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1、吴立华 博士,本章重点：1.三位阀的中位机能及电液换向阀的工作原理；2.先导式溢流阀的工作原理及溢流阀的应用；3.调速阀的工作原理及应用。本章难点：1.电液换向阀的工作原理；2.溢流阀的压力流量特性；3.调速阀的工作原理及应用。,第四章 液压控制元件,第一节 概 述,第二节 方向控制阀,第三节 压力控制阀,第四节 流量控制阀,第五节 叠加式液压阀,第六节 二通插装阀,第七节 液压阀的连接,1.在液压传动系统中，液压控制元件的作用：控制液压执行元件运动的方向、承载的能力和运动速度的大小，以满足机械设备工作性能的要求。,第一节 概述,3.液压传动系统对液压控制阀的基本要求为：(1)动作灵敏、使用可
2、靠，工作时冲击和振动要小，使用寿命长；(2)油液通过液压阀时压力损失要小，密封性能好，内泄漏要小，无外泄漏；(3)结构简单紧凑、安装、维护、调整方便，通用性好。,2.按其用途可分为三大类(见表4-1)：方向控制阀，压力控制阀，流量控制阀。,第一节 概述,表4-l液压控制阀的分类,第二节 方向控制阀,方向控制阀主要用来通断油路或改变油液流动的方向，从而控制液压执行元件的起动或停止，改变其运动方向。它主要有单向阀和换向阀。,一、单向阀,单向阀的主要作用是控制油液的单向流动(图4-1,4-2)。,第二节 方向控制阀,二、换向阀,第二节 方向控制阀,液压传动系统对换向阀性能的主要要求是：(1)油液流经
3、换向阀时压力损失要小；(2)互不相通的油口间的泄漏要小；(3)换向要平稳、迅速且可靠。,换向阀是利用阀芯对阀体的相对运，使油路接通，关断或变换油流的方向，从而实现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。,(一)换向阀的工作原理,第二节 方向控制阀,换向阀中阀芯相对于阀体的运动需要有外力操纵来实现，其符号如图4-5所示，常用的操纵方式有：手动、机动(行程)、电磁动、液动、电液动。,第二节 方向控制阀,第二节 方向控制阀,(二)换向阀的结构,1.手动换向阀,第二节 方向控制阀,2.机动换向阀,第二节 方向控制阀,3.电磁换向阀,第二节 方向控制阀,第二节 方向控制阀,4.液动换向阀,第
4、二节 方向控制阀,5.电液换向阀,第二节 方向控制阀,图4-12 电液换向阀(a),图4-12 电液换向阀(b)(c),第二节 方向控制阀,(三)换向阀的性能和特点,在分析和选择三位换向阀的中位机能(表4-2)时，通常考虑以下几点：(1)系统保压；(2)系统卸荷；(3)换向平稳性与精度；(4)启动平稳性；(5)液压缸“浮动”和在任意位置上的停止。,第二节 方向控制阀,1.中位机能,表4-2 三位换向阀的中位机能,第二节 方向控制阀,表4-2 三位换向阀的中位机能(续),第三节 压力控制阀,在液压传动系统中，控制油液压力高低的液压阀称之为压力控制阀，简称压力阀。一、溢流阀的基本结构及其工作原理(
5、一)溢流阀的作用和性能要求 1.溢流阀的作用 2.液压系统对溢流阀的性能要求(1)定压精度高。(2)灵敏度要高。(3)工作要平稳且无振动和噪声。(4)当阀关闭时 密封要好，泄漏要小。,第三节 压力控制阀,(二)溢流阀的结构和工作原理 常用的溢流阀按其结构形式和基本动作方式可归结为直动式和先导式两种：1.直动式溢流阀,第三节 压力控制阀,（4-1）,（4-2）,第三节 压力控制阀,2.先导式溢流阀,第三节 压力控制阀,(4-3),第三节 压力控制阀,图4-18 溢流阀的启闭特性曲线,(三)溢流阀的性能 1.静态性能(1)压力调节范围(2)启闭特性(如图4-18)(3)卸荷压力,2.动态性能,第三
6、节 压力控制阀,图4-19 流量阶跃变化时溢流阀的进口压力相应特性曲线,二、减压阀 减压阀是使出口压力(二次压力)低于进口压力(一次压力)的一种压力控制阀。(一)定值输出减压阀,第三节 压力控制阀,图4-20 定值输出减压阀,将先导式减压阀和先导式溢流阀进行比较，它们之间有如下几点不同之处：(1)减压阀保持出口压力基本不变，而溢流阀保持进口处压力基本不变。(2)在不工作时，减压阀进、出油口互通，而溢流阀进出油口不通。(3)为保证减压阀出口压力。(二)定差减压阀,第三节 压力控制阀,(4-7),(三)定比减压阀(4-8)(4-9),第三节 压力控制阀,三、顺序阀,第三节 压力控制阀,第三节 压力
7、控制阀,四、压力继电器 压力继电器是一种将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件。,第三节 压力控制阀,一、流量控制原理及节流口形式 节流阀的节流口通常有三种基本形式：薄壁小孔、细长小孔和厚壁小孔。(1)压差对流量的影响(2)温度对流量的影响(3)节流口的堵塞,第四节 流量控制阀,第四节 流量控制阀,液压传动系统对流量控制阀的主要要求有：(1)较大的流量调节范围，且流量调节要均匀。(2)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。(3)油温变化对通过阀的流量影响要小。(4)液流通过全并阔时的压力损失要小。(5)当阀口关闭时阀的泄漏量要小。,第四节 流量控制阀,二、
8、普通节流阀,第四节 流量控制阀,三、节流阀的压力和温度补偿 节流阀的压力补偿有两种方式：一是将定差减压阀与节流阀串联起来，组合而成调速阀；一是将稳压溢流阀与节流阀并联起来，组织成溢流节流阀。,第四节 流量控制阀,1.调速阀 调速阀(如图4-32)是在节流阀2前面串接一个定差减压阀1组合而成。,第四节 流量控制阀,第四节 流量控制阀,(4-10),(4-11),工作过程中减压阀阀芯位移很小，可以认为Fs基本保持不变。故节流阀两端压力差p2-p3。也基本保持不变，这就保证了通过节流阀的流量稳定。,2.温度补偿调速阀,第四节 流量控制阀,3.溢流节流阀(旁通型调速阀),第四节 流量控制阀,用叠加式液
9、压阀组成的液压系统具有以下特点：(1)用叠加阀组成的液压系统，结构紧凑，体积小，重量轻。(2)叠加阀液压系统安装简便，装配周期短。(3)液压系统如有变化，改变工况，需要增减元件时，组装方便迅速。(4)元件之间实现无管连接，消除了因油管、管接头等引起的泄漏、振动和噪声。(5)整个系统配置灵活、外观整齐，维护保养容易。(6)标准化、通用化和集成化程度较高。,第五节 叠加式液压阀,一、叠加式溢流阀,第五节 叠加式液压阀,二、叠加式流量阀,第五节 叠加式液压阀,插装式锥阀又称插装式二位二通阀：(1)通流能力大;(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;(4)结构简单，易于实现标准化。,第六节 二通插装阀,一、插装式锥阀的工作原理及基本组成,（4-17）（4-18）,第六节 二通插装阀,二、插装式锥阀用作方向控制阀 1.作单向阀,第六节 二通插装阀,2.作二位二通阀,第六节 二通插装阀,3.作三通阀,第六节 二通插装阀,4.作四通阀,第六节 二通插装阀,第六节 二通插装阀,三、插装式锥阀用作压力控制阀,第六节 二通插装阀,四、插装式锥阀用作流量控制阀,第六节 二通插装阀,各液压阀间的连接方式有：一、管式连接二、板式连接三、集成块式（如图4-45）,第七节 液压阀的连接,第七节 液压阀的连接,四、叠加阀式,下节课再见,
