第五章 液压控制调节元件

K
（a） 图 5-2 液控单向阀
（b）
1-弹弹 2-液荷溢卸 3-锥溢 4-推推 5-液控控控
• 液控单向阀
液控单向阀
• 液控单向阀
液控单向阀
液控单向阀
• 液控单向阀
液控单向阀
(3) 特点及应用 由于液控单向阀具有良好的单向密封性能，常用于执行元件需要长时间保压、锁紧等情 况或防止立式液压缸停止时在自重作用下自动下滑等;也可用作二通开关阀。此外带卸荷 阀芯的液控单向阀还常用于卸压回路中；用两个液控单向阀还可以组成“液压锁”。(图 5-3)
液压液液压，执执执执压执 各各，另压执与与各各各
M
PT各各
T P P T
液压液液荷，执执执执执执 各各，也可可可可M型换换 溢换换换换
三位的滑阀 在中位时各 油口的连通 方式体现了 换向阀的控 制机能， 制机能，称 之为滑阀的 中位机能。 中位机能。
中位机能 1、系统保压 中位为“O”型， P口 被堵塞时，此时油 需从溢流阀流回油 箱，增加功率消 耗；但是液压泵能 用于多缸系统。
三位五通
换向阀中位机能（ 型 换向阀中位机能（P型）
A B
三位四通
P A （T）T1 ） A P B T1 P T2 T2 T B
三位五通
换向阀中位机能（ 型 换向阀中位机能（K型）
A B
三位四通
P A （T）T1 ） A P B T1 P T2 T2 B T
三位五通
换向阀中位机能（ 型 换向阀中位机能（X型）
Y
ABT各各
T A P P B A B T
液压液液压，执执执执执执 与与各各各
压压各与执执执执执执各各， 说，可可可可执与各 压压各与执执执执压执压与 各各各，另压执各各，液压 液液荷，执执执执执可各执 执执
P
PAB各各
T A P B P T
A
B
K
PAT各各
T P A B A B P T
J
BT各各
T A P P B A B T
AB P＇ A PT
（b）
T B P T
（c）
（四）滑阀机能
代代 名称
表 5-3 三三三各换换溢三可三溢(中三)机机
结结结图
A B A B
符 代
特点
O
中中各各
T A P B P T
各各各各各各，液压液液压， 执执执执各执，可可可可可 换换溢溢换换换换
A
B
H
中中中中
T P A B A B P T
各各各各各各，液压液液荷， 执执执执执可执执执执
换向阀中位机能（ 型 换向阀中位机能（O型）
A B
三位四通
T P A B
（T）T1 ） A P B
T2
三位五通
T1 P T2
换向阀中位机能（H型） 换向阀中位机能（ 型
A B
三位四通
T A （T）T1 ） A P B T1 P T2 T2 P B
三位五通
换向阀中位机能（ 型 换向阀中位机能（Y型）
(二) 按控制方式分类
1．定值或开关控制阀：这类液压阀借助于手轮、手柄、凸轮、电磁铁和液体压 力等方式，将阀芯位置或阀芯上的弹簧设定在某一工作状态，定值地控制液体的 压力、流量和流动方向，它们统称为开关阀，这种阀多用于普通液压阀； 2．比例控制阀：这类阀输出的（流量、压力）可按照输入信号的变化规律连续 成比例地进行调节。它们常采用比例电磁铁将输入的电信号转换成力或阀的机械 位移量进行控制。也可以采用其它形式的电气输入控制器件。由于比例阀结构简 单、工作可靠、价格较低，性能较高于普通的定值控制阀，并且可以通过电信号 进行连续控制，因此在许多场合获得了应用； 3．伺服控制阀：这种阀能将微小的电气信号转换成大的功率输出，以控制系统 中液体的流动方向、压力和流量。工作性能类似于比例控制阀。与比例控制阀相 比除了在结构上有差异外，主要在于伺服阀具有优异的动态响应和静态性能。但 它的价格较贵，使用维护要求较高，多用于高精度、快速响应的闭环控制系统； 4．电液数字控制阀：这种阀是用数字信息直接控制系统中液体的流动方向、压 力和流量。 (三) 按安装连接方式分类 1．螺纹式（管式）连接这种连接方式的阀是通过阀体上的螺纹孔直接与管路相 连（大型阀则用法兰连接）。连接比较简单，但各个液压阀只能分散布置，装卸 维护不方便。 2．板式连接 采用这种连接方式的阀需配专用的连接板，管路与连接板相连， 而阀仅用螺钉固定在连接板上，因此装卸时不影响管路，易将液压阀集中布 置，装卸维护方便。
A B
三位四通
P A （T）T1 ） A P B T1 P T2 T2 T B
三位五通
换向阀中位机能（J型） 换向阀中位机能（ 型
A B
三位四通
P A （T）T1 ） A P B T1 P T2 T2 T B
三位五通
换向阀中位机能（ 型 换向阀中位机能（C型）
A B
三位四通
P A （T）T1 ） A P B T1 P T2 T2 T B
第二节
方向控制阀 ( direction control valves)
方向控制阀在液压系统中用的最多，是任何液压系统必不可少的控制元件。 其主要作用是控制液压系统中液体的流动方向，其工作原理是利用阀芯和阀 体之间相对位置的改变来实现通道的接通或断开，以满足系统对管路的不同 要求。 方向控制阀可分为单向阀和换向阀两大类。
P1
（c）
2）作用
普通单向阀常被安装在液压泵的出口，可防止系统液压冲击对液压泵的影 响,泵不工作时可防止系统油液经液压泵倒流回油箱；常在回路中起保持部分 回路压力的作用，还可以分割油路防止干扰；常与其它阀组成复合阀；普通 单向阀也可用作背压阀，常安装在液压系统的回油路上，但必须根据需要更 换较硬的弹簧，用以产生0.2～0.6MPa背压力。
手执 （S）
机执 （C） (执行)
电电 ( 交溢 D ) 直溢 E
液液（Y）
电电 交溢 DY 液液 ( 直溢 EY )
弹弹 （T）
图5-5 换换溢换换换换符代
2．机动换向阀
机动换向阀也叫行程换向阀，是通过安装在执行机构上的挡铁或凸轮推动阀 芯，从而对油路进行切换的方向控制阀。它需要安装在运动部件（如移动的工作 台）的附近。机动换向阀通常是二位的，有二通、三通、四通及五通几种。二位 二通阀又有常闭及常开两种。如图5-7所示为二位二通常闭式机动换向阀结构图 及图形符号。
分类方法 按阀的工作位置数 按阀的控制通路 按阀的操纵方式 按阀的控制方式 按阀的结构形式
（二）滑阀式换向阀的工作原理和图形符号 滑阀式换向阀（又称滑阀） 的阀体和阀芯是换向阀的主体。 滑阀的阀芯是一个具有多个凸 A 肩的圆柱体，与之相配合的阀 体有若干个沉割槽。通过移动 阀芯，改变阀芯在阀体内的相 对位置使相应的油路接通和切 断或变换液体的流动方向。如 图5-4所示。 T 表5-2列出了几种常用的滑 阀式换向阀的结构原理图，并 画出了阀的工作位置数、通路 数和在各个位置上油口连通关 A 系的图形符号。
2．液控单向阀 （Check Valve,Remotely Controlled）
液控单向阀是允许液流向一个方向 流动，反向开启则必须通过液压控制 来实现的单向阀。如图5-2所示是带 卸荷阀芯液控单向阀的结构图和图形 符号。 (1) 作用 (2) 工作原理(图5-2)
K
1 2 3 P2
P1
4
P2
5
P1
A B A B
T P T P
换向阀
A B A B
T P T P
表 5-2 常 用 换 向 阀 的 结 构 原 理 和 图 形 符 号
位 和 通 结构原理图 图形符号
B
二位二通
A B A A B
二位三通
A P B A
P B
二位四通
P T A B
B
P
A
T
二位五通
A T1 P A B T2
T1
P
B
T2
• 难点： 1. 电液动换向阀的工作原理。 2. 先导式溢流阀的工作原理。 3. 调速阀的工作原理 计划学时: 6学时
第一节 概述
液压回路主要是由各种液压控制阀按一定需要组合而成。对于实 现相同目的液压回路，由于选择的液压控制阀或组合方式不同，回 路的性能也不完全相同。熟悉各种液压控制阀的性能，对于设计和 分析液压系统极为重要。 一、液压控制阀的作用 液压控制阀（简称液压阀）是通过控制和调节液压系统中液体 的流动方向、压力和流量，以满足执行元件所需要的启动、停止、 运动方向、力或力矩、速度或转速和动作顺序，限制和调节液压系 统的工作压力，防止过载等要求，从而使系统按照指定要求协调工 作。 二、液压阀的分类 (一) 按功能分类 1．方向控制阀（如单向阀、换向阀等）； 2．压力控制阀（如溢流阀、减压阀和顺序阀等）； 3．流量控制阀（如节流阀、调速阀等）。
B A B
P T P
（a）
B
A B
P T T P
（b）
图 5-4 换换溢换换换换
换向阀： 换向阀：滑阀式换向阀
A B T
P A B
T 液压泵
P
溢流阀
A
B T
P A B
T 液压泵
P
溢流阀
A A B P T 液压泵 P
溢流阀
B T
A
B T
P A B
Fra Baidu bibliotek
T 液压泵
P
溢流阀
换向阀： 换向阀：滑阀式换向阀
2、系统卸荷：中位 “M”型，左图所示， 当方向阀于中位时， 因P、T口相通，泵输 出的油液不经溢流阀 即可流回油箱，由于 直接接油箱，所以泵 的输出压力近似为零， 也称泵卸荷，减少功 率损失。 3、液压缸快进：中位 “P”型，右图所示， 当换向阀于中位时， 因P、A、B相通，故 可用作差动回路。
1 2 P A 3
A
P
（a ）
（b）
图 5-7 二位二通机动换向阀
1-滚轮 2-阀芯 3-弹簧
3．电磁换向阀
1
A
2
P
B
3
A B
A B
P
4
（a ）
（ b）
P T （b）
图 5-8 电磁换向阀（二位三通）
1-推杆 2-阀芯 3-复位弹簧 4-电磁铁
4．液动换向阀(图5-9)
AB
p O （b）
5．电液换向阀(图5-10)
3．集成块式连接：这种连接方式把几个阀用螺钉固定在一个集成块的不同侧 面上，在集成块上打孔，来沟通各阀的孔道组成回路。由于拆卸阀时不用拆 卸与它们相连的其它元件，因此这种安装连接方式应用较广。 4．叠加式连接：这种连接方式控制阀的上下面为连接接合面，各连接口分别 在这两个面上，通过螺钉将阀体叠装在一起构成回路。每个阀除其自身功能 外，还起通道作用，不用管道连接，结构紧凑，沿程压力损失小。 5．插装式连接：这种连接方式的阀没有单独的阀体，由阀芯、阀套等组成的 单元体插装在插装块的预制孔中，用连接螺纹或盖板固定，并通过插装块内 的通道把各插装式阀连通组成回路。插装块起到阀体和管路的作用，它是适 应系统集成化而发展起来的一种新型安装连接方式。
1 P1 2 P3 3 P1 P3
P2
（a）
P4 4 P2
（b）
P4
图5-3 双向液压锁
1-阀体 2-控制活塞 3-卸荷阀芯 4-锥阀
二、换向阀
换向阀是利用阀芯在阀体中的相对运动，接通、切断油路或改变液体的流动 方向，从而使执行元件启动、停止或变换运动方向。对换向阀主要性能要求是： 油路导通时，压力损失要小；油路切断时，泄漏要小;阀芯换位时，操纵力要小。 （一）分类 换向阀的用途十分广泛，种类也很多，可根据换向阀的结构、操纵方式、工 作位置和通路数分类，见表5-1。 表5-1 换向阀的分类 类 型 二位、三位、四位…… 二通、三通、四通、五通…… 手动、机动（也称行程）、气动等换向阀 电磁、液控、电液控等换向阀 滑阀式、转阀式等
B A
三位四通
P A （T）T1 ） A P B T1 P T2 T2 T B
三位四通
A
P
B
T
P A B
T
三位五通
T1 P T2
T1
A
P
B
T2
（三）操纵方式 滑阀阀芯相对阀体的移动是靠操纵力 实现的， 根据改变阀芯位置的操纵方式不 同，换向阀可分为手动、机动、电磁、液 控和电液换向阀等。其表示符号见图5-5。 换向阀的职能符号是由不同的位数、通路 及操纵方式组合而成。 1．手动换向阀（图5-6）
一、单向阀 (Check Valve)
单向阀控制液体只能向一个方向流动、反向截止或可控制的反向流动。单 向阀按其功能分为普通单向阀和液控单向阀等
1．普通单向阀 （1）工作原理（图5-1）1
2
3
1
2
3
P2
P1
P2
P1
（a）
P2 图 5-1 普通单向阀 （b） 1-弹簧 2-阀芯（锥阀或球阀） 3-阀体
第五章 液压控制阀 (Control Valves)
第压节 第二节 第三节 第三节 概述 换换液控溢 压压液控溢 溢溢液控溢
本章主要介绍液压系统四大类液压元件中的控制 元件,本章是以后学习和分析液压基本回路和系统的 重要基础。 •
1. 2.
重点：
换向阀的换向原理和滑阀机能。 先导式溢流阀的工作原理，减压阀和溢流阀的主要区别；