第4章 控制元件(新)

③ 一般而言，弹簧的开启压力为：0.035~0.05MPa ； 若将软弹簧更换成合适的硬弹簧，安装在液压系统的回油路上， 可做背压阀使用，其压力通常为：0.3~0.5MPa
控制元件
方向控制阀
单向阀
2. 液控单向阀（液压锁）
正向流通，反向受控流通，即可实现流体的逆向流动。 根据是否带卸荷阀芯 → 简式~（NO）和卸载式~（YES）
控制元件
概述
分类

按控制方式分：
电液比例阀
伺 服 阀
电液比例压力/流量/换向阀、~复合阀 ·· ·
电液压力伺服阀、气液伺服阀 ·· · 数字控制压力/流量/换向阀·· ·
数字控制阀

按结构形式分：
滑阀（或转阀）、锥阀、球阀、喷嘴挡板阀、射流管阀。
控制元件
概述
分类
二、控制阀的基本结构和原理
基本结构
球阀,直通式单向阀（管式连接）
锥阀,直角式单向阀（板式连接） 滑阀,直通式单向阀（管式连接）
控制元件
方向控制阀
单向阀
Baidu Nhomakorabea
工作原理
控制元件
方向控制阀
单向阀
对单向阀的主要性能要求
① 动作灵敏，工作时无撞击和噪声。 ② 通过液流时压力损失要小，而反向截止时密封性要好； 单向阀的弹簧在保证能克服阀芯摩擦力和重力（即惯性力） 而复位的前提下，弹簧刚度应尽可能的小，从而减小其压力 损失。通过额定流量时的压力损失 p损≤0.1~0.3MPa。
控制元件
概述
一、分 类
按工作特性分：
压力控制阀 流量控制阀 方向控制阀 溢流阀、顺序阀、减压阀 ·· · 节流阀、调速阀、分流阀 ·· · 单向阀、换向阀、梭 阀 ·· ·
按阀与管路的连接方式分： 管式连接 板式连接 插装式连接 叠加式连接
控制元件 概述 分类
螺纹连接、法兰连接； 单层/双层连接板式、整体连接板式； 螺纹式插装、法兰式插装； 叠加阀；
控制元件
压力控制阀
溢流阀
① 三级同心式溢流阀 ☆ 结 构
控制元件
压力控制阀
溢流阀
控制元件
压力控制阀
溢流阀
☆ 工作原理
若遥控口k接通油箱，主阀 立即打开，系统卸荷。此时， 该阀称为卸荷阀。
☆调压原理：
调节调压手轮，改变先导阀内的弹簧力，即可改变调定压力。
控制元件
压力控制阀
溢流阀
3. 溢流阀在液压系统中的应用
箭头方向不一定表示油液的实际流动方向！
控制元件 方向控制阀 换向阀
A P
控制元件
方向控制阀
换向阀
A B
P T
控制元件
方向控制阀
换向阀
◎ 换向阀的常态位
换向阀都有两个或两个以上的工作位。其中一个 为常态位（即阀芯未受到操纵力时所处的位置）。
“三位阀”图形符号中的“中位”是其常态位。利用
弹簧复位的二位阀以靠近弹簧的方框内的通路状态为 其常态位。
四、对控制阀的基本要求
动作准确，灵敏，可靠，工作平稳，无冲击和振动； 流体流过时，压力损失小； 密封性能好，内泄漏小，无外泄漏； 结构简单、紧凑，制造、安装、调试、维护方便，通用性好；
控制元件
概述
控制阀的基本要求
方向控制阀
方向控制阀是通过控制液压系统中的阀口的通断或 改变流体的流动方向来控制执行元件的启动或停止，改 变其运动方向的阀类。 主要包括单向阀和换向阀两大类。
控制元件
方向控制阀
换向阀
② 操纵定位装置
按阀心换位控制方式的不同可分为:
手 动
机 动
电磁 气 动
液 动
电 液
控制元件 方向控制阀 换向阀
＊手动式
—— 直接用手柄操纵换向阀。
常 用 于 起 重 运 输 、 工 程 机 械 。
控制元件
方向控制阀
换向阀
控制元件
方向控制阀
换向阀
＊机动式 ——也叫行程换向阀，它是用挡铁或凸轮使阀芯移动来控制
控制元件
方向控制阀
换向阀
＊电液动式
—— 由电磁换向阀和液动换向阀组合而成。
液 动 换 向 阀实现实现主油路的换向 电磁换向阀改变液动换向阀控制油路 的方向，推动液动换向阀阀芯的移动 主阀 先导阀
较小的电磁铁吸力被放大为较大的液压推力。
主要用在额定流量超过电磁换向阀的q额的系统中。
控制元件
方向控制阀
控制元件
方向控制阀
换向阀
绘制系统图时，油路一般应接在换向阀的常态位上。
控制元件
方向控制阀
换向阀
1. 转阀
通过阀芯的旋转运动实现油路的启闭和换向。
☆结构
控制元件
方向控制阀
换向阀
☆工作原理
转阀工作时，因有不平衡的径向力存在，操作很费劲，阀芯易磨 损，内泄大，故仅在低压小流量系统中用作先导阀或小型换向阀。
液流的方向。
机动换向阀常是二位的，有二通、三通、四通、五通几种。 二通的分常闭和常开两种形式。
控制元件 方向控制阀 换向阀
＊电磁式
——借助于电磁铁吸力推动阀芯在阀体内作相对运动来改变阀的工作
位置。一般为两位和三位，通道多为二、三、四、五通。
电磁阀按电源的不同分为交流（用D表示）和直流（用E表示）两种。
统的工作压力，且阀口为常
开状态。
控制元件
压力控制阀
溢流阀
作卸荷阀使用：
电磁铁（1DT）断电，
p系=pt1； 电磁铁（1DT）通电， 系统卸荷， p系=0 。 如图所示：
控制元件
压力控制阀
溢流阀
作背压阀使用：
用于形成回油阻力，提高
执行元件的运动平稳性。
此时，溢流阀调定压力 =
系统背压所需压力值。如
控制元件
方向控制阀
单向阀
二、换向阀
换向阀是借助于阀芯与阀体之间的相对运动，使与阀体相连的各 油路实现接通、切断，或改变液流方向，使执行元件实现启动、停止 或变换运动方向的阀类。
◎ 分 类
分 类 方 法 类 型
按阀的结构形式分
滑阀式、转阀式、球阀式、
锥阀式（即逻辑换向阀） 手动、机动、电磁、液动、
按阀的操纵方式分 按阀的工作位置数 和控制的通道数来分
控制元件 方向控制阀 单向阀
③ 单向阀的应用
☆ 单独使用
普通单向阀可以装在泵的出口处，防止系统中的流体冲击影响
泵工作，还可以用来分隔通道，防止管路间的相互干扰。 液控单向阀通常用于保压、锁紧和平衡回路，用于对液压缸进 行锁闭、保压，也用于防止立式液压缸停止时的自动下滑。 ☆ 与其他阀并联组成复合阀 如单向顺序阀、单向减压阀、单向节流阀等
阻尼孔产生的阻尼作用，滑阀 下腔的压力不会突然下降，从 而避免了阀的冲击， 阀的工作平稳性增加。
阻尼孔
控制元件
压力控制阀
溢流阀
☆ 应
用
适 合 用 于 低 压 （p<2.5MPa） 小 流 量 系 统 。
控制元件
压力控制阀
溢流阀
2. 先导式溢流阀
——由先导阀和主阀两部分组成。
先导阀 ——直动式锥阀 + 硬弹簧。 带有导向圆柱面的锥阀（二级同心式） 主 阀 + 软弹簧 带有多节导向圆柱面的锥阀（三级同心式）
根据控制活塞泄油方式 → 内泄式和外泄式
控制元件
方向控制阀
单向阀
① 简式液控单向阀
☆ 结构
活塞 外泄油口a 顶杆 阀芯
控制元件
方向控制阀
单向阀
☆工作原理
控制活塞上的控制压力最小需为主油路压力的30-50% .
控制元件 方向控制阀 单向阀
② 卸载式液控单向阀
一般低压系统采用内泄式，高压系统采用外泄式。
控制元件
方向控制阀
换向阀
三位四通电磁换向阀
控制元件 方向控制阀 换向阀
电磁换向阀只适用于流量不太大的场合。
控制元件
方向控制阀
换向阀
＊液动式
—— 利用控制压力油来改变阀芯位置的换向阀。
弹簧对中型
控制元件
方向控制阀
换向阀
控制元件
方向控制阀
换向阀
液动换向阀的换向时间分为可调式和不可调式两种。
阻尼调节器
液气压传动与控制
材料成形系
第4章
概
控制元件
述
方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 其他液压阀
气动控制阀（特殊阀）
5.1 概 述
液压控制元件主要是各种控制阀，在液压系统中控
制液体的流动方向、流量大小及压力的高低，以满足执
行元件所需的运动方向、力（力矩）、速度的要求，使 整个系统按一定的要求协调工作。它是直接影响液气压 系统工作过程和工作特性的重要元件。
控制元件 方向控制阀 换向阀
电液动、气动
二位二通、二位三通、二位四通、 三位四通、三位五通等
◎ 换向阀的位、通
通 将 常 阀 芯 我 的 们 工 将 作 接 位 口 置 称 称 为 为 “通” “位” 。 ，
控制元件
方向控制阀
换向阀
方框
位；
箭头
、
油路为接通状态；
油路为截止状态； 油路的接口；
P、T A、B
图所示：
控制元件
压力控制阀
溢流阀
二、减压阀
当回路内有两个以上执行元件，其中之一需要较低的工作 压力，同时其它的执行原件仍需高压运作时，此时就得用减压 阀提供一比系统压力低的压力给低压执行原件。
减压阀的作用：
减压
稳压
＊用来减低系统中某部分的压力，使其得到比油泵供
系或阀口的通道面积，从而
实现对回路的压力、流量和 方向的控制。
控制元件
概述
控制阀的基本结构和原理
三、控制阀的性能参数
公称通径
表示阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流量。 阀工作时，q实际≤ q额定 （极限情况: q实际≤ 1.1q额定 ）。
！与阀进出口相接的管道通径规格应与阀的通径相一致。
额定压力
作安全阀使用：
如图所示，和变量泵组合的液
压系统，在正常工作状态下， 溢流阀阀口关闭；只有在系统
压力大于其调整压力时，溢流
阀才被打开溢流，对系统起过 载保护作用。此时，又称为安
全阀。
控制元件
压力控制阀
溢流阀
定压溢流作用：
在定量泵的液压系统中（如 图所示），常利用流量控制 阀调节进入液压缸的流量， 多余的压力油可经溢流阀流 回油箱，这样可使泵的工作 压力保持定值。 此时，溢流阀的调定压力=系
工作原理：利用作用于阀芯两端的液压力和弹簧力相平 衡的原理进行工作。
控制元件
压力控制阀
换向阀
一、溢流阀
溢流阀分为直动式和先导式两种。
1.
直动式溢流阀
——系统中的压力油直接作用在阀芯上，其产生的液压力与弹簧
力相平衡，控制阀芯的启闭动作。
☆ 结 构
控制元件
压力控制阀
溢流阀
控制元件
压力控制阀
溢流阀
☆ 工作原理
指控制阀长期正常工作所允许的最高工作压力。 对于压力控制阀，其实际 p max 有时还与调压范围有关； 对于换向阀，其实际 p max 还可能受其功率极限的限制。 一般来说：p ≤ p额定 。
工作性能参数
包括：压力、流量、压力损失、开启压力、允许背压、最小稳定流量
控制元件 概述 控制阀的性能参数
内泄漏：从高压腔到低压腔的泄漏量。
换向和复位的性能：换向时间是指收到信号到阀心换向中止
的时间。复位时间是指信号消失到阀心复位中止的时间。
使用寿命：指换向阀用到某一零件损坏、不能进行正常的换
向或复位动作。
控制元件
方向控制阀
换向阀
压力控制阀
压力控制阀（简称压力阀）是用来控制液气压系统中的 油液（或气体）的压力大小或通过压力信号实现控制的阀类。
控制元件 方向控制阀 换向阀
2. 滑阀式换向阀
通过阀芯在阀体内的轴向移动实现油路的启闭和换向的方向控 制阀。
☆结构
滑阀式换向阀由阀的主体部分和控制阀芯运动的操纵定 位机构部分组成。
① 主体部分
阀体：有多级沉割槽的圆柱孔;
＊主体部分结构〈 阀芯：有多段环行槽的圆柱体;
控制元件 方向控制阀 换向阀
＊主体部分的结构形式
（1）常态关闭。油从P口进到小孔到阀芯
底。此时 PA＜FS，阀芯在最下端位置。
（2）当PA＞FS时，阀芯上升，溢流阀打
开，高压油通过阀口溢流回油箱。 （３）调压原理： 调节调压螺帽改变弹簧 预压缩量，便可调节溢流阀的开启压力。
控制元件
压力控制阀
溢流阀
☆ 工作原理
该阀采用了阻尼孔的结构。
当系统压力突然下降时，由于
换向阀
电液动式换向阀的典型结构
控制元件
方向控制阀
换向阀
控制元件
方向控制阀
换向阀
多路换向阀
由两个以上的手动换向阀组成，是一种集中布置的手动换向阀。用 于工程机械、起重运输机械和其他要求多缸运动控制的行走机械。
控制元件
方向控制阀
换向阀
5. 滑阀式换向阀的主要性能
工作可靠：换向阀能否可靠换向和复位。 压力损失：流体流过阀口时的压力损失。
控制元件
方向控制阀
控制阀的性能参数
一、单向阀
单向阀包括普通单向阀和液控单向阀。
1. 普通单向阀（简称单向阀）
—— 又称止回阀，是一种只允许液流沿一个方向通过，而反向液
流被截止的方向阀。
结构
阀体
弹簧
阀芯
控制元件
方向控制阀
单向阀
分
类
根据阀芯的结构不同 → 球阀、锥阀、滑阀单向阀; 根据连接方式不同 → 直通式（管式连接）和角通式（板式连接）;
阀 阀
芯 体
滑阀、锥阀、球阀；
具有与阀芯相配合的阀体孔（或阀体座）及与 外接回路相连接的进出口；
驱动阀芯在阀体内作相对运动的装置。可采用 手动、机动、电动，同时还有流体压力和弹簧 的作用；
阀芯驱动装置
控制元件
概述
控制阀的基本结构和原理
二、控制阀的基本结构和原理
基本原理
利用阀芯在阀体内的相 对运动来改变阀口的通道关