1、1,目的任务： 掌握溢流阀、减压阀的工作原理及主要特点； 掌握溢流阀、减压阀、顺序阀的应用场合； 掌握调速阀稳定速度的原理。 了解压力继电器的工作原理及应用； 了解溢流阀的主要性能 ； 了解影响节流阀流量稳定的因素 。,第五章 液压控制阀（压力控制阀和流量控制阀）,2,作用：控制液压系统压力或利用压力作为信号来控制其它元件动作。 分类：溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器 结构：阀体、阀芯、弹簧、调节螺帽等 工作原理：利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理进行工作。,压力控制阀,3,溢流阀,作用: 稳压溢流 安全保护,分类: 直动式 先导式,4,工作原理: 当pA FT时，阀口打开，p T
2、, 稳压溢流或安全保护。,直动式溢流阀,作用：防止系统过载，保持系统压力恒定。 结构：阀体、阀芯、弹簧、调节螺钉,5, FT直接与pA平衡 称直动式 又 p高，q大时，K较大，不但手调困难，且FT略有变化，p变化较大。 一般用于低压小流量场合。,特点:,6,先导式溢流阀,工作过程和原理：P口进油主阀芯下腔P1阻尼孔R主阀芯上腔P2先导阀： P2A F1T ，先导阀关闭，P1P2，主阀不工作。 P2A F1T ，先导阀开启，油液流动，阻尼孔R产生压力损失，P1P2，当(P1P2 ) A F2T ，主阀芯开启，稳压溢流或安全保护。,7,为定量泵系统溢流稳压 和定量泵、节流阀并联，阀口常开。,动画演
3、示,8,为变量泵系统提供过载保护 和变量泵组合，正常工作时阀口关闭，过载时打开，起安全保护作用，故又称安全阀。,动画演示,9,动画演示,远程调压：方便远距离调压，要求远程阀调定压力P1P2。 远程调压阀相当于通过X控制口并联一个先导阀，压力小的先导阀起调压作用。,10,系统卸荷和多级调压 由于在实际中经常使用这种方法卸荷，因此常将先导式溢流阀和二位二通阀串接组合成一个元件，称为电磁溢流阀。,动画演示,11,先导式溢流阀讨论,泄油量：流经阻尼孔的流量流过先导阀回油箱，其流量很小，称为泄油量。 先导阀：只通过泄油，阀口直径小，作用在锥阀芯上的液压推力小，调压弹簧刚度小，压力调整轻便。 主阀：绝大部
4、分油液经主阀回油箱，主阀为大规格流量阀，因主阀芯上下两端受油压作用，主阀弹簧与主阀芯的压差平衡进行工作，故主阀弹簧也只需很小刚度。 稳压性能：弹簧软，进油口的压力变化不大，所以先导式溢流阀的稳压性能优于直动式溢流阀。 远程控制口X : 实现远程调压。X口打开，p 由远程控制油压决定；X口堵上，p 由自身先导阀ps 决定。,12,溢流阀的静态特性,静态特性：元件或系统在稳定工作状态下的性能，其静态特性指标很多，主要指压力流量特性和启闭特性。,压力流量特性（溢流特性）：表征溢流量变化时溢流阀口压力的变化情况，即稳压性能。,13,现象：溢流阀口开启，当溢流量变化时，阀口开度变化，溢流压力也发生变化。
5、,溢流特性,14,压力流量特性方程：,平衡压力：,开启压力：,得X：,由薄壁小孔的流量公式，得压力流量特性方程：,15,结论： 由pq v曲线可知，阀的进口压力随着流量的增减而增减。 先导式溢流阀弹簧刚度小，特性曲线平缓，调压偏差小。 溢流量为额定值q vn时所对应的压力称为调定压力，以pn表示。 调压偏差是调定压力与开启压力之差，表示溢流量变化时控制压力的变化范围（越小越好）。,压力流量特性讨论,16,结论： 不同的开启压力P0对应不同的曲线，可利用改变弹簧的预压缩量改变开启压力的大小。 开启比： P0与P之比。 开启比大调压精度高，稳压性能先导式优于直动式。,压力流量特性讨论,17,启闭特
6、性,启闭特性：溢流阀开启和闭合全过程的压力流量特性。 现象：开启和闭合时的曲线不重合，开启压力大于闭合压力。 实质：阀芯移动时摩擦力的影响。开启、闭合时摩擦力方向相反，能量损失。,18,启闭特性,开启比：p0与 pn 之比 闭合比：pk 与 pn 之比 开启比应不小于90% 一般闭合比应不小于85%，其静态特性较好,19,作业,5-5 5-15 5-18,20,顺序阀,作用：利用压力变化控制油路通断，实现多个执行元件的顺序动作。 结构：出油口接二次油路，有压力；有单独泄油口，使泄油回油箱。 顺序阀工作原理：p AFs ,进出口接通。,21,顺序阀分类,按控制方式： 内控：控制压力油引自进油口。
7、 外控（液控）：控制压力油同远程控制口从外部油路引入。 按泄油方式： 内泄：泄油并入出油口，直接回油箱。 外泄：泄油从泄油口回油箱。 按结构： 直动式： 先导式：,22,23,顺序阀应用(1),控制多个执行元件的顺序动作 A缸先动，到位后压力升高，顺序阀打开，B缸再动。,A,B,24,顺序阀应用(2),顺序阀开启压力足以支撑运动部件重力，回油时，压力上升，打开顺序阀回油。（可用液控顺序阀）,与单向阀组成平衡阀,25,顺序阀应用(3),快进时，两泵同时进油；工进时，压力升高，顺序阀3被打开，左泵1卸荷。,控制双泵系统大流量泵卸荷,26,溢流阀调定压力为5MPa，顺序阀调定压力为3MPa，液压缸无
8、杆腔有效面积A50cm2，负载L=10000N。当换向阀处于图示位置时，试问活塞运动时和活塞到终点停止运动时，A，B两处的压力各为多少？,（1）活塞运动时，B点的压力为：A点压力为3MPa,（2）A点，B点的压力都为：5MPa,27,减压阀,作用：降低系统支路压力。 特点：出口压力控制阀芯动作，有单独泄油口。,28,减压阀的应用实例1,不管回路压力多高，A缸压力决不会超过3MPa。,29,减压阀的应用实例2,使夹紧缸获得稳定的低压。,30,一夹紧油路如图所示，若溢流阀调定压力为p1 5MPa，减压阀调定压力为p22.5MPa，试分析夹紧缸活塞空载运动时A，B两点的压力各为多少？减压阀的阀心处于
9、什么状态？夹紧时活塞停止运动后， A，B两点的压力又各为多少？减压阀的阀心又处于什么状态？,0,0,2.5,5.0,31,溢流阀、减压阀、顺序阀比较,工作原理：利用控制油压力与弹簧力相平衡的原理，改变阀口开度，控制系统压力。,32,压力继电器,作用：利用系统中压力变化，控制电路的通断，是液-电信号转换元件。,33,压力继电器工作原理,压力油从油口P通入，作用在柱塞底部 pA Fs ,微动开关闭合，发出电信号。 pA Fs ,微动开关断开，电信号撤销。,34,压力继电器,性能： 调压范围：发出电信号的最低和最高工作压力间的范围。 通断调节区间：压力继电器开启压力与闭合压力之差。 应用： 控制电磁
10、阀动作。 控制系统压力，出故障时，自动停车。,35,压力继电器应用实例,控制电磁阀，实现油缸顺序动作。,36,作业,5-14 5-16 5-19,37,一般液压传动机构都需要调节执行元件运动速度。在液压系统中,执行元件液压缸或马达。在不考虑液压油的压缩性和泄漏性的情况下。 液压缸的运动速度为 V=Q/A ; 液压马达的转速为 n=Q/V。 式中 Q-输入执行元件的流量；A-液压缸的有效面积；V-液压马达的排量。从上两式可知，改变输入液压缸的流量Q或改变液压缸有效面积A，都可以达到改变速度的目的。但对于特定的液压缸来说，一般用改变输入液压缸流量Q的办法来变速。而对于液压马达，既可用改变输入流量也
11、可用改变马达排量的方法来变速。,调速方法概述,流量控制阀,38,结构：轴向三角槽,作用：通过改变阀口通流面积调节输出流量，从而控制执行元件的运动速度。,节流阀,工作原理：调节手轮，阀芯移动，A变化，q变化。,39,节流阀的流量特性,实用节流口都介于薄壁小孔和细长孔之间：,薄壁孔,细长孔,C 流量系数 ; AT 节流口通流截面积p 节流口前后压差; 压差指数,q AT ，p=c，AT ，q。,40,影响流量稳定的因素(1),(1)压差变化对流量稳定性的影响,实际工作中，AT 一定时 ， q发生变化。,即当F变时， p变，q变。,pA一定，当F变时，pB变。,(2) 温度对流量稳定性的影响,T变，
12、粘度使C变，q变。薄壁孔不受温度变化影响。,同样p下，对薄壁孔的流量影响小。,41,影响流量稳定的因素(2),(3) 节流口的阻塞和最小稳定流量 阻塞现象： 当p一定， AT 较小时 ，流量时大时小甚至断流。 措施：选择稳定性好、精密过滤的油液；节流阀两端压差适当。 最小稳定流量：阻塞会造成执行元件速度不均匀，节流阀能正常工作(不断流、流量变化率不大于10%)的最小流量限制值为最小稳定流量。薄壁孔不易附着、阻塞,结论：薄壁式节流口流量特性好。,42,调速阀,调速阀组成：定差减压阀节流阀 结构：定差减压阀进口压力为p1，出口压力为p2，节流阀后压力为p3，由负载决定。 调速阀工作原理： p1一定
13、，当负载F变化， p3变化：p3阀芯下(左)移 xp p2，节流阀两端压差p2 - p3不变；p3阀芯上(右)移 x p, p2，节流阀两端压差p2 - p3不变；应用：负载变化，运动平稳性要求高的调速系统。,43,流量特性曲线比较,p阀的进出口两端压差 节流阀：负载F变，节流阀两端压差p变化，流量q随之变化，速度随负载变化。 节流阀：p = p1 p2 调速阀：负载F变，调速阀进出口压差 p变，但节流阀两端压差p2 p3不变， q不受负载变化的影响。 调速阀：p= p1 p3 要求：调速阀正常工作p 0.40.5MPa （ p 0.4MPa时减压阀不起作用，和普通节流阀一样）,44,减速阀符
14、号：,详细符号,简化符号,45,图示两阀组的出口压力取决于哪个减压阀？为什么？设两减压阀调定压力一大一小，并且所在支路有足够的负载。,46,双缸回路如图所示，A缸速度可用节流阀调节。 （1）在A缸运动到底后，B缸能否自动顺序动作而向右移？说明理由 （2）在不增加也不改换元件的条件下，如何修改回路以实现上述动作。,47,图示阀组，各阀调定压力示于符号上方。若系统负载为无穷大，试按电磁铁不同的通断情况将压力表读数填在表中。,48,已知顺序阀的调定压力为4MPa，溢流阀的调定压力为6MPa，当系统负载无穷大时，分别计算下图中A点处的压力。,49,作业,5-115-17,50,学习要求,重点掌握单向阀、液控单向阀的导通原理和滑阀式换向阀的换向原理； 重点掌握换向阀的“位”、“通”概念，各种操纵方式，常态位和中位机能的特点； 重点掌握先导式溢流阀、减压阀的工作原理；掌握溢流阀、减压阀和顺序阀的主要区别和应用； 了解压力继电器的工作原理及应用； 掌握节流阀、调速阀的工作原理和及流量特性的比较； 熟练绘制各种各类控制阀的图形符号。,51,
