dA液压-第06章压力控制阀

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先导级固 定节流孔
先导级可 变节流口
主阀口
主阀芯
出油口P2
导阀芯
进油口P1
泄油口L
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导阀芯
先导级可 变节流口
先导级固 定节流孔
泄油口L
出油口P2 主阀芯
主阀口
进油口P1
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作为流量调节器
作为流量传感器
Q
pq pq
pq A 弹簧力 恒定
Q

pq 固定节流孔液阻
所以 Q 恒定
p 2 A S F 指 Kx 0
p2

F指 AS
( 近似恒定
)
主阀比较：
主级测压面
半桥式先导控制部分
主级指令
F主 p 2 A2 p1A1
若先导级 p 2 常数
且当 F 主 趋于 0 时 p2A2
p 2 A2 p1A1
p1
p2
A 2 ( 近似恒定 A1
)
（2） 双向调压回路
换向居左位，高压 溢流阀10MPa开启
换向居右位，低压 溢流阀4MPa开启
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（2） 双向调压回路
远程溢流阀调4MPa 关闭
在图示位置 时，阀2的出口被 高压油封闭，即阀 1的远控口被堵塞 ，故泵压由阀1调 定为较高压力。
主溢流阀调10MPa 开启
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（2） 双向调压回路
远程溢流阀调4MPa 开启
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电器开关
调压螺丝
调压弹簧 柱塞
测压面
进油口
图6.23 压力继电器
电器开关原理
压力继电器符号
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电器开关 调压螺丝 调压弹簧
柱塞 测压面
进油口
当压力超过弹簧力时，顶杆 推动电器开关，发出电信号
电器开关原理
压力继电器符号
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6.6 压力阀在调压与减压回路中的应用
6.6.1 调压回路 在定量泵系统中，液压泵的供油压力
3
6.2 溢流阀
根据“并联溢流式压力负反馈”原理设计而成的液压阀称 为溢流阀。
溢流阀的主要用途有以下两点： 1）调压和稳压。如用在由定量泵构成的液压源中，用以调 节泵的出口压力，保持该压力恒定。 2）限压。如用作安全阀，当系统正常工作时，溢流阀处于 关闭状态，仅在系统压力大于其调定压力时才开启溢流，对 系统起过载保护作用。
由于减压阀进口压力P1波动较大，会引起导阀流量Q 波动，进而使主阀指令压力P3波动。先导级采用恒流器后， Q基本不波动，因此先导级输出压力P3能够稳定。
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导阀
先导级恒流器
导阀
主阀减压口
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6.4 顺序阀
顺序阀的作用是利用油液压力作为控制信号，控制 油路通断。
顺序阀也有直动型和先导型之分，根据控制压力来源 不同，它还有内控式和外控式之分。通过改变控制方式、 泄油方式以及二次油路的连接方式，顺序阀还可用作背压 阀、卸荷阀和平衡阀等。
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6.3.1 先导级由减压出口供油的减压阀
图6.16
图6.17
18
进油口P1
泄油口L（在侧面，图中看不见）
进油口P1
出油口P2
泄油口L
出油口P2
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黑三角代表 先导型液压控制
图6.16 先导式减压阀
主级指令
阻尼孔
阀口
测压孔 主级测压面
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6.3.2 先导级由减压进口供油的减压阀
图6.18
图6.19
主级测压面
图6.10 YF型先导式溢流阀原理图
半桥式先导控 制部分
节 流 孔
3 构
节 流 孔 2、
成 动 态 阻 尼 ，
4 串 联 等 价 于
稳 定 主
1 个 孔
阀
12
导阀芯
图6.11 二节同芯型先导式溢流阀
固定节流孔
主级测压面
阀 口
13
6.2.3 电磁溢流阀
电磁溢流阀是电 磁换向阀与先导式溢 流阀的组合，用于系 统的多级压力控制或 卸荷。
（2） 双向调压回路
当换向阀在 左位工作时，活塞 为工作行程，泵出 口压力较高，由溢 流阀1调定。
高压溢流阀10MPa 开启
低压溢流阀4MPa
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（2） 双向调压回路
当换向阀在右位工 作时，活塞作空行程返 回，泵出口压力较低， 由溢流阀2调定。
高压溢流阀10MPa 关闭
低压溢流阀4MPa 开启
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为：
Z
• 导阀的测压面与主油路进口一次压力P1相通，由先导阀
型 先
的调压弹簧直接与P1相比较；
导
式
顺
序
阀
图6.22
30
•导阀阀口回油接出口二次压力P2，这样可不致产生大量
外ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ流量；
D
•导阀弹簧腔接外泄口，使导阀芯弹簧侧不形成背压； Z
•先导级仍采用带进油固定节流口的半桥回路，固定节流 型
口的进油压力为P1，先导阀阀口仍然作为先导级的回油 阀口，但回油压力为P2。
换向阀居右位，减压阀 由远程阀2调压为3MPa
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小结
压力阀中，溢流阀和减压阀是根据压力负反馈原理工 作的，用于调压和稳压（控制压力）。压力负反馈的核心 是将被控压力转化为力信号与指令力比较，指令力可用调 压弹簧或比例电磁铁产生，比较元件一般是主阀或先导阀。 要通过“测压面”、“测压孔”、“调节阀口”、“先导 桥路”等几个要点去理解工作原理。
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（3） 多级调压回路
换向阀居下位，溢流阀 主阀调压10MPa开启
换向阀居上位，远程式阀 调压4MPa开启
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换向阀居左位，远程溢流 换向阀居右位，远程溢流
（3） 多级调压回路 阀2调压8MPa开启
阀3调压10MPa开启
换向阀居中位，溢流阀 主阀1调压10MPa开启
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主溢流阀调压弹簧
（3） 多级调压回路 作安全调压至12MPa
比例阀作远程溢流 实现比例调压0-10MPa
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（4）电磁溢流阀调压-卸荷回路
液压系统工作时，执行元件短时间停止工作，不宜采 用开停液压泵的方法，而应使泵卸荷（如压力为零）。 利用电磁溢流阀可构成调压-卸荷回路。
换向居上位，溢流阀 遥控口通油箱，卸压
换向居下位，溢流阀 主阀调压10MPa开启
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电磁溢流阀是由先导式溢流阀和两位两通电磁换向 阀组合而成的复合阀，既能调压又能卸荷。如图6.27所示 ，当二位二通换向阀电磁铁通电时，电磁溢流阀可实现调 压；电磁铁断电时，液压泵处于卸荷（卸压）状态。
阀 口
F 主 p2A 2p1A 1
9
主级指令
主级测压面
阀
黑三角代表
口
先导型液压控制
图6.9 YF型先导式溢流阀 10
（2）二节同心先导型溢流阀
导向处同心 阀口处同心
图6.11 二节同芯先导式溢流阀
11
导 阀 比 较
Fs F指p2As
主级指令
主阀比较：
F 主 p2A 2p1A 1
溢流阀的特征是：阀与负载相并联，溢流口接回油箱， 采用进口压力负反馈。
根据结构不同，溢流阀可分为直动型和先导型两类。
4
6.2.1 直动型溢流阀
直动式溢流阀是作用在阀 芯上的主油路液压力与调压弹 簧力直接相平衡的溢流阀。
直动型溢流阀因阀口和 测压面结构型式不同，形成 了三种基本结构。无论何种 结构，均是由调压弹簧和调 压手柄、溢流阀口、测压面 等三个部分构成。
顺序阀的特征是： 阀的出口一般接负载（串联），调压弹簧腔有外接泄
油口，采用进口测压，不工作时阀口常开。
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6.4.1 直动型顺序阀
直动式顺序 阀是作用在阀芯 上的主油路液压 力与调压弹簧力 直接相平衡的顺 序阀。
图6.20
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6.4.2 先导型顺压阀
外泄量较大的一种先导式顺序阀
如果在直动型顺序阀在基础上，将主阀芯上腔的调压弹簧用半桥式
（1）三节同 心先导型溢 流阀
导向处同心
活塞处同心
阀口处同心
7
调压手柄
调压弹簧
导阀芯
主阀弹簧
主阀芯 主阀口
出油口P2
先导级固 定节流孔
进油口P1
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图6.10 YF型先导式溢流阀原理图
导 阀 比 较
Fs F指p2As
FS F指 p2AS
当 F S 趋于 0 时 F指
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6.6.2 减压回路
图 6.28(b) 为 用 于工件夹紧的减压 回路。夹紧时，为 了防止系统压力降 低油液倒流，并短 时保压，在减压阀 后串接一个单向阀。 图示状态，低压由 减压阀1调定；当二 通阀通电后，阀1出 口压力则由远程调 压阀2决定，故此回 路为二级减压回路。
换向阀居左位，减压阀 由阀1弹簧调压为5MPa
先 导 式
顺
序
阀
图6.22
31
表6.1
单向顺序阀有内外控之分。若将出油口接通油箱， 且将外泄改为内泄，即可作平衡阀用，使垂直放置的液 压缸不因自重而下落。把外控式顺序阀的出油口接通油 箱，且将外泄改为内泄，即可构成卸荷阀。
顺
序
顺序阀
外控顺序阀
背压阀
卸荷阀
阀
(内控外泄)
(外控外泄)
(内控内泄) (外控内泄)
的
职
能
符
号
外控单向 顺序阀
内控平衡阀
外控平衡阀
内控单向 顺序阀
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6.5 压力继电器
压力继电器是利用油液的压力来启闭电气触点的液压 电气转换元件。
压力继电器在压力达到调定值时，发出电信号，控 制电气元件动作。
压力继电器有柱塞式、膜片式、弹簧管式和波纹管 式四种结构形式。
柱塞式压力继电器的结构和图形符号如图6.23所示， 当进油口P处油液压力达到压力继电器的调定压力时，作 用在柱塞1上的液压力通过顶杆2的推动，合上微动电器开 关4，发出电信号。图中，L为泄油口。改变弹簧的压缩 量，可以调节继电器的动作压力。
可以通过溢流阀来调节。在变量泵系统中， 用溢流阀作安全阀用来限定系统的最高压 力，防止系统过载。当系统中如需要两种 以上压力时，则可采用多级调压回路。
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（1） 单级调压回路 调节溢流阀便可
调节泵的供油压力。
压力表
为了便于调压和观察，溢流 阀旁一般要就近安装压力表。
溢流阀调压弹簧
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当执行元件正反向运 动需要不同的供油压力时 ，可采用双向调压回路。
换向居上位，溢流阀 遥控口通油箱，卸压
换向居下位，溢流阀 主阀调压10MPa开启
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6.6.2 减压回路 液压系统中的定位、
夹紧、控制油路等支路， 工作中往往需要稳定的 低压，为此，在该支路 上需串接一个减压阀[图 6.28(a)]。
主油路压力由溢流阀 调定，主路压力为10MPa
经过减压后 支路压力为3MPa
（3） 多级调压回路
右图所示为二级调 压回路。图示状态 下，泵出口压力由 溢流阀3调定为较
高压力。
远程溢流阀调4MPa 切断
主溢流阀调10MPa
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（3） 多级调压回路
图示状态下， 阀2换位后，泵出 口压力由远程调压 阀1调为较低压力 。
远程溢流阀调4MPa 开启
主溢流阀调10MPa 实际为4MPa
滑阀式溢流口，端面测压
锥阀式溢流口 ，端面测压
锥阀式溢流口，锥面测压
图6.7
5
锥阀式直动型溢流阀
调压手柄
锥阀芯 与面测压
调压弹簧
图6.7
溢流阀的符号
直动型溢流阀结构简单，灵敏度高，但因压力直接与 调压弹簧力平衡，不适于在高压、大流量下工作。
6
6.2.2 先导型溢流阀
先导型溢流阀的主要特点：由主阀芯负责控制系统的 压力，先导级负责向主阀提供指令力，作用在主阀芯上的 主油路液压力与先导级所输出的“指令压力”相平衡。
1
压力控制阀简称压力阀。 压力阀包括： （1）用来控制液压系统压力的阀类。 （2）利用压力变化作为信号来控制其它元件动 作的阀类。 按其功能和用途不同可分为溢流阀、减压阀、 顺序阀和压力继电器等。
2
本章提要
本章主要内容为 ：
• 溢流阀 • 减压阀 • 顺序阀 • 压力继电器 • 调压与减压回路
本章的重点是溢流阀的工作原理和性能、减压阀的工 作原理以及调压回路。其中先导式溢流阀的工作原理尤为 重要。学习时应从液压桥路和压力负反馈等基本概念着手 理解这些阀的工作原理。
减压阀也有直动型和先导型之分，直动型减压阀的工 作原理如图6.4所示，但直动型减压阀较少单独使用。
在先导型减压阀中，根据先导级供油的引入方式不同， 有“先导级由减压出口供油式”和“先导级由减压进口供 油式”两种结构形式。
减压阀的特征是： 阀与负载相串联，调压弹簧腔有外接泄油口，采用出
口压力负反馈，不工作时阀口常开的。
电磁阀 部分
先导式溢 流阀部分
图6.12 电磁溢流阀
14
符号 P
T 电磁溢流阀原理图
电磁阀通电卸压 先导式溢流阀部分
15
远程调压原理
32MPa
先导式溢 流阀部分
P
25MPa
远程调压阀
25MPa 32MPa
远程调压阀 先导式溢流阀部分
输出25MPa T
16
6.3 减压阀
根据“串联减压式压力负反馈”原理设计而成的液 压阀称为减压阀。减压阀主要用于降低并稳定系统中某一 支路的油液压力，常用于夹紧、控制、润滑等油路中。
先导调压回路代替，且将先导阀调压弹簧腔引至外泄口L，就可以构成 图6.21所示先导式顺序阀。
图6.21
将主阀芯上腔的调压弹簧用半桥式先导调压回路代28替
泄油口L
进油口P1
出油口P2
泄油口L
出油口P2
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为减少导阀处的外泄量，可将导阀设计成滑阀式，
令导阀的测压面与导阀阀口的节流边分离。先导级设计 D
当换向阀在 右位工作时，液压 缸左腔通油箱，压 力为零，阀2相当 于阀1的远程调压 阀，泵的压力由阀 2调定。
主溢流阀调10MPa 关闭
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（2） 双向调压回路
换向阀居右位，低压 溢流阀4MPa开启
换向阀居左位，高压 溢流阀10MPa开启
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在不同的工作 阶段，液压系统需 要不同的工作压力 ，多级调压回路便 可实现这种要求。