液压阀

一、单向阀
1、普通单向阀 单向阀是一种只允许油液正向流动，不允许倒流的阀,故又称 为逆止阀或止回阀。按进油方向有直通式和直角式两种。
工作原理 当液流从进油口A流入时，油液压力克服弹簧阻力以及阀体 与阀芯之间的摩擦力，顶开阀芯，从出油口B流出。油流反向时, 压力使阀芯压紧在阀座上，油液不能倒流。 B B
三位四通手动换向阀
手动换向阀主 要有弹簧复位
和钢珠定位两
种型式。 图 (a)所示为
钢球定位式三
位四通手动换 向阀。 图 (b)则为弹 簧自动复位式 三位四通手动 换向阀。
钢珠定位方式
2、机动换向阀（行程阀） 动作原理 ▲在液压缸驱动工作部件的过程中，装在 工作部件上的挡块移动到预定位置时就压 下阀芯，使阀换位。 ▲靠弹簧实现复位。
1
2
(3) 用单向阀产生背压
在右图中，高压油进入缸
的无杆腔，活塞右行，有杆腔 中的低压油经单向阀后回油箱。 pb
单向阀有一定压力降，故在单
向阀上游总保持一定压力，此 压力也就是有杆腔中的压力， 叫做背压，其数值不高一般约 为0.5MPa。在缸的回油路上保 持一定背压，可防止活塞的冲 击，使活塞运动平稳。此种用 途的单向阀也叫背压阀。 背 压 阀
阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封性 能要好。
所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外干扰时变化 量要小。 结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性要好。
6.2
方向控制阀
• 方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向。它包括单 向阀和换向阀。 – 单向阀有普通单向阀和液控单向阀。 – 换向阀按操作阀芯运动的方式可分为手动、机动、电 磁动、液动、电液动等。
（一）溢流阀的基本结构及其工作原理
1、直动式溢流阀
工作原理：
直接利用液压力与弹簧力相平衡， 以控制阀芯的启闭动作，从而保 证进油口压力基本恒定。
直动溢流阀
先导溢流阀
锥芯式溢流阀
工作原理
潘存云教授研制
▲进油口P压力较低于时，锥阀芯被弹簧压 住而关闭； ▲进油口P压力高于弹簧压力时，锥阀芯被推开， 油液将被排入油箱； ▲拧动调整螺钉可以改变弹簧的变形量， 从而改变溢流压力。
B
K
A
(5) 用两个液控单向阀使液压缸 双向闭锁
将高压管A中的压力作为控制压 力加在液控单向阀2的控制口上，液 1 2 控单向阀2也构成通路。此时高压油 自A管进入缸，活塞右行，低压油自 B管排出，缸的工作和不加液控单向 阀时相同。同理，若B管为高压，A 管为低压时，则活塞左行。若A、B 管均不通油时，液控单向阀的控制 A B 口均无压力，阀1和阀2均闭锁。这 样，利用两个液控单向阀，既不影响缸的正常动作，又可 完成缸的双向闭锁。锁紧缸的办法虽有多种，用液控单向 阀的方法是最可靠的一种。
电液动换向阀
换向阀的性能
• 换向可靠性：换向信号发出后阀芯能灵敏地移到工作位置； 换向信号撤 除后阀芯能自动复位。同一通径的电磁阀，机能不同，可靠换向的压力 流量范围不同，一般用工作极限曲线表示。 • 压力损失：包括阀口压力损失和流道压力损失。换向阀的压力损失除与 通流量有关，还与阀的机能、阀口流动方向有关，一般不超过1MPa。 • 内泄漏量：滑阀式换向阀为环形间隙密封，工作压力越高， 内泄漏越大。 泄漏不仅带来功率损失，而且引起油液发热。因此阀芯与阀体要同心， 并要有足够的封油长度。 • 换向平稳性：就是要求换向时压力 冲击要小。手动换向阀和电液换向阀 可以控制换向时间来减小换向冲击。 • 换向时间和换向频率：交流电磁铁的换向时间约为0.03~0.15s，直流电 磁铁的换向时间约为0.1~0.3s；换行频率为60~240次/min。
潘存云教授研制
潘存云教授研制
A
A
A
B
2、液控单向阀的组成 液控单向阀是一种通入控制压力油后即允许油液双向流动的 单向阀。它由单向阀和液控装置组成。 液控单向阀的工作原理 潘存云教授研制 当控制口X未通压力油时，作用与普通 单向阀相同。正向流通，反向截止。 当控制口X通入控制压力油后，控制活 X A B 塞把单向阀的锥形阀芯顶离阀座。油液正反 向均可以流动。
G
(4) 用液控单向阀使立式缸活塞悬浮 在右图中，通过液控单 向阀往立式缸的下腔供油， 活塞上行。停止供油时，因 有液控单向阀，活塞靠自重 不能下行，于是可在任一位 臵悬浮。将液控单向阀的控 制口加压后，活塞即可靠自 重下行。 若此立式缸下行为 工作行程，可同时往缸的上 腔和液控单向阀的控制口加 压，则活塞下行，完成工作 行程。(单向锁紧)
单向阀的工作原理
单向阀的工作原理
二、换向阀
换向阀的工作原理
如下图，换向阀阀体2上开有4个通油口 P、A、B、T。换向阀的 通油口永远用固定的字母表示，它所表示的意义如下：
P—压力油口； A、B—工作油口； T——回油口。 A
A
B
B
P
T
T
P
AB PT
A
B
T A
AB
P A B B
P
PT
T
T
P
AB
第6章
液压控制阀
6.1
概述
一、液压阀的基本结构与原理
液压控制阀作用：在液压系统中被用来控制液流的压力、 流量和方向，保证执行元件按照要求进行工作。属控制元 件。 液压阀基本结构：包括阀芯、阀体和操纵部件等。
液压阀基本工作原理：利用阀芯在阀体内作相对运动来 控制阀口的通断及阀口的大小，实现压力、流量和方向的 控制。流经阀口的流量Q 与阀口前后压力差Δp 和阀口面 积 A 有关，始终满足小孔流量公式。
2、根据结构形式分类
滑阀：Q＝ CdπD x（2Δp/ρ）1/2
锥阀：Q＝ Cdπd x sinα(2Δp/ρ）1/2
球阀：Q ＝ Cdπd h0（x/R）（2Δp/ρ）1/2
3 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，来控制液流 的压力、流量、方向的阀类，可直接与计算机接口，不需要 D/A转换器。
PT
A
B
T
P
图形符号的含义如下：
• 用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示
有几“位”不一定表示液流的实际方向
• 方框内符号“┻”或“┳”表示该通路不通
• 方框外部连接的接口数有几个，就表示几“通”
图形符号的含义如下：
• 一般，阀与系统供油路连接的进油口用字母P表示；阀
潘存云教授研制
B P A A B
T
P T
4、液动换向阀
液动换向阀是利用控制压力油来改变阀芯位置的换向阀。 对三位阀而言，按阀芯的对中形式，分为弹簧对中型和液压
对中型两种。
图6-10 液动换向阀结构（弹簧对中型） (a) 结构原理图；(b) 图形符号。
5、电液换向阀
由电磁阀和液动阀结合在一起构成的一种组合式换向阀。电 磁阀起先导控制作用（称先导阀），液动阀控制主油路换向。 动作原理 ▲常态时先导阀和液动阀处在中位，控制油路和主油路皆不进油； ▲左端电磁铁通电时，先导阀处在左位，控制油流入主阀芯左腔， 操纵主阀芯换向，主阀切换到左位工作；
油路：ＰB，AＴ ▲左端电磁铁断电， 右端电磁铁通电时， 实现主油路油口交 换。 油路为：Ｐ
A，BＴ
潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制
T
A
P
B
T
图6-11 电液动换向阀结构（弹簧对中型） (a) 结构原理图；(b) 详细图形符号；(c) 简化图形符号。 1—主阀阀芯；2、5—单向阀；3、4—节流阀；6、8—电磁铁；7—导阀阀芯。
二、 液压控制阀的分类 1、 根据用途不同分类
压力控制阀 用来控制和调节液压系统液流压力的阀类，如溢流 阀、减压阀、顺序阀等。 流量控制阀 用来控制和调节液压系统液流流量的阀类，如节流 阀、调速阀、分流集流阀、比例流量阀等。 方向控制阀 用来控制和改变液压系统液流方向的阀类，如单向 阀、液控单向阀、换向阀等。
5
(2)用单向阀将两个泵隔断 在下图中，1是低压大流量泵，2是高压小流量泵。低 压时两个泵排出的油合流，共同向系统供油。高压时，单 向阀的反向压力为高压，单向阀关闭，泵2排出的高压油 经过虚线表示的控制油路将阀3打开，使泵1排出的油经阀 3回油箱，由高压泵2单独往系统供油，其压力决定于阀4。 这样，单向阀将两个压力不同的泵隔断，不互相影响。 3 4
T
P
锥芯式溢流阀
滑阀式直动溢流阀
结构原理：5是调压手柄，7是调 压弹簧，3是阀芯，阀体2上阻尼 孔1的作用是对阀芯的运动产生 阻尼，以提高阀芯的稳定性。P 为进油口（液压泵出口的分支管 路接口），T为回油箱接口。
、
图6-21
滑阀式直动溢流阀工作原理图
(1)当pA kx0时，阀口关闭，处于非工作（非溢流）状态；
要使油液反向流动，则控制压力必须 高于系统工作压力，这会影响阀的工作可 靠性，可采取以下措施予以解决。 1）若B口进油压力很高，可采用先导阀预 先卸压。 X
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YA A
BB
2）若A口油压高，可采用外泄口回油降低背压。
普通单向阀和 液控单向阀的应用
（1）用单向阀 将系统和泵隔断 图中，用单向阀 5将系统和泵隔 断，泵开机时泵 排出的油可经单 向阀5进入系统; 泵停机时，单向 阀5可阻止系统 中的油倒流。 1 4 2 3
T1 A P B T2
滑阀的中位机能
• 中位机能：在非控制 状态时，中间位置所 表示的阀的内部油路 连通方式。 • 滑阀机能的应用： 使泵卸载的有H、K、M 型；使执行元件停止 的有O、M型；使执行 元件浮动的有H、Y型； 使液压缸实现差动的 有P型。
换向阀操纵方式
换向阀的操纵方式
1、手动换向阀 弹簧复位方式
名
称
结构原理图
潘存云教授研制
符
号
A
二位二通
P
A P AB
二位三通
潘存云教授研制
A
P B
P
AB
二位四通
潘存云教授研制
PT A P B T
AB
三位四通
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PT A P B T
名
称
结构原理图
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符
号
AB
T1 P T2
二位五通
T1 A P B T2
潘存云教授研制
AB T1 P T2
三位五通
6.3
压力控制阀
压力控制阀: 以液压力与弹簧力相平衡而进行压力控制的 元件。 作用：（1）用来控制液流压力,以满足执行元件所要求的 力和转矩； （2）利用压力变化作为信号来控制其它元件动作。 按其功能和用途不同可分为：溢流阀、减压阀、顺序阀、 压力继电器。
一、溢流阀
类型： 直动式、先导式 作用： （1）在不断溢流过程中保持系统压力恒定，起稳压和溢流 作用（py=p系统，阀口常开）； （2）防止液压系统过载，起安全保护作用（py=1.1～ 1.2pmax，阀口常闭）。
挡块
挡块
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图6-8 二位二通机动换向阀结构 (a) 结构图；(b) 图形符号。 1—滚轮；2—顶杆；3—阀芯；4—弹簧。
T
B
P
A
T
3、电磁换向阀
组成：阀体、弹簧、弹簧座、阀芯、线圈、衔铁、壳体、插头组件 动作原理 ▲右端电磁铁通电吸合时，衔铁通过推杆将阀芯推到左端，处于 右位工作状态； ▲左端电磁铁通电吸合时，衔铁通过推杆将阀芯推到右端，处于 左位工作状态；
(2)当pA=kx0时，阀处于临界状态；
(3)当pA>kx0时，阀芯升起，P与T导通。
pA k ( x0 x) Fg Fbs Ff
与系统回油路连通的回油口用T(有时用O)表示；而阀
与执行元件连接的油口用A、B等表示。有时在图形符 号上用 L 表示泄漏油口。
• 换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个为
常态位，即阀芯未受到操纵力时所处的位置，图形符 号中的中位是三位阀的常态位。利用弹簧复位的二位 阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位。绘 制系统图时，油路一般应连接在换向阀的常态位上。
4、根据安装连接形式不同分类
1、管式连接： 阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接。安装方便。
2、板式连接 阀体进出口通过连接板与油管连接。便于集成。
3、插装式 将阀芯、阀套组成的组件插入专门设计的阀块内实 现不同功能。结构紧凑。
4、叠加式 是板式连接阀的一种发展形式。
三、对液压阀的基本要求
动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小。