于主油路，出口接油箱。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。2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。3溢流閥的分類3.1直動(dòng)式溢流閥1.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。2.工作原理原理直動(dòng)式溢流閥的原理圖，如圖所示。直動(dòng)式滑閥閥芯溢流閥原理圖直動(dòng)式溢流閥是以液壓力與彈簧力相平衡的原理工作的，不同壓力和彈簧力的大小，溢流閥對應(yīng)不同的工作狀態(tài)，當(dāng)開閥時(shí)pA=kx0

在不同壓力下，直動(dòng)溢流閥的工作過程為：3.特點(diǎn)（1）液壓油液直接作用在閥芯上，結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高。（2）當(dāng)溢流閥流量變化時(shí)，閥口開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。4.作用（1）穩(wěn)壓：當(dāng)手柄不動(dòng)時(shí)，閥前壓力p=常數(shù)（2）調(diào)壓：調(diào)整手柄，可調(diào)整閥前液壓系統(tǒng)的壓力。若旋緊手柄，則彈簧預(yù)壓縮量x0增大，閥前壓力p增大。若改變彈簧剛度k，可改變調(diào)壓范圍。5.職能符號方框－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控制閥芯；U－表示下部回油箱。3.2先導(dǎo)式溢流閥1.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，而彈簧主要是起開閥后復(fù)位作用。2.工作原理

先導(dǎo)式溢流閥是以液壓力與彈簧力相平衡的原理工作的。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。

在不同壓力下，先導(dǎo)溢流閥的工作過程為：原理

出油先導(dǎo)溢流閥原理圖先導(dǎo)溢流閥原理圖，如圖所示。阻尼孔主閥先導(dǎo)閥平衡彈簧調(diào)壓彈簧（１）先導(dǎo)閥關(guān)閉時(shí)，主閥關(guān)閉（２）先導(dǎo)閥打開時(shí)，主閥溢流先導(dǎo)閥與主閥狀態(tài)分析（1）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。（2）內(nèi)部回油，內(nèi)部控制或外部控制(通過遠(yuǎn)程壓力控制口)。（3）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。（4）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）3．特點(diǎn)4．功用（1）穩(wěn)壓---同直動(dòng)式先導(dǎo)溢流閥在溢流穩(wěn)壓狀態(tài)時(shí)，對于主閥，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。（２）調(diào)壓--同直動(dòng)式通過調(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。（３）卸荷遠(yuǎn)程控制口

當(dāng)將先導(dǎo)型溢流閥的閥體上的遠(yuǎn)程控制口K，通過二位二通閥接通油箱時(shí)，可實(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，閥口開度達(dá)到最大，使系統(tǒng)油液在很低壓力下通過閥口流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸荷。（４）遠(yuǎn)程調(diào)壓[分析]：

當(dāng)先導(dǎo)式溢流閥１的控制油口接另外一個(gè)溢流閥２時(shí)，且閥２的開啟壓力遠(yuǎn)小于閥１先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力，則主閥閥芯前端的壓力就由閥２來決定。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，即實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程壓力控制。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。

當(dāng)將先導(dǎo)型溢流閥的遠(yuǎn)程控制口K，接到另外一個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥上時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)溢流壓力的遠(yuǎn)程控制。閥2閥1不開啟５.職能符號與直動(dòng)式溢流閥的職能符號比較：有相同地方,也有不同地方。溢流閥的代號：

例如，溢流閥YF-L10B,其中，各個(gè)符號的含義為：

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3.3溢流閥靜態(tài)特性

溢流閥在液壓系統(tǒng)中起極其重要作用，其靜態(tài)特性對系統(tǒng)的工作性能影響很大。所謂溢流閥靜態(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。主要包括：壓力－流量特性和啟閉特性。１．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。

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

，則上式可簡化為（１）（２）（１）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，而閥口開度為x，則上式可表示為：

當(dāng)溢流閥剛開始溢流時(shí)，即閥口開度為x＝０，此時(shí)的壓力稱為溢流閥的開啟壓力Pc，即（4）（3）

隨著溢流量增加，x增加和壓力p也將隨之增加。下面對幾個(gè)有關(guān)壓力概念作一說明。

1)全流壓力－－對應(yīng)溢流閥額定流量qn的壓力pn

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

Pc）3)開啟比－開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為閥的開口寬度，Cd為流量系數(shù)。

對于先導(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。（２）直動(dòng)溢流閥特性方程

[分析]：

1）先導(dǎo)溢流閥特性曲線由AB和BC兩段組成的。直動(dòng)式由一段。2）AB段特性曲線是由先導(dǎo)閥特性決定的,A點(diǎn)對應(yīng)壓力為先導(dǎo)閥開啟壓力；3）BC段特性曲線是由主閥特性決定的，B點(diǎn)對應(yīng)壓力為主閥開啟壓力。

4)先導(dǎo)式特性曲線比直動(dòng)式的要平緩，即先導(dǎo)式溢流閥的開啟比通常比直動(dòng)式要大，靜態(tài)調(diào)壓偏差小。

溢流閥的特性方程所對應(yīng)曲線即為溢流特性曲線。直動(dòng)式和先導(dǎo)式溢流閥特性曲線，如圖所示。（３）溢流閥特性曲線２．啟閉特性

啟閉特性－溢流閥開啟和閉合全過程的p-q特性。

由于閥芯受摩擦力作用，且打開和關(guān)閉時(shí)的摩擦力方向相反。因此，工作時(shí)不可避免地出現(xiàn)粘滯現(xiàn)象，在相同溢流量情況下，開啟壓力大于閉合壓力。如右圖所示，實(shí)線為開啟曲線，虛線為閉合曲線。（１）閉合壓力pk－－閥口完全閉合的壓力。（２）閉合比－－閉合壓力與全流壓力之比，pk/pn（４）不靈敏區(qū)－－在某流量下，兩曲線壓力坐標(biāo)的差值。例如，(pn－pn’)，(pc-pk)

隨著彈簧預(yù)壓縮量x0增加,啟閉曲線升高.由圖得到如下概念:（１）為了保證溢流閥良好的啟閉特性，一般規(guī)定開啟比>90%;

閉合比>85%（２）溢流閥的靜態(tài)特性一般是通過實(shí)驗(yàn)獲得,并規(guī)定:當(dāng)溢流量加大到額定流量的１％，稱為系統(tǒng)開啟壓力。當(dāng)溢流量減小到額定流量的１％，稱為系統(tǒng)閉合壓力

注意：3.4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:(１)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；(２)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；(３)先導(dǎo)式溢流閥的開啟比通常比直動(dòng)式大，靜態(tài)調(diào)壓偏差比直動(dòng)式要小。(４)先導(dǎo)式溢流閥是二級閥，其靈敏度低于直動(dòng)式。適用場合：直動(dòng)式僅適合于低壓、低流量的場合；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。5.控制方式：直動(dòng)式為內(nèi)部控制；而先導(dǎo)式可內(nèi)控，也可外控。1穩(wěn)壓油路

3.5應(yīng)用及實(shí)例

如圖所示，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，溢流閥是常開的，這樣使系統(tǒng)壓力保持恒定。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，超過時(shí)，安全溢流閥打開溢流。如圖所示。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%，以免溢流閥打開溢流影響系統(tǒng)正常工作。3調(diào)壓和背壓油路

在需要調(diào)壓的油路上裝溢流閥，即可實(shí)現(xiàn)該油路工作壓力的調(diào)節(jié)，如圖，所示。

溢流閥作背壓，回油路具有一定壓力，使得執(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。調(diào)壓實(shí)例(4)遠(yuǎn)程調(diào)壓油路

先導(dǎo)溢流閥１的遠(yuǎn)程控制口，與先導(dǎo)溢流閥２連接，構(gòu)成遠(yuǎn)程調(diào)壓控制油路。如圖所示。這樣，先導(dǎo)溢流閥１入口處的壓力，將由先導(dǎo)閥２控制。２１(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,通過二位二通閥（２）接通油箱，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)卸荷，如圖所示。卸荷實(shí)例四減壓閥(1)作用減壓閥用于降低系統(tǒng)中，某一支路上的油液壓力，使其獲得比系統(tǒng)壓力低的穩(wěn)定工作壓力，滿足該支路對壓力的要求。(2)特點(diǎn)

出口壓力恒定。不受入口壓力、出口負(fù)載以及流量的影響。(3)分類按照工作原理減壓閥亦分為：先導(dǎo)式減壓閥直動(dòng)式減壓閥其中，先導(dǎo)式減壓閥應(yīng)用較多。減壓閥能使出口壓力降低，并保持恒定，故稱為減壓閥。定值減壓閥此外，減壓閥還可分為定值定差減壓閥定值減壓閥－－串聯(lián)于系統(tǒng)中，減壓，使出口壓力為恒定值。此閥用的較多。定差減壓閥－－則保證閥的進(jìn)口和出口之間的壓差，為恒定值。通常與節(jié)流閥組合構(gòu)成調(diào)速閥。－－隨后將講述。

符號直動(dòng)式減壓閥先導(dǎo)式減壓閥１.直動(dòng)式定值減壓閥的結(jié)構(gòu)與工作原理當(dāng)出口壓力p２增大時(shí)，閥芯上移，閥口關(guān)小，節(jié)流壓力降增大，使出口壓力p2降低并維持在設(shè)定值。

可知：直動(dòng)式減壓閥是利用節(jié)流降壓的原理，保持出口壓力維持穩(wěn)定。即P2＝P1－Δp(↑,↓)P2

↑閥芯上移閥口減小Δp↑P2

↓，穩(wěn)定P2

↓閥芯下移閥口增大Δp↓P2

↑，穩(wěn)定2.先導(dǎo)式減壓閥的結(jié)構(gòu)與工作原理工