液压与气压传动课件第5章第6节

在中位时 锥阀上腔通入压力 油，所有锥阀关闭， P、A、B、T均不通。
当电磁铁2YA通电时 锥阀 2、4关闭， 锥阀1 、3打开，
P通B A通T
当电磁铁1YA通电时 锥阀1、3关闭， 锥阀 2、4打开， P通A B通T
图5-77 插装式锥阀用作三位四通阀
（三）插装式锥阀作压力控制阀
图5-78a所示为插装式锥阀作溢流阀的结构图。A腔压力油经阻尼小孔进
5）压力阀是利用作用于阀芯上的油液压力与弹簧力相平衡来控制阀口 位置进行工作的。溢流阀、减压阀和顺序阀都有直动式和先导式，直动式用 于低压小流量系统。
6）溢流阀可用于系统调压、安全限压。先导型溢流阀有远程控制口可 用于远程调压、多级调压和卸荷等。
7）减压阀可实现一个泵源同时向多个支路供油的情况。 8）顺序阀工作原理和结构与溢流阀相似。液控顺序阀的启闭与进油口 油液压力无关而取决于控制油口的油液压力。顺序阀主要用于控制系统顺序 动作或作平衡阀用。 9）压力继电器将液压信号转换为电信号，可实现顺序控制和安全保护 等功能。 10）流量阀有节流阀、调速阀。通过节流阀的流量受负载变化的影响。 通过调速阀的流量不受负载变化的影响，流量稳定性好。 11）电磁比例阀能按输入的电信号连续地、按比例地控制系统的压力和 流量。它可分为比例压力阀、比例流量阀和比例方向阀。
图5-84所示为增量式数字流量阀。计算机发出信号后，步进电机1转动， 通过滚珠丝杠2转化为轴向位移，带动阀芯3移动，开启阀口。步进电机转过 一定步数，可控制阀口的一定开度，从而实现流量控制。
图5-84 增量式数字流量阀
该阀有两个节流口，其中右节流口为非全周通流，阀口较小，左节流口 为全周通流，阀口较大。这种节流口开口大小分两段调节的形式，可改善小 流量时的调节性能。
液控口不通压力油时
从A流向B
不能从B流向A
液控口通压力油时 A、B油口导通
图5-73b 插装式锥阀用作单向阀
2.插装式锥阀用作二位二通阀
图5-74a所示为插装式锥阀作二位二 通阀用。用一个二位三通电磁阀来转换 C腔压力，就成为一个二位二通阀。当 电磁铁断电时，液流不能从 B流向 A；当 电磁铁通电时，A、B油口导通。
当电磁铁断电时
不能从 A流向 B
不能从 B流向A
当电磁铁通电时 A、B油口导通
从A流向B
从B流向A
图5-74b 插装式锥阀用作二位二通阀
3．插装式锥阀作二位三通阀
两个插装式锥阀和一个电磁 先导阀就可组成一个二位三通阀， 如图 5-75所示。
当电磁铁通电时
P堵塞
A通T
当电磁铁通电时
T堵塞
P通A
图5-75 插装式锥阀用作二位三通阀
第六节 新型液压元件及应用
一、叠加式液压阀 叠加式液压阀简称叠加阀，它是20世纪70年代出现并发展起来的集成式 液压元件，其阀体本身既是元件又具有油路通道体的作用，阀体的上下两面 做成连接面。选择同一种通径系列的叠加阀，叠合在一起用螺栓紧固，即可 组成所需的液压传动系统。 叠加阀的分类与一般液压阀相同，按功用的不同分为压力控制阀、流量 控制阀和方向控制阀三类，其中方向控制阀仅有单向阀类，主换向阀不属于 叠加阀。 叠加阀的工作原理与普通阀完全相同，所不 同的是每个叠加阀都有四个油口P、A、B、T上下 贯通，它不仅起到单个阀的功能，而且是沟通阀 与阀之间的通道。某一规格叠加阀的连接安装尺 寸与同一规格的电磁换向阀或电液换向阀一致。
(二)插装式锥阀作方向阀
1.插装式锥阀作单向阀 图5-73a所示为插装式锥阀作单向阀用。将C腔与A或B连接，即成单向阀。 连接方法不同其导通方式也不同，如图5-73a所示。
图5-73a 插装式锥阀用作单向阀
图5-73b所示为插装式锥阀作液控 单向阀用。在盖板上接一个二位三通 液动阀来变换C腔的压力。即成为液控 单向阀，如图5-73b所示。
入控制腔 C，并同时与先导压力阀进口相通，B腔接油箱，其工作原理与先导
型溢流阀完全相同，锥阀的开启压力由先导压力阀来调节。图5-78b为插装式
溢流阀的图形符号。
p<ps
p达到ps
图5-78 插座式锥阀用作压力控制阀
图5-78b所示为插装式锥阀作插装式溢流阀的图形符号。当B腔不接油 箱而接负载时，就成为插装式顺序阀。
图5-70 叠加式流量阀
3.叠加阀的应用举例 图5-71所示为MCV-510数控加工 中心液压系统原理图。 该系统采用叠加式液压阀，使 系统安装、使用、 维护直观简单； 由液压系统完成主轴高低速的换档、 主轴刀具的夹紧与 松开等动作，具 有噪声低、效率高、能耗小等优点。 (1)主轴刀具的夹紧 (2)主轴刀具的松开 (3)主轴高速档旋转 (4)主轴低速旋转 (5)卸荷
图5-72 插装式锥阀
插装式锥阀的工作原理
设各油口的压力和有效作用面积分别为pA、pB 、pC 和AA 、AB 、 AC其中 AC= AA+ AB。 若不考虑锥阀的质量、液动力和摩擦阻力的影响，弹簧的作用为Fs。
当
时，锥阀闭合，A、B油路被切断；
当 pAAA pB AB pC AC Fs 时，锥阀打开，A、B两油口导通。
小流量（节流口开口较小）时
大流量（节流口开口较大）时
图5-84 增量式数字流量阀
该阀无反馈功能，但装有零位移传感器6，在每个控制周期终了时，阀 芯都可在它控制下回到零位。保证每个工作周期都在相同的位置开始，使 阀具有较高的重复精度。
小结
一、液压控制阀 1）液压控制阀通过调节作用在阀芯上的弹簧力或直接调节阀芯位置， 以改变阀口的通流面积或通路，来控制液流的压力、流量及方向。它们都由 阀体、阀芯、调节或控制机构三部分组成。它们分为方向阀、压力阀和流量 阀。液压阀的基本参数是额定压力和额定流量，按照额定压力和额定流量的 不同具有多种规格。安装方式有板式、管式和法兰式。 2）开关式定值控制阀有压力控制、流量控制和方向控制阀。非开关式 控制阀分为伺服阀、比例阀和数字阀。 3）单向阀正向导通，反向截止，有可靠的单向密封性；液控单向阀可 控制正、反向导通。 4）换向阀的种类较多，但工作原理类同。它的图形符号中能反映位、 通、操纵方式、复位方式和阀芯运动方式。常用的滑阀式换向阀，是利用阀 芯和阀体间相对位置的改变控制油路通断和流向；常用的操纵方式有:电磁、 液动、电液、人力和机动。
图5-81为电液比例调压回路。根据执行元件各工况的压力需求，调节输 入电液比例溢流阀的电流，液压泵便获得多级调压或无级调压。此回路的调 压过程平缓、无冲击，且在工作过程中随时可以调节压力。
图5-80 电液比例压力阀
图5-81 电液比例溢流阀的应用
2.电液比例流量阀
用比例电磁铁来改变节流阀的开口，就成为比例节流阀。将此阀和定差减 压阀组合在一 起，就成为比例调速阀，如图 5-82所示，当有电流输入时，节 流阀阀芯 2在比例电磁铁 3的磁力作用下，通过推杆4与阀芯2左端的弹簧力相 平衡，这时对应的节流口开度 h为一定。当不同的信号电流输入时，便有不 同的节流口开度，由于减压阀阀芯1能保证节流阀前、后的压 力差不变，所 以通过对应的节流口开度的流量也恒定。
图5-79 插装式锥阀用作流量控制阀
三、电液比例控制阀
前述各种阀的特点是手动调节和开关式控制，开关控制阀的输出参数在 阀处于工作状态下是不可调节的，这种阀不能满足自动化连续控制和远程控 制的要求。20世纪60年代末出现了电液比例控制阀，它是一种可以根椐输入 电信号的大小连续地、按比例地对液压系统的参数实现远距离控制和计算机 控制。电液比例阀主要将普通压力控制阀的手调机构和电磁铁改换为比例电 磁铁控制，它也分为压力、流最和方向控制三大类阀型。
4．插装式锥阀作四通阀
图5-76所示为二位四通插装阀。 用四个插装阀及相应的先导阀可 构成一个四通阀。
电磁铁不通电时
P和B相通 A和T相通
电磁阀的电磁铁通电时
P和A相通 B和T相通
图5-76 插装式锥阀用作二位四通阀
5．插装式锥阀作三位四通阀
用四个插装式锥阀和一 个三位三位四通就可组成一 个等效于三位四通的电液动 换向阀。
若在 C腔再接一个二位二 通电磁阀，如图5-78C所示， 就成为电磁溢流阀。
图5-78d所示为减压阀原 理图。减压阀的阀芯常用常 开的滑阀式阀芯，B腔为进油 口，A腔为出油口，A腔的压 力油经阻尼小孔后与控制腔 C 相通，并与先导压力阀进口 相通，其工作原理与先导型 减压阀相同。
图5-78 插座式锥阀用作压力控制阀
1．电液比例压力阀
图5-80所示为电液比例压力阀，用直流比例电磁铁取代原有的手调装置。
Baidu Nhomakorabea
与普通压力先导阀的区
别是：作用在阀芯上液
压力与比例电磁铁的电
磁推力相平衡，而不是
弹簧力。弹簧5是传力弹
簧，只起传递力的作用。
图5-80 电液比例压力阀
比例电磁铁的电磁推力与输入电流成比例，只要连续地按比例调节输入 电流，就能连续地按比例控制阀的开启压力。这种阀可作为直动式压力阀使 用，但一般用它作先导阀，与普通溢流阀、减压阀、顺序阀的主阀组合成电 液比例溢流阀、电液比例减压阀和电液比例顺序阀。
1．叠加式溢流阀 叠加式溢流阀的工作原理如图5-69所示。先导型叠加式溢流阀由主阀和 先导阀两部分组成，主阀芯 6为单向阀 式二级同心结构，先导阀为锥阀式结 构。图中进油口为P，出油口为T。油腔a与进油口P相通。通道c与回油口T相 通。
图5-69 叠加式溢流阀
2．叠加式调速阀 图5-70所示为叠加式流量阀，适用于出口节流（回油路）调速的回路上， 其工作原理与一般二通流量控制阀基本相同。 当压力油从油口B进入时，锥阀式单向阀关闭，油液经减压节流后从油 口B΄流出。由于减压阀的作用，保证了节流阀前后的压 力差为常数，也就 保证了通过节流阀的流量基本不变。 当压力油从油口B΄进入时，锥阀式单向阀打开，油液从油口B流出。
（四）插装式锥阀作流量控制阀
插装式锥阀用作流量控制阀如图5-79所示， 在同样的插装式锥阀的盖板 上增加阀芯行程调节器（可用机械方式如螺杆，也可用电气方式）以改变阀 芯开口的大小，就形成了一个可调节流阀。当控制腔C通入压 力油时，节流 阀关闭，故这种节流阀兼有方向控制阀的作用。
腔C不通入压 力油时 腔C不通入压 力油时
当电磁铁断电时
从 A流向 B
不能从 B流向A
当电磁铁通电时 A、B油口导通
图5-74a 插装式锥阀用作二位二通阀
图5-74b所示为插装式锥阀作二位 二通阀用。若在电磁铁断电时，两个 方向都起切断作用，则可在控制油路 中加一个梭阀 。当电磁铁断电时，不 管油口 A、B哪个压力高，锥阀都 始终 可靠地关闭。
图5-71 MCV-510数控加工中心液压系统原理图。
二、插装式锥阀
70年代初出现了插装式锥阀(又称插装式二位二通阀)。插装式锥阀与普 通液压阀相比，具有结构简单、通流能力大、动作灵敏、密封性好、泄漏小、 标准化程度高的特点。特别适用于高压、大流量、较复杂的液压系统。
图5-72a所示为插装式锥阀的结构原理图，图5-72b为其图形符号，它由 锥阀组件和控制盖板1组成。锥阀组件包括阀芯4、阀套2和弹簧3等。锥阀 组件起主油路通断作用，盖板1则设置有对锥阀的启闭起控制作用的通道等。 锥阀组件上配置不同的盖板， 就能实现各种不同的工作机 能，若干个不同工作机能的 锥阀组件装在一个阀体内， 实现集成化，就可组成所需 的液压回路。图中A、B为进 出油口。C为控制油口。
从以上分忻可以看出若pA、pB 一定时，改变pC 即可控制A、B油口的通断，当控
制口C接油箱时，pC为零，pA和pB 均可使锥阀打开。A、B油口导通。
当控制口C接压力油，且
， 时，则阀芯在上、下端压力差和弹簧的
作用下关闭油口A和B。这样，锥阀就起到逻辑元件"非"门的作用，所以插装式锥阀又
被称为逻辑阀。
图5-82 电液比例调速阀
若输入信号电流是连续按比例地或按 一定程序改变，则比例调速阀所控 制的流量也就连续地按比例地或按一定程序改变， 以连续地实现执行部件的 速度调节。 图5-83所示为用比例调速阀的程序自动控制速度回路。
图5-83 用比例调速阀的程序自动控制速度回路
四、电液数字阀
数字阀是用数字信息直接控制阀口的开启和关闭，从而控制液流压力、 流量、方向的液压控制阀。接受计算机控制的方法很多，当今技术较成熟的 是增量式数字阀，即采用步进电机驱动的液压阀。