第五章液压控制阀2

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P2 P1 P2 P1
P2
P1 (a) (b) A P1 P1 P2 P2
a
(c)
A 向放大
b
(d)
图5-17
(e)
三、结构与工作原理
图5-18所示为一种典型的节流阀结构图。
1 2 3
2 3
4 P2 P1 P2 5 6 7 P1
1
4
(b)
P1
(a)
P2
图 5-19
图5-18
四、节流阀流量特性

上式表明,刚度越大,流量的稳定性越好。
六、影响流量稳定性的因素
p 1 m T KAm
流量稳定性与节流口前后压差、油温及节流口形状等因素密切相关 1.压差Δp对流量稳定性的影响 当节流开口A一定时,Δp越大,刚 度越大,但提高Δp会增大压力损失。 2.温度对流量稳定性的影响 油温的变化引起油液粘度的变化,从 而对流量发生影响。这在细长孔式阀口上是十分明显的。而对锐边 或薄壁孔口来说,当雷诺数Re大于临界值时,流量系数不受油温影 响;但当压差小,通流面积小时,流量系数与雷诺数Re有关,流量 要受到油温变化的影响。因而阀口应采用锐边或薄壁孔口为好。 3. 节流口形状对流量稳定性的影响 m 越小,刚度越大。 4. 节流开口A 对流量稳定性的影响 当阀口压差Δp一定,阀口面积 调小到一定值时,流量将出现时断时续现象;进一步调小,则可能 断流,这种现象称为节流阀的阻塞。每个节流阀都有一个能正常工 作的最小稳定流量,其值一般在0.5 L/min左右。 结论: 常采用锐边或薄壁孔口作节流孔口,因为: 1) 受温度影响较小;2) m=0.5,最小。
表5-2 滑阀式换向阀主体部分的结构型式 名 称 结 构 原 理 图 图 形 符 号
A
使 用 场 合 控制油路的接通与切 断(相当于一个开关)
二位 二通阀
A P P AB
二位 三通阀
A P B P A B
控制液流方向(从一 个方向变换成另一个方向 ) 不能使执 行元件在任 一位置上停 止运动 控 制 执 行 元 件 换 向 能使执行 元件在任一 位置上停止 运动 不能使执 行元件在任 一位置上停 止运动 能使执行 元件在任一 位置上停止 运动

K
P1 K (d)

K
(a)
图5-30
(b)
5.4.2 换向阀
换向阀是利用阀芯相对阀体位置的不同,来控制各 油路的通断或改变液流的方向。一般以下述方法分类。 按结构:滑阀、转阀、球阀和锥阀式; 按操纵方式:手动、机动、电磁、液动、气动和电液 动; 工作位置和油口数:几位几通; 按阀芯定位:钢球定位、弹簧复位、弹簧对中。
一、调速阀的结构及工作原理
如图5-21所示,调速阀是采用了压力补偿的节流阀,它由定差减 压阀和节流阀串联而成。
v p3
q a b c f
节流阀
F
P1
P2
p2
A
xR
pm
差压式 减压阀
(b) d e
p1
P1
P2来自百度文库
(c) (a)
图 5-21
5.3.3 溢流节流阀
溢流节流阀是由定差溢 流阀与节流阀并联而成。当 负载压力变化时,由于定差 溢流阀的补偿作用使节流阀 两端压差保持恒定,从而使 通过节流阀的流量仅与其通 流面积成正比,而与负载压 力无关。图5-24为溢流节流 阀工作原理图。
1.
2.
与定量泵、溢流阀组 成节流调速回路。 泵的部分油液经溢流 阀回油箱,泵的出口 压力由溢流阀调定。 进入油缸无杆腔的油 液流量由节流阀调定, 其稳定性受负载影响。
节流阀的应用2
1.
2.
起负载阻尼。 顺序阀起平衡作用, 防止液压缸活塞的加 速下落。 节流阀起阻尼作用, 控制顺序阀的启闭, 使顺序阀关闭滞后。
5.3 流量控制阀
流量控制阀是通过改变可变节流口的通流面积,使 液流流动时的局部阻力发生改变,实现对流量的控制, 从而调节执行元件(液压缸或液压马达)运动速度的阀 类。流量阀包括: 节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀等。
5.3.1 节流阀
节流阀是一种最简单又最基本的流量控制阀。它是借助于控制 机构使阀芯相对于阀体孔运动,以改变阀口的过流面积从而调节输 出流量的阀类。
(a)
(b)
图5-25
(c)
§5.4 方向控制阀
方向控制阀是用来使液压系统中的油路通断或改变 油液的流动方向,从而控制液压执行元件的起动或停止, 改变其运动方向的阀类。 它包括单向阀、换向阀、压力表开关等。
5.4.1 单向阀
单向阀包括普通单向阀和液控单向阀两类。
一、普通单向阀(简称单向阀) 1. 功能:单向阀又称止回阀,它是一种只允许液流沿一个方向通
二、液控单向阀
液控单向阀是在普通单向阀的基础上多了一个控制口, 当控制口空接时,该阀相当于一个普通单向阀;若控制口接 压力油,则油液可双向流动。 液控单向阀有不带卸荷阀芯的简式液控单向阀和带卸荷 阀芯的卸载式液控单向阀两种结构形式,如图5-30所示。
P2 K

P2 P1 P2 P1 (c) P1 L P2
2、滑阀机能
三位四通和三位五通换向阀,滑阀在中位时各油口的连通方 式称为滑阀机能(也称中位机能)。不同的滑阀机能可满足系统 的不同要求。表5-3中列出了三位阀常用的十种滑阀机能,而其 左位和右位各油口的连通方式均为直通或交叉相通,所以只用一 个字母来表示中位的型式。不同的滑阀机能,是在阀体尺寸不变 的情况下,通过改变阀芯的台肩结构、轴向尺寸以及阀芯上径向 通孔的个数得到的。 三位换向阀除了在中间位置时有各种滑阀机能外,有时也把 阀芯在其一端位置时的油口连通状况设计成特殊机能,这时分别 用第一个字母、第二个字母和第三个字母表示中位、右位和左位 的滑阀机能,如图5-31所示。 另外,当对换向阀从一个工位过渡到另一个工位的各油口间 通断关系也有要求时,还规定和设计了过渡机能。这种过渡机能 被画在各工位通路符号之间,并用虚线与之隔开。
P2
P1
P2
P1
P2
P1 (c) P2
(a)
(b)
直通式单向阀
P1 (d)
图5-28
P1
图 5-29
P2
直角式单向阀 (板式单向阀)
3. 普通单向阀的应用: 1)阻隔油路—如单向阀常被安装在泵的出口,一方 面防止系统的压力冲击影响泵的正常工作,另一方面 在泵不工作时防止系统的油液倒流经泵回油箱。为减 少压力损失,单向阀的弹簧刚度很小,开启压力一般 为0.03~0.05 MPa ; 2)但若置于回油路作背压阀使用时,则应换成较大 刚度的弹簧,开启压力一般为0.3~0.5 MPa 。 3)与其它阀组成合成阀,如单向顺序阀、单向节流 阀等。
二位 四通阀
A P B T PT AB
三位 四通阀
A P B T PT AB
执行元 件正反向 运动时回 油方式相 同
二位 五通阀
T1 A P B T 2 T1 P T2 AB
三位 五通阀
T1 A P B T2 T1 P T2
执行元 件正反向 运动时可 以得到不 同的回油 方式
表5-2中图形符号的含义如下: 1)用方框表示阀的工作位置,有几个方框就表示几“位”。 2)一个方框上与外部相连接的主油口数有几个,就表示几“通”。 3)用方框内的箭头表示该位置上油路处于接通状态,但箭头方向 不一定表示液流的实际流向。 4)方框内的符号“┬”或“┴”表示此通路被阀芯封闭,即不通。 5)通常换向阀与系统供油路连接的油口用P表示,与回油路连接 的回油口用T表示,而与执行元件相连接的工作油口用字母A、B 表示。 6)换向阀都有二个或二个以上的工作位置,其中一个为常态位, 即阀芯未受到操纵力作用时所处的位置。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。绘制液压系统图时,油路一般应连接在换 向阀的常态位上。
七、节流阀的应用
节流阀常与定量泵、溢流阀一起组成节流调速回路。若执行元 件的负载不变,则节流阀前后压力差一定,通过改变节流阀的开口 面积,可调节流经节流阀的流量(即进入执行元件的流量),从而 调节执行元件的运动速度。此外,在液压系统中,节流阀还可起到 负载阻力以及压力缓冲等作用。
节流阀的应用1



当小孔的长径比 时,可以看作是细长孔。当油液通过细长 孔时多为层流,其流量特性公式为 d 4 p q 128l 根据实验,通过节流口的流量可用下列通式表示:
l 4 d

q KAp
m
q KAp m 的说明 对公式
K-节流系数,由节流口形状、流体状态、流体性质决定。
对薄壁孔口, K Cd 2 / ,其中Cd 为流量系数; 对细长孔, d 2 /(32L) ,由于该式中存在油液粘度,所以细 K 长孔流量受温度影响。
一、滑阀式换向阀
1、滑阀式换向阀的结构主体及工作原理

结构主体:滑阀阀芯+阀体 台肩:阀芯与阀体孔配合处。 沉割槽:阀体孔内沟通油液的环形。 油口:阀体在沉割槽处有对外连接的油口.
滑阀命名
滑阀阀芯相对阀体的不同的稳定工作位置,称为
“位”。 阀体分布的主油口,称为“通”,不包括控制油口 和泄漏油口。 存在X个稳定工作位置和Y个主油口的滑阀式换向阀, 称为X 位Y通换向阀。
无论那一种流量控制阀,内部一定有节流阀的构造,因此节流阀 可说是最基本的流量控制阀了。 节流阀的节流口形式可归纳为三种基本形式:薄壁孔口、细长孔、 与介于两者之间的节流孔。 l 液流流经薄壁(或锐边)小孔(当小孔的长径比 d 0.5 时, 可以看作是薄壁小孔)的流量特性公式为
q Cd A 2p
节流阀的应用3
1. 2.
3.
阻尼缓冲 节流阀置于压力表前。 阻尼作用强,可以缓冲 系统的压力冲击。 保护压力表。
节流阀的应用4

作背压阀
q1
A1
A2
V F AT py q2 p0=0
p1 p2
pp
qy
7.14回油节流调速
5.3.2
调速阀
由于工作负载的变化很难避免,为了改善调速系 统的性能,通常是对节流阀进行压力补偿。补偿的方 法之一是将定差减压阀与节流阀串联起来组合成调速 阀,另一种是将溢流阀与节流阀并联起来组合成溢流 节流阀。这两种压力补偿方式是利用流量的变化引起 油路压力的变化,通过阀芯的负反馈作用,来自动调 节节流阀口两端的压力差,使其基本保持不变。 油温的变化也必然会引起油液粘度的变化,从而 导致通过节流阀的流量发生改变,为了减小温度的变 化对流量的影响,出现了温度补偿调速阀。
一、节流阀分类
功用:单向节流阀、精密节流阀、节流截止阀等; 节流口形式:针式、沉割槽式、偏心槽式、锥阀式、三角槽式、薄
刃式; 调节功能:简式和可调式。 1.简式:阀芯没有采用平衡措施,高压下调节困难,须在无压或低压 下调节。 2.可调式:阀芯采用平衡措施,可任何工况调节。
二、常用节流口的形式与特征
过,而反向液流被截止的方向阀。
2. 分类:
按进出口流道分为:直通式和直角式单向阀。 直通式:进出口流道在同一轴线。 直角式:进出口流道成直角布置。 按阀芯分为:钢球式和锥阀式单向阀。 钢球式:结构简单,密封性不如锥阀式,导向差,用于小流量场合。 锥阀式:结构较钢球式复杂,密封可靠,导向性好。
5.3.4 分流集流阀
分流集流阀(简称分流阀)包括分流阀、集流阀及兼有分 流、集流功能的分流集流阀。 1. 分流阀:使系统中由同一个能源向两个执行元件供应相同 的流量或按一定比例供应,以实现两个执行元件的速度同步或 成比例关系。 2. 集流阀:从两个执行元件中收集等流量或按比例的回油量, 以实现两个执行元件的速度同步或成比例关系。 3. 分流集流阀:具备以上两者功能。
v
F 1 2 P1 P2
A
p2 T
y
A2 (b)
x
4
p1
P1 3 A1 P2
T
(a)
图 5-24
(c)
与调速阀之比较



溢流节流阀功率损耗低,油液发热小,效率高。 由于流经溢流节流阀的流量是油泵的全部流量,较调 速阀大,阀芯阻力也较大,故溢流节流阀中溢流阀的 弹簧刚度要求大一些,使得溢流节流阀的调速性能较 调速阀差。 由于溢流节流阀靠压变工作,而回油路通油箱无压变, 所以只能装在进油路,不可装于回油路;调速阀皆可。
A-孔口的通流面积
Δp -孔口的前后压差 m-由节流口形状决定的指数
对薄壁孔口,m=0.5;对细长孔,m=1。
五、节流阀的刚度
节流阀的刚度反映了它在负载压力变动时保持流量稳 定的能力。一般定义为节流阀开口面积一定时,节流 阀前后压力差Δp的变化量与流经阀的流量变化量之比。
p T q

p 1 m T KAm
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