液压控制元件

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§3 压力控制阀
用途：
控制油液压力； 利用压力作为信号来控制执行元件和电气元件的动
作，使液压系统实现调压、稳压、减压、安全保护 和执行件顺序动作。
共同特点：
利用油液压力作用在阀芯上的推力与弹簧力平衡在不 同位置上，以控制阀口开度来实现压力控制。
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溢流阀
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液控单向阀的应用： 保持压力；实现液压缸的锁紧；大流量排油等
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换向阀
作用：利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接通、关断 或换向，实现液压执行元件的启动、停止和换向.
主要要求：
压力损失小， 泄漏小， 换向平稳、迅速可靠
工作原理
分类:
运动方式:滑阀和转阀 操作方式:手动\机动\电磁动\液动和电液动 阀芯位置:二位\三位等 通路:二通\三通\四通和五通等
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来自百度文库
液压传动系统对流量控制阀的要求：
较大的流量调节范围,且流量调节要均匀. 当阀前后压力差发生变化时,通过阀的流量变化要小,
以保证负载运动的稳定. 油温变化对通过阀的流量影响要小. 液流通过全开阀时的压力损失要小. 当阀口关闭时,阀的泄漏要小.
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电磁换向阀:电磁铁通电吸合与断电释放推动阀芯控制液 流方向.是电气与液压系统间的信号转换元件,信号由液压 设备中的按钮开关\限位开关\行程开关等电气元件发出.
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液动换向阀：阀芯由油液的压差来移动的
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液控单向阀
控制口无压力油（Pk=0）通过时,它和普通单向阀一样, 压力油只能从P1流向P2,不能反向倒流.当控制口接通控 制油压时,即可推动控制活塞1,顶开单向阀的阀芯2,使反
向截止作用得到解除,液体即可在两个方向自由通流.
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进油口
弹簧 阀芯
回油口
阻尼孔
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先导式:用刚度不太大的弹簧即可调整较高的开启压力
➢当进油口压力较低, 导阀上的液压作用力 小于弹簧5的作用力, 导阀关闭,没有溢流.
先导阀
➢进油口压力升高到 作用在导阀上的液压 力大于导阀弹簧作用 力时,导阀打开,实现溢 流.
阻尼孔
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定值输出减压阀 工作原理
➢直动式减压阀:阀不工 作时,阀芯处于最下端, 进出油口相通,即阀是常 开.
出口压力增大,阀芯上 移,关小阀口;出口压力 减小,阀芯下移,开大阀 口.使出口压力维持在调 定值上.
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弹簧 阀芯
出油口
进油口
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➢先导式减压阀:
导阀 出油口
直动式
直动 外控式
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直动式顺序阀
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先导式顺序阀
➢顺序阀与溢流阀的结构基本相似,但顺序阀的出油口 通向系统的另一压力油路,而溢流阀的出油口通油箱.
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阀的铭牌不清楚时，不用拆开，如何判断哪个是溢 流阀、减压阀和顺序阀？
第一步：认出减压阀。根据进、出油口的连通情况判断。 减压阀在静止状态时是常开的，进出油口相通；溢流阀 和顺序阀在静止状态时是常闭的。向各阀进油口注入清 洁的油液能从出油口通畅地排出大量油液的是减压阀。
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➢过载保护的溢流阀称为安全阀.
✓正常工作时,阀2关闭,不溢流, 只有系统发生故障压力升至安 全阀的调整值时,阀口才打开,使 变量泵排出的油液经阀2流回油 箱,以保证系统的安全.
性能要求:
➢定压精度高:阀流量变化时,系统压力变化要小. ➢灵敏度高:缸突然停止运动时,溢流阀要迅速开打. ➢工作平稳:无振动和噪音. ➢阀关闭时,密封好,泄漏小.
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进油口
主阀
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先导式减压阀和先导式溢流阀比较：
减压阀出口压力不变，溢流阀进口压力不变 不工作时，减压阀进出油口互通，溢流阀不通 减压阀的导阀泄油口接油箱，溢流阀出油口通油箱
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定差减压阀:使进出油口之间的压力差等于或近似于不变. ➢阀芯上的压力差 与弹簧力相平衡
p 2 A1 p1 A2 ➢由上式可见,选择阀芯的作用面积A1和A2,便可得到所 要求的压力比,且比值近似恒定.
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顺序阀：控制系统中各执行元件动作的先后顺序
内控式:用阀进油口压力控制阀芯的启闭
控制压力
分类 结构
外控式:用外来的压力油控制阀芯的启闭 直动式: 用于低压系统 先导式:用于中高压系统
偏心槽式节流口：性能与针阀 式节流口相同，但容易制造， 缺点是阀芯上的径向力不平衡， 旋转阀芯时较费力，一般用于 压力较低、流量较大和流量稳 定性要求不高的场合。
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轴向三角槽式节流口：结构简单， 水力直径中等，可得到较小的稳定 流量，且调节范围较大，但节流通 道有一定的长度，油温变化对流量 有一定的影响，目前被广泛应用。
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滑阀:
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阀芯与阀体的滑动配合间隙
当阀芯直径小于20mm时，间隙为0.007~0.015mm； 当阀芯直径大于20mm时，间隙为0.015~0.025mm。
阀芯和阀体的表面粗糙度Ra<0.16μm 阀芯体的圆度和圆锥度：
当直径小于20mm，公差为0.003mm 当直径大于20mm，公差为0.005mm
作用：对液压系统定压或进行安全保护。 用途:常用于节流调速系统中,和流量控制阀配合使用,
调节进入系统的流量,并保持系统的压力基本恒定.
➢溢流阀2并联于系统中,进入液压缸4 的流量由节流阀3调节.由于,泵1的流 量大于4所需的流量,油压升高,将溢 流阀2打开,多余的油液经阀2流回油 箱,系统压力基本保持不变.
电液换向阀：电磁滑阀和液动滑阀组合而成，电磁滑阀 起先导作用，用较小的电磁铁就能控制较大的液流。
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调节主阀芯 的移动速度
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换向阀的性能和特点 三位阀中位机能:阀芯在中间位置时各油口的连通情况. 不同的中位机能可通过改变阀芯的形状和尺寸得到.
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阀芯
只要尽量减小弹簧刚
度ks和阀口开度xR,就
可使压力差Δp近似地
保持为定值.
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节流口
进油口 (高压)
出油口 (低压)
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定比减压阀：使进、出油口压力比值维持恒定
➢阀芯力的平衡方程:
p 1A 1 ks(xcxR )p 2A 2
xc是阀口开度为xR=0
时的弹簧预压缩量 忽略弹簧刚度,则
阀芯 进油口 回油口
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减压阀
定义:使出口压力低于进口压力的控制阀. 作用:减低液压系统中某一回路的油液压力,使用一
个油源能同时提供两个或几个不同压力的输出. 应用:夹紧系统、润滑系统和控制系统. 分类:定值输出减压阀\定差减压阀\定比减压阀.
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第二步：油口多者是顺序阀，少者是溢流阀。（直动式 溢流阀有进油口P和出油口T，直动式顺序阀还有泄油口； 先导式溢流阀有进出油口和一个外控口，而且遥控口不 用时用丝堵堵死，所以从表面上看只有两个孔，而先导 式顺序阀有进出油口、泄油口和外控口各一。）
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压力继电器:将油液压力信号转换成电信号的电液控制元 件. ➢作用:根据系统压力变化,自动接通或断开电路,实现程 控制或安全保护. ➢在系统中一般是放置在紧靠执行机构的主油路旁.
电液比例压力阀、电源比例流量阀、 电液比例阀 电液比例换向阀、电流比例复合阀、
电流比例多路阀三级电液流量伺服
按控制方 式分类
伺服阀
单、两级（喷嘴挡板式、动圈式） 电液流量伺服阀、三级电液流量伺 服
数字控制阀 数字控制压力控制流量阀与方向阀
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§2 方向控制阀
方向控制阀的作用：通断油路，或者是改变油液的
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用于产生背压：将溢流阀串联在回油路上使之造 成一定的回油阻力，产生背压，使执行元件运动 平稳。
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结构：
直 动 式 : 压 力 油 直 接 作 用 在阀芯上与弹簧力等相平 衡,以控制阀芯的启闭动作. ➢由 p=Fs/AR, 溢 流 阀 是 利 用 被控压力作为信号来改变 弹簧的压缩量,从而改变阀 口的通流面积和系统的溢 流量来达到定压目的. ➢定压精度低. ➢p<2.5MPa的小流量场合.
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滑阀的液动力:稳态液动力和瞬态液动力 液压卡紧现象:主要原因是来自滑阀副几何形状误差和
同心度变化所引起的径向不平衡液压力;脏物进入缝隙; 缝隙过小,油温升高造成阀芯膨胀而卡死.
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方向阀选用
换向频繁，没有自动化要求，但要求使用安全、 可靠可选手动换向阀
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§4 流量控制阀
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液压阀。
节流阀的节流口的基本形式:薄壁小孔、细长小孔 和厚壁小孔.流量q与压差Δp的关系为:q=KAΔpm
例：
A K q pmC d q 2 p0 .6 29 2 0 2 5 0 1 3 0 0 3 1 0 56 08 .2 1 0 6m 2
流动方向，从而控制液压执行元件的启动或停止，
改变其运动方向。
普通单向阀
单向阀
液控单向阀
方向 控制阀
换向阀
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按通路分：二通、三通、四通、… 按工作位置分：二位、三位、四位、…
电磁换向阀 按控制方式分 液控换向阀
手动换向阀 按操纵方式分 机动换向阀
气动换向阀
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§2 方向控制阀
单向阀
作用:控制油液的单向流动. 性能要求:正向流动阻力损失小,反向密封性好,动 作灵敏. 普通单向阀:液流从P1流入时,克服弹簧力将阀芯 顶开,流向P2.液流反向流入时,阀芯在液压力和弹 簧力的作用下关闭阀口,使液流截止.
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转动式换向阀
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换向阀的结构
手动换向阀:利用手动杠杆来改变阀芯位置实现换向.
➢应用:适用于动作频繁,工作持续时间短的场合,操作较安 全,常用于工程机械的液压系统.
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机动换向阀(行程阀):控制运动部件的行程,借助安装在工 作台上的挡铁或凸轮使阀芯移动,控制油液流动方向,其通 常是二位的.
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细长孔
✓Δp的影响:通过薄壁小孔的 流量受到的影响最小.
✓温度的影响:对于薄壁小孔, 粘度对流量几乎没有影响.
薄壁 ✓节流口堵塞的影响:对于薄 小孔 壁小孔不易堵塞.
为保证流量稳定,节流口的形式以薄壁小孔较为理想.
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常用的节流口形式及用途
针阀式节流口：通道长，湿周 大，易堵塞，流量受油温影响 较大。一般用于对性能要求不 高的场合。
周向缝隙式节流口：性能 接近于薄壁小孔，适用于 低压小流量场合。
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轴向缝隙式节流口：与 （d）相似。
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节流元件调节流量的条件：要求有一个接受节流元件 压力信号的环节，即与节流元件并联的溢流阀或恒压 变量泵，来补偿节流元件的流量变化。
图(b)节流阀起不到调节流量的作用.液压泵输出的液压油全 部经节流阀进入液压缸.改变节流阀节流口的大小,只是改变 液流流经节流阀的压力降.节流口小,流速快;节流口大,流速 慢,而总的流量是不变的,因此液压缸的运动速度不变.
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主要用途： 选择液流方向； 区分高低压油； 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）； 泵停止供油时，保护缸中活塞的位置； 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）。 与其他控制阀并联使用。
动作要求迅速、操纵方便、远距离控制、自动 化程度高时，可选机动换向阀或电磁换向阀
流量大、换向时间需要调节，可选液动换向阀 或电液换向阀
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图示回路中，当电磁铁1YA或2YA通电时，液压 缸并不动作，这是什么原因？
中位机能是M型的，液压泵 启动后经阀的中位卸荷，其输 出油压为零或很低，所以尽管 1YA或2YA通电，但由该泵所 提供的控制油压却推不动主 阀——液压阀的阀芯，故电液 换向阀不能移动、切换，因此 液压缸不功。