《液壓與氣壓傳動(dòng)》-第6章_第1頁(yè)
《液壓與氣壓傳動(dòng)》-第6章_第2頁(yè)
《液壓與氣壓傳動(dòng)》-第6章_第3頁(yè)
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6.1液壓閥概述在液壓系統(tǒng)中主要用于調(diào)節(jié)和控制工作液體的壓力、流量和方向,保證執(zhí)行元件按照要求進(jìn)行工作的元件稱作控制元件,也稱液壓閥。液壓閥的品種繁多,即使同一類型的元件,應(yīng)用場(chǎng)合不同,用途也有差異。6.1.1液壓閥的分類液壓閥有多種分類方法,通??砂从猛?、結(jié)構(gòu)形式、控制方式、安裝連接形式等進(jìn)行分類。下一頁(yè)返回6.1液壓閥概述

1.按用途分類1)壓力控制閥用來(lái)控制或調(diào)節(jié)系統(tǒng)中流體壓力的元件,常稱為壓力閥,如溢流閥、減壓閥、順序閥等。2)流量控制閥用來(lái)控制或調(diào)節(jié)系統(tǒng)中流體流量的元件,常稱為流量閥,如節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥、分流集流閥等。3)方向控制閥用來(lái)控制和改變系統(tǒng)中流體流動(dòng)方向的元件,常稱為方向閥,如單向閥、梭閥、液控單向閥、換向閥等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.1液壓閥概述

4)邏輯閥專門用來(lái)實(shí)現(xiàn)固定的邏輯功能和邏輯運(yùn)算的元件,稱為邏輯閥。2.按結(jié)構(gòu)形式分類液壓閥按結(jié)構(gòu)形式可分為滑閥、錐閥、球閥、截止閥等。圖6-1給出了常用的四種結(jié)構(gòu)形式。1)滑閥閥芯為圓柱形、閥芯臺(tái)肩的直徑分別為D和d;與進(jìn)、出油口對(duì)應(yīng)的閥體上開有沉割槽,一般為全圓周沉割槽。閥芯在閥體孔內(nèi)做相對(duì)運(yùn)動(dòng),開啟或關(guān)閉閥口,x為閥口開度。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.1液壓閥概述

因滑閥為間隙密封,因此為保證封閉油腔的密封性,除閥芯與閥體孔的徑向間隙盡可能小外,還需要有一定的密封長(zhǎng)度。這樣,在開啟閥口時(shí)閥芯需先移動(dòng)一段距離(等于密封長(zhǎng)度),即滑閥的運(yùn)動(dòng)存在一個(gè)“死區(qū)”。2)錐閥錐閥的閥芯半錐角一般為12°~20°,有時(shí)為45°。閥口關(guān)閉時(shí)為線密封,不僅密封性能好,而且開啟閥口時(shí)無(wú)“死區(qū)”,閥芯稍有位移即開啟,動(dòng)作靈敏。錐閥只能有一個(gè)進(jìn)油口和一個(gè)出油口,因此又稱為二通錐閥。3)球閥球閥的性能與錐閥相同。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.1液壓閥概述

3.按控制方式分類1)定值或開關(guān)控制閥定值或開關(guān)控制閥借助于手輪、手柄、凸輪、電磁鐵、彈簧等來(lái)開啟、關(guān)閉流體通道,定值控制流體的壓力或流量。定值或開關(guān)控制閥包括普通控制閥、插裝閥、疊加閥。2)比例控制閥比例控制閥輸出量與輸入量成比例,多用于開環(huán)控制系統(tǒng)。比例控制閥包括普通比例閥和帶內(nèi)反饋的比例控制閥。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.1液壓閥概述

3)伺服控制閥伺服控制閥以系統(tǒng)輸入信號(hào)和反饋信號(hào)的偏差信號(hào)作為閥的輸入信號(hào),成比例地控制系統(tǒng)的壓力、流量,多用于精度要求高、響應(yīng)快速的閉環(huán)控制系統(tǒng)。伺服控制閥包括機(jī)液伺服閥、電液伺服閥和氣動(dòng)伺服閥。4.按安裝連接形式分類1)管式連接管式連接是指閥體上流體的進(jìn)出口由螺紋或法蘭直接與管道連接,安裝方式簡(jiǎn)單,但元件分散布置,裝卸、維修不方便。一般情況下,螺紋連接多用于小流量系統(tǒng),法蘭式連接多用于通徑為32mm以上的大流量系統(tǒng)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.1液壓閥概述

2)板式連接板式連接是指閥體上流體的進(jìn)出口通過(guò)連接板與管道連接,或者安裝在集成塊的側(cè)面或通油板的頂面由集成塊或油路板溝通閥與閥之間的通路,并外接其他元件,如液壓泵、油箱、缸等。用這種連接形式,元件布置集中,操縱、調(diào)整、維修都比較方便。3)插裝式連接(插裝閥)插裝式連接是根據(jù)不同功能將閥芯和閥套單獨(dú)做成組件(插入件),插入專門設(shè)計(jì)的閥塊組成回路,不僅結(jié)構(gòu)緊湊,而且具有一定的互換性。插裝式連接是多用于高壓、大流量液壓系統(tǒng)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.1液壓閥概述

4)疊加式連接(疊加閥)疊加閥是板式連接閥的一種發(fā)展形式,閥的上、下面為安裝面,閥上的流體進(jìn)出口都在這兩個(gè)面上。使用時(shí),相同通徑、功能各異的閥通過(guò)螺栓串聯(lián)疊加安裝在底板上,對(duì)外連接的進(jìn)出管道由底板引出。由疊加閥組成的液壓系統(tǒng)占地面積小,設(shè)計(jì)制造周期短,配置靈活,工作可靠。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.1液壓閥概述

6.1.2液壓閥的基本性能參數(shù)1.公稱通徑公稱通徑代表閥的通流能力大小。與閥進(jìn)出口連接的管道規(guī)格,應(yīng)與閥的通徑相一致。閥工作時(shí)的實(shí)際流量應(yīng)小于或等于它的額定流量,最大不超過(guò)額定流量的1.1倍。2.額定壓力額定壓力是控制閥長(zhǎng)期工作所允許的最高壓力。對(duì)于壓力控制閥,實(shí)際最高壓力有時(shí)還與閥的調(diào)壓范圍有關(guān);對(duì)于換向閥,實(shí)際最高壓力還受其功率極限的限制。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.1液壓閥概述

6.1.3液壓閥的基本要求(1)動(dòng)作靈敏,使用可靠,工作時(shí)沖擊和振動(dòng)要小。(2)閥口全開時(shí),流體壓力損失小;閥口關(guān)閉時(shí),密封性能好。(3)所控制的參量(壓力或流量)穩(wěn)定,受外界干擾時(shí)變化量要小。(4)結(jié)構(gòu)緊湊,安裝、調(diào)試、維護(hù)方便,通用性好。上一頁(yè)返回6.2液壓閥的共性問(wèn)題6.2.1閥口形式液壓閥的閥口形式及其通流截面面積的計(jì)算公式見表6-1。6.2.2液動(dòng)力很多液壓閥采用滑閥式結(jié)構(gòu)。滑閥在閥芯移動(dòng)、改變閥口的開口大小或啟閉時(shí)控制了液流,同時(shí)也產(chǎn)生液動(dòng)力。液動(dòng)力對(duì)液壓閥的性能有重大的影響。由第3章中液流的動(dòng)量定理可知,作用在閥芯上的液動(dòng)力有穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力和瞬態(tài)液動(dòng)力兩種。下一頁(yè)返回6.2液壓閥的共性問(wèn)題

1.穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力是閥芯移動(dòng)完畢,開口固定之后,液流流過(guò)閥口時(shí)因動(dòng)量變化而作用在閥芯上的力。圖6-2所示為油液流過(guò)閥口的兩種情況。取閥芯兩凸肩間的腔中的液體為控制體,對(duì)它列寫動(dòng)量方程,根據(jù)式(3-23),可得這兩種情況下的軸向液動(dòng)力都是其方向都是促使閥口關(guān)閉的。穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力對(duì)滑閥性能的影響是加大了操縱滑閥所需的力。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.2液壓閥的共性問(wèn)題

2.瞬態(tài)液動(dòng)力瞬態(tài)液動(dòng)力是滑閥在移動(dòng)過(guò)程中(即開口大小發(fā)生變化時(shí))閥腔中液流因加速或減速而作用在閥芯上的力。這個(gè)力只與閥芯移動(dòng)速度有關(guān),與閥口開度無(wú)關(guān)。圖6-4所示為閥芯移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)瞬態(tài)液動(dòng)力的情況。當(dāng)閥口開度發(fā)生變化時(shí),閥腔內(nèi)長(zhǎng)度為l的那部分油液的軸向速度也發(fā)生變化,也就是出現(xiàn)了加速或減速,于是閥芯就受到了一個(gè)軸向反作用力Fbt,這就是瞬態(tài)液動(dòng)力。很明顯,若流過(guò)閥腔的瞬時(shí)流量為q,閥腔的截面積為As,閥腔內(nèi)加速或減速部分油液的質(zhì)量為m0,閥芯移動(dòng)的速度為v,上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.2液壓閥的共性問(wèn)題

則有上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.2液壓閥的共性問(wèn)題

滑閥上瞬態(tài)液動(dòng)力的方向,視油液流入還是流出閥腔而定。圖6-4(a)中油液流出閥腔,則閥口開度加大時(shí)長(zhǎng)度為l的那部分油液加速,開度減小時(shí)油液減速,兩種情況下瞬態(tài)液動(dòng)力作用方向都與閥芯的移動(dòng)方向相反,起著阻止閥芯移動(dòng)的作用,相當(dāng)于一個(gè)阻尼力。這時(shí)式(6-3)中的l取正值,并稱為滑閥的“正阻尼長(zhǎng)度”。反之,圖6-4(b)中油液流入閥腔,閥口開度變化時(shí)引起液流流速變化的結(jié)果,都是使瞬態(tài)液動(dòng)力的作用方向與閥芯移動(dòng)方向相同,起著幫助閥芯移動(dòng)的作用,相當(dāng)于一個(gè)負(fù)的阻尼力。這種情況下式(6-3)中的l取負(fù)值,并稱為滑閥的“負(fù)阻尼長(zhǎng)度”?;y上的“負(fù)阻尼長(zhǎng)度”是造成滑閥工作不穩(wěn)定的原因之一。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.2液壓閥的共性問(wèn)題

滑閥上如果有幾個(gè)閥腔串聯(lián)在一起,閥芯工作的穩(wěn)定與否就要看各個(gè)閥腔阻尼長(zhǎng)度的綜合作用結(jié)果。6.2.3卡緊力滑閥在工作時(shí)閥體孔和閥芯之間有很小的縫隙,當(dāng)縫隙中有油液時(shí),移動(dòng)閥芯所需的力只需克服黏性摩擦力,數(shù)值應(yīng)該是相當(dāng)小的。然而實(shí)際情況并非如此,特別在中、高壓系統(tǒng)中,當(dāng)閥芯停止運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后(一般約5min),這個(gè)阻力可以大到幾百牛,要使閥芯重新移動(dòng)十分費(fèi)力。這就是滑閥的液壓卡緊現(xiàn)象。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.2液壓閥的共性問(wèn)題

引起液壓卡緊的原因:①由于污物進(jìn)入縫隙而使閥芯移動(dòng)困難,②由于縫隙過(guò)小在油溫升高時(shí)閥芯膨脹而卡死。但是主要的原因來(lái)自滑閥副幾何形狀誤差和同軸度變化所引起的徑向不平衡液壓力,即液壓卡緊力。圖6-5所示為滑閥上產(chǎn)生徑向不平衡力的幾種情況。圖6-5(a)所示為閥芯與閥孔無(wú)幾何形狀誤差,軸心線平行但不重合的情況,這時(shí)閥芯周圍縫隙內(nèi)的壓力分布是線性的(圖中A1和A2線所示),且各向相等,因此閥芯上不會(huì)出現(xiàn)徑向不平衡力。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.2液壓閥的共性問(wèn)題

圖6-5(b)所示為閥芯因加工誤差而帶有倒錐(錐部大端朝向高壓腔),閥芯與閥孔軸心線平行但不重合的情況。閥芯受到徑向不平衡壓力的作用(圖中曲線A1和A2間的陰影部分下同),使閥芯與閥孔間的偏心距越來(lái)越大,直到兩者表面接觸為止,這時(shí)徑向不平衡力達(dá)到最大值。但是,如閥芯帶有順錐(錐部大端朝向低壓腔),產(chǎn)生的徑向不平衡力將使閥芯和閥孔間的偏心距減小。圖6-5(c)所示為閥芯表面有局部突起,且突起在閥芯的高壓端時(shí),閥芯受到的徑向不平衡力將閥芯的高壓端突起部分推向孔壁。當(dāng)閥芯受到徑向不平衡力作用而和閥孔接觸后,縫隙中的液體被擠出,閥芯和閥孔間的摩擦變成半干摩擦乃至干摩擦,因而使閥芯重新移動(dòng)時(shí)所需的力大大增加。為減少液壓卡緊力,可采取以下措施:上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.2液壓閥的共性問(wèn)題

(1)提高閥的加工和裝配精度,避免出現(xiàn)偏心。(2)在閥芯臺(tái)肩上開平衡徑向力的均壓槽,槽的位置應(yīng)盡可能靠近高壓端。(3)使閥芯或閥套在軸向或圓周方向上產(chǎn)生高頻小振幅的振動(dòng)或擺動(dòng)。(4)精細(xì)過(guò)濾油液。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.2液壓閥的共性問(wèn)題

6.2.4閥的泄漏特性錐閥不產(chǎn)生泄漏,滑閥則由于閥芯和閥孔間有一定的間隙,在壓力作用下會(huì)產(chǎn)生泄漏?;y用作壓力閥或方向閥時(shí),壓力油通過(guò)徑向縫隙泄漏量的大小,是閥的性能指標(biāo)之一?;y用作伺服閥時(shí),實(shí)際的和理論的滑閥零開口特性之間的差別,也取決于泄漏特性。滑閥的泄漏量曲線如圖6-6所示。滑閥的泄漏量可按式(3-65)計(jì)算。為了減小泄漏,應(yīng)盡量使閥芯和閥孔同心,還應(yīng)提高制造精度。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.2液壓閥的共性問(wèn)題

滑閥在某一位置停留時(shí),通過(guò)縫隙泄漏的量隨時(shí)間的增加而逐漸減小,但有時(shí)也出現(xiàn)相反的現(xiàn)象,即隨時(shí)間的增加而增大。泄漏量減小,有人認(rèn)為是油液中的污染物沉積所致;但也有人認(rèn)為是由油液分子黏附在縫隙表面而使通流截面減小所致。泄漏量增大則是由在液壓卡緊力作用下,閥芯和閥孔處于最大偏心狀態(tài)所致。為了減小縫隙處的泄漏,往往要在閥芯上開出幾條環(huán)形槽來(lái)。上一頁(yè)返回6.3方向控制閥6.3.1單向閥常用的單向閥有普通單向閥、液控單向閥和機(jī)控單向閥。1.普通單向閥普通單向閥(單向閥)是一種只允許流體沿一個(gè)方向通過(guò),而反向流動(dòng)被截止的方向控制閥。要求其正向流通時(shí)壓力損失小,反向截止時(shí)密封性能好。下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

1)結(jié)構(gòu)和工作原理圖6-7所示為單向閥的結(jié)構(gòu)和工作原理,以液壓?jiǎn)蜗蜷y為例,它由閥體1、閥芯2和彈簧3等組成。閥的連接形式為螺紋管式連接。閥體左端為流體進(jìn)口A,右端為出口B。當(dāng)進(jìn)口有壓力時(shí),在壓力p1的作用下,閥芯克服右端彈簧力右移,閥芯錐面離開閥座,閥口開啟,流體經(jīng)閥口、閥芯上的徑向孔a和軸向孔b從右端流出。若流體反向,由右端進(jìn)入,壓力p2與彈簧力同方向作用,將閥芯錐面緊壓在閥座孔上,閥口關(guān)閉,流體被截止不能通過(guò)。在這里,彈簧力很小,僅起復(fù)位作用,因此正向開啟壓力只需要0.03~0.05MPa;反向截止時(shí),因錐閥閥芯與閥座孔為線密封,且密封力隨壓力增高而增大,因此密封性能良好。單向閥正向開啟時(shí),除克服彈簧力外,還需要克服液動(dòng)力,因此進(jìn)出口壓力差(壓力損失)為0.2~0.3MPa。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

在單向閥中,錐閥與閥座密封不嚴(yán)、密封面上有污物、彈簧歪斜等原因,都可能造成單向閥泄漏嚴(yán)重,不能起單向控制作用。管式連接的單向閥也稱為直通式單向閥。板式連接的單向閥常稱為直角式單向閥。2)應(yīng)用液壓?jiǎn)蜗蜷y常被安裝在泵的出口,一方面防止系統(tǒng)的壓力沖擊影響泵的正常工作,另一方面在泵不工作時(shí)防止系統(tǒng)的油液倒流經(jīng)泵回油箱。單向閥還被用來(lái)分隔高、低壓油路以防止干擾,并與其他閥并聯(lián)組成復(fù)合閥,如單向減壓閥、單向節(jié)流閥等。當(dāng)單向閥安裝在系統(tǒng)的回油路使回油具有一定背壓,或安裝在泵的卸荷回路使泵維持一定的控制壓力時(shí),應(yīng)更換剛度較大的彈簧,其正向開啟壓力為0.3~0.5MPa,此時(shí)該閥稱為背壓閥。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

2.液控單向閥液控單向閥除進(jìn)出油口P1、P2外,還有一個(gè)控制油口Pc(圖6-8)。當(dāng)控制油口不通壓力油而通回油箱時(shí),液控單向閥的作用與普通單向閥一樣,油液只能從P1到P2,不能反向流動(dòng)。當(dāng)控制油口通壓力油時(shí),就有一個(gè)向上的液壓力作用在控制活塞的下面,推動(dòng)控制活塞克服單向閥閥芯上端的彈簧力頂開單向閥閥芯使閥口開啟,這樣正、反向的液流均可自由通過(guò)。液控單向閥既可以對(duì)反向液流起截止作用且密封性好,又可以在一定條件下允許正、反向液流自由通過(guò),因此多用在液壓系統(tǒng)的保壓或鎖緊回路。液控單向閥根據(jù)控制活塞上腔的泄油方式不同分為內(nèi)泄式[圖6-8(a)]和外泄式[圖6-8(b)]。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

圖6-8(b)所示的卸載式單向閥在單向閥閥芯內(nèi)裝有卸載小閥芯??刂苹钊闲袝r(shí)先頂開小閥芯使主油路卸壓,然后再頂開單向閥閥芯,其控制壓力僅為工作壓力的4.5%。沒(méi)有卸載小閥芯的液控單向閥的控制壓力為工作壓力的40%~50%。需要指出的是,控制油口不工作時(shí),應(yīng)使其通回油箱,否則控制活塞難以復(fù)位,單向閥反向不能截止液流。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

3.機(jī)控單向閥如圖6-9所示,在單向閥閥芯1前加一個(gè)頂桿2,頂桿在彈簧3的作用下其頂端與閥芯有一定間隙,此時(shí)就像普通單向閥的作用一樣,B管嘴到A管嘴可單向流通,A管嘴到B管嘴液流被截止。當(dāng)外部機(jī)構(gòu)頂動(dòng)頂桿2,使其向左移動(dòng)時(shí)會(huì)頂開單向閥閥芯1,而后A管嘴到B管嘴也可流通。飛機(jī)上常用這種閥在收上起落架和關(guān)閉輪艙護(hù)板動(dòng)作之間進(jìn)行協(xié)調(diào),這種閥故又稱協(xié)調(diào)活門,它在系統(tǒng)中串接于輪艙護(hù)板作動(dòng)筒收上腔之前(A管嘴接油源,B管嘴接護(hù)板作動(dòng)筒的收上腔)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

在起落架收進(jìn)輪艙后,起落架支柱碰撞協(xié)調(diào)活門的頂桿2右端,向左推動(dòng)頂桿2并頂開單向閥閥芯1,高壓油就由A管嘴進(jìn),B管嘴出,通向輪艙護(hù)板作動(dòng)筒的收上腔,使輪艙護(hù)板關(guān)閉,這樣就完成先收起落架后關(guān)輪艙護(hù)板的準(zhǔn)確程序。協(xié)調(diào)活門上還有一個(gè)C管嘴與系統(tǒng)的回油路相通,其作用是當(dāng)閥口由于密封不良而滲油時(shí),可將滲油引導(dǎo)回油箱而不致使輪艙護(hù)板部分關(guān)閉。當(dāng)頂桿被壓向左移時(shí),頂桿同時(shí)將C管嘴封閉,油液不再可能經(jīng)C管嘴回油箱,只能從A管嘴到B管嘴去作動(dòng)筒將輪艙護(hù)板正確關(guān)閉。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

6.3.2換向閥換向閥是利用閥芯與閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng),使液流的通路接通、關(guān)斷,或變換流動(dòng)方向,從而使執(zhí)行元件及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。按結(jié)構(gòu)形式,換向閥可分為滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式、截止式。按閥體連通的主油(氣)路數(shù),換向閥可分為二通、三通、四通等。按閥芯在閥體內(nèi)的工作位置,換向閥可分為二位、三位、四位等。按操作閥芯運(yùn)動(dòng)的方式,換向閥可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液(氣)動(dòng)、電液(氣)動(dòng)等。按閥芯的定位方式,換向閥可分為鋼球定位和彈簧復(fù)位兩種。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

1.換向閥的結(jié)構(gòu)原理1)手動(dòng)(機(jī)動(dòng))換向閥手動(dòng)換向閥和機(jī)動(dòng)換向閥的閥芯運(yùn)動(dòng)是借助機(jī)械外力實(shí)現(xiàn)的。其中,手動(dòng)換向閥又分為手動(dòng)操縱和腳踏操縱兩種;機(jī)動(dòng)換向閥則通過(guò)運(yùn)動(dòng)部件(如機(jī)床工作臺(tái)上的撞塊)或凸輪推動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng),往往又稱為行程閥。它們的共同特點(diǎn)是工作可靠。圖6-10所示為液壓用三位四通手動(dòng)換向閥的結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào),用手操縱杠桿即可推動(dòng)閥芯相對(duì)閥體移動(dòng),改變工作位置。圖6-10(a)所示為彈簧鋼球定位式。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

鋼球定位式的閥芯在外力撤去后可固定在某一工作位置,適用于一個(gè)工作位置需停留較長(zhǎng)時(shí)間的場(chǎng)合;圖6-10(b)所示為彈簧自動(dòng)復(fù)位式。彈簧復(fù)位或?qū)χ惺降拈y芯在外力撤去后將回復(fù)到常位。這種方式因具有“記憶”功能,特別適用于換向頻繁且換向閥較多、要求動(dòng)作可靠的場(chǎng)合。2)電磁換向閥圖6-11所示為二位三通電磁換向閥,閥體左端安裝的電磁鐵可以是直流、交流或交流本整型的。在電磁鐵不得電,無(wú)電磁吸力時(shí),閥芯在右端彈簧力的作用下處于左極端位置(常位),油口P與A口通,B口不通。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

若電磁鐵得電,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向右的電磁吸力通過(guò)推桿推動(dòng)閥芯右移,則閥左位工作,油口P與B口通、A口不通。二位電磁換向閥除圖6-11所示的彈簧復(fù)位式外,還有閥體兩端均安裝電磁鐵的鋼球定位式,其左端(右端)電磁鐵得電推動(dòng)閥芯向右(左)運(yùn)動(dòng),到位后電磁鐵失電,由鋼球定位在左位(右位)工作。如果將兩端電磁鐵與彈簧對(duì)中機(jī)構(gòu)組合,又可組成三位電磁換向閥,其電磁鐵得電分別為左、右位,不得電為中位(常位)。因電磁吸力有限,電磁換向閥的最大通流量受到限制,當(dāng)液壓閥流量大于100L/min時(shí),可用電磁換向閥作為先導(dǎo)閥,控制主閥的閥芯換向,主閥則選用液動(dòng)換向閥。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

3)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。其中液動(dòng)換向閥實(shí)現(xiàn)主油路的換向,稱為主閥;電磁換向閥改變液動(dòng)換向閥的控制油路方向,稱為先導(dǎo)閥。因電液換向閥包含液動(dòng)換向閥,即電液換向閥的主閥,因此液動(dòng)換向閥不另作介紹。圖6-12所示為三位四通電液換向閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)。當(dāng)電磁先導(dǎo)閥的電磁鐵不得電時(shí),三位四通電磁先導(dǎo)閥處于中位,液動(dòng)主閥芯兩端油室同時(shí)通回油箱,閥芯在兩端對(duì)中彈簧的作用下也處于中位。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

若電磁先導(dǎo)閥右端電磁鐵得電處于右位工作,控制壓力油由P口經(jīng)過(guò)電磁先導(dǎo)閥右位至油口B,然后經(jīng)單向閥進(jìn)入液動(dòng)主閥芯的右端,而左端油室則經(jīng)過(guò)電磁先導(dǎo)閥油口A回油箱,于是液動(dòng)主閥芯向左移,閥右位工作,主油路的P口與B口通、A口與T口通。反之,電磁先導(dǎo)閥左端電磁鐵得電,液動(dòng)換向閥則在左位工作,主油路P口與A口通、B口與T口通。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

電液換向閥的控制壓力油可以取自主油路P口(內(nèi)控),也可以另設(shè)獨(dú)立油源(外控)。采用內(nèi)控式而主油路又需要卸載時(shí),必須在主閥的P口安裝一個(gè)預(yù)控壓力閥,以保證最低控制壓力,預(yù)控壓力閥可以是開啟壓力為0.4MPa的單向閥。采用外控式時(shí),獨(dú)立油源的流量不得小于主閥最大流量的15%,以保證換向時(shí)間的要求。電液換向閥中電磁換向閥的回油口T可以單獨(dú)引回油箱(外排),也可以在閥體內(nèi)與主閥回油口T相通,然后一起接回油箱(內(nèi)排)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

2.滑閥的中位機(jī)能滑閥式換向閥處于中間位置或原始位置時(shí),閥中各油口的連通方式稱為換向閥的滑閥機(jī)能?;y機(jī)能直接影響執(zhí)行元件的工作狀態(tài),不同的滑閥機(jī)能可滿足系統(tǒng)的不同要求。對(duì)于三位四通(五通)滑閥,左、右工作位置用于執(zhí)行元件的換向,中位則有多種機(jī)能以滿足該執(zhí)行元件處于非運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)系統(tǒng)的不同要求。下面主要介紹三位四通滑閥的幾種常用中位機(jī)能。不同中位機(jī)能的滑閥,其閥體是通用的,僅閥芯的臺(tái)肩尺寸和形狀不同。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

3.換向閥的性能1)換向可靠性和換向平穩(wěn)性換向閥的換向可靠性包括兩個(gè)方面:換向信號(hào)發(fā)出后,閥芯能靈敏地移到預(yù)定的工作位置;換向信號(hào)撤出后,閥芯能在彈簧力的作用下自動(dòng)恢復(fù)到常位。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中造成換向閥不換向的原因如下:換向閥的電磁鐵吸力不足以推動(dòng)閥芯,電磁鐵剩磁過(guò)大致使閥芯不復(fù)位,對(duì)中彈簧軸線歪斜,加工精度差或污物造成閥芯卡死等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

在選用換向閥時(shí),同一通徑的電磁換向閥,其滑閥機(jī)能不同,可靠換向的壓力和流量范圍不同。產(chǎn)品樣本上,一般用工作性能極限曲線表示。如圖6-13所示,通過(guò)換向閥的最大通流量為100L/min。曲線1為將四通閥封閉一個(gè)油口用作三通閥的工作性能極限,其最大通流量為65L/min,額定壓力下的通流量?jī)H為16L/min。曲線2、3、4、5分別為H型、M型、Y型、P型機(jī)能四通閥的工作性能極限曲線。顯然,其通流能力下降了許多。要求換向閥換向平穩(wěn),實(shí)際上就是要求換向時(shí)壓力沖擊要小。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

2)壓力損失換向閥的壓力損失包括閥口壓力損失和流道壓力損失。當(dāng)閥體采用鑄造流道,流道形狀接近于流線時(shí),流道壓力損失可降到很小。對(duì)于電磁換向閥,因電磁鐵行程較小,故閥口開度僅1.5~2.0mm,閥口流速較高,閥口壓力損失較大。3)內(nèi)泄漏量滑閥式換向閥為間隙密封,內(nèi)泄漏不可避免。一般應(yīng)盡可能減小閥芯與閥體孔的徑向間隙,并保證其同心,同時(shí)閥芯臺(tái)肩與閥體孔有足夠的密封長(zhǎng)度。在間隙和密封長(zhǎng)度一定時(shí),內(nèi)泄漏量隨工作壓力的增高而增大。泄漏不僅帶來(lái)功率損失,而且影響系統(tǒng)的正常工作。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

4.電磁球閥電磁球閥是一種以電磁鐵的推力為驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)鋼球來(lái)實(shí)現(xiàn)油路通斷的電磁換向閥。圖6-14(a)所示為常開式二位三通電磁球閥。當(dāng)電磁鐵5斷電時(shí),彈簧6的推力作用在復(fù)位桿7上,將鋼球4壓在左閥座9上,切斷A腔和O腔的通路,使P腔和A腔相通。電磁鐵5通電時(shí),電磁鐵推力通過(guò)杠桿3、鋼球2和推桿1作用在鋼球4上,將它壓在右閥座8上,使A腔和O腔相通,P腔封閉。圖6-14(b)所示為其圖形符號(hào)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

電磁球閥的密封性好;反應(yīng)速度快,它的換向時(shí)間僅0.03~0.04s,復(fù)位時(shí)間僅0.02~0.03s;換向頻率也高,可達(dá)250次/min以上;對(duì)工作介質(zhì)黏度的適應(yīng)范圍廣;由于沒(méi)有液壓卡緊力,受液動(dòng)力影響小,換向和復(fù)位所需的力很小,可應(yīng)用于63MPa的高壓;此外,它的抗污染能力也好。所以,電磁球閥在小流量系統(tǒng)中直接用于控制主油路,而在大流量系統(tǒng)中作為先導(dǎo)控制元件是非常普遍的。5.轉(zhuǎn)閥轉(zhuǎn)閥通過(guò)閥芯的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)油路的通斷和換向。圖6-15所示為三位四通轉(zhuǎn)閥的工作原理、圖形符號(hào)和結(jié)構(gòu)。圖6-15(a)和圖6-15(b)的左、中、右位置是相對(duì)應(yīng)的。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

圖6-15中,當(dāng)閥芯處于圖6-15(a)、(b)所示的中位時(shí),P、A、B、T互不相通。當(dāng)閥芯順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一角度時(shí),處于圖6-15(a)、(b)右位所示狀態(tài),油口P和B相通,A和T相通。當(dāng)閥芯逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一角度時(shí),處于圖6-15(a)、(b)左位所示狀態(tài),則油口P和A相通,B和T相通,此時(shí)對(duì)應(yīng)圖6-15(c)所示狀態(tài)。轉(zhuǎn)閥可用手動(dòng)或機(jī)動(dòng)操縱。由于轉(zhuǎn)閥徑向力不平衡,旋轉(zhuǎn)閥芯所需力較大,且密封性能差,故一般用于低壓小流量場(chǎng)合,或作先導(dǎo)閥用。在航空領(lǐng)域中,轉(zhuǎn)閥多用作飛機(jī)液壓系統(tǒng)中的手動(dòng)閥和供地面維護(hù)使用的閥(如油箱加油閥)等,也可用作選擇活門(如起落架收放選擇閥)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

6.3.3多路換向閥多路換向閥是一種能控制多個(gè)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的換向閥組合,它是以兩個(gè)以上的換向閥為主體,集換向閥、單向閥、安全閥、補(bǔ)油閥、分流閥、制動(dòng)閥等于一體的多功能集成閥。多路換向閥具有結(jié)構(gòu)緊湊、管路簡(jiǎn)單、壓力損失小等特點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械及其他要求操縱多個(gè)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的行走機(jī)械。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

多路換向閥可由手動(dòng)換向閥組合,也可由電液比例或電液數(shù)字控制方向閥等組合,按閥體的結(jié)構(gòu)形式,多路換向閥分為整體式和分片式(組合式);按油路連接方式,多路換向閥可分為并聯(lián)、串聯(lián)、串并聯(lián)及復(fù)合油路;而采用多路換向閥時(shí),液壓泵的卸荷方式有中位卸荷和采用卸荷閥卸荷;按換向閥的通道數(shù)分類,有四通型、五通型和六通型;按位數(shù)分,有三位和四位兩種。多路換向閥的機(jī)能如圖6-16所示。圖6-17所示為多路換向閥的基本油路形式。其中圖6-17(a)所示為并聯(lián)油路,從進(jìn)油口來(lái)的壓力油直接和各聯(lián)換向閥的進(jìn)油腔相連,而各閥的回油腔則可直接通到多路換向閥的總回油口。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

圖6-17(b)所示為串聯(lián)油路,后一聯(lián)換向閥的進(jìn)油腔和前一聯(lián)的回油腔相連。該油路可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上執(zhí)行機(jī)構(gòu)同時(shí)動(dòng)作,但此時(shí)泵出口壓力大于各工作機(jī)構(gòu)壓力之和,故壓力較高。圖6-17(c)所示為串并聯(lián)油路,各聯(lián)換向閥的進(jìn)油腔和前一聯(lián)換向閥的中位油路相連,而各聯(lián)換向閥的回油腔則直接和總回油口相連。即各閥的進(jìn)油是串聯(lián)的,回油是并聯(lián)的,故稱串并聯(lián)式。圖6-18所示為整體式多路換向閥的結(jié)構(gòu)。油路為串并聯(lián)連接。它由三位(左、中、右)滑閥1、四位(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)滑閥2、單向閥3和主安全閥4等組成。三位滑閥1由彈簧定位,四位滑閥2由彈珠定位。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.3方向控制閥

當(dāng)三位滑閥1處于中位和四位滑閥2處于Ⅲ位(圖示位置)時(shí),從P口來(lái)的壓力油經(jīng)中間通道直接從T口回油箱。當(dāng)滑閥處于換向位置時(shí),T口油路關(guān)閉,P口的壓力油經(jīng)滑閥的徑向孔打開單向閥進(jìn)入工作油口;從另一工作油口來(lái)的油,經(jīng)滑閥另一側(cè)的徑向孔回油箱。上一頁(yè)返回6.4壓力控制閥壓力控制閥簡(jiǎn)稱壓力閥,是用于調(diào)節(jié)或控制液壓控制系統(tǒng)中液體壓力的一類閥。按照功能和用途,壓力閥可分為溢流閥、減壓閥、順序閥及壓力繼電器等。壓力閥工作原理上的共同特點(diǎn)是根據(jù)閥芯受力平衡原理,利用被控液流的壓力對(duì)閥芯的作用力與其他作用力(如彈簧力、電磁力等)的平衡條件,調(diào)節(jié)或控制閥芯開口量來(lái)改變液流阻力(液阻),從而達(dá)到調(diào)節(jié)和控制液壓系統(tǒng)壓力的目的。6.4.1溢流閥溢流閥按控制方式分為直動(dòng)型和先導(dǎo)型,在液壓系統(tǒng)中溢流閥旁接在液壓泵的出口,保證系統(tǒng)壓力恒定或限制其最高壓力,有時(shí)也旁接在執(zhí)行元件的進(jìn)口,對(duì)執(zhí)行元件起保護(hù)作用。下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

1.結(jié)構(gòu)及工作原理1)直動(dòng)型溢流閥圖6-19所示的液壓用直動(dòng)型溢流閥由閥芯(滑閥)、閥體、調(diào)壓彈簧、閥蓋、調(diào)節(jié)桿、調(diào)節(jié)螺釘?shù)冉M成。在圖6-19所示位置中,閥芯在上端彈簧力Ft的作用下處于最下端位置,閥芯臺(tái)肩的封油長(zhǎng)度L將進(jìn)、出油口隔斷,閥的進(jìn)口壓力油經(jīng)閥芯下端徑向孔、軸向孔進(jìn)入閥芯底部油室,油液受壓形成一個(gè)向上的液壓力F。當(dāng)液壓力F等于或大于彈簧力Ft時(shí),閥芯向上運(yùn)動(dòng),上移行程后閥口開啟,進(jìn)口壓力油經(jīng)閥口溢流回油箱。此時(shí)閥芯處于受力平衡狀態(tài),閥口開度為x,通流量為q,進(jìn)口壓力為p。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

如果記彈簧剛度為K,預(yù)壓縮量為x0,閥芯直徑為D,閥口剛開啟時(shí)的進(jìn)口壓力為pk,在額定通流量qs時(shí)的進(jìn)口壓力為ps,作用在閥芯上的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力為Fs,在略去閥芯自重和摩擦力后,則可以得到以下公式。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

如上所述,可以歸納出以下結(jié)論:調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓縮量x0,可以改變pk,進(jìn)而調(diào)節(jié)控制閥的進(jìn)口壓力p,此處彈簧稱為調(diào)壓彈簧。當(dāng)流經(jīng)溢流閥的流量變化時(shí),因閥開口大小變化和液動(dòng)力的影響,閥進(jìn)口壓力有所波動(dòng),則ps

>pk。閥的彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體上的泄油通道直接引到溢流閥的出口回油箱。若回油路有背壓,則背壓力會(huì)作用在閥芯的上端,導(dǎo)致溢流閥的進(jìn)口壓力為自身調(diào)定壓力與背壓力之和。直動(dòng)型溢流閥因壓力油直接作用于閥芯,故稱直動(dòng)型溢流閥。若閥的壓力較高、流量較大,則要求調(diào)壓彈簧具有很大的彈簧力,這不僅使調(diào)節(jié)性能變差,而且結(jié)構(gòu)上也難以實(shí)現(xiàn)。所以,在液壓系統(tǒng)中滑閥式直動(dòng)型溢流閥已很少采用。在中、高壓系統(tǒng)中,多采用先導(dǎo)型溢流閥。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

2)先導(dǎo)型溢流閥圖6-20所示為先導(dǎo)型溢流閥,它由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成。先導(dǎo)閥為錐閥結(jié)構(gòu)的直動(dòng)型溢流閥。主閥部分包括閥芯、閥套、閥體和復(fù)位彈簧等零件。主閥上開有進(jìn)油口P、回油口T和遙控口K。溢流閥進(jìn)口壓力油除直接作用在主閥芯的下腔外,還分別經(jīng)過(guò)閥體上的阻尼孔2和4引到先導(dǎo)閥芯的左端,對(duì)先導(dǎo)閥芯形成一個(gè)液壓力Fx。若液壓力Fx小于閥芯另一端彈簧力Ft2,則先導(dǎo)閥關(guān)閉,主閥內(nèi)腔為密閉靜止容腔,主閥芯上下兩腔因上腔作用面積大于下腔作用面積,所形成的向下的液壓力與彈簧力共同作用將主閥芯緊壓在閥座孔上,主閥閥口關(guān)閉。隨著溢流閥的進(jìn)口壓力增大,作用在先導(dǎo)閥芯上的液壓力Fx隨之增大。當(dāng)Fx≥Ft2時(shí),先導(dǎo)閥閥口開啟,溢流閥的進(jìn)口壓力油經(jīng)阻尼孔2和4、先導(dǎo)閥閥口溢流到溢流閥的出口,然后回油箱。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

由于阻尼孔前后出現(xiàn)壓力差(壓力損失),主閥上腔壓力p1(先導(dǎo)閥前腔壓力)低于主閥下腔壓力p(主閥進(jìn)口壓力)。當(dāng)壓力差(p-p1)足夠大時(shí),因壓力差形成的向上液壓力克服主閥彈簧力推動(dòng)閥芯上移,主閥閥口開啟,溢流閥進(jìn)口壓力油經(jīng)主閥閥口溢流回油箱。主閥閥口開度一定時(shí),先導(dǎo)閥閥芯和主閥閥芯分別處于受力平衡狀態(tài),滿足力平衡方程,先導(dǎo)閥閥口、主閥閥口和阻尼孔滿足壓力-流量方程,溢流閥進(jìn)口壓力為一確定值。與直動(dòng)型溢流閥相比,先導(dǎo)型溢流閥具有以下特點(diǎn):上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

閥的進(jìn)口控制壓力是通過(guò)先導(dǎo)閥閥芯和主閥閥芯兩次比較得來(lái)的,壓力值主要由先導(dǎo)閥彈簧的預(yù)壓縮量確定,故該彈簧為溢流閥的調(diào)壓彈簧。流經(jīng)先導(dǎo)閥的流量很小,一般僅占主閥額定流量的1%,因此先導(dǎo)閥閥座孔直徑d很小,這樣即使是高壓閥,先導(dǎo)閥彈簧的剛度也不大,閥的調(diào)節(jié)性能有了很大改善。而溢流流量的大部分經(jīng)主閥閥口流回油箱,主閥彈簧只在閥口關(guān)閉時(shí)起復(fù)位作用,彈簧力很小。主閥閥芯的開啟是利用液流流經(jīng)阻尼孔而形成的壓力差來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于流經(jīng)阻尼孔的流量很小,為形成足夠開啟閥芯的壓力差,阻尼孔一般為細(xì)長(zhǎng)小孔。有的溢流閥的阻尼孔開在主閥閥芯上,孔徑為0.8~1.2mm,孔長(zhǎng)L=8~12mm,因此,阻尼孔工作時(shí)易堵塞,而一旦堵塞則導(dǎo)致主閥口常開而無(wú)法調(diào)節(jié)壓力。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

圖6-17中的溢流閥將阻尼孔設(shè)在閥體上,由兩個(gè)孔徑較大的阻尼孔2、4串聯(lián)而成,這樣,既方便清除堵塞,又便于調(diào)節(jié)阻尼的大小。先導(dǎo)閥前腔有一遙控口。若在此遙控口接電磁換向閥,則可組成電磁溢流閥。電磁換向閥在不同工作位置可實(shí)現(xiàn)卸載或調(diào)壓。若在遙控口接遠(yuǎn)程調(diào)壓閥,則可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制或多級(jí)調(diào)壓。3)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥遠(yuǎn)程調(diào)壓閥實(shí)際上是一個(gè)獨(dú)立的壓力先導(dǎo)閥,將其旁接在先導(dǎo)型溢流閥的遙控口,則與主溢流閥的先導(dǎo)閥并聯(lián)于主閥芯的上腔,即主閥上腔的壓力p2同時(shí)作用在遠(yuǎn)程調(diào)壓閥和先導(dǎo)閥的閥芯上。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

實(shí)際使用時(shí),主溢流閥安裝在最靠近泵或執(zhí)行元件的出口,而遠(yuǎn)程調(diào)壓閥則安裝在操作臺(tái)上,遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的調(diào)定壓力(彈簧預(yù)壓緊力)低于先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力。于是遠(yuǎn)程調(diào)壓閥起調(diào)壓作用,主閥的先導(dǎo)閥起保護(hù)作用。必須說(shuō)明的是,無(wú)論是遠(yuǎn)程調(diào)壓閥起作用,還是先導(dǎo)閥起作用,溢流始終要流經(jīng)主閥閥口。2.應(yīng)用1)用作定壓閥液壓系統(tǒng)中溢流閥旁接在液壓泵的出口,用來(lái)保證液壓系統(tǒng)即泵的出口壓力恒定,主要用于定量泵的進(jìn)油和回油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

2)用作安全閥溢流閥旁接在液壓泵、空氣壓縮機(jī)或儲(chǔ)氣罐的出口,用來(lái)限制系統(tǒng)壓力的最大值,對(duì)系統(tǒng)起保護(hù)作用。3)用作卸載閥電磁溢流閥除具有溢流閥的功能外,還可以在執(zhí)行元件不工作時(shí)卸載液壓泵。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

3.對(duì)溢流閥的性能要求1)調(diào)壓范圍調(diào)壓范圍指在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí),閥的輸出壓力能平穩(wěn)地升降,無(wú)壓力突跳或遲滯現(xiàn)象。為改善調(diào)節(jié)性能,高壓溢流閥一般通過(guò)更換四根自由高度、內(nèi)徑相同而剛度不同的彈簧來(lái)實(shí)現(xiàn)0.6~8MPa、4~16MPa、8~20MPa、16~32MPa四級(jí)調(diào)壓。溢流閥不起調(diào)壓作用的主要原因:安裝時(shí)閥的進(jìn)出口接錯(cuò)、調(diào)壓彈簧太軟或漏裝、主閥阻尼孔或先導(dǎo)閥前的阻尼孔堵塞、閥芯運(yùn)動(dòng)不靈活或由于污物和毛刺造成閥芯卡死、油液中混有空氣、氣動(dòng)溢流閥膜片老化等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

2)壓力-流量特性在溢流閥調(diào)壓彈簧的預(yù)壓縮量調(diào)定之后,溢流閥的開啟壓力pk即已確定,閥口開啟后溢流閥的進(jìn)口壓力隨溢流量的增加而略為升高,流量為額定值時(shí)的壓力ps最高,隨著流量減少,閥口反向趨于關(guān)閉,閥的進(jìn)口壓力降低,閥口關(guān)閉時(shí)的壓力為pb。因摩擦力的方向不同,pb<pk。溢流閥的進(jìn)口壓力隨流量變化而波動(dòng)的性能稱為壓力-流量特性或啟閉特性,如圖6-21所示。壓力-流量特性的好壞用調(diào)壓偏差(ps

-pk)、(ps

-pb)或開啟壓力比nk=pk/ps、閉合壓力比nb=pb/ps評(píng)價(jià)。顯然調(diào)壓偏差小為好,nk、nb大為好,一般先導(dǎo)型溢流閥的nk

=0.9~0.95。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

3)壓力損失和卸載壓力當(dāng)液壓溢流閥的調(diào)壓彈簧的預(yù)壓縮量等于零,流經(jīng)閥的流量為額定值時(shí),溢流閥的進(jìn)口壓力稱為壓力損失;當(dāng)先導(dǎo)型溢流閥的主閥芯上腔的油液經(jīng)遙控口直接回油箱時(shí),主閥上腔壓力p1

=0,流經(jīng)閥的流量為額定值時(shí),溢流閥的進(jìn)口壓力稱為卸載壓力。這兩種工況下,溢流閥進(jìn)口壓力因只需克服主閥復(fù)位彈簧力和閥口液動(dòng)力,所以值很小,一般小于0.5MPa。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

6.4.2減壓閥減壓閥是將閥的進(jìn)口壓力經(jīng)過(guò)減壓后使出口壓力降低并穩(wěn)定的一種閥,又稱為定值輸出減壓閥。按調(diào)節(jié)要求不同,有用于保證出口壓力為定值的定值減壓閥、用于保證進(jìn)出口壓力差不變的定差減壓閥、用于保證進(jìn)出口壓力成比例的定比減壓閥。其中定值減壓閥應(yīng)用最廣,又簡(jiǎn)稱為減壓閥。這里只介紹定值減壓閥。1.減壓閥的結(jié)構(gòu)及工作原理減壓閥也有直動(dòng)型和先導(dǎo)型兩種,每種各有二通和三通兩種型式。圖6-22所示為直動(dòng)型二通減壓閥。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

如圖6-22所示,當(dāng)閥芯處在原始位置上時(shí),它的閥口a是打開的,閥的進(jìn)、出口相通。這個(gè)閥的閥芯由出口處的壓力控制,出口壓力未達(dá)到調(diào)定壓力時(shí)閥口全開,閥芯不動(dòng)。當(dāng)出口壓力達(dá)到調(diào)定壓力時(shí),閥芯上移,閥口開度xR關(guān)小。如忽略其他阻力,僅考慮閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的條件,則可以認(rèn)為出口壓力基本上維持在某一定值(調(diào)定值)上。這時(shí)如出口壓力減小,則閥芯下移,閥口開度開大,閥口處阻力減小,壓降減小,使出口壓力回升,達(dá)到調(diào)定值;反之,如出口壓力增大,則閥芯上移,閥口開度xR關(guān)小,閥口處阻力加大,壓降增大,使出口壓力下降,達(dá)到調(diào)定值。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

圖6-23所示為直動(dòng)型三通減壓閥(帶單向閥)。圖中P1口為一次壓力油口,P2口為二次壓力油口,T為回油口,彈簧腔泄漏油口Y和T口相通(內(nèi)泄)。三通減壓閥與二通減壓閥減壓的工作原理基本相似,其主要區(qū)別如下:前者有兩個(gè)可變節(jié)流閥口,因此在工作腔P2中無(wú)任何負(fù)載流量時(shí)能正常工作,而后者的負(fù)載腔內(nèi)必須有流量時(shí)才能正常工作;此外,三通減壓閥的二次壓力油口流入反向流動(dòng)的流體時(shí)也可起恒壓作用,此時(shí)的功能相當(dāng)于溢流閥,因此三通減壓閥又稱溢流減壓閥上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

圖6-24所示為先導(dǎo)型減壓閥,其工作原理與先導(dǎo)型溢流閥的先導(dǎo)閥是相似的,減壓閥也可在先導(dǎo)閥的遙控口上接遠(yuǎn)程調(diào)壓閥實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓或多級(jí)調(diào)壓,但彈簧腔的泄漏油單獨(dú)引回油箱。而主閥部分與溢流閥不同的是:閥口常開,在安裝位置,主閥芯在彈簧力作用下位于最下端,閥的開口最大,不起減壓作用;引到先導(dǎo)閥前腔的是閥的出口壓力油,保證出口壓力為定值。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

2.減壓閥的性能1)p2-q特性圖6-25(a)所示為DR型減壓閥的p2-q特性曲線。進(jìn)口壓力p1基本恒定時(shí),若通過(guò)減壓口的流量增加,則減壓口開度有所加大,出口壓力p2略微下降,其調(diào)壓穩(wěn)定性較好。當(dāng)減壓閥出口不輸出油液時(shí),其出口壓力基本上仍能保持恒定,此時(shí)有少量壓力油經(jīng)減壓口(此時(shí)減壓口很?。┯上葘?dǎo)閥(錐閥)通過(guò)外泄口Y排回油箱,保持該閥處于工作狀態(tài)。2)p1-p2特性當(dāng)減壓閥的進(jìn)口壓力p1發(fā)生變化時(shí),同樣引起主閥芯閥口開度發(fā)生變化,從而使出口壓力p2相應(yīng)地有微小變化,如圖6-25(b)所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

3.減壓閥的應(yīng)用減壓閥主要用于降低和穩(wěn)定某支路的壓力。由于其調(diào)壓穩(wěn)定,也可用來(lái)限制工作部件的作用力以及減小壓力波動(dòng)、改善系統(tǒng)性能等。6.4.3順序閥順序閥是利用油液壓力作為控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)油路的通斷,以控制液壓系統(tǒng)各執(zhí)行元件的動(dòng)作順序的。順序閥按結(jié)構(gòu)也分為直動(dòng)型和先導(dǎo)型兩種,其工作原理與溢流閥類似,這里不再闡述。根據(jù)控制閥口通斷的油液來(lái)源,順序閥有內(nèi)控、外控兩種形式;根據(jù)彈簧腔泄漏油的排除方式,順序閥又分為內(nèi)泄和外泄兩種。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

這樣就得到內(nèi)控外泄、內(nèi)控內(nèi)泄、外控外泄、外控內(nèi)泄四種類型的順序閥。圖6-26所示為內(nèi)控外泄直動(dòng)型順序閥。由圖中結(jié)構(gòu)可以看出,通過(guò)改變上蓋或底蓋的裝配位置可以得到另外三種類型。它們的圖形符號(hào)如圖6-27所示。內(nèi)控外泄順序閥與溢流閥的相同點(diǎn)是閥口常閉,由進(jìn)口壓力控制閥口的開啟;不同點(diǎn)是內(nèi)控外泄順序閥通過(guò)控制壓力油來(lái)工作,閥的出口壓力不等于零,因此彈簧腔的泄漏油必需單獨(dú)引回油箱,即外泄。當(dāng)負(fù)載建立的出口壓力高于閥的調(diào)定壓力時(shí),閥的進(jìn)口壓力等于出口壓力,作用在閥芯上的液壓力大于彈簧力和液動(dòng)力,閥口全開;上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

當(dāng)負(fù)載所建立的出口壓力低于閥的調(diào)定壓力時(shí),閥的進(jìn)口壓力等于調(diào)定壓力,作用在閥芯上的液壓力、彈簧力、液動(dòng)力平衡,閥的開口一定,滿足壓力-流量方程。內(nèi)控內(nèi)泄順序閥的圖形符號(hào)和動(dòng)作原理與溢流閥相同,但實(shí)際使用時(shí),內(nèi)控內(nèi)泄順序閥串聯(lián)在液壓系統(tǒng)的回油路,使回油具有一定壓力,而溢流閥則旁接在主油路,如泵的出口、液壓缸的進(jìn)口。因性能要求上的差異,二者不能混用。內(nèi)控內(nèi)泄順序閥在系統(tǒng)中用作平衡閥或背壓閥。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

外控內(nèi)泄順序閥的出口接回油箱,因作用在閥芯上的液壓力為外力,而且大于閥芯的彈簧力,因此工作時(shí)閥口全開,用于雙泵供油回路使大泵卸載,用作卸載閥。外控外泄順序閥除用作液動(dòng)開關(guān)閥(相當(dāng)于液控二位二通閥)外,類似的結(jié)構(gòu)還在變重力負(fù)載系統(tǒng)中用于平衡重物,其應(yīng)用在第9章中進(jìn)行介紹。6.4.4壓力繼電器壓力繼電器又稱為壓力開關(guān),它是一種將液壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的轉(zhuǎn)換元件,其作用是根據(jù)液壓系統(tǒng)的壓力變化自動(dòng)接通或斷開有關(guān)電路,以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的程序控制和安全保護(hù)功能。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

1.結(jié)構(gòu)及工作原理壓力繼電器按結(jié)構(gòu)可分為柱塞式、彈簧管式和膜片式等。圖6-28所示為液壓?jiǎn)斡|點(diǎn)柱塞式壓力繼電器,主要零件包括柱塞1、調(diào)節(jié)螺母2和微動(dòng)開關(guān)3。如圖6-28所示,壓力油作用在柱塞的下端,液壓力直接與上端彈簧力相比較。當(dāng)液壓力大于或等于彈簧力時(shí),柱塞上移壓微動(dòng)開關(guān)觸頭,接通或斷開電氣線路。當(dāng)液壓力小于彈簧力時(shí),微動(dòng)開關(guān)觸頭復(fù)位。顯然,柱塞上移將引起彈簧的壓縮量增加,因此壓下微動(dòng)開關(guān)觸頭的壓力(開啟壓力)與微動(dòng)開關(guān)復(fù)位的壓力(閉合壓力)存在一個(gè)差值,此差值對(duì)壓力繼電器的正常工作是必要的,但不宜過(guò)大。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

2.性能及應(yīng)用壓力繼電器的主要性能如下:(1)調(diào)壓范圍。發(fā)出電信號(hào)的最低工作壓力和最高工作壓力之間的范圍稱為調(diào)壓范圍。(2)靈敏度和通斷調(diào)節(jié)區(qū)間。壓力升高開啟壓力和閉合壓力之差,稱為壓力繼電器的靈敏度。為避免壓力波動(dòng)時(shí)壓力繼電器頻繁通斷,要求啟、閉壓力間有一可調(diào)的差值,稱為通斷調(diào)節(jié)區(qū)間。(3)重復(fù)精度。在調(diào)定壓力下,多次升壓和降壓過(guò)程中,開啟壓力和閉合壓力的差值稱為重復(fù)精度。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.4壓力控制閥

(4)升、降壓動(dòng)作時(shí)間。壓力由卸荷壓力升到設(shè)定壓力,微動(dòng)開關(guān)發(fā)出電信號(hào)的時(shí)間,稱為升壓動(dòng)作時(shí)間,反之稱為降壓動(dòng)作時(shí)間。壓力繼電器主要用于以下場(chǎng)合:①限壓和安全保護(hù)回路;②控制液壓泵的卸荷與加載;③順序動(dòng)作回路。上一頁(yè)返回6.5流量控制閥流量控制閥簡(jiǎn)稱流量閥,是液壓系統(tǒng)中用于調(diào)節(jié)和控制液流量的一類閥,通過(guò)流量控制閥可以調(diào)節(jié)或控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。流量控制閥的工作原理是通過(guò)改變液流流經(jīng)的節(jié)流口面積大小控制通過(guò)閥口的流量。流量閥按功能和作用可分為節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥和分流集流閥等。流量控制閥應(yīng)滿足如下要求:有足夠的調(diào)節(jié)范圍,能保證穩(wěn)定的最小流量,流量受溫度和壓力變化的影響要小,調(diào)節(jié)方便,泄漏小等。6.5.1節(jié)流閥節(jié)流閥是一個(gè)簡(jiǎn)單的流量控制閥,其實(shí)質(zhì)相當(dāng)于一個(gè)可變節(jié)流口,即一種借助于控制機(jī)構(gòu)使閥芯相對(duì)于閥體孔運(yùn)動(dòng)從而改變閥口過(guò)流面積的閥。下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

1.普通節(jié)流閥1)結(jié)構(gòu)原理圖6-29所示為一種典型的液壓節(jié)流閥結(jié)構(gòu),主要零件為閥芯、閥體和螺母。閥體上右邊為進(jìn)油口,左邊為出油口。閥芯的一端開有三角尖槽,另一端加工有螺紋,旋轉(zhuǎn)閥芯即可軸向移動(dòng)改變閥口過(guò)流面積,即閥的開口面積。為平衡閥芯上的液壓徑向力,三角尖槽須對(duì)稱布置,因此三角尖槽數(shù)n>2。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

節(jié)流口根據(jù)形成阻尼的原理不同,分為三種基本形式:薄壁小孔節(jié)流、細(xì)長(zhǎng)孔節(jié)流及介于二者之間的節(jié)流。在此三種基本形式的基礎(chǔ)上,節(jié)流口的結(jié)構(gòu)有如下幾種:(1)針閥式[圖6-30(a)]。圖6-30(a)所示為針式節(jié)流口,針閥做軸向移動(dòng),調(diào)節(jié)環(huán)形通道的大小以調(diào)節(jié)流量。(2)槽式[圖6-30(b)、(c)]。圖6-30(b)所示為偏心式,在閥芯上開了一個(gè)截面為三角形(或?yàn)榫匦危┑钠牟?,?dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯時(shí),就可以調(diào)節(jié)通道的大小。圖6-30(c)所示為軸向三角溝槽式,在閥芯上開有對(duì)稱的斜的三角溝槽;當(dāng)軸向移動(dòng)閥芯時(shí),就可以改變?nèi)菧喜弁鹘孛娴拇笮∫哉{(diào)節(jié)流量。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

(3)縫隙式[圖6-30(d)、(e)]。圖6-30(d)所示為周向縫隙式,閥芯上開有狹縫,油可以通過(guò)狹縫流入閥芯內(nèi)孔再經(jīng)左邊的孔流出,旋轉(zhuǎn)閥芯就可以改變縫隙通流面積的大小。圖6-30(e)為軸向縫隙式,在閥套上開有軸向縫隙,軸向移動(dòng)閥芯就可以改變縫隙通流面積的大小以調(diào)節(jié)流量。(4)層板式。如圖6-31所示,它是由多片開小孔的圓片重疊起來(lái),小孔偏開圓片的中心,各圓片之間夾以墊圈,相鄰圓片的小孔位置錯(cuò)開180°,它相當(dāng)于多個(gè)節(jié)流小孔的串聯(lián)。裝配時(shí)將此一疊圓片壓緊,勿使油液從墊片處通過(guò)。這種層板式節(jié)流裝置在飛機(jī)上用得最多,因?yàn)樗軠囟扔绊懶。灰锥氯?,可以獲得較低的最小穩(wěn)定流量。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

2)流量特性與剛性節(jié)流閥的流量特性方程為式中K——節(jié)流系數(shù),一般可視為常數(shù),由節(jié)流口形狀、液體流態(tài)、油液性質(zhì)等因素決定;A(x)——可變節(jié)流孔的通流面積;Δp——孔口或縫隙的前后壓力差;m——指數(shù),對(duì)于薄壁小孔m=0.5,對(duì)于細(xì)長(zhǎng)孔m=1,對(duì)介于兩者之間的節(jié)流口,0.5<m<1。式(6-7)反映了流經(jīng)節(jié)流閥的流量q與閥前后壓力差Δp和開口面積A之間的關(guān)系。顯然,在Δp一定時(shí),改變A可以調(diào)節(jié)流量q,即閥的開口面積A一定,則通過(guò)的流量q一定。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

(1)壓力對(duì)流量穩(wěn)定性的影響。當(dāng)節(jié)流閥在系統(tǒng)中起調(diào)速作用時(shí),往往會(huì)因外負(fù)載的波動(dòng)引起閥前后壓力差Δp變化。此時(shí)即使閥開口面積A不變,也會(huì)導(dǎo)致流經(jīng)閥口的流量q變化,即流量不穩(wěn)定。一般定義節(jié)流閥開口面積A一定時(shí),節(jié)流閥前后壓力差Δp的變化量與流經(jīng)閥的流量變化量之比為節(jié)流閥的剛性,用公式表示為上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

顯然,剛性T越大,節(jié)流閥的性能越好。因?qū)τ诒”谛】譵=0.5,故多作節(jié)流閥的閥口。另外,Δp大有利于提高節(jié)流閥的剛性,但Δp過(guò)大,不僅造成壓力損失增大,而且可能導(dǎo)致閥口因面積太小而堵塞,因此液壓系統(tǒng)中一般取Δp=0.15~0.4MPa。(2)溫度對(duì)流量穩(wěn)定性的影響。油液溫度變化時(shí),其黏度相應(yīng)變化,因此對(duì)流量產(chǎn)生影響。式(6-7)中,油液的性質(zhì)影響K值,這種影響在細(xì)長(zhǎng)孔上是十分明顯的。而對(duì)于薄壁式節(jié)流孔來(lái)說(shuō),K值受油液黏度的變化影響很小,故在液壓系統(tǒng)中節(jié)流口應(yīng)采用薄壁孔式結(jié)構(gòu)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

3)最小穩(wěn)定流量當(dāng)液壓節(jié)流閥的通流截面很小時(shí),盡管保持所有因素不變,通過(guò)節(jié)流口的流量也會(huì)出現(xiàn)周期性的脈動(dòng),甚至造成斷流,這就是節(jié)流閥的堵塞現(xiàn)象。節(jié)流口的堵塞會(huì)使液壓系統(tǒng)中執(zhí)行元件的速度不均勻。因此,每個(gè)節(jié)流閥都有一個(gè)能正常工作的最小流量限制,稱為節(jié)流閥的最小穩(wěn)定流量。節(jié)流閥的常見故障是閥口堵塞,其原因是介質(zhì)中含有雜質(zhì)或油液因高溫氧化后析出的膠質(zhì)、瀝青等黏附在節(jié)流口的表面,當(dāng)附著層達(dá)到一定的厚度時(shí),會(huì)造成節(jié)流閥的斷流。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

2.行程節(jié)流閥行程節(jié)流閥是滾輪控制的可調(diào)節(jié)流閥,又稱減速閥。其原理是通過(guò)行程擋塊壓下滾輪,使閥芯下移改變節(jié)流口通流面積,減小流量而實(shí)現(xiàn)減速。圖6-32(a)所示為一種與單向閥組合的行程節(jié)流閥,又稱單向行程節(jié)流閥,它可以滿足以下所述機(jī)床液壓進(jìn)給系統(tǒng)的快進(jìn)、工進(jìn)、快退工作循環(huán)的需要。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

(1)快進(jìn)時(shí),閥芯1未被壓下,節(jié)流口未起節(jié)流作用,壓力油從油口P1直接流往油口P2,執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)快進(jìn)。(2)當(dāng)行程擋塊壓在滾輪上時(shí),使閥芯下移一定距離,將通道大部分遮斷,由閥芯上的三角槽節(jié)流口調(diào)節(jié)流量,實(shí)現(xiàn)減速,執(zhí)行元件慢進(jìn),即實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給(工進(jìn))。(3)壓力油油液從油口P2進(jìn)入,推開單向閥閥芯(鋼球)2,油液直接由P1流出,不經(jīng)節(jié)流口,執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)快退。圖6-32(b)所示為節(jié)流閥的圖形符號(hào)。使用節(jié)流閥調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度時(shí),其速度將隨負(fù)載和溫度的變化而波動(dòng)。對(duì)于速度穩(wěn)定性要求高的場(chǎng)合,則要使用流量穩(wěn)定性好的節(jié)流閥。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

3.節(jié)流閥的應(yīng)用(1)在定量泵液壓系統(tǒng)中,節(jié)流閥與溢流閥一起用來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度;對(duì)于某些液壓系統(tǒng),通流量為定值,節(jié)流閥則起負(fù)載阻尼作用;在液流壓力容易發(fā)生突變的地方安裝節(jié)流元件可延緩壓力突變的影響,起緩沖壓力作用。圖6-33所示為飛機(jī)液壓系統(tǒng)中常用的層板式節(jié)流閥,將它裝在壓力表傳感器前,以消除壓力脈動(dòng)對(duì)壓力表指示的影響,節(jié)流片的數(shù)目可在裝配時(shí)增減(通過(guò)試驗(yàn)確定)。(2)節(jié)流閥與單向閥并聯(lián)組合成為單向節(jié)流閥。如圖6-34所示,其功用是保證油液在一個(gè)方向上流動(dòng)時(shí)受節(jié)流作用,而在另一方向流動(dòng)時(shí)暢通無(wú)阻。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

它的閥芯上開有一個(gè)節(jié)流小孔A,當(dāng)油液從左向右流過(guò)時(shí),通過(guò)節(jié)流小孔A而受到節(jié)流;當(dāng)油液從右向左流過(guò)時(shí),閥芯被頂開使之暢通。可把它裝在飛機(jī)液壓系統(tǒng)的起落架收上管路中,放起落架時(shí)起節(jié)流作用,保證起落架緩慢放下,收起落架時(shí)不起節(jié)流作用,從而不影響收上速度。6.5.2調(diào)速閥由于液壓節(jié)流閥剛性差,通過(guò)閥口的流量因閥口前后壓力差變化而波動(dòng),因此僅適用于執(zhí)行元件工作負(fù)載不大,且對(duì)速度穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

為解決負(fù)載變化大的執(zhí)行元件的速度穩(wěn)定性問(wèn)題,應(yīng)采取措施保證負(fù)載變化時(shí),節(jié)流閥的前后壓力差不變。具體結(jié)構(gòu)有節(jié)流閥與定差減壓閥串聯(lián)組成的調(diào)速閥(普通調(diào)速閥)和節(jié)流閥與差壓式溢流閥并聯(lián)組成的溢流節(jié)流閥(旁通型調(diào)速閥)。1.調(diào)速閥的工作原理圖6-35所示為調(diào)速閥,其工作原理如下:壓力為p1的壓力油進(jìn)入調(diào)速閥后,先經(jīng)過(guò)定差減壓閥長(zhǎng)度為x的閥口處(壓力由p1減至p2

),然后經(jīng)過(guò)節(jié)流閥長(zhǎng)度為y的閥口處流出,出口壓力為p3。從圖中可以看到,節(jié)流閥進(jìn)出口壓力p2、p3經(jīng)過(guò)閥體上的流道被引到定差減壓閥閥芯的兩端(p3引到閥芯彈簧端,p2

引到閥芯無(wú)彈簧端)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

節(jié)流閥的進(jìn)、出口壓力差(p2-p3)由定差減壓閥確定為定值,因此,對(duì)應(yīng)于一定的節(jié)流閥開口面積A,流經(jīng)閥的流量q一定。設(shè)調(diào)速閥的進(jìn)口壓力p1為定值,當(dāng)出口壓力p3因負(fù)載增大而增加導(dǎo)致調(diào)速閥的進(jìn)出口壓力差(p2-p3)突然減小時(shí),因p3的增大勢(shì)必破壞定差減壓閥閥芯原有的受力平衡,于是閥芯向閥口增大的方向運(yùn)動(dòng),定差減壓閥的減壓作用被削弱,節(jié)流閥進(jìn)口壓力p2

隨之增大,當(dāng)p2-p3=Ft/A時(shí),定差減壓閥閥芯在新的位置平衡。當(dāng)出口壓力p3因負(fù)載減小而導(dǎo)致(p2-p3)突然增大時(shí),與上面分析類似,同樣可保證(p2-p3)基本不變。由此可知,因定差減壓閥的壓力補(bǔ)償作用,可保證節(jié)流閥前后壓力差(p2-p3)不受負(fù)載的干擾,從而基本保持不變。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)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。二者在工作原理和性能上完全相同。需要說(shuō)明的是,為保證定差減壓閥能夠起壓力補(bǔ)償作用,調(diào)速閥進(jìn)出口壓力差應(yīng)大于由彈簧力和液動(dòng)力所確定的最小壓力差,否則僅相當(dāng)于普通節(jié)流閥,無(wú)法保證流量穩(wěn)定。使用過(guò)程中,如果調(diào)速閥中定差減壓閥的閥芯運(yùn)動(dòng)不靈活或卡死,以及彈簧過(guò)軟都會(huì)造成通過(guò)調(diào)速閥的流量不穩(wěn)定。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

2.旁通型調(diào)速閥旁通型調(diào)速閥如圖6-36所示。它由差壓式溢流閥1和節(jié)流閥2并聯(lián)組成,閥體上有一個(gè)進(jìn)油口、兩個(gè)出油口。液壓泵的來(lái)油引到進(jìn)油口后,一條支路經(jīng)節(jié)流閥閥口到執(zhí)行元件,一條支路經(jīng)差壓式溢流閥長(zhǎng)度為x的閥口處回油箱。因節(jié)流閥的進(jìn)出口壓力p1和p2被分別引到差壓式溢流閥閥芯的兩端,在溢流閥閥芯受力平衡時(shí),壓力差(p1-p2)在彈簧力作用下基本不變,因此流經(jīng)節(jié)流閥的流量基本穩(wěn)定。若因負(fù)載變化引起節(jié)流閥出口壓力p2增大,差壓上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

式溢流閥閥芯彈簧端的液壓力將隨之增大,閥芯原有的受力平衡被破壞,閥芯向閥口減小的方向位移,閥口減小使其阻尼作用增強(qiáng),于是進(jìn)口壓力p1增大,閥芯受力重新平衡。因差壓式溢流閥的彈簧剛度很小,因此閥芯的位移對(duì)彈簧力影響不大,即閥芯在新的位置平衡后,閥芯兩端的壓力差,也就是節(jié)流閥前后壓力差(p1-p2)保持不變。在負(fù)載變化引起節(jié)流閥出口壓力p2減小時(shí),類似上面的分析,同樣可保證節(jié)流閥前后壓力差(p1-p2)基本不變。旁通型調(diào)速閥用于調(diào)速時(shí)只能安裝在執(zhí)行元件的進(jìn)油路上,其出口壓力p2隨執(zhí)行元件的負(fù)載而變化。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

由于工作時(shí)節(jié)流閥進(jìn)出口壓力差不變,因此閥的進(jìn)口壓力,即系統(tǒng)壓力p1=p2+Ft/A,這時(shí)系統(tǒng)為變壓系統(tǒng)。與調(diào)速閥調(diào)速回路相比,旁通型調(diào)速閥的調(diào)速回路效率較高。6.5.3液壓保險(xiǎn)液壓系統(tǒng)中的某些傳動(dòng)部分的導(dǎo)管或附件損壞時(shí),系統(tǒng)的油液可能全部漏光,使整個(gè)系統(tǒng)不能工作。為防止發(fā)生這種現(xiàn)象,可在供油管路上設(shè)置安全裝置,這種裝置稱為液壓保險(xiǎn)。液壓保險(xiǎn)在系統(tǒng)管路漏油且油液流量超過(guò)規(guī)定值時(shí),會(huì)自動(dòng)堵死管路防止系統(tǒng)內(nèi)油液大量流失。上一頁(yè)下一頁(yè)返回6.5流量控制閥

液壓保險(xiǎn)是一種流量控制元件。

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