1、液压与气压传动第第5 5章章 液压控制元件液压控制元件 Hydraulic Control ValvesHydraulic Control Valves 湖南工程学院液压与气压传动液压控制阀的作用：液压控制阀的作用：对液流的流动方向、压力的高低以及流量的大小进行预期的对液流的流动方向、压力的高低以及流量的大小进行预期的控制控制，以满足负载的工作要求。以满足负载的工作要求。液压控制阀是直接影响液压系统工作过程和工作特性的重要液压控制阀是直接影响液压系统工作过程和工作特性的重要元件。元件。湖南工程学院液压与气压传动5.1.1 5.1.1 液压控制阀的分类液压控制阀的分类 1.1.按按阀的功能阀的功
2、能分分 1 1）方向控制阀方向控制阀：控制油液流动方向。如：单向阀、换向：控制油液流动方向。如：单向阀、换向阀。阀。2 2）压力控制阀压力控制阀：控制油液压力大小。如：溢流阀、减压：控制油液压力大小。如：溢流阀、减压阀、顺序阀。阀、顺序阀。3 3）流量控制阀流量控制阀：控制油液流量大小。如：节流阀、调速：控制油液流量大小。如：节流阀、调速阀。阀。这三类阀还可根据需要组合成这三类阀还可根据需要组合成组合阀组合阀。湖南工程学院液压与气压传动 2.2.按控制方式分按控制方式分 2 2）比例控制阀比例控制阀；1 1）开关或定值阀开关或定值阀；湖南工程学院液压与气压传动 2.2.按控制方式分按控制方式分
3、 4 4）电液数字控制阀电液数字控制阀。3 3）伺服控制阀伺服控制阀；2 2）比例控制阀比例控制阀；1 1）开关或定值阀开关或定值阀；被控制量为定值的阀类。被控制量为定值的阀类。被控制量与输入信号成比例连被控制量与输入信号成比例连续变化的阀类。续变化的阀类。被控制量与偏差信号成比例连被控制量与偏差信号成比例连续变化的阀类。续变化的阀类。用数字信息直接控制阀口的启用数字信息直接控制阀口的启闭，来控制液流的压力、流量、方闭，来控制液流的压力、流量、方向的阀类。向的阀类。湖南工程学院液压与气压传动3.3.按结构形式分按结构形式分6)6)射流管阀射流管阀。5 5）喷嘴挡板阀喷嘴挡板阀；4 4）转阀转阀
4、；3 3）球阀球阀；2 2）锥阀锥阀；1 1）滑阀滑阀；湖南工程学院液压与气压传动4 按安装连接形式分按安装连接形式分（1 1）螺纹式连接）螺纹式连接 采用螺纹连接，串联采用螺纹连接，串联在系统管路上。在系统管路上。1 1）管式连接）管式连接螺纹连接螺纹连接法兰连接法兰连接湖南工程学院液压与气压传动4 按安装连接形式分按安装连接形式分（2 2）法兰连接）法兰连接 用法兰代替螺用法兰代替螺纹管接头，通常纹管接头，通常用于大流量系统。用于大流量系统。1 1）管式连接）管式连接螺纹连接螺纹连接法兰连接法兰连接湖南工程学院液压与气压传动4 按安装连接形式分按安装连接形式分2)2)板式连接板式连接 需要
5、专用连接板，结需要专用连接板，结构紧凑。构紧凑。湖南工程学院液压与气压传动(1)(1)集成块式连接集成块式连接 集成块式是借助于集成块把标准集成块式是借助于集成块把标准化的板式液压元件连接在一起，组化的板式液压元件连接在一起，组成液压系统。成液压系统。3 3）集成连接）集成连接集成块式集成块式插装阀式插装阀式叠加阀式叠加阀式湖南工程学院液压与气压传动4 按安装连接形式分按安装连接形式分(2)(2)插装式连接插装式连接 无单独的阀体，无单独的阀体，由阀芯、阀套等组成由阀芯、阀套等组成的单元体被插装在插的单元体被插装在插装块体的预制孔中，装块体的预制孔中，用连接螺纹或盖板固用连接螺纹或盖板固定。定
6、。3 3）集成连接）集成连接集成块式集成块式插装阀式插装阀式叠加阀式叠加阀式湖南工程学院液压与气压传动(3)(3)叠加式连接叠加式连接 叠加阀式是液压装置集成化的另一种形式，它由叠加阀叠加阀式是液压装置集成化的另一种形式，它由叠加阀互相直接连接而成。互相直接连接而成。3 3）集成连接）集成连接集成块式集成块式插装阀式插装阀式叠加阀式叠加阀式湖南工程学院液压与气压传动5.1.2 5.1.2 控制阀的性能参数控制阀的性能参数 阀的性能参数是对阀进行评价和选用的依据。它反映阀的性能参数是对阀进行评价和选用的依据。它反映了阀的规格大小和工作特性。了阀的规格大小和工作特性。阀的规格大小用阀的规格大小用通
7、径通径D Dg g(单位单位mm)mm)表示。表示。通径通径DgDg是阀进、是阀进、出口的出口的名义尺寸名义尺寸，它和油口的实际尺寸不一定相等。，它和油口的实际尺寸不一定相等。阀主要有两个性能参数，即阀主要有两个性能参数，即额定压力额定压力和和额定流量额定流量。只要工。只要工作压力和流量不超过额定值，阀即可正常工作。作压力和流量不超过额定值，阀即可正常工作。湖南工程学院液压与气压传动 方向控制阀主要用来方向控制阀主要用来通断油路或通断油路或改变油液流动方向改变油液流动方向，从而控制液压执，从而控制液压执行元件的行元件的起动或停止起动或停止，改变，改变其运动方其运动方向向。按用途可分为按用途可分
8、为单向阀单向阀和和换向阀换向阀两两大类。大类。湖南工程学院液压与气压传动 在液压系统中，单向阀只允许液流沿一个方向通过，反在液压系统中，单向阀只允许液流沿一个方向通过，反向流动则被截止。向流动则被截止。控制油液的单向流动，或有条件的反向流控制油液的单向流动，或有条件的反向流动。动。5.2.1 单向阀单向阀 常用的单向阀有常用的单向阀有普通单向阀普通单向阀和和液控单向阀液控单向阀。作用：作用：普通单向阀简称普通单向阀简称单向阀单向阀，它是它是只允许油液正向流动只允许油液正向流动，不允不允许逆向倒流的阀，许逆向倒流的阀，也称也称逆止阀逆止阀或或止回阀止回阀。按进出油液流向的不按进出油液流向的不同分
9、为同分为直通式直通式和和直角式直角式两种结构两种结构。湖南工程学院液压与气压传动工作原理：工作原理：压力油从阀体压力油从阀体进油进油口流入时，克服弹簧力将口流入时，克服弹簧力将阀芯顶开阀芯顶开，再从，再从出油出油口流出。当液流口流出。当液流反向反向流动时，阀芯压紧流动时，阀芯压紧在阀体的阀座上，液流被在阀体的阀座上，液流被截止。截止。湖南工程学院液压与气压传动（1 1）正向通流阻力要小正向通流阻力要小。一般单向阀一般单向阀的的开启压力开启压力在在0.0350.05MPa左右，左右，当通当通过额定流量时的压力损失不超过过额定流量时的压力损失不超过0.10.10.3MPa0.3MPa。（2 2）反
10、向截止密封性能要好反向截止密封性能要好。对单向阀的主要性能要求：对单向阀的主要性能要求：若将单向阀中的弹簧换成若将单向阀中的弹簧换成较大刚度较大刚度的弹簧时，的弹簧时，可作为可作为背压阀背压阀使用，此时阀的使用，此时阀的开启压力为开启压力为0.20.6MPa。湖南工程学院液压与气压传动2 2、液控单向阀、液控单向阀 工作原理：工作原理：当控制油口当控制油口K K处没有压力油时，液控单向处没有压力油时，液控单向阀就象普通单向阀一样工作；阀就象普通单向阀一样工作；当控制油口当控制油口K K接通压力油后可接通压力油后可使油液倒流。有条件的反向流动使油液倒流。有条件的反向流动。湖南工程学院液压与气压传
11、动 内泄型液控单向阀内泄型液控单向阀 P1正向进油口；正向进油口；P2 正向出油口；正向出油口；K 控制口控制口 图图5.3 5.3 液控单向阀液控单向阀 1 1 控制活塞；控制活塞；2 2 顶杆；顶杆；3 3 阀芯。阀芯。湖南工程学院液压与气压传动 外泄型液控单向阀外泄型液控单向阀 此类阀此类阀有专门的泄油口有专门的泄油口，外，外泄油口通油箱，故可用于较高泄油口通油箱，故可用于较高压力系统。压力系统。P1正向进油口；正向进油口；P2 正向正向出油口；出油口；K 控制口控制口 图图5.3 5.3 液控单向阀液控单向阀 1 1 控制活塞；控制活塞；2 2 顶杆；顶杆；3 3 阀芯。阀芯。湖南工程
12、学院液压与气压传动3、单向阀的应用、单向阀的应用普通单向阀普通单向阀装在液压泵出口，防止油液倒流装在液压泵出口，防止油液倒流而损坏液压泵。而损坏液压泵。普通单向阀与其它阀普通单向阀与其它阀组成复合式阀组成复合式阀，如单向减压阀、单向，如单向减压阀、单向节流阀等。节流阀等。普通单向阀安装在回油管上普通单向阀安装在回油管上作背压阀作背压阀。用液控单向阀用液控单向阀实现液压缸保压。实现液压缸保压。利用液控单向阀锁紧液压缸。利用液控单向阀锁紧液压缸。湖南工程学院液压与气压传动换向阀结构换向阀结构主要由三部分组成主要由三部分组成阀体（开有沉割槽）阀体（开有沉割槽）阀芯（有凸肩，或称台肩）阀芯（有凸肩，或
13、称台肩）操纵部分操纵部分5.2.2 换向阀换向阀(工作原理：工作原理：它是利用它是利用阀芯阀芯和阀体相对位置和阀体相对位置的的改变改变来来控制液控制液流流的的方向方向或液流或液流的的通断通断。湖南工程学院液压与气压传动 湖南工程学院液压与气压传动（1 1）分类：）分类：换向阀换向阀按阀芯相对阀体按阀芯相对阀体的的运动的方式不同运动的方式不同分为分为滑阀滑阀和和转阀转阀。换向阀按换向阀按操纵方式不同操纵方式不同分为分为手动、机动、电磁动、液手动、机动、电磁动、液动和电液动动和电液动等。等。湖南工程学院液压与气压传动概念概念“通通”和和“位位”是换向阀的重要概念。不同的是换向阀的重要概念。不同的“
14、通通”和和“位位”构成了不同类型的换向阀。构成了不同类型的换向阀。“位位”(Position)(Position)一指一指阀芯的工作位置数阀芯的工作位置数。通常所说的通常所说的“二位二位阀阀”、“三位阀三位阀”是指换向阀的阀芯有两个或三个不同的工是指换向阀的阀芯有两个或三个不同的工 作位置，作位置，“位位”在符号图中用在符号图中用方框方框表示表示。“通通”是指一个位上与外管的连接数。换向阀的阀体上有是指一个位上与外管的连接数。换向阀的阀体上有各不相通且可与系统中不同油管相连的各不相通且可与系统中不同油管相连的油道接口油道接口，不同油道，不同油道之间只能通过阀芯移位时阀口的开关来沟通。之间只能通
15、过阀芯移位时阀口的开关来沟通。（2）换向阀图形符号的意义）换向阀图形符号的意义湖南工程学院液压与气压传动表表5.1中图形符号的含义如下：中图形符号的含义如下：用用方框方框表示表示阀的工作位置阀的工作位置，有，有几个方框几个方框就表示有就表示有几几“位位”;方框内的箭头方框内的箭头表示表示油路处于接通状态油路处于接通状态，但，但箭头方向不一定表箭头方向不一定表示液流的实际方向示液流的实际方向;方框内方框内符号符号“”或或“”表示该表示该通路不通通路不通;方框外部方框外部连接的接口数有几个连接的接口数有几个，就表示，就表示几几“通通”。一般，阀与系统供油路连接的一般，阀与系统供油路连接的进油口进油
16、口用用字母字母P P表示；阀与系表示；阀与系统回油路连通的统回油路连通的回油口用回油口用 OO(有时用有时用T T)表示；而表示；而阀与执行阀与执行元元件件连接的油口用连接的油口用A A、B B等表示。有时在图形符号上用等表示。有时在图形符号上用 L L 表示泄表示泄漏油口。漏油口。湖南工程学院液压与气压传动 换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个为换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个为常态位常态位，即即阀芯未受到操纵力时所处的位置阀芯未受到操纵力时所处的位置，图形符号中的中位是三图形符号中的中位是三位阀的常态位位阀的常态位。利用弹簧复位的二位阀则以靠近弹簧的方框利用弹簧复位的二
17、位阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位内的通路状态为其常态位。绘制系统图时，油路一般应连接绘制系统图时，油路一般应连接在换向阀的常态位上。在换向阀的常态位上。湖南工程学院液压与气压传动 滑阀式换向阀处于滑阀式换向阀处于中间位置中间位置或或原始位置原始位置时，时，阀中阀中各油口各油口的连通方式的连通方式称为换向阀的称为换向阀的中位机能中位机能。三位四通或三位五通三位四通或三位五通换向阀的滑阀机能有很多种，换向阀的滑阀机能有很多种，常见的常见的有表有表5-25-2中所列的几种中所列的几种。中间一个方框表示其原始位置，左右中间一个方框表示其原始位置，左右方框表示两个换向位。其左位和右位各油口的
18、连通方式均为方框表示两个换向位。其左位和右位各油口的连通方式均为直通或交叉相通，所以只用一个字母来表示中位的型式。直通或交叉相通，所以只用一个字母来表示中位的型式。P OA BO型机能型机能湖南工程学院液压与气压传动 阀芯处于中位时阀芯处于中位时,P,A,B,T 四个油口均四个油口均被封闭被封闭，其特点是，其特点是：因因P P口封闭，泵不能卸荷口封闭，泵不能卸荷 ，泵排出的压力油只能从溢流阀，泵排出的压力油只能从溢流阀排回油箱。排回油箱。可用于多个换向阀并联的系统。当一个分支中的换向阀处于可用于多个换向阀并联的系统。当一个分支中的换向阀处于中位时中位时,仍可保持系统压力，不致影响其它分支的正常
19、工作。仍可保持系统压力，不致影响其它分支的正常工作。P OA BO型机能型机能缸的两腔被封闭缸的两腔被封闭,活塞在任一位置均可停住活塞在任一位置均可停住,且能承受一定且能承受一定的正向负载和反向负载。的正向负载和反向负载。O型机能型机能湖南工程学院液压与气压传动 阀芯处于中位时阀芯处于中位时,P,A,B,O 四个油口互通四个油口互通。P 0A BH型机能型机能 中位时油缸不能承受负载。中位时油缸不能承受负载。泵可卸荷。泵可卸荷。不能用于多个换向阀并联的系统。因一个分支的换向不能用于多个换向阀并联的系统。因一个分支的换向阀一旦处于中位，泵即卸荷，系统压力为零，其它分支也就阀一旦处于中位，泵即卸荷
20、，系统压力为零，其它分支也就不能正常工作了。不能正常工作了。H 型机能的特点如下：型机能的特点如下：H型机能型机能湖南工程学院液压与气压传动 阀芯处于中位时阀芯处于中位时,A、B 油口被封闭，油口被封闭，P、O油口互通油口互通。M型机能如下：型机能如下：活塞可停在任一位置上，用能承受活塞可停在任一位置上，用能承受双向负载。双向负载。缸的两腔会出现压力冲击或负压，依缸的两腔会出现压力冲击或负压，依活塞原来的运动方向而定。活塞有前冲。活塞原来的运动方向而定。活塞有前冲。泵能卸荷。泵能卸荷。不宜用于多个换向阀并联的系统。不宜用于多个换向阀并联的系统。P OA BM型机能型机能M型机能型机能湖南工程学
21、院液压与气压传动 此种机能目的是构成差动此种机能目的是构成差动连接油路，使单活塞杆缸的活连接油路，使单活塞杆缸的活塞增速。塞增速。P型机能型机能 阀芯处于中位时，阀芯处于中位时，P、A、B油口互通，油口油口互通，油口O被封闭被封闭。P OA BP型机能型机能湖南工程学院液压与气压传动O型机能型机能H型型M型型P型型湖南工程学院液压与气压传动Y型机能型机能封闭，封闭，、互通。互通。型机能型机能、互通，互通，封闭。封闭。型机能型机能、之间只有很小的缝隙连通。之间只有很小的缝隙连通。型机能型机能、封闭，封闭，、互通。互通。型机能型机能、相通，相通，、封闭。封闭。型机能型机能、封闭，封闭，、互通。互通
22、。型机能型机能、封闭，封闭，、互通。互通。除上述四种常用的机能外，根据油口通断情况不同尚可除上述四种常用的机能外，根据油口通断情况不同尚可组合成多种机能，不过这些机能多用在特殊场合。这些机组合成多种机能，不过这些机能多用在特殊场合。这些机能是：（见书能是：（见书p8384p8384）湖南工程学院液压与气压传动3 3 换向阀中阀芯的操纵方式换向阀中阀芯的操纵方式常用的操纵方式有：常用的操纵方式有：手动、机动（行程）、电磁动、液动和电液动手动、机动（行程）、电磁动、液动和电液动。湖南工程学院液压与气压传动手动换向阀是利手动换向阀是利用用手动杠杆手动杠杆来来改变阀改变阀芯位置芯位置实现换向的。实现换
23、向的。自动复位式：自动复位式：适适用于动作频繁、工作用于动作频繁、工作持续时间短的场合持续时间短的场合,操操作比较安全作比较安全,常用于工常用于工程机械的液压传动系程机械的液压传动系统中。统中。定位式定位式手动换向手动换向阀可以固定在某个工阀可以固定在某个工作状态下工作。作状态下工作。湖南工程学院液压与气压传动 多路换向阀是一种集中布置的组合式换向阀。其组合方式有并联式、串联式和顺序单动式。湖南工程学院液压与气压传动 机动换向阀机动换向阀又称为行程阀又称为行程阀。它主要用来。它主要用来控制机械运动部件的控制机械运动部件的行程行程，它是借助于安装在工作台上的，它是借助于安装在工作台上的挡铁或凸轮
24、挡铁或凸轮来迫使阀芯移来迫使阀芯移动，从而控制油液的流动方向。动，从而控制油液的流动方向。机动换向阀通常是机动换向阀通常是二位的，有二通、三通等二位的，有二通、三通等。湖南工程学院液压与气压传动 电磁换向阀是电磁换向阀是利用电磁铁利用电磁铁的的通电吸合通电吸合和和断电释放断电释放而直接而直接推推动阀芯动阀芯来控制液流方向的。来控制液流方向的。它是电气系统与液压系统之间的信号转换元件它是电气系统与液压系统之间的信号转换元件，它的电气，它的电气信号由液压设备中的按钮开关、限位开关、行程开关等电气信号由液压设备中的按钮开关、限位开关、行程开关等电气元件发出，从而可以使液压系统方便地实现各种操作及自动
25、元件发出，从而可以使液压系统方便地实现各种操作及自动顺序动作。顺序动作。湖南工程学院液压与气压传动湖南工程学院液压与气压传动 液动换向阀是液动换向阀是利用控制油路的压力油利用控制油路的压力油来来改变阀芯位置改变阀芯位置的换的换向阀。阀芯是由其向阀。阀芯是由其两端两端密封腔中油液的密封腔中油液的压差压差来移动的。来移动的。湖南工程学院液压与气压传动湖南工程学院液压与气压传动湖南工程学院液压与气压传动湖南工程学院液压与气压传动 在液压传动系统中，在液压传动系统中，控制油液压力高低控制油液压力高低的液压阀的液压阀称之为压力控制阀，简称压力阀称之为压力控制阀，简称压力阀。它们都是利用它们都是利用作用在
26、阀芯上的作用在阀芯上的液压力液压力和和弹簧力弹簧力相相平衡的原理平衡的原理工作。工作。压力控制阀压力控制阀按功用按功用可分为：可分为：溢流阀、减压阀、顺溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器序阀、压力继电器等。等。5.3.1 溢流阀溢流阀 溢流阀按其结构原理可分为为溢流阀按其结构原理可分为为直动式直动式和和先导式先导式两种。两种。湖南工程学院液压与气压传动 1、直动式溢流阀、直动式溢流阀的结构及工作原理的结构及工作原理湖南工程学院液压与气压传动湖南工程学院液压与气压传动2.2.先导型溢流阀先导型溢流阀 由由先导阀先导阀和和主阀主阀组组成。先导阀实际上是成。先导阀实际上是一个小流量直动型溢一个小流量
27、直动型溢流阀流阀，其阀芯为，其阀芯为锥阀锥阀。主阀芯上有一阻尼孔，主阀芯上有一阻尼孔，且上腔作用面积略大且上腔作用面积略大于下腔作用面积，其于下腔作用面积，其弹簧只在阀口关闭时弹簧只在阀口关闭时起复位作用。起复位作用。l结构组成结构组成 湖南工程学院液压与气压传动湖南工程学院液压与气压传动 先导型溢流阀遥控口接法先导型溢流阀遥控口接法先导阀有一遥控口，在该控制口接先导阀有一遥控口，在该控制口接电磁阀通回油箱电磁阀通回油箱可实现卸荷可实现卸荷。湖南工程学院液压与气压传动在该控制口接在该控制口接远程调压阀可实现远控远程调压阀可实现远控，远程调压阀实际上，远程调压阀实际上是一个独立的是一个独立的压力
28、先导阀压力先导阀，旁接在先导型溢流阀遥控口起，旁接在先导型溢流阀遥控口起远程调压作用，其远程调压作用，其调定压力调定压力必须必须低于低于先导阀的调定压力。先导阀的调定压力。湖南工程学院液压与气压传动3、溢流阀的应用、溢流阀的应用 （1 1）稳压溢流稳压溢流 湖南工程学院液压与气压传动3、溢流阀的应用、溢流阀的应用 （2）安全限压安全限压 并联在泵的出口并联在泵的出口常态下关闭，过载了打开常态下关闭，过载了打开湖南工程学院液压与气压传动 （3）远程调压远程调压 实现远程调压 p远程远程 p主调主调湖南工程学院液压与气压传动卸荷（4）系统卸荷和多级调压系统卸荷和多级调压 卸荷湖南工程学院液压与气压
29、传动（4）系统卸荷和多级调压系统卸荷和多级调压 二级调压二级调压湖南工程学院液压与气压传动（4）系统卸荷和多级调压系统卸荷和多级调压 多级调压多级调压湖南工程学院液压与气压传动（5）做背压阀做背压阀 溢流阀作背溢流阀作背压阀：给液压压阀：给液压缸增加一个回缸增加一个回油阻力，缸的油阻力，缸的运动速度更平运动速度更平稳稳湖南工程学院液压与气压传动作用作用：用来减低液压系统中某一回路的油液压力，使用用来减低液压系统中某一回路的油液压力，使用一个油源一个油源能同时提供两个或几个不同压力的输出能同时提供两个或几个不同压力的输出。当油液压力不稳定时，在回路中串入一减压阀可当油液压力不稳定时，在回路中串入
30、一减压阀可得到一个得到一个稳定的较低的压力稳定的较低的压力。分类：分类：根据减压阀所控制的压力不同，它可分为根据减压阀所控制的压力不同，它可分为定值减压阀定值减压阀和和定差减压阀定差减压阀。按工作原理可分为按工作原理可分为直动式直动式和和先导式先导式。5.3.2 减压阀减压阀 湖南工程学院液压与气压传动)(02RsRxxkApRRsAxxkp)(0202xAkpRs常数常数（1）定值减压阀（减压阀出口压力可基本上保持定值减压阀出口压力可基本上保持定值）1减压阀结构及工作原理1)直动式减压阀直动式减压阀减压阀的工作特性减压阀的工作特性湖南工程学院液压与气压传动2）先导式减压阀）先导式减压阀湖南工
31、程学院液压与气压传动 在减压阀出口油液不在减压阀出口油液不再流动时，由于先导阀再流动时，由于先导阀卸油仍未停止，减压口卸油仍未停止，减压口仍有油液流动，仍有油液流动，阀就处阀就处于工作状态，出口压力于工作状态，出口压力也就保持调定压力不变也就保持调定压力不变。与溢流阀相比较，减与溢流阀相比较，减压阀的主要特点：压阀的主要特点：阀口阀口常开，从出口引压力油常开，从出口引压力油去控制阀口开度，使出去控制阀口开度，使出口压力恒定，泄油单独口压力恒定，泄油单独接入油箱。接入油箱。湖南工程学院液压与气压传动 使进、出油口之间使进、出油口之间的压力差等于或近似于不的压力差等于或近似于不变的减压阀变的减压阀
32、。定差减压阀的工作特性定差减压阀的工作特性2 2 定差减压阀定差减压阀)(4)(22021dDxxkpppRs 定差减压阀通常与节流阀组合成调速阀，可使节流阀两端定差减压阀通常与节流阀组合成调速阀，可使节流阀两端压差保持恒定，使通压差保持恒定，使通 过节流阀的流量基本不受外界负荷变过节流阀的流量基本不受外界负荷变动的影响。动的影响。湖南工程学院液压与气压传动 减压阀与溢流阀比较减压阀与溢流阀比较 溢流阀溢流阀 减压阀减压阀 a 保持进口压力不变保持进口压力不变 出口压力出口压力 b 内泄内泄 单独的泄油口单独的泄油口 c 阀口常闭阀口常闭 阀口常开阀口常开 d 一般并联于系统一般并联于系统 一
33、般串联于系统一般串联于系统湖南工程学院液压与气压传动 右图为减压右图为减压回路，不管回路回路，不管回路压力多高，压力多高，A缸缸压力决不会超过压力决不会超过3MPa。3减压阀的应用减压阀的应用湖南工程学院液压与气压传动例题：如下图所示，溢流阀调定压力ps1=4.5MPa，减压阀的调定压力ps2=3MPa，活塞前进时，负荷F=1000N，活塞面积A=20 10-4m2，减压阀全开时的压力损失及管路损失忽略不计，求：（1）活塞在运动时和到达尽头时，A、B两点的压力。（2）当负载F=7000N时，A、B两点的压力是多少？MPaAFp5.0102010004解：解：（1）运动时，）运动时，A、B点压力
34、为点压力为0.5MPa。到达尽头时，到达尽头时，pA=4.5MPa，pB=3MPa。（2）pA=4.5MPa，pB=3MPa。MPaAFp5.3102070004湖南工程学院液压与气压传动 以压力作为控制信号，在一定的控制压力作以压力作为控制信号，在一定的控制压力作用下能自动接通或切断某一油路的压力控制阀称用下能自动接通或切断某一油路的压力控制阀称为顺序阀。为顺序阀。顺序阀相当于液压系统中的顺序阀相当于液压系统中的压力开关压力开关。顺序阀依靠系统中的压力变化来控制阀口的顺序阀依靠系统中的压力变化来控制阀口的启闭，进而控制液压系统中各执行元件动作的先启闭，进而控制液压系统中各执行元件动作的先后顺
35、序。后顺序。顺序阀按控制方式可分为内控式和外控式两种顺序阀按控制方式可分为内控式和外控式两种5.3.3 顺序阀顺序阀 湖南工程学院液压与气压传动湖南工程学院液压与气压传动 由于由于顺序阀顺序阀的进、出口均为压的进、出口均为压力油，所以它的力油，所以它的泄油口必须单独泄油口必须单独外接油箱外接油箱。控制多个执行元件的控制多个执行元件的顺序顺序动作动作。2 顺序阀的应用顺序阀的应用顺序阀与溢流阀的区别：顺序阀与溢流阀的区别：顺序阀和溢流阀的顺序阀和溢流阀的结构基本相似，不同结构基本相似，不同的只是的只是顺序阀的出顺序阀的出油口通向系统的另一压力油路油口通向系统的另一压力油路，而而溢流阀溢流阀的出油
36、口的出油口通油箱通油箱。湖南工程学院液压与气压传动 (2)(2)作卸荷阀作卸荷阀使用。使用。(4)(4)与单向阀与单向阀组成平衡阀组成平衡阀，保持垂直放置的液压缸不因保持垂直放置的液压缸不因自重而下落。自重而下落。(3)(3)作作背压阀背压阀使用。使用。湖南工程学院液压与气压传动湖南工程学院液压与气压传动 压力继电器压力继电器是一是一种将液压系统的种将液压系统的压力信号压力信号转换为转换为电信号输出电信号输出的元的元件。件。作 用：作 用：实现执行元件的实现执行元件的顺序控制或安全顺序控制或安全保护保护。按结构特点分为按结构特点分为柱塞式、膜片式柱塞式、膜片式 、弹簧管式和波、弹簧管式和波纹管
37、式纹管式 。湖南工程学院液压与气压传动 流量控制阀流量控制阀就是依靠改变阀口通流面积（节流口局部阻就是依靠改变阀口通流面积（节流口局部阻力）的大小或通流通道的长短来力）的大小或通流通道的长短来控制流量控制流量的液压阀的液压阀。常用的流量控制阀有常用的流量控制阀有节流阀、调速阀和分流集流阀节流阀、调速阀和分流集流阀等。等。5.4.1 节流阀节流阀(Throttle valves)节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性在很节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性在很大程度上决定着流量控制阀的性能。大程度上决定着流量控制阀的性能。湖南工程学院液压与气压传动(1)直角凸肩节流口直角凸肩节流口
38、 hB；B 阀体沉割槽的宽度。直角凸肩节流口直角凸肩节流口D 本结构的特点是过流本结构的特点是过流 面积和开口量呈线性结构面积和开口量呈线性结构 关系，结构简单，工艺性关系，结构简单，工艺性 好。但流量的调节范围较好。但流量的调节范围较 小，小流量时流量不稳小，小流量时流量不稳 定，一般节流阀较少使定，一般节流阀较少使 用。用。(Throttle valves)湖南工程学院液压与气压传动(2)针阀式（锥形凸肩）节流口针阀式（锥形凸肩）节流口 图图5.36(a)5.36(a)针阀（锥形）节流口针阀（锥形）节流口D h(a)特点：结构简单，特点：结构简单，可当截止阀用。调节可当截止阀用。调节 范围
39、较大。由于过流范围较大。由于过流 断面仍是同心环状间断面仍是同心环状间 隙，水力半径较小，隙，水力半径较小，小流量时易堵塞，温小流量时易堵塞，温 度对流量的影响较度对流量的影响较 大。大。一般用于要求较一般用于要求较 低的场合低的场合。(Throttle valves)湖南工程学院液压与气压传动(3)偏心式节流口偏心式节流口 节流口由偏心的三角沟槽组成。阀芯有转角时，节流口过节流口由偏心的三角沟槽组成。阀芯有转角时，节流口过 流断面面积即产生变化。本结构的特点是，小流量调节容流断面面积即产生变化。本结构的特点是，小流量调节容 易。但制造略显得麻烦、阀芯所受的径向力不平衡，只宜用易。但制造略显得
40、麻烦、阀芯所受的径向力不平衡，只宜用 在低压场合。在低压场合。(Throttle valves)湖南工程学院液压与气压传动(4)轴向三角槽式节流口轴向三角槽式节流口 沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯做轴向运动，沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯做轴向运动，即可改变开口量即可改变开口量h，从而改变过流断面面积。，从而改变过流断面面积。本节流口结构简单，水力半径大，调节范围较大。小流本节流口结构简单，水力半径大，调节范围较大。小流 量时稳定性好，最低对流量的稳定流量为量时稳定性好，最低对流量的稳定流量为50ml/min。l D h 图图5.36(c)三角槽式节流口三角槽式节流口(Throttle v
41、alves)湖南工程学院液压与气压传动图图5.36(d)5.36(d)周向缝隙式节流周向缝隙式节流口口(5)周向缝隙式节流口周向缝隙式节流口 阀芯上开有狭缝，旋转阀芯可以改变缝隙的通流面积阀芯上开有狭缝，旋转阀芯可以改变缝隙的通流面积大小。这种节流口可以作成薄刃结构，从而获得较小的稳大小。这种节流口可以作成薄刃结构，从而获得较小的稳定流量，但是阀芯受径向不平衡力，只适于低压节流阀定流量，但是阀芯受径向不平衡力，只适于低压节流阀中。中。(Throttle valves)湖南工程学院液压与气压传动 本结构为薄壁节流口，壁厚约本结构为薄壁节流口，壁厚约0.070.09mm，流量受，流量受 温度的影响
42、小、不易堵塞、最低稳定流量约温度的影响小、不易堵塞、最低稳定流量约20ml/min。阀芯的轴向位移可改变节流口过流断面的面积。节流口易阀芯的轴向位移可改变节流口过流断面的面积。节流口易 形，工艺复杂是本结构的缺点。形，工艺复杂是本结构的缺点。(6)轴向缝隙式节流口轴向缝隙式节流口 图图5.36(e)5.36(e)轴向缝隙式节流口轴向缝隙式节流口(Throttle valves)湖南工程学院液压与气压传动2.节流阀的工作原理节流阀的工作原理(1)普通节流阀普通节流阀(Throttle valves)湖南工程学院液压与气压传动(Throttle valves)湖南工程学院液压与气压传动 3.影响节
43、流口流量稳定性的因素影响节流口流量稳定性的因素调速稳定性调速稳定性节流口流量公式：节流口流量公式：pACqTq（1 1）节流口前后压差节流口前后压差p p 节流阀两端压差变化时，节流阀两端压差变化时，通过它的流量要发生变化，通过它的流量要发生变化，通过薄壁小孔的流量受到通过薄壁小孔的流量受到压差改变的影响最小。压差改变的影响最小。（2 2）温度对流量的影响温度对流量的影响 油温影响到油液粘度，油温影响到油液粘度，对于细长小孔，油温变化时，对于细长小孔，油温变化时，流量也会随之改变。对于薄流量也会随之改变。对于薄壁小孔，粘度对流量几乎没壁小孔，粘度对流量几乎没有影响，故油温变化时，流有影响，故油
44、温变化时，流量基本不变。量基本不变。节流口的压力节流口的压力流量特性曲线流量特性曲线(3)(3)小流量时的节流口阻塞小流量时的节流口阻塞 在压差、油温和粘度等因在压差、油温和粘度等因素恒定的情况下，当节流阀开素恒定的情况下，当节流阀开口很小时，流量会出现不稳定、口很小时，流量会出现不稳定、甚至断流的现象称为甚至断流的现象称为阻塞阻塞。（4）节流阀的最小稳定流量节流阀的最小稳定流量 节流阀无断流且流量变化节流阀无断流且流量变化不大于不大于10%时的正常工作状态时的正常工作状态下的最小流量限制值，称为节下的最小流量限制值，称为节流阀的最小稳定流量。流阀的最小稳定流量。节流阀的最小稳定流量与节节流阀
45、的最小稳定流量与节流孔的形状有很大关系，目前轴流孔的形状有很大关系，目前轴向三角槽式节流口的最小稳定流向三角槽式节流口的最小稳定流量为量为30 50 mL/min，薄壁孔式，薄壁孔式节流口则可低达节流口则可低达10 15 mL/min。(Throttle valves)湖南工程学院液压与气压传动 调速阀是由调速阀是由定差减压阀定差减压阀和和节流阀串联节流阀串联而成的组合阀。而成的组合阀。湖南工程学院液压与气压传动 调速阀的最小压差是维持阀内减压阀工作的必须条件。调速阀的最小压差是维持阀内减压阀工作的必须条件。调速阀的最小压差一般为调速阀的最小压差一般为0.40.5MPa0.40.5MPa 2
46、调速阀的流量特性调速阀的流量特性湖南工程学院液压与气压传动 插装阀是插将装阀基本组件（阀芯、阀套、弹簧和密封插装阀是插将装阀基本组件（阀芯、阀套、弹簧和密封圈）插到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的圈）插到特别设计加工的阀体内，配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装阀，早期又称为逻辑阀。油口，故被称为二通插装阀，早期又称为逻辑阀。特点：特点：阀芯为锥阀，密封性能好，且动作灵敏；阀芯为锥阀，密封性能好，且动作灵敏；通流能力大，抗污染；通流能力大，抗污染；一阀多用，易组成各式系统
47、，结构紧凑。一阀多用，易组成各式系统，结构紧凑。特别对大流量及非矿物油介质的场合，优点更为突出。特别对大流量及非矿物油介质的场合，优点更为突出。湖南工程学院液压与气压传动 插装阀由控制盖板、插装单元插装阀由控制盖板、插装单元（由阀套、弹（由阀套、弹 簧、阀芯及密封件组簧、阀芯及密封件组成）、插装块体和先导控制阀（如先成）、插装块体和先导控制阀（如先导阀为二位三通电磁换向阀）组成。导阀为二位三通电磁换向阀）组成。1 插装阀的结构及工作原理插装阀的结构及工作原理 湖南工程学院液压与气压传动2 插装阀的分类及应用插装阀的分类及应用（1）插装换向阀插装换向阀湖南工程学院液压与气压传动2 插装阀的分类及
48、应用插装阀的分类及应用（1）插装换向阀插装换向阀湖南工程学院液压与气压传动2 插装阀的分类及应用插装阀的分类及应用（1）插装换向阀插装换向阀湖南工程学院液压与气压传动（2）插装压力阀插装压力阀 湖南工程学院液压与气压传动 比例阀比例阀是一种是一种输出量输出量与与输入信号输入信号（电压或电流电压或电流）成比例）成比例的的液压元器件液压元器件，它可按给定的输入信号连续地、按比例地控，它可按给定的输入信号连续地、按比例地控制流体的方向、压力和流量。制流体的方向、压力和流量。1.比例阀的分类及工作原理比例阀的分类及工作原理比例方向阀比例减压阀 按用途和工作特点的不同，比例阀可分为：按用途和工作特点的不
49、同，比例阀可分为：比例压力阀比例压力阀 (如比例溢流阀、比例减压阀、比例顺序阀如比例溢流阀、比例减压阀、比例顺序阀)；比例流量阀比例流量阀 (如比例节流阀、比例调速阀如比例节流阀、比例调速阀)；比例方向流量阀比例方向流量阀 (如比例方向节流阀、比例方向调速阀如比例方向节流阀、比例方向调速阀)。湖南工程学院液压与气压传动湖南工程学院液压与气压传动湖南工程学院液压与气压传动湖南工程学院液压与气压传动 与普通电磁阀相比，比例阀有如下特点：与普通电磁阀相比，比例阀有如下特点：油路简化，元件数量少。油路简化，元件数量少。能简单实现无距离控制，自动化程度高。能简单实现无距离控制，自动化程度高。能连续、按比
50、例地对油液的压力、流量或方向进行能连续、按比例地对油液的压力、流量或方向进行控制，从而实现对执行元件的位置、速度或力的连续控制。控制，从而实现对执行元件的位置、速度或力的连续控制。并能防止压力、速度变化时的冲击。并能防止压力、速度变化时的冲击。湖南工程学院液压与气压传动 用数字信息直接控制的阀称为数字控制阀，简称数字阀。用数字信息直接控制的阀称为数字控制阀，简称数字阀。它可直接与计算机接口，不需要数它可直接与计算机接口，不需要数/模转换，数字阀克服了比模转换，数字阀克服了比例阀或伺服阀计算机控制时，必须进行数例阀或伺服阀计算机控制时，必须进行数/模转换的不足。模转换的不足。1 数字阀的结构数字
