6《液压传动》液压控制阀详解
液压控制阀扥结构原理
第四节 流量控制阀
流量控制阀是用来控制输入执行元件的油液流量的大 小，从而控制执行元件运动的速度。流量控制阀是依靠改变 阀口通流面积的大小或通流通道的长短来控制流量的。 一、流量控制原理及节流口形式 二、普通节流阀 1．结构和工作原理 2．刚性 节流阀的刚性表示它抵抗负载变化的干扰，保持流量稳 定的能力，也就是当节流阀开口不变时，由于阀前阀后压力 差的变化而引起通过节流阀的流量发生变化的情况。流量变 化越小，说明节流阀的刚制阀是控制或调节液压系统中液流的压力、 流量和方向的。液压控制阀性能的优、劣，工作是否可 靠，对整个液压系统能否正常工作将产生直接影响。
液压控制阀可分为方向控制阀、压力控制阀和流 量控制阀三大类：
（1）方向控制阀
控制液流方向，如单向阀、换向
阀等。
（2）压力控制阀 控制液压系统或部分液压回路压
直动式和先导式两种溢流阀的流量压力特性的比较： （二）溢流阀的结构特点 1．阀口是常闭的； 2．控制阀口开闭的油液来自进油口； 3．泄油回油箱采用内泄方式。 以上三个结构特点很形象地反映在溢流阀的图形符号上。 （三）溢流阀的作用和性能要求 1．溢流阀的作用 （1）作溢流阀用
（2）作安全阀用 （3）作卸荷阀用 （4）作背压阀用 2．液压系统对溢流阀的性能要求 （1）定压精度高，当流过溢流阀的流量发生变化时，系 统中的压力变化要小。 （2）灵敏度要高，当液压缸突然停止运动时，溢流阀要迅 速开大。 （3）工作要平稳，且无震动和噪声。 （4）当阀关闭时，密封要好，泄漏要小。 二、减压阀 减压阀在液压系统中起减压作用，使液压系统中某一部 分得到一个降低了的稳定压力。 （一） 减压阀的结构和工作原理 （二）减压阀的结构特点 1. 阀口是常开的；
不同开口时的流量特性曲线如图示，由此可得出如 下结论： （1）同一节流阀，阀前后压力差相同，节流开口小 时，刚性大。 （2）同一节流阀，在节流开口一定时，阀前后压力 差越大，节流阀刚性越大。因此，为了保证节流阀 具有一定的刚性，必须保证阀前后具有一定的压差。 （3）取小的指数可以提高节流阀的刚度，因此在实 际使用中都希望采用薄壁小孔式的节流口。 三、调速阀 四、溢流节流阀
液压控制阀的作用
液压控制阀的作用
液压控制阀在液压系统中的功用是通过控制调节液压系统中油液的流向、压力和流量，使执行器及其驱动的工作机构获得所需的运动方向、推力（转矩）及运动速度（转速）等。
任何一个液压系统，不论其如何简单，都不能缺少液压阀;同一工艺目的的液压机械设备，通过液压阀的不同组合使用，可以组成油路结构截然不同的多种液压系统方案。
液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的，因此它可分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。
一个形状相同的阀，可以因为作用机制的不同，而具有不同的功能。
压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制着系统的压力和流量，而方向阀则利用通流通道的更换控制着油液的流动方向。
这幺说的意思是，尽管液压阀存在着各种各样不同的类型，它们之间还是保持着一些基本共同之点的。
例如：（1）在结构上，所有的阀都有阀体、阀芯（转阀或滑阀）和驱使阀芯动作的元、部件（如弹簧、电磁铁）组成（2）在工作原理上，所有阀的开口大小，阀进、出口间压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，仅是各种阀控制的参数各不相同而已。
液压传动与控制之液压控制阀
▪ 根据控制方式不同分类
▪ 定值或开关控制阀 被控制量为定值的阀类，包
括普通控制阀、插装阀、叠加阀
▪ 比例控制阀 被控制量与输入信号成比例连续变
化的阀类，包括普通比例阀和带内反馈的电液比
例阀
▪ 伺服控制阀 被控制量与（输出与输入之间的）
偏差信号成比例连续变化的阀类，包括机液伺服
阀和电液伺服阀
▪ 数字控制阀 用数字信息直接控制阀口的启闭，
(5)液压缸“浮动”和在任意位置上的停止 阀 在中位，当A、B两口互通时，卧式液压缸呈“浮 动”状态，可利用其他机构移动工作台，调整其 位置。当A、B两口封闭或与P口连接(在非差动情 况下)，可使液压缸在任意位置处停止
4. 多路换向阀 多路换向阀是集中布置的组合式手动换向阀，常 用于工程机械等要求集中操纵多个执行元件的液压 设备中
操纵方式： 手动、液压、电液、电磁和机械换向
液压阀的阀口数量因阀而异，一般分5种，用字母 表示阀口功能
压力油口(P)：进入压力油的油口
减压阀、顺序阀的出油口也是压力油口
回油口(O或T)：低压油口，阀内低压油由此流出， 流向下一个元件或油箱
泄油口(L)：低压油口，阀体中漏到空腔中的低压 油经它回到油箱
工作油口：指方向阀的 A、B油口，连接执行元件 控制油口(K)：使控制阀动作的外接控制压力油由 此进入
对液压阀要求：
(1)动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小 (2)油液流过时压力损失小 (3)密封性能好 (4)结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便， 通用性好
6.2 方向控制阀
作用：用来控制液压系统中工作液体的流向和通断 用途： (1)控制一条管路内工作液体的流动：使其通过、关 断和阻止反向流通； (2)联接多条管路时选择液流的方向； (3)控制执行元件的起动、停止以及前进、后退
第五章 控制阀
Y
A 、 B 两个油口与 T 口相通， P 口封闭，执
行元件处于浮动状态，系统不能卸荷。
四个油口互相连通，执行元件处于浮动状 态，系统卸荷。
H
工程机械液压与液力传动
工程机械液压与液力传动
1．系统卸荷。 当阀处于中间位置时，P口能够通畅地与T口连通，使系统处 于卸荷状态，既节约能量，又防止油液发热，如M和H型； 2．执行机构浮动。 当阀处于中间位置时，如果A、B两油口互通，执行机构处于浮 动状态，可通过其他机构移动调整其位置，如Y和H型； 3．执行机构在任意位置停止。 当阀处于中间位置时，如果A、B两油口封闭，则可使执行机构 在任意位置停止，如O和M型； 4．系统保压。 当P口被封闭时，系统保压，液压泵能够用于多缸系统，如O和 Y型； 5．制动和锁紧要求。 执行元件采用了液压锁、制动器等时，要求中位时两腔与油 箱相通，保证锁紧和制动的可靠性，如O和M型。
换向阀
两位四通 换向阀 控制执 行元件 不能使执行元件在 任意位置停止运动 执行元件 正反向运
三位四通
换向阀
换向
能使执行元件在任
意位置停止运动
动时回油
方表示一个工作位置（若由虚线构成的方框则表示过 渡位置），有几个方框表示几位。 •一个方框中的箭头↑↓↗↙或堵塞符号⊥和┬与方框上边和下边 的交点数为油口通路数，有几个交点表示几通。箭头表示两油口连 通，但不表示流动方向，┬表示该油口堵死。 •将阀与系统供油路连通的油口用字母P表示，将阀与系统回油路连 通的油口用字母O或T表示，将阀与执行元件连通的油口用字母A和B 表示。 •换向阀都有两个以上的工作位置，其中一个是常位（即在不对换 向阀施加外力的情况下阀芯所处的位置），绘制液压系统图时，油 路一般应该连接在常位上。
液压传动第六章
6.1.2 液压阀的分类 单向阀和换向阀
利用通流通道的更换来 溢流阀、减压阀、顺序 方向阀 阀和压力继电器 控制油液的流动方向
液 压 阀
压力阀 流量阀
节流阀、调速阀、 溢流节流阀
利用通流截面的节流作用 来控制系统的压力和流量
6.1.3 对液压阀的基本要求
液压系统中所使用的液压阀均应满足以下基本要求: (1)动作灵敏,使用可靠,工作时冲击和振动小。
4)液动换向阀 液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀芯 位置的换向阀。
当K1通压力油，K2通回油时,阀芯 右移,P与A通,B与T通；当K2通压 力油，K1通回油时,阀芯左移,P与 B通,A与T通；当K1和K2都不通压 力油时,阀芯在两端对中弹簧的 作用下处于中位。
三位四通液动换向阀
5)电液换向阀 电液换向阀是由电磁阀和液动阀结合在一起构成 的一种组合式换向阀。
A B
油路，防止油路间的互相干扰。
单向阀要以和其他阀组成组合阀，例如 单向顺序阀、单向节流阀等。
单向阀的职能符号
2.液控单向阀
当控制口K处无压力油 通入时,它的工作机制 和普通单向阀一样：压 力油只能从通口P1流向 通口P2,不能反向倒流； 当控制口K有控制压力 油时,活塞1右移,推动顶杆2顶开阀芯,使油口P1和P2接通,油液 就可在两个方向自由通流。此时液控单向阀相当于一条通路。
①缸的两腔被封闭，活塞在任一位置均可停住，且能承受一 定的正向负载和反向负载。 ②因P口封闭，泵不能卸荷，泵排出的压力油只能从溢流阀排 回油箱。 ③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，仍可保持系统压力，不致影响其它分支的正常工 作。
AB
H型机能
P T
2）H型机能 阀芯处于中位时, P，A，B，T四个油口互通，特点如下： ①虽然阀芯已除于中位，但缸的活塞无法停住。中位时油缸不 能承受负载； ②不管活塞原来是左行还是右行，缸的各腔均无压力冲击，也 不会出现负压。换向平稳无冲击，换向时无精度可言；
液压与气压传动 第4章液压阀
（1）普通单向阀
• 普通单向阀的作用是使液体只能沿一个方向流动，不许它 反向倒流。 • 对单向阀的要求主要有： • ①通过液流时压力损失要小，而反向截止时密封性要好； • ②动作灵敏，工作时无撞击和噪声。 主要用途： 1) 选择液流方向。 2) 区分高低压油。 3) 保护泵正常工作（防止压力突然增高，反向传给泵，造 成反转或损坏）。 4) 泵停止供油时，保护缸中活塞的位置。 5) 作背压阀用，提高执行元件的运动平稳性（背压作用－ 保持低压回路的压力）。
按阀芯结构分类
按阀芯工作位置分类
滑阀式、球阀式、转阀式、锥阀式、截止式
二位、三位、四位、多位 二通、三通、四通、五通、多通
手动、机动、液动、气动、电磁动、电液动
按通路分类 按操纵方式分类
1、滑阀式换向阀
（1）换向阀的结构和工作原理
滑阀式换向阀是利用圆柱形状阀芯（其上开有特定的槽，形成有不同直径的 圆柱体组合）与阀套之间位置的改变来对执行机构进行方向控制的阀 。
3、按结构形式分类
(1)滑阀（或转阀）； (2)锥阀；
(3)球阀； (4)喷嘴挡板阀； (5)射流管阀。
4、按安装连接方式分类
（1）螺纹式（管式）: 阀的连接口用螺纹管接头与管道及其 它元件连接，它适用于简单系统。 （2）板式连接阀： 将板式阀用螺钉固定在连接板（或油 路板、集成块）上；
（3）集成块式连接：
（２)滑阀的中位机能
机能代号 中位位置时的滑阀状态
C
中位的图形符号 三位五通 三位四通
H
J
K Y
机能代号 中位位置时的滑阀状态
中位的图形符号
三位四通
三位五通
M
N
O P
U X
（3)换向阀的主要性能
液压基础知识详解(经典培训教材)
伸缩式液压缸
具有多级套筒结构，行 程长且收缩后体积小。
摆动式液压缸
输出扭矩大，可实现往 复摆动运动。
液压控制阀概述及分类
按功能分类
方向控制阀、压力控制阀、 流量控制阀。
按结构分类
滑阀式、锥阀式、球阀式 等。
按连接方式分类
管式连接、板式连接、法 兰连接等。
方向控制阀结构与工作原理
01
02
03
04
回路设计注意事项
元件选型
根据系统需求和性能参数选择合适的 液压元件，确保系统可靠运行。
回路布局
合理布局液压元件和管路，减少压力 损失和泄漏，提高系统效率。
安全保护
设计必要的安全保护措施，如过载保 护、超压保护等，确保系统安全运行。
调试维护
方便对系统进行调试和维护，留有必 要的检测点和维修空间。
回路优化策略探讨
应用
液压马达广泛应用于工程机械、农业机械、交通运输、石油采矿、船舶、机床等领域。不同类型的液 压马达具有不同的特点和适用场合，应根据具体需求选择合适的液压马达。
04 液压缸与液压控制阀
液压缸类型及结构特点
活塞式液压缸
由缸筒、活塞和活塞杆 等组成，结构简单，应
用广泛。
柱塞式液压缸
只能实现单向运动，回 程需借助其他外力或自
蓄能器
储存压力能，在需要时释放能量，补充系统 泄漏或提供瞬时大流量。
典型回路分析举例
压力控制回路
通过压力控制阀等元件实现对系 统压力的控制，包括调压、卸荷、
减压、增压等回路。
速度控制回路
通过流量控制阀等元件实现对执行 元件速度的控制，包括节流调速、 容积调速等回路。
方向控制回路
通过方向控制阀等元件实现对执行 元件运动方向的控制，包括换向、 锁紧等回路。
液压控制阀的分类都有哪些
液压控制阀的分类都有哪些液压传动系统或液压控制系统中用来控制液体压力、流量和方向的元件。
其中控制压力的称为压力控制阀，控制流量的称为流量控制阀，控制通、断和流向的称为方向控制阀。
液压控制阀工作原理和分类压力控制阀按用途分为溢流阀﹑减压阀和顺序阀。
(1)溢流阀：能控制液压系统在达到调定压力时保持恆定状态。
用於过载保护的溢流阀称为安全阀。
当系统发生故障，压力升高到可能造成破坏的限定值时，阀口会打开而溢流，以保证系统的安全。
(2)减压阀：能控制分支回路得到比主回路油压低的稳定压力。
减压阀按它所控制的压力功能不同，又可分为定值减压阀(输出压力为恒定值)﹑定差减压阀(输入与输出压力差为定值)和定比减压阀(输入与输出压力间保持一定的比例)。
(3)顺序阀：能使一个执行元件(如液压缸﹑液压马达等)动作以后，再按顺序使其他执行元件动作。
油泵产生的压力先推动液压缸1运动，同时通过顺序阀的进油口作用在面积A上，当液压缸1运动完全成后，压力升高，作用在面积A的向上推力大于弹簧的调定值后，阀芯上升使进油口与出油口相通，使液压缸2运动。
流量控制阀利用调节阀芯和阀体间的节流口面积和它所產生的局部阻力对流量进行调节，从而控制执行元件的运动速度。
流量控制阀按用途分为5种。
(1)节流阀：在调定节流口面积后，能使载荷压力变化不大和运动均匀性要求不高的执行元件的运动速度基本上保持稳定。
(2)调速阀：在载荷压力变化时能保持节流阀的进出口压差为定值。
这样，在节流口面积调定以后，不论载荷压力如何变化，调速阀都能保持通过节流阀的流量不变，从而使执行元件的运动速度稳定。
(3)分流阀：不论载荷大小，能使同一油源的两个执行元件得到相等流量的为等量分流阀或同步阀；得到按比例分配流量的为比例分流阀。
(4)集流阀：作用与分流阀相反，使流入集流阀的流量按比例分配。
(5)分流集流阀：兼具分流阀和集流阀两种功能。
方向控制阀按用途分为单向阀和换向阀。
单向阀：只允许流体在管道中单向接通，反向即切断。
液压第六章4流量控制阀.答案
综上所述，无论是分流阀还是集流阀，
保证两油口流量不受出口压力(或进口压
力)变化的影响，始终保证流量相等或成
一定比例是依靠阀芯的位移改变可变节
流口的开口面积进行压力补偿的。
（一）调速阀
1.调速阀的工作原理
调速阀是由节流阀与定差减压阀串联组成。 若定差减压阀阀芯受力平衡处于某一位置时，节流阀 进出口压力差Δp＝p2-p3＝Ft/A为一确定值, 定差减压阀的阀口开度一定，使压力p1减至p2，因此 流经调速阀，即节流阀流量与节流阀的开口面积成正 比。 调速阀工作原理图、调速阀动画原理图 调速阀产品照片
四、分流集流阀
有些液压系统由一台液压泵同时向几个执行元件 供油，要求不论各执行元件的负载如何变化，执 行元件能够保持相同（一定比例）的运动速度， 即速度同步。分流集流阀就是用来保证多个执行 元件速度同步的流量控制阀，又称为同步阀。 分流集流阀是利用负载压力反馈的原理来补偿因 负载变化引起流量变化的一种流量控制阀。它只 能控制流量的分配，不能控制流量的大小。
分流集流阀包括分流阀、集流阀和分流集流阀三种不同控制 类型。分流阀安装在执行元件的进口，集流阀安装在执行 元件的回油路。 分流阀和集流阀只能 保证执行元件单方向 的同步运动，而要求
执行元件双向同步则
可以采用分流集流阀。
1.分流阀的工作原理与基本结构 图所示为分流阀的结构原理图。分流阀动画图、分流集流阀 装配动画图
2.集流阀的工作原理与基本结构
保证两执行元件的回油流量相等或为一定比例，并汇集两 股回油在一起的流量控制阀，叫集流阀。它的工作原理与分 流阀相同，但在结构上把固定节流孔布置在集油口的一边， 而且，阀芯两端控制腔和
同端的可变节流口的油腔 相通。 集流阀动画图
液压传动与气动技术课程教案液压控制阀
一、教学目标1. 了解液压控制阀的定义、分类和作用。
2. 掌握液压控制阀的主要性能参数及其影响因素。
3. 熟悉常见液压控制阀的结构原理及应用。
4. 能够分析液压系统中的阀控问题，并选择合适的液压控制阀。
二、教学内容1. 液压控制阀的定义与分类1.1 液压控制阀的概念1.2 液压控制阀的分类1.3 液压控制阀的符号及表示方法2. 液压控制阀的作用及性能参数2.1 液压控制阀的作用2.2 液压控制阀的主要性能参数2.3 性能参数的影响因素3. 常见液压控制阀的结构原理及应用3.1 方向控制阀3.2 压力控制阀3.3 流量控制阀3.4 比例控制阀3.5 方向控制阀的应用实例4. 液压控制阀的选用与维护4.1 液压控制阀的选择依据4.2 液压控制阀的安装与调试4.3 液压控制阀的维护与保养5. 液压系统中的阀控问题分析5.1 阀芯、阀体和阀座的关系5.2 阀芯与阀杆的连接方式5.3 阀芯的移动方式5.4 阀内泄漏的原因及解决方法三、教学方法1. 采用讲授与实践相结合的教学方式，使学生能够系统地掌握液压控制阀的相关知识。
2. 通过案例分析，使学生了解液压控制阀在实际应用中的作用和选择依据。
3. 利用实验设备，让学生亲自动手操作，加深对液压控制阀的理解。
四、教学条件1. 教室环境舒适，教学设备齐全，包括投影仪、计算机等。
2. 实验设备：液压控制阀实验台、液压泵、液压缸等。
五、教学评价1. 课堂提问：检查学生对液压控制阀基本概念的理解。
2. 课后作业：巩固学生对液压控制阀性能参数和选用维护方法的掌握。
3. 实验报告：评估学生在实际操作中对液压控制阀的应用能力。
4. 期末考试：全面测试学生对液压控制阀知识的掌握程度。
六、教学内容6.1 液压控制阀的控制方式6.1.1 开关控制6.1.2 比例控制6.1.3 计算机控制6.2 液压控制阀的动态特性和静态特性6.2.1 动态特性6.2.2 静态特性6.3 液压控制阀的性能测试与评价6.3.1 性能测试的目的和意义6.3.2 性能测试的方法6.3.3 性能评价指标七、教学方法7.1 采用案例分析，使学生了解不同控制方式下液压控制阀的应用特点。
液压与气压传动技术第4章 液压控制阀
•
按安装连接形式分为： 管式连接 板式连接
叠加式连接
插装式连接
集成式连接
3、液压控制阀的性能参数
对于不同类型的各种液压控制阀，还可以用不同的参数表征其不同 的工作性能，一般有压力、流量的限制值，以及压力损失、开启压 力、允许背压、最小稳定流量等。同时，给出若干条特性曲线，供 使用者确定不同状态下的性能参数值。
图4-2 液控单向阀的工作原理图 a）内泄式液控单向阀 b）外泄式液控单向阀
液控单向阀的工作原理
双向液控单向阀：
常用于系统停止供油时而要求执行元件仍然保持锁紧的场合，通常 称为液压锁。
1-阀体
图4-3 双向液控单向阀 a）结构原理图 b）图形符号 2-控制活塞 3-卸压阀芯 4-锥阀芯
图4-4 液压锁（飞机襟翼收放系统） 1、4-阀芯 2、3、5、8-弹簧 6、7-活塞
二、方向控制阀
方向控制阀主要用来接通、关断或改变液压油的流动方向，从而控 制执行元件的起动、停止或改变其运动方向。它主要分为单向阀和 换向阀，单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种，而换向阀的种类 很多、应用广泛。
1、单向阀
功用：控制油液单方向流动，又称为逆止阀或止回阀。。 结构组成： 阀体 阀芯 弹簧等
单向阀的应用：
用于泵的出口，防止系统中的压力冲击对泵造成影响； 隔开油路间不必要的联系，防止油路相互干扰；
作背压阀用（回油路上加背压阀），但背压不可调；
作旁路阀用； 桥式回路。
液控单向阀：是一种通入控制压力油后，便允许油液双向流动的单 向阀。它由单向阀和液控装置两部分组成。 油液反向流动时（由油口进油），进油压力通常很高，解决这个问 题的方法：①B油口压力很高，采用先导阀预先卸压，见图4-2a，这 种阀称内泄式液控单向阀。②A油口压力较高造成控制活塞背压较大， 采用外泄口回油降低背压，见图4-2b，这种阀称外泄式液控单向阀。
液压传动与控制 课后题及详解答案
《液压传动与控制》习题集液压传动课程组兰州工专内部使用前言《液压传动与控制》教材由兰州工业高等专科学校、云南工学院、新疆工学院、陕西工学院四所院校编写，于1994年6月由重庆大学出版社出版。
阅历十余年，液压传动的内容发展很快，所以修订后再出版。
为有利于教学，编了该教材的思考题与习题集，仅供参考。
编者2005年月目录绪论 (4)第一章工作介质及液压流体力学基础 (4)第二章液压泵及液压马达 (7)第三章液压缸 (9)第四章控制阀 (10)第五章液压辅件 (13)第六章液压基本回路 (14)第七章典型液压系统分析 (19)第八章液压系统的设计与计算 (20)第九章液压伺服控制系统 (20)第十章液压系统（设备）的安装、调试、使用及维护 (21)第十一章液压系统的故障诊断及排除 (21)绪论0-1 何谓液压传动？其基本工作原理是怎样的?0-2 结合图0-2所示的液压系统图，说明液压系统由哪几部分组成?各起什么作用? 0-3 液压元件在系统图中是怎样表示的?0-4 液压传动与机械传动、电气传动和气压传动相比较，有哪些优缺点?第一章 工作介质及液压流体力学基础1-1什么是液体的粘性?常用的粘度表示方法有哪几种，并分别叙述其粘度单位。
1-2压力的定义是什么?静压力有哪些特性?压力是如何传递的?1-3什么是绝对压力、相对压力、表压力、真空度?它们之间的关系是什么? 1-4为什么说液压系统的工作压力决定于外负载?液压缸有效面积一定时，其活塞运动速度由什么来决定?1-5伯努利方程的物理意义是什么?该方程的理论式与实际式有何区别?1-6什么是层流?什么是紊流?液压系统中液体的流动希望保持层流状态，为什么? 1-7管路中的压力损失有哪几种?分别受哪些因素影响?1-8有200cm 3的液压油，在50℃时流过恩氏粘度计的时间t 1=153s ；同体积的蒸馏水在20℃时流过的时间t 2＝51s 。
该油的恩氏粘度o E 50、运动粘度v 、动力粘度μ各为多少 ? 油液的新、旧牌号各为什么?解：3511532150==t t E ＝()c s t E E v 12.213/64.830.8/64.80.85050=-⨯=-=()cp v 19109001012.2136=⨯⨯⨯=⋅=-ρμ旧牌号 20 ；新牌号 N321-9某液压油的运动粘度为20cSt ，其密度ρ = 900kg ／m 3，求其动力粘度和恩氏粘度各为多少?解：()cp v 1810900102036=⨯⨯⨯=⋅=-ρμ 由 t t E E v/64.80.8-= 导出 064.80.8=--t t E v E()1626204264.88420202±=⨯-⨯⨯-±=t E875.21=t E375.02-=t E （舍去）1-10如图所示直径为d ，重量为G 的柱塞浸没在液体中，并在F 力作用下处于静止状态。
液压传动与气动技术课程教案-液压控制阀
液压传动与气动技术课程教案-液压控制阀第一章：液压控制阀概述1.1 教学目标1. 了解液压控制阀的基本概念和作用2. 掌握液压控制阀的分类和基本结构3. 理解液压控制阀的工作原理1.2 教学内容1. 液压控制阀的定义和作用2. 液压控制阀的分类2.1 方向控制阀2.2 压力控制阀2.3 流量控制阀3. 液压控制阀的基本结构3.1 滑阀3.2 球阀3.3 锥阀4. 液压控制阀的工作原理1.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的基本概念、分类和结构2. 通过实物展示和示意图解释液压控制阀的工作原理3. 进行课堂讨论，解答学生疑问1.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第二章：液压控制阀的性能参数2.1 教学目标1. 掌握液压控制阀的主要性能参数2. 理解液压控制阀的选型依据2.2 教学内容1. 液压控制阀的主要性能参数1.1 流量1.2 压力1.3 方向2. 液压控制阀的选型依据2.1 系统压力2.2 系统流量2.3 控制精度2.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的性能参数和选型依据2. 分析实际案例，解释选型过程2.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第三章：液压控制阀的设计与计算1. 掌握液压控制阀的设计原则2. 学会液压控制阀的计算方法3.2 教学内容1. 液压控制阀的设计原则1.1 结构设计1.2 材料选择1.3 制造工艺2. 液压控制阀的计算方法2.1 流量计算2.2 压力计算2.3 功率计算3.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的设计原则和计算方法2. 分析实际案例，演示计算过程3.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第四章：液压控制阀的应用与维护4.1 教学目标1. 学会液压控制阀的应用方法2. 了解液压控制阀的维护保养知识1. 液压控制阀的应用方法1.1 安装与调试2.1 使用与维护2. 液压控制阀的维护保养知识2.1 清洁2.2 检查2.3 更换密封件4.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的应用方法和维护保养知识2. 观看实际操作视频，了解操作细节4.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第五章：液压控制阀的故障诊断与维修5.1 教学目标1. 学会液压控制阀的故障诊断方法2. 掌握液压控制阀的维修技巧5.2 教学内容1. 液压控制阀的故障诊断方法1.1 外观检查1.2 性能测试2. 液压控制阀的维修技巧2.1 维修工具与设备2.2 维修步骤与注意事项5.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的故障诊断方法和维修技巧2. 分析实际案例，演示维修过程5.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第六章：典型液压控制阀的分析与应用6.1 教学目标1. 熟悉典型液压控制阀的结构与工作原理2. 掌握典型液压控制阀的应用案例6.2 教学内容1. 方向控制阀的分析与应用1.1 单向阀1.2 换向阀2. 压力控制阀的分析与应用2.1 溢流阀2.2 减压阀3. 流量控制阀的分析与应用3.1 节流阀3.2 调速阀6.3 教学方法1. 采用PPT讲解典型液压控制阀的结构、工作原理和应用案例2. 分析实际案例，解释应用过程6.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第七章：液压控制阀的现代设计方法7.1 教学目标1. 了解液压控制阀的现代设计方法2. 学会运用计算机辅助设计（CAD）进行液压控制阀设计7.2 教学内容1. 液压控制阀的现代设计方法1.1 有限元分析1.2 计算机辅助设计（CAD）2. 运用CAD进行液压控制阀设计的过程2.1 建立三维模型2.2 进行强度与稳定性分析3. 确定设计参数与优化方案7.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的现代设计方法和CAD应用过程2. 实际操作演示，让学生了解设计过程7.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第八章：液压控制阀的仿真与实验8.1 教学目标1. 学会使用液压控制阀仿真软件2. 了解液压控制阀的实验方法8.2 教学内容1. 液压控制阀仿真软件的使用1.1 软件介绍与操作界面1.2 建立仿真模型2. 液压控制阀的实验方法2.1 实验设备与仪器2.2 实验步骤与数据处理8.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀仿真软件的使用和实验方法2. 实际操作演示，让学生熟悉实验过程8.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第九章：液压控制阀在工程应用中的案例分析9.1 教学目标1. 熟悉液压控制阀在工程应用中的实际案例2. 学会分析液压控制阀在工程应用中的优缺点9.2 教学内容1. 液压控制阀在工程机械中的应用案例1.1 挖掘机2.1 装载机2. 液压控制阀在航空航天中的应用案例2.1 飞行器控制系统3. 液压控制阀在工业自动化中的应用案例3.19.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀在工程应用中的实际案例2. 分析案例中液压控制阀的优缺点，进行讨论9.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业第十章：液压控制阀的发展趋势与展望10.1 教学目标1. 了解液压控制阀的发展趋势2. 展望液压控制阀的未来发展前景10.2 教学内容1. 液压控制阀的发展趋势1.1 微型化2.1 智能化3. 环保型2. 液压控制阀的未来发展前景2.1 新材料的应用2.2 新型控制技术的融合10.3 教学方法1. 采用PPT讲解液压控制阀的发展趋势和未来发展前景2. 进行课堂讨论，激发学生的创新思维10.4 教学评估1. 课堂问答2. 课后作业重点和难点解析一、教案结构的完整性确保教案包含课程概述、教学目标、教学内容、教学方法、教学评估等基本部分，以保证教学的系统性和连贯性。
常用的液压控制阀
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4.1 常用的液压控制阀
4. 1. 3 压力控制阀
压力控制阀简称压力阀.主要用来控制系统或回路的压力。其 工作原理是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡来进 行工作。根据功用不同.压力阀可分为溢流阀、减压阀、顺序 阀、平衡阀和压力继电器等.具体如下:
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4.1 常用的液压控制阀
和先导阀两部分组成.其主要特点是利用主阀.平衡活塞上、
下两腔油液压力差和弹簧力相平衡用于中、高压大流量系统。
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4.1 常用的液压控制阀
(2)溢流阀的应用 溢流阀除了在回路中起调压作用[如图4-13 (a) ]、作安全 阀用外[如图4-13(b)所示].还有下列用途。 ①远程压力控制回路。从较远距离的地方来控制泵工作压力 的回路.图4-16所示为用溢流阀作遥控调压回路.其回路压力 调定是由遥控溢流阀所控制的.回路压力维持在3 MPa,7MPa、10 MPa。 遥控溢流阀的调定压力一定要低于主溢流阀调定压力.否则等 于将主溢流阀引压口堵塞。 ②多级压力切换回路。图4-17所示为多级压力切换回路.利 用电磁换向阀可调出3种回路压力.注意最大压力一定要在主 溢流阀上设定。
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4.1 常用的液压控制阀
又当出口压力户:降到调定压力以下时.提动头关闭.则作用在 滑轴内的弹簧力使滑轴向下移动.减压阀口全打开.减压阀不 起减压作用。 (2)减压阀的应用
图4-19所示为减压回路.不管回路压力多高,A缸压力绝不会
超过3 MPa。 必须指出.应用减压阀必然有压力损失.这将增加功耗和使油
该阀的工作状态(不考虑内部结构)和普通电磁阀一样.但工作 位置的变换速度可通过阀上的节流阀调节。
常用的液压控制阀
②起平衡阀的作用。在大型压床上由于压柱及上模很重.为防
止因自重而产生的自走现象.因此必须加装平衡阀(顺序阀).
如图4-22所示。
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4.1 常用的液压控制阀
4.增压器及其应用
回路内有3个以上的液压缸.其中有一个需要较高的工作压力. 而其他的仍用较低的工作压力.此时即可用增压器提供高压给 那个特定的液压缸;或是在液压缸进到底时用增压器.如此可 使用低压泵产生高压.以降低成本图4-23所示为增压器动作 原理及符号.
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4.1 常用的液压控制阀
当负载增加.出口压力p2上升到超过先导阀弹簧所调定的压力 时.提动头打开.压力油经排泄口流回油箱.由于有油液流过阻 尼管.油腔1的压力p2大于油腔2的压力p1.当此压力差所产生 的作用力大于主阀滑轴弹簧的预压力时.滑轴上升.减小了减 压阀阀口的开度.使p2下降.直到p2与p1之差和滑轴作用面积 的乘积同滑轴上的弹簧力相等时.主阀滑轴进入平衡状态.此 时减压阀保持一定的开度.出口压力p2保持在定值。 如果外界干扰使进口压力p1上升.则出口压力p2也跟着上升. 从而使滑轴上升.此时出口压力p2又降低.而在新的位置取得 平衡.但出口压力始终保持为定值。
第4章 控制元件
4.1 常用的液压控制阀 4.2 其他液压控制元件
4.3 常用气动控制阀
4.4 其他气动控制阀
4.1 常用的液压控制阀
4.1.1 概述
1.阀的功用 阀是用来控制系统中的流体的流动方向或调节其压力和流量 的.因此它可以分为方向阀、压力阀和流量阀3大类。一个形 状相同的阀.可以因为作用的不同而具有不同的功能。压力阀 和流量阀利用通流截面的节流作用控制系统的压力和流量.而 方向阀则利用通流通道的更换控制流体的流动方向。这就是 说.尽管阀存在着各种各样的不同类型.它们之间还是保持着 一些基本共同之处。
5.《液压传动》液压控制阀
结构简图
1—液动阀阀芯 2、8—单向阀 3、7—节流阀 4、6—电磁铁 5—电磁阀阀芯
图形符号
液动换向阀的换向速度可由两端节流阀 调整，因而可使换向平稳，无冲击。
图5-8 电液换向阀
5.2.2 换向阀
(5) 手动换向阀
利用手动杠杆改变阀芯和阀体的相对位置，实现换向。阀芯靠 钢球、弹簧定位。 自动复位式换向阀,可用手操作使换向阀 左位或右位工作，当操纵力取消后,阀芯 便在弹簧力作用下自动恢复至中位，停 止工作。适用于换向动作频繁,工作持续 时间短的场合。 钢球定位式换向阀,其阀芯端部的钢球定 位装置可使阀芯分别停止在左、中、右 三个位置上，当松开手柄后，阀仍保持 在所需的工作位置上， 可用于工作持续 时间较长的场合。
5.2.2 换向阀
3.滑阀机能
滑阀式换向阀处于中位或原始位置时，各油口的连通方式称为滑阀机 能(也称中位机能)。不同的滑阀机能可满足系统的不同要求。
表5-2 三位换向阀的滑阀机能 滑阀 中位符号
机能
中位时的滑阀状态 三位四通 三位五通
中位时的性能特点
O H
各油口全部关闭，系统 保持压力，执行元件各 油口封闭 各油口P、T、A、B全部 连通，泵卸荷，执行元 件两腔与回油连通 A、B、T口连通，P口保 持压力，执行元件两腔 与回油连通
5.2.1 单向阀
2. 液控单向阀
1-控制活塞 2-顶杆 3-阀体
结构图
图形符号
原理：当控制油口Κ不通压力油时,油液只可以从P1进、P2出，此 时阀的作用与单向阀相同;当控制口Κ通压力油时，阀芯3 右移,阀保持开启状态,液流双向流动。一般控制油的压力 不应低于油路压力的30%~50%。
液控单向阀具有良好的单向密封性,常用于执行元件需要长时间保压、锁紧 的情况下。这种阀也称为液压锁。
液压控制阀图片及说明
液压控制阀图片及说明泰安科创矿山设备有限公司液压阀教程普通单向阀:(a)结构图(b)职能符号图1—阀体2—阀芯3—弹簧工作原理：普通单向阀的作用，是使油液只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。
（a）所示是一种管式普通单向阀的结构。
压力油从阀体左端的通口P1流入时，克服弹簧3作用在阀芯2上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯2上的径向孔a、轴向孔b从阀体右端的通口流出。
但是压力油从阀体右端的通口P2流入时，它和弹簧力一起使阀芯锥面压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无法通过。
图（b）所示是单向阀的职能符号图。
液控单向阀：(a)结构图(b)职能符号图1—活塞2—顶杆3—阀芯工作原理：当控制口K处无压力油通入时，它的工作机制和普通单向阀一样；压力油只能从通口P1流向通口P2，不能反向倒流。
当控制口K有控制压力油时，因控制活塞1右侧a腔通泄油口，活塞1右移，推动顶杆2顶开阀芯3，使通口P1和P2接通，油液就可在两个方向自由通流。
二、换向阀工作原理：该阀由阀体1、阀芯2和使阀芯转动的操作手柄3组成，在图示位置，通口P和A相通、B和T相通；当操作手柄转换到“止”位置时，通口P、A、B和T均不相通，当操作手柄转换到另一位置时，则通口P和B相通，A和T相通。
（b）所示是它的职能符号。
手动换向阀：(a)职能符号图(b)结构图1—手柄2—阀芯3—弹簧〖JZ〗〗工作原理：图(b)为自动复位式手动换向阀，放开手柄1、阀芯2在弹簧3的作用下自动回复中位，该阀适用于动作频繁、工作持续时间短的场合，操作比较完全，常用于工程机械的液压传动系统中。
如果将该阀阀芯右端弹簧3的部位改为可自动定位的结构形式，即成为可在三个位置定位的手动换向阀。
图(a)为职能符号图。
机动换向阀：1弹簧2阀芯3压盖4凸轮压住滚轮工作原理：机动换向阀又称行程阀，它主要用来控制机械运动部件的行程，它是借助于安装在工作台上的挡铁或凸轮来迫使阀芯移动，从而控制油液的流动方向，机动换向阀通常是二位的，有二通、三通、四通和五通几种，其中二位二通机动阀又分常闭和常开两种。
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6.1 概 述
1. 阀的功能
液压系统中用以控制系统的流体压力、流量和流动方向的
控制元件，总称液压控制阀(或液压阀、控制阀)，它们性能很
大程度上决定了整个液压系统性能。它们的共同之处： (1)在结构上都由阀体、阀芯、操纵部件等三个主要部分组成；
(2)在工作原理上都是利用阀的开口（简称阀口）的变化（大小
三位五通阀
左、右位与二位 五通阀作用相同。 中位时关断所有 通油口
表6.2-3 换向阀操纵方式图形符号 手柄式 液压式
机动滚轮式
弹簧
机动顶杆式
液压先导控制
电磁式
电磁-液压先导控制
表6.2-2 三位换向滑阀的中位机能
转 阀
（a） （ b） （ c）
1 – 手柄 2 – 阀体 3 – 阀芯
转阀的阀芯是作旋转运动，如图所示，扳动手
柄1，阀芯3在阀体2内作转动。（a）、（b）、（c）
分别是阀芯在左、中、右三个位置的情形 （ d）
3、换向滑阀的结构介绍 三位四通手动换向阀结构
二位二通机动换向阀结构
三位四通电磁换向阀结构
1-阀芯 2-弹簧3-推杆 4-线圈 5-导套 6-衔铁 7-压杆 8-检查按钮
三位五通换向滑阀 ：位数、通路数、中位机能
（a） （ b） （c）
图（c）是对应图（a）、（b）换向阀的图形符号，从左至右的三个方 框分别代表换向阀阀芯所处的左位、中位和右位三个工作位置。方框内的 引线表示通路状态，其中“┷”或“┰”表示阀口关闭，箭头连线表示所 连接的口相通。图形符号中，外引线在常态（不通电）位置画出，图（c） 中的常态位置是中位，有五条外引线，表示阀的五个油口。因该阀有三个 工作位置，五个油口，称为“三位五通换向阀”。 中位机能是对三位换向阀而言的。在非控制状态时，中间位置所表示 的阀内部油路连通方式称中位机能。根据中位油路的连通方式不同，可分 为O、P、M、H、X、U、Y型多种，可参看表6.2-2
或通断）来控制液流压力、流量和方向的，因此阀口的通流性 能决定了它的性能。阀口的流量、压差和开口面积之间的关系 符合小孔流量公式。
2. 阀的分类
3. 阀的基本性能要求：
1) 动作灵敏，使用可靠，工作时冲击小、振动小、噪
音小，具有一定的使用寿命；
2) 油液通过阀时所产生的压力损失尽量小; 3)具有良好的密封性能，内、外泄漏小; 4)结构简单、紧凑，安装、调整、维护方便。 另外，液压控制阀也应实行系列化、标准化和通用化。 目前的液压阀正在向高压化、小型化、集成化的方向发展。
6.2
方向控制阀
方向控制阀在油路的主要作用是用来通断或改变油液流动 的方向。
1. 单向阀
仅允许液体向一个方向流动，而不能反向流动（反向截止） 的阀。有普通型单向阀和液控单向阀两种。普通单向阀的工作 原理是利用座阀（锥阀或球阀）的单向通流特性实现的。
单向阀在油路中主要用来限制液流流向。正向时要求它 阻力小、压降损失小、动作灵敏可靠；反向时泄漏小。 单向阀的主要用途是:装在液压泵的出油液口，在液压 泵卸荷或意外停转时，防止系统中的高压油液倒流入液压泵 而影响它的工作
表6.2-1. 换向滑阀结构与图形符号
二位二通阀
接通与切断油路， 相当于一个油路 开关。
二位三通阀改变液流流向， 一条油路转换 到另一条油路。二位四通阀
进油和回油不 变的情况下， 切换二个出油 口的流向。
三位四通阀
左、右位与二位 四通阀作用相同。 中位时关断所有 通油口。
二位五通阀
切换二个出油 口的流向，有 二种回油方式。
电液动换向阀结构（弹簧对中型）
电液动换向阀 由主阀和先导控制 阀组成。主阀是液 动换向阀，允许通 过较大流量的液流。
通电，使电磁阀处于右位， 则主阀也随之切换至右位，P、B 相通，A、T相通。当二个电磁阀 均断电时，主阀芯在复位弹簧的 作用下，回到中位，P、T、A、B 四个均互不相通。
三位四通液动换向阀结构（弹簧对中型）
当控制油路的压力油从K1口进入滑阀的左腔、滑阀的右 腔通过K2通油箱时，液压力克服弹簧力等阻力，推动阀芯右 移，P与A相通，B与T相通，换向阀处于左位状态。反之，K2 口通入压力右时，换向阀处于右位状态，P与B相通，A与T相 通。当K1、K2都不通入压力油时，阀芯在二端的弹簧力作用 下，处于中位，四个油口均不相通。
2、换向阀
换向阀是利用阀芯和阀体的相对位移关闭或接通油路，从而改变
液流方向，使执行元件停止、启动或改变运动方向。 根据阀芯和阀体的相对位移方式，可分为换向滑阀和转阀两大类。 换向滑阀是利用阀芯相对阀的往复直线位移改变内部通道连通方 式控制油路通断和改变液流方向的，而转阀是利用柱状阀芯与阀体的
旋转位移实现上述作用的。不加特别说明的换向阀即换向滑阀。
三位五通换向滑阀 ：
换向阀阀芯的控制方式、定位和复位方式： 控制方式即是使阀芯位移的方式和方法。常见的控制方式（参 见表6.2-3）有：手动控制、机械控制、液压控制、电磁控制及复合 控制，它们分别是利用人工方法、机械方法、液压力和通电线圈产 生的电磁力控制阀芯与阀体的相对位移的，复合控制通常是电液联 合控制，即利用电磁力控制导阀，进而使液压力控制主阀芯位移从 而达到换向目的。 在液压回路或液压系统中，换向阀的图示位置为静态（自然） 位置。 使阀芯相对阀体在工作位置或零位固定的方法称定位方式。常 见的定位方式有弹簧定位和机械定位，其中机械定位是最可靠的。 使阀回到原始状态的方法，称复位方式，常见的复位方式有弹 簧复位、弹簧对中复位、液压对中复位，后两者是对三位阀而言的。
液控单向阀 允许液体单向通过， 反向时关闭或按预定液压 控制信号开放单向阀，称 液控单向阀。液控是在普 通单向阀的基础上，增加 一个液控口，以适应油液 反向流动的需要。
1 – 活塞 2 – 顶杆 3 – 阀芯
当控制口K不通压力油时，液控单向阀与普通单向阀一样，油液只能 正向流动，反向截止。而当控制口K通入压力油时，活塞1被推向右边， 克服弹簧弹力、液压力等阻力，通过顶杆2推动阀芯3右移，阀口打开， 液控单向阀反向导通，油液可以从原出油口P2通过阀口流向原进油口P1 液控单向阀常用于保压、锁紧和平衡等回路