1、,第四章液壓控制閥,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 方向控制閥 第三節(jié) 壓力控制閥 第四節(jié) 流量控制閥,本章主要介紹液壓系統(tǒng)四大類液壓元件中的控制元件,本章是以后學(xué)習(xí)和分析液壓基本回路和系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。,重點(diǎn)： 換向閥的換向原理和滑閥機(jī)能。 先導(dǎo)式溢流閥的工作原理，減壓閥和溢流閥的主要區(qū)別； 難點(diǎn)： 電液動(dòng)換向閥的工作原理。 先導(dǎo)式溢流閥的工作原理。 調(diào)速閥的工作原理,第一節(jié) 概述,液壓回路主要是由各種液壓控制閥按一定需要組合而成。對(duì)于實(shí)現(xiàn)相同目的液壓回路，由于選擇的液壓控制閥或組合方式不同，回路的性能也不完全相同。熟悉各種液壓控制閥的性能，對(duì)于設(shè)計(jì)和分析液壓系統(tǒng)極為重要。,一、液壓控制閥的作用,液壓控

2、制閥（簡(jiǎn)稱液壓閥）是通過控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中液體的流動(dòng)方向、壓力和流量，以滿足執(zhí)行元件所需要的啟動(dòng)、停止、運(yùn)動(dòng)方向、力或力矩、速度或轉(zhuǎn)速和動(dòng)作順序，限制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的工作壓力，防止過載等要求，從而使系統(tǒng)按照指定要求協(xié)調(diào)工作。,二、液壓閥的分類,(一) 按功能分類1方向控制閥（如單向閥、換向閥等）；2壓力控制閥（如溢流閥、減壓閥和順序閥等）；3流量控制閥（如節(jié)流閥、調(diào)速閥等）。,(二) 按控制方式分類,1定值或開關(guān)控制閥：這類液壓閥借助于手輪、手柄、凸輪、電磁鐵和液體壓力等方式，將閥芯位置或閥芯上的彈簧設(shè)定在某一工作狀態(tài)，定值地控制液體的壓力、流量和流動(dòng)方向，它們統(tǒng)稱為開關(guān)閥，這種閥多用于普通

3、液壓閥；,2比例控制閥：這類閥輸出的（流量、壓力）可按照輸入信號(hào)的變化規(guī)律連續(xù)成比例地進(jìn)行調(diào)節(jié)。它們常采用比例電磁鐵將輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成力或閥的機(jī)械位移量進(jìn)行控制。也可以采用其它形式的電氣輸入控制器件。由于比例閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格較低，性能較高于普通的定值控制閥，并且可以通過電信號(hào)進(jìn)行連續(xù)控制，因此在許多場(chǎng)合獲得了應(yīng)用；,3伺服控制閥：這種閥能將微小的電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換成大的功率輸出，以控制系統(tǒng)中液體的流動(dòng)方向、壓力和流量。工作性能類似于比例控制閥。與比例控制閥相比除了在結(jié)構(gòu)上有差異外，主要在于伺服閥具有優(yōu)異的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和靜態(tài)性能。但它的價(jià)格較貴，使用維護(hù)要求較高，多用于高精度、快速響應(yīng)的閉環(huán)控

4、制系統(tǒng)； 4電液數(shù)字控制閥：這種閥是用數(shù)字信息直接控制系統(tǒng)中液體的流動(dòng)方向、壓力和流量。,三) 按安裝連接方式分類,1螺紋式（管式）連接這種連接方式的閥是通過閥體上的螺紋孔直接與管路相連（大型閥則用法蘭連接）。連接比較簡(jiǎn)單，但各個(gè)液壓閥只能分散布置，裝卸維護(hù)不方便。 2板式連接采用這種連接方式的閥需配專用的連接板，管路與連接板相連，而閥僅用螺釘固定在連接板上，因此裝卸時(shí)不影響管路，易將液壓閥集中布置，裝卸維護(hù)方便。,3集成塊式連接：這種連接方式把幾個(gè)閥用螺釘固定在一個(gè)集成塊的不同側(cè)面上，在集成塊上打孔，來溝通各閥的孔道組成回路。由于拆卸閥時(shí)不用拆卸與它們相連的其它元件，因此這種安裝連接方式應(yīng)用

5、較廣。4疊加式連接：這種連接方式控制閥的上下面為連接接合面，各連接口分別在這兩個(gè)面上，通過螺釘將閥體疊裝在一起構(gòu)成回路。每個(gè)閥除其自身功能外，還起通道作用，不用管道連接，結(jié)構(gòu)緊湊，沿程壓力損失小。5插裝式連接：這種連接方式的閥沒有單獨(dú)的閥體，由閥芯、閥套等組成的單元體插裝在插裝塊的預(yù)制孔中，用連接螺紋或蓋板固定，并通過插裝塊內(nèi)的通道把各插裝式閥連通組成回路。插裝塊起到閥體和管路的作用，它是適應(yīng)系統(tǒng)集成化而發(fā)展起來的一種新型安裝連接方式。,第二節(jié)方向控制閥,方向控制閥在液壓系統(tǒng)中用的最多，是任何液壓系統(tǒng)必不可少的控制元件。其主要作用是控制液壓系統(tǒng)中液體的流動(dòng)方向，其工作原理是利用閥芯和閥體之間相

6、對(duì)位置的改變來實(shí)現(xiàn)通道的接通或斷開，以滿足系統(tǒng)對(duì)管路的不同要求。 方向控制閥可分為單向閥和換向閥兩大類。,一、單向閥,單向閥控制液體只能向一個(gè)方向流動(dòng)、反向截止或可控制的反向流動(dòng)。單向閥按其功能分為普通單向閥和液控單向閥等,1普通單向閥 （1）工作原理（圖5-1）,2）作用 普通單向閥常被安裝在液壓泵的出口，可防止系統(tǒng)液壓沖擊對(duì)液壓泵的影響,泵不工作時(shí)可防止系統(tǒng)油液經(jīng)液壓泵倒流回油箱；常在回路中起保持部分回路壓力的作用，還可以分割油路防止干擾；常與其它閥組成復(fù)合閥；普通單向閥也可用作背壓閥，常安裝在液壓系統(tǒng)的回油路上，但必須根據(jù)需要更換較硬的彈簧，用以產(chǎn)生0.20.6MPa背壓力。 2液控單向

7、閥 液控單向閥是允許液流向一個(gè)方向流動(dòng)，反向開啟則必須通過液壓控制來實(shí)現(xiàn)的單向閥。如圖5-2所示是帶卸荷閥芯液控單向閥的結(jié)構(gòu)圖和圖形符號(hào)。 (1) 作用 (2) 工作原理(圖5-2),液控單向閥,液控單向閥,液控單向閥,液控單向閥,液控單向閥,液控單向閥,液控單向閥,(3) 特點(diǎn)及應(yīng)用 由于液控單向閥具有良好的單向密封性能，常用于執(zhí)行元件需要長(zhǎng)時(shí)間保壓、鎖緊等情況或防止立式液壓缸停止時(shí)在自重作用下自動(dòng)下滑等;也可用作二通開關(guān)閥。此外帶卸荷閥芯的液控單向閥還常用于卸壓回路中；用兩個(gè)液控單向閥還可以組成“液壓鎖”。(圖5-3),二、換向閥 換向閥是利用閥芯在閥體中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，接通、切斷油路或改變液

8、體的流動(dòng)方向，從而使執(zhí)行元件啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。對(duì)換向閥主要性能要求是：油路導(dǎo)通時(shí)，壓力損失要??；油路切斷時(shí)，泄漏要小;閥芯換位時(shí)，操縱力要小。 （一）分類 換向閥的用途十分廣泛，種類也很多，可根據(jù)換向閥的結(jié)構(gòu)、操縱方式、工作位置和通路數(shù)分類，見表5-1。 表5-1 換向閥的分類,（二）滑閥式換向閥的工作原理和圖形符號(hào) 滑閥式換向閥（又稱滑閥）的閥體和閥芯是換向閥的主體。滑閥的閥芯是一個(gè)具有多個(gè)凸肩的圓柱體，與之相配合的閥體有若干個(gè)沉割槽。通過移動(dòng)閥芯，改變閥芯在閥體內(nèi)的相對(duì)位置使相應(yīng)的油路接通和切斷或變換液體的流動(dòng)方向。如圖5-4所示。 表5-2列出了幾種常用的滑閥式換向閥的結(jié)構(gòu)原理圖

9、，并畫出了閥的工作位置數(shù)、通路數(shù)和在各個(gè)位置上油口連通關(guān)系的圖形符號(hào)。,換向閥：滑閥式換向閥,A,B,P,T,溢流閥,液壓泵,P,T,A,B,P,T,A,B,A,B,P,T,溢流閥,液壓泵,P,T,A,B,A,B,P,T,溢流閥,液壓泵,A,B,P,T,溢流閥,液壓泵,P,T,A,B,換向閥：滑閥式換向閥,A,B,P,T,P,T,A,B,換向閥,A,B,P,T,P,T,A,B,（三）操縱方式 滑閥閥芯相對(duì)閥體的移動(dòng)是靠操縱力實(shí)現(xiàn)的， 根據(jù)改變閥芯位置的操縱方式不同，換向閥可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁、液控和電液換向閥等。其表示符號(hào)見圖5-5。換向閥的職能符號(hào)是由不同的位數(shù)、通路及操縱方式組合而成。

10、1手動(dòng)換向閥（圖5-6）,2機(jī)動(dòng)換向閥 機(jī)動(dòng)換向閥也叫行程換向閥，是通過安裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的擋鐵或凸輪推動(dòng)閥芯，從而對(duì)油路進(jìn)行切換的方向控制閥。它需要安裝在運(yùn)動(dòng)部件（如移動(dòng)的工作臺(tái)）的附近。機(jī)動(dòng)換向閥通常是二位的，有二通、三通、四通及五通幾種。二位二通閥又有常閉及常開兩種。如圖5-7所示為二位二通常閉式機(jī)動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)圖及圖形符號(hào)。,3電磁換向閥,4液動(dòng)換向閥(圖5-9),5電液換向閥(圖5-10),（四）滑閥機(jī)能,三位的滑閥在中位時(shí)各油口的連通方式體現(xiàn)了換向閥的控制機(jī)能，稱之為滑閥的中位機(jī)能。,換向閥中位機(jī)能（O型）,A,B,P,P,A,B,T1,T2,T1,T2,（T）,三位五通,換向閥中位機(jī)

11、能（H型）,A,B,P,P,A,B,T1,T2,T1,T2,A,B,（T）,三位五通,換向閥中位機(jī)能（Y型）,A,B,P,P,A,B,T1,T2,T1,T2,A,B,（T）,三位五通,換向閥中位機(jī)能（J型）,A,B,P,P,A,B,T1,T2,T1,T2,（T）,三位五通,換向閥中位機(jī)能（C型）,A,B,P,P,A,B,T1,T2,T1,T2,A,B,（T）,三位五通,換向閥中位機(jī)能（P型）,A,B,P,P,A,B,T1,T2,T1,T2,（T）,三位五通,換向閥中位機(jī)能（K型）,A,B,P,P,A,B,T1,T2,T1,T2,A,B,（T）,三位四通,三位五通,換向閥中位機(jī)能（X型）,A,B

12、,P,P,A,B,T1,T2,T1,T2,B,（T）,三位五通,換向閥中位機(jī)能（M型）,A,B,P,P,A,B,T1,T2,T1,T2,A,B,（T）,三位五通,換向閥中位機(jī)能（U型）,A,B,P,P,A,B,T1,T2,T1,T2,A,B,（T）,三位五通,中位機(jī)能 1、系統(tǒng)保壓 中位為“O”型， P口 被堵塞時(shí)，此時(shí)油 需從溢流閥流回油 箱，增加功率消 耗；但是液壓泵能 用于多缸系統(tǒng)。,2、系統(tǒng)卸荷：中位“M”型，左圖所示，當(dāng)方向閥于中位時(shí)，因P、T口相通，泵輸出的油液不經(jīng)溢流閥即可流回油箱，由于直接接油箱，所以泵的輸出壓力近似為零，也稱泵卸荷，減少功率損失。 3、液壓缸快進(jìn)：中位“P”型

13、，右圖所示，當(dāng)換向閥于中位時(shí)，因P、A、B相通，故可用作差動(dòng)回路。,一、溢流閥 （一）主要用途： 1.作溢流閥用：在定量泵的液壓系統(tǒng)中如左圖所示，常利用流量控制閥調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量，多余的壓力油可經(jīng)溢流閥流回油箱，這樣可使泵的工作壓力保持定值。 2.作安全閥用：右圖所示液壓系統(tǒng)，在常工作狀態(tài)下，溢流閥是關(guān)閉的，只有在系統(tǒng)壓力大于其調(diào)整壓力時(shí)，溢流閥才被打開溢流，對(duì)系統(tǒng)起過載保護(hù)作用。,第三節(jié) 壓力控制閥 在液壓系統(tǒng)中，用來控制液體壓力的閥統(tǒng)稱為壓力控制閥。這類閥的共同點(diǎn)主要是利用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理來工作的。,（二）溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，溢流閥可分為 直動(dòng)式和

14、先導(dǎo)式兩類。 1、直動(dòng)式溢流閥(Spring loaded type relief valve)的結(jié)構(gòu)和工作原理(圖5-11),返回,圖5-11低壓直動(dòng)式溢流閥(a)結(jié)構(gòu)圖 (b) 職能符號(hào)圖 1螺帽 2調(diào)壓彈簧 3上蓋 4閥芯 5閥體,直動(dòng)型溢流閥,P,T,pA=Fst,2、先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 結(jié)構(gòu)組成(圖5-12),先導(dǎo)型溢流閥,調(diào)節(jié)手輪,P,T,符號(hào),先導(dǎo)型溢流閥工作原理,先導(dǎo)型溢流閥工作原理,工作原理(圖5-13),3、溢流閥的主要性能 （1）溢流閥啟閉特性(圖5-14 ) ,其特性曲線如圖（5-15）,（2）流量壓力曲線表示 (圖5-15),（二）溢流閥的應(yīng)用 1、作溢流閥

15、用 (圖5-16) 2、作安全閥用 (圖5-17),圖5-17 變量泵系統(tǒng)安全回路,圖5-16 溢流閥起定壓流閥作用,3、作背壓閥，以改善執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性；,4、遠(yuǎn)程調(diào)壓 (圖5-18),圖5-18 遠(yuǎn)程調(diào)壓回路,遠(yuǎn)程調(diào)壓閥,至,系,統(tǒng),5、系統(tǒng)卸荷（圖5-19）和多級(jí)調(diào)壓（圖5-20）,圖5-20多級(jí)調(diào)壓,圖5-19作卸荷閥,（一）主要用途 當(dāng)回路內(nèi)有兩個(gè)以上液壓缸，其中之一需要較低的工作壓力，同時(shí)其它的液壓缸仍需高壓運(yùn)作時(shí)，此刻就得用減壓閥提供一較系統(tǒng)壓力為低的壓力給低壓缸。 （二） 減壓閥結(jié)構(gòu)及工作原理：減壓閥有直動(dòng)型和先導(dǎo)型兩種，右圖為先導(dǎo)型減壓閥，由主閥和先導(dǎo)閥組成，先導(dǎo)閥負(fù)責(zé)調(diào)

16、定壓力，主閥負(fù)責(zé)減壓作用。,二、減壓閥,（二）、減壓閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 1結(jié)構(gòu)組成 (圖5-18),圖5-18 先導(dǎo)式減壓閥的結(jié)構(gòu)及符號(hào) 1-主閥芯 2、5、8、14-流道 3、7阻尼孔 4-外控口 6-主閥彈簧 9-先導(dǎo)閥 10-錐閥 11-先導(dǎo)閥彈簧腔 12-彈簧 13-調(diào)節(jié)手柄 15-閥體,2. 工作原理 (圖5-19),減壓閥,（二） 減壓閥的應(yīng)用,必須指出，應(yīng)用減壓閥組成減壓回路雖然可以方便地使某一分支回路壓力降低，但油液流經(jīng)減壓閥將產(chǎn)生壓力損失，這增加了功率損失并使油液發(fā)熱。當(dāng)分支回路的壓力較主油路壓力低得多，而需要的流量又較大時(shí)，為了減少功率損耗，常采用高、低壓泵分別供油，以提高

17、系統(tǒng)的效率。,圖5-19 減壓回路,圖5-20 減壓回路,例題1：如圖所示，溢流閥調(diào)定壓力ps1=4.5MPa，減壓閥的調(diào)定壓力ps2=3MPa，活塞前進(jìn)時(shí)，負(fù)荷F=1000N，活塞面積A=20 10-4m2，減壓閥全開時(shí)的壓力損失及管路損失忽略不計(jì)，求： （1）活塞在運(yùn)動(dòng)時(shí)和到達(dá)盡頭時(shí)，A、B兩點(diǎn)的壓力。 （2）當(dāng)負(fù)載F=7000N時(shí)，A、B兩點(diǎn)的壓力是多少？,三、順序閥 （一）順序閥的結(jié)構(gòu)和工作原理,圖5-21 先導(dǎo)式順序閥 1-主閥芯 2-阻尼孔 3、4-流道 5-先導(dǎo)閥 6-滑閥,（二）單向順序閥 (圖5-22) （三）順序閥的應(yīng)用 1、使兩個(gè)或兩個(gè)以上執(zhí)行元件按預(yù)定的順序動(dòng)作(圖5-

18、23)。 2、組成卸荷回路（圖5-24）,圖5-22單向順序閥的圖形符號(hào) a）內(nèi)控式 b）外控式,圖5-23定位夾緊順序動(dòng)作回路,圖5-24用順序閥組成卸荷回路,3、組成平衡回路 （圖5-25）,四、壓力繼電器（Pressure Relay） 1. 作用 是一種將液壓系統(tǒng)的壓力信號(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)壓力的變化，通過壓力繼電器內(nèi)的微動(dòng)開關(guān)，自動(dòng)接通或斷開電氣線路，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的順序控制或安全保護(hù)。,圖5-25 順序閥組成平衡回路,2.壓力繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理 壓力繼電器的結(jié)構(gòu)形式有很多，工作原理大致相同，下面介紹一種常用的壓力繼電器。圖5-26所示為柱塞式壓力繼電器的結(jié)構(gòu)。3. 壓力繼電器的應(yīng)用 （圖5-27）,圖5-26 壓力繼電器 1-柱塞 2-頂桿 3-調(diào)節(jié)螺釘 4-微動(dòng)開關(guān),圖5-27壓力繼電器的應(yīng)用,流量控制閥（簡(jiǎn)稱流量閥）是通過改變通流截面積來改變局部阻力的大小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制，以達(dá)到調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度（轉(zhuǎn)速）目的。常用的流量閥有節(jié)流閥、調(diào)速閥、