1、课 题 53 压力控制阀溢流阀实施日程 第 10 周 2015 年 5 月 8 号授课时数 2 学时教学目的 学会溢流阀的工作原理和应用教学重点 先导式溢流阀的工作原理和应用教学难点 先导式溢流阀的工作原理和应用教学方法 讲解实践环节教学条件教学内容与过程设计一、 【复习提问】1、方向控制阀的作用？分类？2、换向阀的“通”和“位”？什么是滑阀机能？3、常见的有哪几种中位机能？二、 【导入】 总结学生回答的问题。回忆上次课程的重点内容，液压系统中油流的方向由换向阀来控制，压力是如何控制的呢？压力阀的工作原理又是如何？三、 【新课内容及实践】第三节 压力控制阀在液压传动系统中,控制和调节液压系统中
2、压力大小或利用变化实现某种动作的阀通称为压力控制阀,简称压力阀。这类阀的共同点是利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理工作的。在具体的液压系统中，根据工作需要的不同，对压力控制的要求是各不相同的：有的需要限制液压系统的最高压力，如安全阀；有的需要稳定液压系统中某处的压力值（如压力差等） ，如溢流阀、减压阀等定压阀；还有的是利用液压力作为信号控制其动作，如顺序阀、压力继电器等。一、溢流阀溢流阀的主要作用是对液压系统定压或进行安全保护。几乎在所有的液压系统中都需要用到它，其性能好坏对整个液压系统的正常工作有很大影响。1.溢流阀的结构和工作原理常用的溢流阀按其结构形式和基本动作方式可归结为直动
3、式和先导式两种。(1)直动式溢流阀直动式溢流阀是依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力等相平衡，以控制阀芯的启闭动作，图 5-15(a)所示是一种低压直动式溢流阀，P是进油口，T 是回油口，进口压力油经阀芯 4 中间的阻尼孔 g 作用在阀芯的底部端面上，当进油压力较小时，阀芯在弹簧 2 的作用下处于下端位置，将P 和 T 两油口隔开。当油压力升高，在阀芯下端所产生的作用力超过弹簧的压紧力 F。此时，阀芯上升，阀口被打开，将多余的油液排回油箱，阀芯上的阻尼孔 g 用来对阀芯的动作产生阻尼，以提高阀的工作平衡性，调整螺帽1 可以改变弹簧的压紧力，这样也就调整了溢流阀进口处的油液压力 p。（a）
4、结构图 (b)职能符号图图 5-15 低压直动式溢流阀溢流阀是利用被控压力作为信号来改变弹簧的压缩量，从而改变阀口的通流面积和系统的溢流量来达到定压目的的。当系统压力升高时，阀芯上升，阀口通流面积增加，溢流量增大，进而使系统压力下降。溢流阀内部通过阀芯的平衡和运动构成的这种负反馈作用是其定压作用的基本原理，也是所有定压阀的基本工作原理。直动式溢流阀是利用阀芯上端的弹簧力直接与下端面的液压力相平衡来控制溢流压力的。一般直动式阀只做成低压、流量不大的溢流阀，一般用于压力小于 2.5MPa 的小流量场合，图 5-15(b)所示为直动式溢流阀的图形符号.由图 5-15(a)还可看出，在常位状态下，溢流
5、阀进、出油口之间是不相通的，而且作用在阀芯上的液压力是由进口油液压力产生的，经溢流阀芯的泄漏油液经内泄漏通道进入回油口 T。直动式溢流阀采取适当的措施也可用于高压大流量。例如，德国Rexroth 公司开发的通径为 620mm 的压力为 4063MPa；通径为 2530mm的压力为 31.5MPa 的直动式溢流阀，最大流量可达到 330L/min， (2)先导式溢流阀图 5-16 所示为先导式溢流阀的结构示意图，在图中压力油从 P 口进入，通过阻尼孔 3 后作用在导阀 4 上，当进油口压力较低，导阀上的液压作用力不足以克服导阀右边的弹簧 5 的作用力时，导阀关闭，没有油液流过阻尼孔，所以主阀芯
6、2 两端压力相等，在较软的主阀弹簧 1 作用下主阀芯 2 处于最下端位置，溢流阀阀口 P 和 T 隔断，没有溢流。当进油口压力升高到作用在导阀上的液压力大于导阀弹簧作用力时，导阀打开，压力油就可通过阻尼孔、经导阀流回油箱，由于阻尼孔的作用，使主阀芯上端的液压力 p2小于下端压力 p1，当这个压力差作用在面积为 AB 的主阀芯上的力等于或超过主阀弹簧力 Fs，轴向稳态液动力 Fbs、摩擦力 Ff和主阀芯自重 G 时，主阀芯开启，油液从 P 口流入，经主阀阀口由 T 流回油箱，实现溢流，即有：p=p 1-p2F s+Fbs+GFf/AB (5-3)图 5-16 先导式溢流阀1主阀弹簧 2主阀芯 3
7、阻尼孔 4导阀阀芯 5导阀弹簧由式(5-3)可知，由于油液通过阻尼孔而产生的 p1与 p2之间的压差值不太大，所以主阀芯只需一个小刚度的软弹簧即可；而作用在导阀 4 上的液压力p2与其导阀阀芯面积的乘积即为导阀弹簧 5 的调压弹簧力，由于导阀阀芯一般为锥阀，受压面积较小，所以用一个刚度不太大的弹簧即可调整较高的开启压力 P2，用螺钉调节导阀弹簧的预紧力，就可调节溢流阀的溢流压力。先导式溢流阀有一个远程控制口 K，这使得它比直动式溢流阀具有更多的功能。如果将 K 口用油管接到另一个远程调压阀(远程调压阀的结构和溢流阀的先导控制部分一样)，调节远程调压阀的弹簧力，即可调节溢流阀主阀芯上端的液压力，
8、从而对溢流阀的溢流压力实现远程调压。但是，远程调压阀所能调节的最高压力不得超过溢流阀本身先导阀的调整压力。如通过电磁换向阀分别将多个远程调压阀接入遥控口 K 则可实现多极调压。又如通过电磁换向阀使遥控口 K 和油箱连通，则可使主阀上腔压力降为零，主阀口全开，实现系统卸荷。2、溢流阀的应用（1） 、作溢流阀用 如图 5-17（a）（a） （b）图 5-17 溢流阀的作用定量泵 2溢流阀 3节流阀4 液压缸 5变量泵在液压系统中维持定压是溢流阀的主要用途。它常用于节流调速系统中，和流量控制阀配合使用，调节进入系统的流量，并保持系统的压力基本恒定。如图 5-17(a)所示，溢流阀 2 并联于系统中，
9、进入液压缸 4 的流量由节流阀3 调节。由于定量泵 1 的流量大于液压缸 4 所需的流量，油压升高，将溢流阀 2 打开，多余的油液经溢流阀 2 流回油箱。因此，泵在这里溢流阀的功用就是在不断的溢流过程中保持系统压力基本不变。 （2） 、作安全阀用 如图 5-17（b）用于过载保护的溢流阀一般称为安全阀。如图 5-17(b)所示的变量泵调速系统。在正常工作时，安全阀 2 关闭，不溢流，只有在系统发生故障，压力升至安全阀的调整值时，阀口才打开，使变量泵排出的油液经溢流阀 2 流回油箱，以保证液压系统的安全。（3） 、作背压阀用 将溢流阀装在回油路上，造成一定的回油阻力，以改善执行元件的运动平稳性，调节溢流阀的调压弹簧即能调节背压力的大小。如图 5-18图 5.18 形成背压（4） 、实现远程调压(如图 5-19) 图 5.19 用溢流阀的远程调压回路（5） 、使系统卸荷 (如图 5-120) 图 5.20 用先导式溢流阀的卸荷回路 四、 【课内小结】本次课程的重点是先导式溢流阀的工作原理和应用。只有学会了溢流阀的工作原理，才能够学会溢流阀的应用。五、 【作业】P110 5-5 5-8 5-9 教学反思
