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1、第5章 液压控制元件,5.1 方向控制阀5.2 压力控制阀5.3 流量控制阀5.4 插装阀及比例阀5.5 液压阀常见故障及其排除方法,液压控制阀的分类,（1）动作灵敏，工作可靠，使用时冲击 振动小；（2）油液通过阀时压力损失要小；（3）密封性好，内泄漏小，无外泄漏；（4）结构简单紧凑，安装、维护、调整 方便，通用性好。,液压传动系统对液压控制阀的基本要求：,液压控制阀的基本参数：,（1）公称通径 液压阀的公称通径指阀的进出油口的名义尺寸。它表明阀的通流能力和所配管路的尺寸规格，同一公称通径的阀、管子与管路附件均能相互连接，具有互换性。阀的公称通径用Dg表示，但不表示阀的进出油口的实际尺寸。（2
2、）额定流量 液压阀的额定流量指液压阀在额定工作状态下通过的名义流量，常用qn表示，单位为L/min。,5.1 方向控制阀,方向控制阀：利用阀芯与阀体间相对位置的改变来实现油路的接通或断开，以满足执行元件对油流方向的要求。5.1.1 单向阀 5.1.2 换向阀,5.1.1 单向阀普通单向阀,图5-1 单向阀a）管式连接单向阀 b）板式连接单向阀 c）图形符号,结构及工作原理,1）区分高、低压力油。2)保护液压泵。3)液压泵停止工作时，保持液压缸的位置。4)作背压阀。5)保持低压回路的压力。6)与其它控制阀并联使用，使之在单方向上起作用。,普通单向阀的应用,普通单向阀的应用,图5-2 单向阀的应用
3、1低压泵 2高压泵,5.1.1 单向阀液控单向阀,图5-3 液控单向阀a）结构 b）图形符号1-活塞 2-顶杆 3-阀芯,结构及工作原理,1）保持压力 2）用于液压缸的支承。3）作为充油阀使用。具体见下页图,液控单向阀的应用,液控单向阀的应用,a)b)c)图5-4 液控单向阀的应用,图5-4 液控单向阀的应用,5.1.1 单向阀双向液压锁,图5-5 双向液压锁及其图形符号1阀体 2控制活塞 3顶杆,5.1.2 换向阀换向阀的分类,5.1.2 换向阀换向阀的工作原理及图形符号,a）工作原理图1 b）工作原理图2 c）图形符号图5-6 二位四通电磁换向阀工作原理图,换向阀图形符号的含义,1)用方框
4、表示换向阀的工作位置，有几个方框就表示是几“位”阀。2)在一个方框内，箭头或堵塞符号“”或“”与方框的交点数为油口“通”路数；箭头表示两油口相通，并不一定表示实际流向，“”或“”表示油口截止。3)P表示进油口，T表示回油口，A和B表示连接其它两个工作油路的油口。4)控制方式和复位弹簧的符号画在方框的两侧。5)三位阀的中位、二位阀靠近弹簧的一侧为常态位。,换向阀的位和通路的符号,换向阀操纵方式符号,5.1.2 换向阀换向阀的结构,图5-9 手动换向阀l-手柄 2-阀芯 3-弹簧a)自动复位式 b)钢球定位式,5.1.2 换向阀换向阀的结构,图5-10 二位二通机动换向阀l-滚轮 2-阀芯 3-阀
5、体 4-弹簧,电磁换向阀：利用电磁铁的通电吸合与断电释放 直接推动阀芯移动来控制液流方向。电磁铁按所接电源不同 交流（D）直流（E）按照衔铁是否浸在油里 干式 湿式,5.1.2 换向阀换向阀的结构,5.1.2 换向阀换向阀的结构,图5-11 三位四通电磁换向阀1-阀体 2-弹簧 3-弹簧座 4-阀芯 5-线圈 6-衔铁 7-隔套 8-壳体 9-插头组件,5.1.2 换向阀换向阀的结构,图5-12 三位四通液动换向阀,5.1.2 换向阀换向阀的结构,图5-13 带阻尼器的可调式液动换向阀,5.1.2 换向阀换向阀的结构,图5-14 电液换向阀1、3电磁铁 2先导阀阀芯 6液动阀阀芯 4、8节流阀
6、 5、7单向阀,5.1.2 换向阀换向阀的中位机能(1),5.1.2 换向阀换向阀的中位机能(2),5.1.2 换向阀换向阀的中位机能(3),中位机能的选用原则（1）,(1)系统卸荷 P口与T口畅通的形式，如H、K、M 型，这时液压泵可卸荷。(2)系统保压 当P口被堵塞时，系统保压，液压泵可用于多缸系统。如O、Y、J、U型。当P口不太通畅地与T口相同时，如X型，系统能保持一定压力，可供压力不高的控制油路使用。(3)换向平稳性与精度 当液压缸A、B口都封闭时，换向过程中易产生液压冲击，换向不平稳，但换向精度高，如O型、M型；反之，A、B口都通T口时，换向过程中工作部件不易制动，换向精度低，但液压
7、冲击小。,中位机能的选用原则（2）,(4)启动平稳性 阀在中位时，液压缸A或B与T口相通时，则启动时该腔内因无足够的油液起缓冲作用，启动不平稳。但若系统对启动平稳性要求较高时，应选用A口、B口都不通T口的形式，如O、C、P、M型，这时可保证启动的平稳性。(5)液压缸浮动和在任意位置停留 阀在中位时，当A口、B口相连通时，如U型，卧式液压缸呈浮动状态，这时可利用其它机械装置移动工作台，调整其位置(立式液压缸除外)；当要求执行元件能在任意位置上停留时，可选用A、B口部封闭或都与P口相通的形式(差动液压缸除外)，如P型，这时液压缸左右两腔作用力相等，液压缸不动。,三位阀的特殊机能,图5-15 MP
8、型、OP型中位机能符号,应用：主要用于差动连接回路，以得到快速行程。,三位阀的特殊机能,图5-16 具有X型过渡机能的二位二通滑阀,作用：避免换向过程中由于P口突然封闭而引起系统的压力 冲击，同时也能使P口保持一定的压力。,5.2 压力控制阀,在液压系统中，控制和调节油液压力高低的液压阀称为压力控制阀，简称压力阀。他们的共同特点是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理进行工作。压力控制阀按其功能和用途可分为溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。,5.2.1 溢流阀,溢流阀是通过阀口的开启实现溢流，使被控制系统或回路的压力维持恒定，实现稳压、调压或限压作用，其作用简称为溢流、定压。,5.2
9、.1 溢流阀结构与工作原理,图 5-17 直动式溢流阀1-调节螺母 2-调压弹簧 3-上盖 4-阀芯 5-阀体,直动式溢流阀结构原理,溢流阀图形符号简要说明1）溢流阀在常态下(非工作状态)阀口 关闭(方框内箭头错开)；2）控制压力取自进油口压力(虚线表 示)；3）出口接油箱；4）采用内泄漏方式(弹簧处没有接油箱 的标志)。,5.2.1 溢流阀结构与工作原理,先导式溢流阀结构原理,图5-18 先导式溢流阀a）结构图 b）图形符号1-调节螺母 2-调压弹簧 3-先导阀阀芯4-主阀弹簧 5-主阀阀芯,5.2.1 溢流阀结构与工作原理,（1）作溢流阀（2）作安全阀,图5-19 溢流阀作溢流阀 图5-2
10、0 溢流阀作安全阀,5.2.1 溢流阀溢流阀的应用,（3）作背压阀（4）作远程调压阀,图5-21 溢流阀作背压阀,图5-22 溢流阀作远程调压阀,5.2.1 溢流阀溢流阀的应用,（5）实现系统的二级调压（6）使系统卸荷,图5-23 溢流阀的二级调压,图5-24 溢流阀用于系统卸荷,5.2.1 溢流阀溢流阀的应用,5.2.2 减压阀,减压阀：利用液流流过隙缝产生压力降的原理，使出口压力低于进口压力的压力控制阀。作用：用来降低液压系统中某一回路的油路压力，使同一个油源能同时提供两个或两个以上不同压力的输出。应用：各种液压设备的夹紧系统、润滑系统和控制系统中。,5.2.2 减压阀结构与工作原理,图5
11、-25 先导式减压阀 1-调节螺母 2-调压弹簧 3-先导阀阀芯 4-先导阀阀座 5-先导阀阀体 6-主阔体 7-主阀芯 8-主阀复位弹簧,减压阀图形符号简要说明：1）减压阀在常态下阀口是打开的（方 框内的箭头沟通了进、出油口）；2）控制压力取自出口压力（虚线表 示）；3）出油口接二次压力油路；4）弹簧腔设有专门泄油口，为外泄方 式。,5.2.2 减压阀结构与工作原理,（1）减压阀保持出口压力基本不变，控制主阀芯 移动的油液来自出油腔；而溢流阀保持进口 压力基本不变，控制主阀芯移动的油液来自 进油腔。（2）不工作时，减压阀进出口互通（即处于开启 状态），而溢流阀进出口不通（即处于关闭 状态）。
12、（3）减压阀由于进、出油腔都有压力，所以泄漏 油不能从出油腔排出，只能从泄油口L单独引 回油箱（这种泄漏方式称为外泄）；而溢流 阀采用内泄方式。,5.2.2 减压阀减压阀与溢流阀的比较,顺序阀：以压力作为控制信号，在一定的控制压力作用下自动接通或切断某一油路，控制各执行元件的先后动作顺序的压力阀。根据控制方式的不同，顺序阀可分为内控式和外控式。内控式顺序阀：直接利用阀进口处的油压力来控制阀芯的动作，从而控制阀口的启闭；外控式顺序阀：用外来的控制油压控制阀口的启闭，也称为液控顺序阀。根据结构形式的不同，顺序阀可分为直动式顺序阀和先导式顺序阀。,5.2.3 顺序阀,5.2.3 顺序阀结构与工作原理
13、,内控式顺序阀,图5-26 内控式直动式顺序阀,外控式顺序阀,图5-27 外控式顺序阀,5.2.3 顺序阀结构与工作原理,单向顺序阀,图5-28 单向顺序阀,5.2.3 顺序阀结构与工作原理,各种顺序阀的控制与泄油方式及其图形符号,5.2.3 顺序阀,图5-29 顺序阀的应用,5.2.3 顺序阀顺序阀的应用,顺序阀作安全阀用，如右图，换向阀换向，使液压缸向下运动。一旦液控单向阀失灵而没有开启，由此而产生的高压油可经顺序阀流回油箱。,5.2.4 压力继电器,压力继电器：利用液体压力信号控制电气触点的启闭的液压电气转换元件。当控制压力达到设定压力时，发出电信号，控制电气元件(如电磁铁、电磁离合器、
14、继电器等)动作，实现油路转换、泵的加载或卸荷、执行元件的顺序动作、系统的安全保护和连锁等功能。压力继电器的组成：压力位移转换装置 微动开关按前者的结构分：柱塞式、弹簧管式 膜片式、波纹管式按发出电信号的功能分：单触点式 双触点式,单柱塞式压力继电器,5.2.4 压力继电器结构与工作原理,图5-30 单柱塞式压力继电器1-柱塞 2-顶杆 3-调节螺套 4-微动开关,(1)起顺序控制作用,5.2.4 压力继电器压力继电器的应用,图5-31 压力继电器用于顺序控制1、2-换向阀 3、4-压力继电器 5、6-液压缸,(2)起安全保护作用,5.2 压力继电器压力继电器的应用,图5-32 压力继电器用于安
15、全保护,流量控制阀：依靠改变阀口通流面积的大小，来调节通过阀口的流量，从而改变执行元件的运行速度。流量控制阀有节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀等。,5.3 流量控制阀,5.3.1 节流口形式,图5-33 常用节流口的形式,5.3.1 节流口形式,e）图5-33 常用节流口的形式,5.3.2 普通节流阀,图5-34 普通节流阀1-紧固螺钉 2-紧定螺钉 3-调节手柄 4-套 5-推杆 6-阀体 7-阀芯 8-复位弹簧 9-后盖,5.3.3 调速阀,调速阀：在节流阀的前面串接一个定差减压阀，使油液先经过减压阀产生一次压力降，并利用减压阀阀芯的自动调节，使节流阀前后的压力差保持不变。,5.3.
16、3 调速阀普通调速阀的工作原理,图5-35 调速阀的工作原理a）结构原理图 b）详细图形符号 c)简化图形符号 d）节流阀和调速阀特性曲线1-定差减压阀 2-节流阀,5.3.3 调速阀温度补偿调速阀,图5-36 温度补偿原理,温度补偿调速阀的原理,5.4 插装阀及电液比例控制阀,5.4.1 插装阀插装式锥阀又称插装式二位二通阀，简称插装阀。具有以下优点：（1）通流能力大，特别适用于大流量的场合，它的 最大通径可达200250mm，通过的流量可达 10000L/min。（2）阀芯动作灵敏，抗堵塞能力强。（3）密封性好，泄漏小，油液流经阀口压力损失小。（4）结构简单，易于实现标准化。,图5-37
17、插装阀的结构及图形符号1-控制盖板 2-阀套 3-弹簧 4-锥阀芯 5-插装块体,5.4.1 插装阀结构及工作原理,插装阀用作方向控制阀作单向阀,图5-38 插装阀作单向阀,5.4.1 插装阀,插装阀用作方向控制阀作二位二通阀,图5-39 插装阀作二位二通阀,5.4.1 插装阀,插装阀用作方向控制阀作二位四通阀,图5-40 插装阀作二位四通阀,5.4.1 插装阀,插装阀用作压力控制阀,图5-41 插装阀作压力控制阀,5.4.1 插装阀,插装阀用作压力控制阀,图5-41 插装阀作压力控制阀,5.4.1 插装阀,插装阀用作流量控制阀,图5-42 插装阀作流量控制阀,5.4.1 插装阀,电液比例控制
18、阀：介于普通液压阀开关式控制和电液伺服控制之间的控制方式。它能实现对液流压力和流量连续地、按比例地跟随控制信号而变化，其控制性能优于开关式控制。组成：普通液压阀 电机械比例转换装置应用：对液压参数进行连续、远距离控制或 程序控制。,5.4.2 电液比例控制阀,电液比例压力阀,图5-43 电液比例压力阀1-压力阀 2-力马达 3-推杆 4-钢球 5-弹簧,5.4.2 电液比例控制阀,电液比例流量阀,图5-44 电液比例调速阀1-减压阀 2-节流阀 3-比例电磁铁 4-推杆,5.4.2 电液比例控制阀,5.5 液压阀常见故障及其排除方法,液压阀在液压系统中的作用非常重要，故障种类很多。只要掌握各类阀的工作原理，熟悉它们结构特点，分析故障原因，查找故障不会有太大困难。具体见表5-55-10,
