液压传动第6章

中位机能
（5）若系统对起动平稳性要求较高时： 应选用油口A、B都不通O口的形式，如O、P、
M型。这时液压缸某一腔的油液在起动时能起到 缓冲作用，因而可保证起动的平稳性； （6）当系统要求执行元件能浮动时：
应选用油口A、B相连通的形式，如H型。可 通过某些机械装置按需要改变执行元件的位置； （7）当要求执行元件能在任意位置上停留
选用A、B油口都与P口相通的形式(差动连接 式液压缸除外)，如P型。这时液压缸左右两腔作 用力相等，液压缸不动。
1.滑阀式换向阀的操纵方式
手动换向阀 图6-12 所示为手动换向阀 及其图形符号。
手动换向阀分解图
机动换向阀
图6-13所示为机动换向 阀及其图形符号，它依 靠挡铁或凸轮来压迫阀 心移动，从而实现液流 通、断或改变流向。
（4）方框外部连接的接口数有几个，就表示 几“通”；
（5）通常，阀与系统连接的进口用字母P表示；阀与系统 连接的出口用字母O（有时用T）表示；而阀与执行元件连 接的通路用字母A、B等表示；必要时在图形符号上用L表 示泄漏口；
（6）换向阀都有两个或两个以上的工作位置。阀芯未受 到操纵力时所处的位置为换向阀的常态位，三位阀的中位 是常态位。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，通路一般应连接 在换向阀的常态位上。
滑阀式换向阀的主体结构和图形符号
名称 二位二通
结构原理图 图形符号
二位三通
二位四通
二位五通
名称 三位四通
结构原理图 图形符号
三位五通
图形符号含义
（1）用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几 “位”； （2）方框内的箭头表示通路处于接通状态，但箭头方向 不一定表示流体的实际方向； （3）方框内符号“ ┻”或“┳ ”表示该通路不通；
第三节 方向控制阀
一、单向阀
（一）普通单向阀 • 普通单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动，
不许它反向倒流。P1流向P2
单向阀
单向阀
板式连接
管式连接
单向阀
单向阀的性能参数主要有： 正向最小开启压力 开启压力：Pk=0、04—0、1MPa 做背压阀：Pk=0.2—0.6 MPa 正向流动时的压力损失 反向泄漏量
中位机能
（1）当系统有保压要求时： ①选用油口P是封闭式的中位机能，如O、Y型。
这时一个液压泵可用于多缸的液压系统。 ②选用油口P和油口O接通但不畅通的形式，
如X型。 系统能保持一定压力，可供压力要求小的控
制油路使用； （2）当系统有卸荷要求时：
应选用油口P与O畅通的形式。如H、K、M型。 这时液压泵可卸荷；
这些参数都和阀的结构和制造质量有关
单向阀安装在泵的出口，防止系统压力冲击对泵的 影响，还可在泵不工作时防止系统油液经泵倒流回 油箱。
（二）液控单向阀
• 图6-9所示为普通型外泄式单向阀。
• 液控单向阀在系统中主 要用途有：
对液压缸进行锁闭。 作立式液压缸的支承阀。 某些情况下起保压作用。 控制口K无压力时，其 功能与普通单向阀相同。 控制口K有压力时，单 向阀芯被小活塞强制顶 开，允许液流反向流动， 即 P1口液。流可以由P2口流向
4）换向时间与 分别是 从收到信号到阀芯换向终止的时 复位时间： 间和从信号消失到阀芯复位终止的时间。
5）使用寿命：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
三、多路换向阀
• 图6-21所示为多路换向阀的基本油路形式。
多路换向阀
第四节 压力控制阀
一、溢流阀
（一）功用和要求 ➢ 溢流阀是通过阀口的溢流，使被控制系统或回路的
换向阀的分类
按阀芯结构分类 按阀芯工作位置分
类
滑阀式、球阀式、转阀式、锥阀式、截止 式
二位、三位、四位、多位
按通路分类
二通、三通、四通、五通、多通
按操纵方式分类 手动、机动、液动、气动、电磁动、电液 动
（二）换向阀的结构形式
• 换向阀按阀心形状分类，主要有滑阀式和转阀 式两种。
图6-11所示为滑阀式换向阀的工作原理。
第六章 液 压 阀
第一节 概 述 第二节 液压阀上的共性问题 第三节 方向控制阀 第四节 压力控制阀
第五节 流量控制阀 第六节 电液伺服阀 第七节 电液比例阀 第八节 电液数字阀 第九节 叠加阀和插装阀
第一节 概 述
一、液压阀的作用
➢ 对液压系统中油液的流动方向、油液压力、 液流流量进行调节和控制的装置，称为液压 控制阀（简称阀）。
机动换向阀（行程阀）
特征：利用挡铁或凸轮使阀芯运动以控制流向 分类：常为二位阀，有二位、二通、三通、四通
电磁换向阀 图6-14和 图6-15所示为电磁换 向阀的结构及图形符 号。
电磁换向阀借助 于电磁铁吸力推 动阀心动作来改 变液流流向。
液动换向阀 液动换向阀是利用控制油路的压力 油来改变阀心位置的换向阀。
（二）工作原理和结构 • 直动式：图6-23所示为直动式滑阀型溢流阀的
工作原理。
p < pc ,阀口不开； p > pc ,溢流。 p — 进口油压 pc — 溢流阀的开启压力
动画演示
直动式溢流阀结构特点
. 转动调节手柄，可调节弹簧预紧力， 从而调节溢流阀的开启压力。
. 阀芯上的阻尼孔对阀芯的运动形成阻 尼，可避免阀芯振动，提高阀工作平稳性。
中位机能
（3）当系统对换向精度要求较高时： 应选用工作油口A、B都封闭的形式，如O、M
型。这时液压缸的换向精度高，但换向过程中易 产生液压冲击，换向平稳性差； （4）当系统对换向平稳性要求较高时：
应选用A口、B口都接通O口的形式，如Y型。 这时换向平稳性好，冲击小。但换向过程中执行 元件不易迅速制动，换向精度低；
（二）瞬态液动力
瞬态液动力是滑阀在移动过程中（即开口大小 发生变化时）阀腔中液流因加速或减速而作用 在阀心上的力。
图6-3所示为阀心移动时出现瞬态液动力的情 况。
二、卡紧力
引起液压卡紧的主要原因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，即 液压卡紧力。
减小液压卡紧力的措施
提高阀的加工和装配精度，避免出现偏心。 在阀芯肩上开出平衡径向力的均压槽。 使阀芯或阀套在轴向或圆周方向上产生高频小振
幅的振动或摆动。 精细过滤油液。
三、阀的泄漏特性
滑阀用于压力阀或方向阀时，压 力油通过径向缝隙泄漏量的大小， 是阀的性能指标之一。
滑阀用于伺服阀时，实际的和理 论的滑阀零开口特性之间的差别， 也取决于泄漏特性。
第三节 方向控制阀
用于控制液压系统中油液的流动方 向和液流通路的启闭，从而控制执 行元件的运动方向与启动、停止等 功能的液压阀。简称“方向阀”。
➢ 用先导式溢流阀对系统实现远程调压或使系统 卸荷。
1. 作安全阀（常闭） 作用：防止系统过载。
2.作溢流阀（常开） 作用：保持系统压力恒定
3. 卸荷或远程调压
• 卸荷
远程调压
4. 作背压阀 放在系统回油路上，产生一定的回油
阻力，改善执行元件的运动平稳性。
二、减压阀
（一）功用和要求 （二）工作原理和结构 （三）性能 （四）应用
4.主要性能
工作可靠性 压力损失
内泄漏量 换向和复位时间 换向频率 使用寿命
换向阀的主要性能 1）工作可靠: 换向阀能否可靠地换向和可靠复位。 2）压力损失：由于阀工作时的开口较小，故流体流过阀 口时会产生较大的压力损失。 3）内泄量： 当换向阀在各个不同的工作位置时，在规 定的工作压力下，从高压腔漏到低压腔的 泄露量称为内泄量。
主阀：圆柱阀芯 先导阀：锥形阀芯
阀体
主阀弹簧
主阀芯 主阀座
进油口 P
出油口 O
动画演示
P PC
不溢流
P PC
溢流
阀体上的远程控制口K可以另接先导溢流阀进 行远程调压
溢流阀的主要性能参数
(1)基本参数：
额定压力：指额定工况时的压力，—般指额定工况下的最大 工作压力。
额定流量：指额定工况时的流量，一般指在压力损失值限定 条件下所能通过的流量。
溢流阀的主要性能参数（续）
开启特性：指溢流阀从关闭逐渐开启时，流经阀的流量和与 之对应的进口压力之间的关系。开启特性一般用 开启率来衡量，开启率即开启压力与调定压力的 百分比。
闭合特性：指溢流阀从开启逐渐关闭时，流经阀的流量和与 之对应的进口压力之间的关系。闭合特性一般用 闭合率来衡量，闭合率即闭合压力与调定压力的 百分比。
可调的阀
三、对液压阀的基本要求
➢动作灵敏，使用可靠，工作时冲击 和振动小。
➢油液流过时压力损失小。 ➢密封性能好。 ➢结构紧凑，安装、调整、使用、维
护方便，通用性大。
第二节 液压阀上的共性问题
一、液 动 力
（一）稳态液动力 ➢ 稳态液动力是阀心移 动完毕，开口固定之 后，液流流过阀口时 因动量变化而作用在 阀心上的力。图6-1所 示为油液流过阀口的 两种情况。
(2)稳态性能参数：
调压范围：指在通过额定流量时，调压手轮从全开至全关状态 下、溢流阀进油口的压力变化范围。
卸荷压力：指在调定压力下，通过额定流量时，使溢流阀遥控 口接油箱，即溢流阀处于卸荷状态时进、回油口的 压差。该值与通道阻力和主阀弹簧预紧力有关，对 直动式溢流阀则不存在卸荷压力。
压力损失：指在调压手轮处于全松位置，溢流阀通过额定流量 时，进、回油口的压差。
➢ 液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方 向或调节其压力和流量的，因此它可以分为 方向阀、压力阀和流量阀三大类。
➢ 压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控 制着系统的压力和流量，而方向阀则利用流 道的更换控制着油液的流动方向。
二、液压阀的分类
➢ 按机能分类：压力控制阀、流量控制阀、方向控制 阀
➢ 按结构分类：滑阀、座阀、射流管阀、喷嘴挡板阀 ➢ 按操纵方法分类：手动阀、机/液/气动阀、电动阀 ➢ 按连接方式分类：管式连接、板式/叠加式连接 ➢ 按控制方法分类：比例阀、伺服阀、数字控制阀 ➢ 按输出参数可调节性分类：开关控制阀、输出参数
压力维持恒定，实现稳压、调压或限压作用。
➢ 如用在由定量泵构成的液压源中，用以调节泵的出 口压力，保持该压力恒定。
➢ 如用作安全阀，当系统正常工作时，溢流阀处于关 闭状态，仅在系统压力大于其调定压力时才开启溢 流，对系统起过载保护作用。
➢ 对溢流阀的主要要求是：调压范围大，调压偏差小， 压力振摆小，动作灵敏，过流能力大，噪声小。
二、 减压阀
作用：减低系统压力，并有稳压作用。
特点：出口压力控制阀芯动作，
有单独泄油口
工作原理：节流口产生压降Δp p2 = p1 -Δp ， p1一定，Δp ↑ ， p2↓。
● p1< ps ,处于非工作状态，
不起减压作用；
● p1 > ps ,减压、稳压。
动画演示
稳压原理
稳态压力-流量特性：即启闭特性，它是开启特性和闭合特性 之总合。
最小稳定流量：一般规定为额定流量的15％。
（三）静态特性
（四）应用
➢ 作溢流阀，溢流阀有溢流时，可维持阀进口亦 即系统压力恒定。
➢ 作安全阀，系统超载时，溢流阀才打开，对系 统起过载保护作用，而平时溢流阀是关闭的。
➢ 作背压阀，溢流阀（一般为直动式的）装在系 统的回油路上，产生一定的回油阻力，以改善 执行元件的运动平稳性。
随着工作压力的提高，直动式溢流阀上的弹簧力 要增加，弹簧刚度要相应增大，这使溢流Fra Baidu bibliotek变化时溢 流压力的波动加大，所以直动式溢流阀只宜用在低压 系统。
直动式溢流阀是作用在阀芯上的主油路液压力与调 压弹簧力直接相平衡的溢流阀。
溢流阀
• 先导式：图6-25所示为先导控制式溢流阀的工 作原理。
调节螺钉 阀盖 调压弹簧 锥阀芯 阀座 遥控口K
二、换向阀
借助于阀芯与阀体间的相对运动来改变阀体 上各个油口之间通断关系的阀。
（一）对换向阀的主要要求
• 换向阀应满足： 流体流经阀时的压力损失要小。 互不相通的通口间的泄漏要小。 换向要平稳、迅速且可靠。
换向阀职能符号
换向阀的“通”和“位” 换向阀的“通”：是指阀体上与外部连通的油口数目， 即有几个油口就叫几通阀； 换向阀的“位”：是指阀芯与阀体可能的相对位置， 有几个位置就叫做几位阀。
图6-16所示为三位四通液动换向阀及图形符号。
电液换向阀 图6-17所示为电液换向阀的结构 原理及其图形符号。
2.滑阀机能 换向阀处于常态位置时，阀中各油口的连通方式，对 三位阀即中间位置各油口的连通方式， 所以称中位 机能。 工作位置机能 过渡位置机能
3.电磁球阀
电磁球阀是一种 以电磁铁的推力 为驱动力推动钢 球来实现油路通 断的电磁换向阀。