首页机械工程流体传动与控制液压与气压传动 05 液压阀.pptx

05 液压阀.pptx

页数:86页文件大小:2.38 MB来源: 液压与气压传动ppt课件

本课件可查阅液压阀的基本结构与分类,单向阀与液控单向阀的保压锁紧应用,换向阀的位、通、机能与液压卡紧,直动式与先导式溢流阀、减压阀、顺序阀原理,以及节流阀、调速阀、电液比例阀与叠加阀。

教学要求页,重点难点本章目录在液压系统中,液压阀控制和调节液流的压力、流量和流向,保证执行元件按照要求进行工作,属…
液压阀教学要求页,需掌握各类阀的工作原理、特性应用场合、结构、职能符号与性能参数
重点与难点重点难点页,重点难点各种液压阀的工作原理各种液压阀的职能符号和工作方式各种液压阀的作用及应用各种液压阀的性…
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第1页:教学要求

教学要求

教学要求重点难点本章目录在液压系统中,液压阀控制和调节液流的压力、流量和流向,保证执行元件按照要求进行工作,属控制元件。液压阀的种类繁多,结构复杂,新型阀不断涌现,分析和研究工程设备中常用液压阀的工作原理,工作特性及应用场合,对于分析液压设备的工作过程,工作性能,和系统设计十分重要。液压阀

第2页:教学要求

教学要求

教学要求掌握各种阀的工作原理熟悉各种阀的特性及应用场合了解常见阀的结构及调整方法能识别各种阀的职能符号和工作方式能评价和选择各种阀的性能参数

第3页:重点与难点

重点与难点

重点难点各种液压阀的工作原理各种液压阀的职能符号和工作方式各种液压阀的作用及应用各种液压阀的性能参数各种液压阀的典型结构各种液压阀的特点

第4页:本章目录

本章目录

本章目录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比例阀第六节叠加阀

第5页:第一节概述

第一节概述

  • 液压阀的基本结构与原理
  • 液压阀的分类按用途分类按结构形式分类按控制方式分类按连接形式分类
  • 液压阀的性能参数
  • 对液压阀的基本要求

第6页:液压阀

液压阀

液压阀基本结构
包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内作相对运动的装置。驱动装置可以是手调机构,也可以是弹簧或电磁铁,有时还作用有液压力。
液压阀基本工作原理
利用阀芯在阀体内作相对运动来控制阀口的通断及阀口的大小,实现压力、流量和方向的控制。流经阀口的流量q与阀口前后压力差Δp和阀口面积A有关,始终满足压力流量方程;作用在阀芯上的力是否平衡则需要具体分析。

第7页:液压阀的分类

液压阀的分类

  • 按用途分类
  • 方向控制阀用来控制和改变液压系统液流方向的阀类,如单向阀、液控单向阀、换向阀等。
  • 压力控制阀用来控制和调节液压系统液流压力的阀类,如溢流阀、减压阀、顺序阀等。
  • 流量控制阀用来控制和调节液压系统液流流量的阀类,如节流阀、调速阀、分流集流阀、比例流量阀等。

第8页:按结构形式分类

按结构形式分类

  • 滑阀滑阀为间隙密封,阀芯与阀口存在一定的密封长度,因此滑阀运动存在一个死区。阀口的压力流量方程q=CdπDx(2Δp/ρ)1/
  • 锥阀锥阀阀芯半锥角一般为12°~20°,阀口关闭时为线密封,密封性能好且动作灵敏。阀口的压力流量方程q=Cdπdxsinα(2Δp/ρ)1/
  • 球阀性能与锥阀相同,阀口的压力流量方程q=Cdπdh0(x/R)(2Δp/ρ)1/2

第9页:按控制方式分类

按控制方式分类

  • 定值或开关控制阀被控制量为定值的阀类,包括普通控制阀、插装阀、叠加阀。
  • 比例控制阀被控制量与输入信号成比例连续变化的阀类,包括普通比例阀和带内反馈的电液比例阀。
  • 伺服控制阀被控制量与(输出与输入之间的)偏差信号成比例连续变化的阀类,包括机液伺服阀和电液伺服阀。
  • 数字控制阀用数字信息直接控制阀口的启闭,来控制液流的压力、流量、方向的阀类,可直接与计算机接口,不需要D/A转换器。

第10页:按安装连接形式不同分类

按安装连接形式不同分类

  • 管式连接阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接,安装方便。
  • 板式连接阀体进出口通过连接板与油管连接。便于集成。
  • 插装式将阀芯、阀套组成的组件插入专门设计的阀块内实现不同功能。结构紧凑。
  • 叠加式是板式连接阀的一种发展形式。

第11页:液压阀的性能参数

液压阀的性能参数

  • 公称通径代表阀的通流能力的大小,对应于阀的额定流量。与阀的进出油口连接的油管应与阀的通径相一致。阀工作时的实际流量应小于或等于它的额定流量,最大不得大于额定流量的1.1倍。
  • 额定压力阀长期工作所允许的最高压力。对压力控制阀,实际最高压力有时还与阀的调压范围有关;对换向阀,实际最高压力还可能受它的功率极限的限制。

第12页:液压阀的基本要求

液压阀的基本要求

  • 动作灵敏,使用可靠,工作时冲击和振动要小。
  • 阀口全开时,液流压力损失要小;阀口关闭时,密封性能要好。
  • 所控制的参数(压力或流量)要稳定,受外干扰时变化量要小。
  • 结构紧凑,安装、调试、维护方便,通用性要好。

第13页:第二节方向控制阀

第二节方向控制阀

第二节方向控制阀方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向。它包括单向阀和换向阀。换向阀按操作阀芯运动的方式可分为手动、机动、电磁动、液动、电液动等。

第14页:单向阀

单向阀

单向阀按其它方式分类,如:按阀芯结构分为球芯、柱芯、锥芯;按液流方向与阀芯移动方向分为直角式、直通式。单向阀是用以防止液流倒流的元件。按控制方式不同,单向阀可分为普通单向阀和液控单向阀两类。

第15页:普通单向阀

普通单向阀

普通单向阀普通单向阀是只允许液流一个方向流动,反向则被截止的方向阀。要求正向液流通过时压力损失小,反向截止时密封性能好。工作原理:左端进油,压力油作用在阀芯左端,克服右端弹簧力使阀芯右移,阀口开启,油液从右端流出;若右端进油,压力油与弹簧同向作用,将阀芯紧压在阀座孔上,阀口关闭,油液被截止不能通过。正向导通反向截止

第16页:结构参数

结构参数

公称压力
公称流量
开启压力
正向开启压力只需0.03~0.05MPa,反向截止时为线密封,且密封力随压力增高而增大,密封性能良好。开启后进出口压力差(压力损失)为0.2~0.3MPa。

(本页含表格数据,源文件数字连排,表格待人工还原后替换本段说明。)

第17页:普通单向阀的应用

普通单向阀的应用

  • 常被安装在泵的出口,一方面防止压力冲击影响泵的正常工作,另一方面防止泵不工作时系统油液倒流经泵回油箱。
  • 被用来分隔油路以防止高低压干扰。
  • 与其他的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向顺序阀等,使油液一个方向流经单向阀,另一个方向流经节流阀等。
  • 安装在执行元件的回油路上,使回油具有一定背压。作背压阀的单向阀应更换刚度较大的弹簧,其正向开启压力为0.3~0.5MPa。

第18页:液控单向阀

液控单向阀

液控单向阀液控单向阀又称为单向闭锁阀,其作用是使液流有控制的单向流动。液控单向阀分为普通型和卸荷型两类。普通液控单向阀当控制油口不通压力油时,油液只能从p1→p2;当控制油口通压力油时,正、反向的油液均可自由通过。根据控制活塞上腔的泄油方式不同分为内泄式和外泄式。Pk=0正向导通,反向截止;Pk≠0正反向导通。

第19页:带卸荷功能

带卸荷功能

带卸荷功能的液控单向阀单向阀芯内装有卸载小阀芯。控制活塞上行时先顶开小阀芯使主油路卸压,再顶开单向阀阀芯,其控制压力仅为工作压力的4.5%,没有卸载小阀芯的液控单向阀的控制压力为工作压力的40%~50%。结构原理

第20页:结构双向液压锁

结构双向液压锁

结构双向液压锁

(本页含图示,源文件未提取到图注文字,建议对照原图补充。)

第21页:液控单向阀的应用

液控单向阀的应用

  • 用于保压回路
  • 用于锁紧回路
  • 需要指出,控制压力油油口不工作时,应使其通回油箱,否则控制活塞难以复位,单向阀反向不能截止液流。

第22页:换向阀的分类

换向阀的分类

  • 按阀芯运动的方式:滑阀式和转阀式;
  • 按操纵方式:手动、机动、电磁动、液动和电液动;
  • 按阀芯在阀体内占据的工作位置:二位、三位、多位等;
  • 按阀芯上主油路数量:二通、三通、四通、五通、多通等;
  • 按安装方式:管式、板式、法兰式;
  • 按阀芯定位方式:钢球定位式、弹簧复位式。换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动,使油路接通或切断而改变油流方向的阀。换向阀

第23页:滑阀式换向阀

滑阀式换向阀

滑阀式换向阀阀芯与阀体孔配合处为台肩,阀体孔内沟通油液的环形槽为沉割槽。阀体在沉割槽处有对外连接油口。阀芯台肩和阀体沉割槽可以是两台肩三沉割槽,也可以是三台肩五沉割槽。当阀芯运动时,通过阀芯台肩开启或封闭阀体沉割槽,接通或关闭与沉割槽相通的油口。

第24页:工作原理及职能符号

工作原理及职能符号

结论:利用阀芯与阀体的相对滑动换向

第25页:转阀式换向阀

转阀式换向阀

结论:利用阀芯与阀体的相对转动换向

第26页:换向阀的职能符号表示方法

换向阀的职能符号表示方法

  • 方框表示“位”,方框数表示位数;
  • “↑”表示连通,“T”表示堵塞;
  • 在一方框内“↑”的首尾及“T”与方框交点数表示通数;
  • 每一方框表达的内容,为该阀芯在此位工作时的连通方式。PTBA位、通及职能符号对照表

(本页含表格数据,源文件数字连排,表格待人工还原后替换本段说明。)

第27页:

第28页:换向阀的机能

换向阀的机能

换向阀的机能换向阀的机能表示阀芯在某位置时阀主油路的连通方式,对于三位阀有中位机能、左位机能和右位机能。

第29页:续上页

续上页

续上页

第30页:滑阀的液压卡紧现象

滑阀的液压卡紧现象

  • 液压卡紧当阀芯存在形状和位置误差时,由于阀芯轴向压力分布不均而形成径向不平衡力,使阀芯卡紧在阀体上。
  • 消除措施:在阀芯上开径向平衡槽

第31页:换向阀常见形式电磁

换向阀常见形式电磁

换向阀常见形式电磁换向阀:以电磁铁为动力实现换向的阀,阀芯运动借助于电磁力和弹簧力的共同作用。湿式电磁铁干式电磁铁直流电磁铁:工作可靠、换向平稳、寿命长交流电磁铁:电路简单、吸合力大、噪声大、可靠性差

第32页:二位三通电磁换向阀结构

二位三通电磁换向阀结构

二位三通电磁换向阀结构及职能符号电磁铁不得电,阀芯在右端弹簧的作用下,处于左极端位置(右位),油口P与A通,B不通;电磁铁得电产生一个电磁吸力,通过推杆推动阀芯右移,则阀左位工作,油口P与B通,A不通。两位电磁阀有弹簧复位式(一个电磁铁)和钢球定位式(两个电磁铁)。

第33页:三位电磁换向阀

三位电磁换向阀

电磁吸力有限,电磁换向阀最大通流量小于100L/min。对液动力较大的大流量阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。三位四通电磁换向阀

第34页:机动(手动)换向阀

机动(手动)换向阀

机动(手动)换向阀:以外加运动件的机动力推动阀芯移动换向。手动换向阀又分为手动和脚踏两种;机动换向阀则通过安装在运动部件上的撞块或凸轮推动阀芯。特点是工作可靠。阀芯的定位方式分为弹簧钢球定位和弹簧自动复位。原理及职能符号:

第35页:电液换向阀

电液换向阀

电液换向阀液动换向阀:以液压力推动阀芯移动实现换向。三位四通阀职能符号电液换向阀是由电磁换向阀与液动换向阀组合而成,液动换向阀实现主油路的换向,称为主阀;电磁换向阀改变液动阀控制油路的方向,称为先导阀。工作原理

第36页:结构及职能符号

结构及职能符号

结构及职能符号

第37页:电液换向阀工作原理要点

电液换向阀工作原理要点

  • 为保证液动阀回复中位,电磁阀的中位必须是A、B、T油口互通。
  • 控制油可以取自主油路的P口(内控),也可以另设独立油源(外控)。采用内控时,主油路必须保证最低控制压力(0.3~0.5MPa);采用外控时,独立油源的流量不得小于主阀最大通流量的15%,以保证换向时间要求。
  • 电磁阀的回油可以单独引出(外排),也可以在阀体内与主阀回油口沟通,一起排回油箱(内排)。
  • 液动阀两端控制油路上的节流阀可以调节主阀的换向速度。

第38页:多路换向阀集成化手动复合式

多路换向阀集成化手动复合式

多路换向阀集成化手动复合式换向阀,集换向、节流、安全于一身整体式组合式结构形式:

第39页:连接方式

连接方式

连接方式:(分为:并联、串联、混联)并联串联混联

第40页:多路换向阀应用

多路换向阀应用

应用叉车用ZFS型多路换向阀

第41页:第三节压力控制阀

第三节压力控制阀

  • 溢流阀
  • 减压阀
  • 顺序阀
  • 压力继电器压力控制阀是用来控制液压系统中油液压力或通过压力信号实现控制的阀类。通过液压作用力与弹簧力进行比较来实现对油液压力的控制。调节弹簧的预压缩量即调节了阀芯的动作压力,该弹簧是压力控制阀的重要调节零件,称为调压弹簧。

第42页:溢流阀的结构形式

溢流阀的结构形式

  • 按结构形式分
  • 直动式溢流阀
  • 先导式溢流阀

第43页:直动式溢流阀

直动式溢流阀

直动式溢流阀工作原理原始状态,阀芯在弹簧力的作用下处于最下端位置,进出油口隔断。进口油液经阀芯径向孔、轴向孔作用在阀芯底端面,当液压力等于或大于弹簧力时,阀芯上移,阀口开启,进口压力油经阀口溢回油箱。此时阀芯受力平衡,阀口溢流满足压力流量方程。阀芯受力:PA与Fs直动式溢流阀

(本页含图示,源文件未提取到图注文字,建议对照原图补充。)

第44页:直动式溢流阀结构直动型

直动式溢流阀结构直动型

分为
低压溢流阀(P型)、高压溢流阀
两者比较
高压阀总效率高、通流能力大、调压范围大、稳定性高低压溢流阀高压溢流阀

第45页:直动式溢流阀特点

直动式溢流阀特点

  • 对应调压弹簧一定的预压缩量xo,阀的进口压力p基本为一定值。
  • 由于阀开口大小x和稳态液动力Fs的影响,阀的进口压力随流经阀口流量的增大而增大。当流量为额定流量时的阀的进口压力ps最大,ps称为阀的调定压力。
  • 弹簧腔的泄漏油经阀内泄油通道至阀的出口引回油箱,若阀的出口压力不为零,则背压将作用在阀芯上端,使阀的进口压力增大。
  • 对于高压大流量的压力阀,要求调压弹簧具有很大的弹簧力,这样不仅使阀的调节性能变差,结构上也难以实现。

第46页:先导式溢流阀结构

先导式溢流阀结构

先导式溢流阀结构由先导阀和主阀组成。先导阀实际上是一个小流量直动型溢流阀,其阀芯为锥阀。主阀芯上有一阻尼孔,且上腔作用面积略大于下腔作用面积,其弹簧只在阀口关闭时起复位作用。图形符号

第47页:主阀芯的同心形式

主阀芯的同心形式

一节同心式二节同心式三节同心式按主阀芯与阀体的配合可分:一节同心式二节同心式三节同心式

第48页:先导式溢流阀原理

先导式溢流阀原理

先导式溢流阀原理:(三级同心式)动画演示

(本页含图示,源文件未提取到图注文字,建议对照原图补充。)

第49页:遥控口的作用

遥控口的作用

先导式溢流阀的原理演示遥控口K的作用:控制P1变化使进口压力P2受到控制讨论:当h孔堵塞或e孔堵塞后会产生什么后果

第50页:先导式溢流阀特点

先导式溢流阀特点

  • 先导阀和主阀阀芯分别处于受力平衡,其阀口都满足压力流量方程。阀的进口压力由两次比较得到,压力值主要由先导阀调压弹簧的预压缩量确定,主阀弹簧起复位作用。
  • 通过先导阀的流量很小,是主阀额定流量的1%,因此其尺寸很小,即使是高压阀,其弹簧刚度也不大。这样一来阀的调节性能有很大改善。
  • 主阀芯开启是利用液流流经阻力孔形成的压力差。阻力孔一般为细长孔,孔径很小φ=0.8~1.2mm,孔长l=8~12mm,因此工作时易堵塞,一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。
  • 先导阀前腔有一控制口,用于卸荷和遥控。

第51页:压力~流量特性

压力~流量特性

压力~流量特性:阀在工作状态,溢流量q变化时进口压力变化情况。启闭特性:阀在开启闭合过程中,压力~流量间关系。溢流阀的性能压力调节范围:在规定的范围内调节时,阀的输出压力能平稳的升降,无突跳或迟滞现象。卸荷压力:当调压弹簧预压缩量等于零或主阀上腔经遥控口直接回油箱流经阀的流量为额定值时,溢流阀的进口压力。静态特性

第52页:压力超调

压力超调

压力超调:最大峰值压力与调定压力值之间差值过渡时间:压力上升达到稳定调定值所需时间压力稳定性:压力在调定值之间变化动态特性:进口压力突变时,压力与时间之间的关系。

第53页:溢流阀的应用

溢流阀的应用

溢流阀的应用溢流阀旁接在泵的出口,用来限制系统压力的最大值,对系统起保护作用,称为安全阀。电磁溢流阀还可以在执行机构不工作时使泵卸载。溢流阀旁接在泵的出口,用来保证系统压力恒定,称为调压阀。溢流阀接在执行元件的出口,用来保证系统运动平稳性,称为背压阀

第54页:先导式减压阀原理减压阀

先导式减压阀原理减压阀

  • 减压阀是利用液流流过缝隙产生压力损失,使其出口压力低于进口压力的压力控制阀。
  • 按调节要求不同,有定值减压阀,定差减压阀,定比减压阀。其中定值减压阀应用最广,又简称减压阀。

(本页含图示,源文件未提取到图注文字,建议对照原图补充。)

第55页:传统型先导

传统型先导

传统型先导式减压阀新先型导式减压阀定值减压阀结构减压阀由压力先导阀和主阀组成。出口压力油引至主阀芯上腔和先导阀前腔,当出口压力大于减压阀的调定压力时,先导阀开启,主阀芯上移,减压缝隙关小,减压阀才起减压作用且保证出口压力为定值。职能符号

第56页:减压阀与溢流阀的比较

减压阀与溢流阀的比较

  • 减压阀是出口压力控制,保证出口压力为定值;溢流阀是进口压力控制,保证进口压力为定值。
  • 减压阀阀口常开;溢流阀阀口常闭。
  • 减压阀有单独的泄油口;溢流阀弹簧腔的泄漏油经阀体内流道内泄至出口。
  • 减压阀与溢流阀一样有遥控口。减压阀的特点

第57页:减压回路减压阀

减压回路减压阀

减压回路减压阀的应用减压阀用在液压系统中获得压力低于系统压力或使出口压力稳定的二次油路上,如夹紧回路、润滑回路和控制回路。必须说明,减压阀出口压力还与出口负载有关,若负载压力低于调定压力时,出口压力由负载决定,此时减压阀不起减压作用。稳压回路

第58页:直动式顺序阀先导

直动式顺序阀先导

  • 顺序阀是一种利用压力控制阀口通断的压力阀。
  • 按结构可分为直动式和先导式;按控制油来源不同分内控和外控,按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。

(本页含图示,源文件未提取到图注文字,建议对照原图补充。)

第59页:顺序阀

顺序阀

顺序阀的四种结构形式及符号内控内泄内控外泄外控内泄外控外泄通过改变上盖或底盖的装配位置可得到内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄四种结构类型。

第60页:顺序阀的应用

顺序阀的应用

顺序阀的应用内控外泄顺序阀与溢流阀非常相像:阀口常闭,进口压力控制,但是该阀出口油液要去工作,所以有单独的泄油口。内控外泄顺序阀用于多个执行元件顺序动作。其进口压力先要达到阀的调定压力,而出口压力取决于负载。当负载压力高于阀的调定压力时,进口压力等于出口压力,阀口全开;当负载压力低于调定压力时,进口压力等于调定压力,阀的开口一定。

第61页:内控内泄顺序阀

内控内泄顺序阀

内控内泄顺序阀的图形符号和工作原理与溢流阀相同。多串联在执行元件的回油路上,使回油具有一定压力,保证执行元件运动平稳。如右图示阀3作背压阀。外控内泄顺序阀等同于二位二通阀,可作卸载阀,如双泵供油回路中阀3是泵1的卸载阀。外控外泄顺序阀可作液动开关和限速锁。如远控平衡阀可限制重物下降的速度。

第62页:压力继电器

压力继电器

  • 压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件。
  • 其作用是实现执行元件的顺序控制或安全保护。
  • 按结构特点分为柱塞式、弹簧管式和膜片式。图示为柱塞式压力继电器。主要零件包括柱塞1、调节螺钉2和电气微动开关3。压力油作用在柱塞下端,液压力直接与弹簧力比较。当液压力大于或等于弹簧力时,柱塞向上移压微动开关触头,接通或断开电气线路。反之,微动开关触头复位。

第63页:工作原理

工作原理

调节方式
螺钉2调整发信压力
返回区间
发信压力与断信压力之差压力继电器的应用如右图所示,压力继电器用在顺序动作回路中。当执行元件工作压力达到压力继电器调定压力时,压力继电器将发出电信号,使电磁铁得电,换向阀换向,从而实现两液压缸的顺序动作。

第64页:第四节流量控制阀

第四节流量控制阀

第四节流量控制阀流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调节的阀。普通流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀。节流阀调速阀

第65页:流量控制原理

流量控制原理

  • 流经薄壁小孔的流量q=cdA(2Δp/ρ)1/
  • 流经细长孔的流量q=(πd4/128μl)Δp
  • 综合两式得通用节流方程q=KAΔpm
  • 节流元件的节流口结构针阀式、轴向(周向)三角槽式、周向(轴向)缝隙式。工业上又将节流口的过流面积A的倒数称为液阻,将过流面积可调的节流口称为可变液阻。由节流方程知,当压力差一定时,改变开口面积即改变液阻就可改变流量。当结构形式接近薄壁孔时性能最好

第66页:节流阀结构原理

节流阀结构原理

节流阀结构原理节流阀主要由阀芯、阀体和螺母组成。阀体上开有进油口和出油口;阀芯一端开有三角尖槽,另一端加工有螺纹,旋转阀芯即可轴向移动改变阀口过流面积。为平衡液压径向力,三角槽须对称布置。

第67页:节流阀的流量特性

节流阀的流量特性

q=KAΔpm它反映了流经节流阀的流量q与阀前后压力差Δp和开口面积A之间的关系。外负载波动引起阀前后压力差Δp变化,即使阀的开口面积A不变,也会导致流经阀的流量q不稳定。阀的开口面积A一定时,T=dΔp/dq=Δp1-m/(KAm)定义为节流阀的刚性;T越大,节流阀的性能越好。故薄刃口(m=0.5)多作节流阀阀口;Δp大有利于提高节流阀刚性,但过大不仅造成压力损失增大,而且可能因阀口太小而堵塞,一般取Δp=(0.15~0.4)MPa。节流阀在很小开口下工作时,流经阀的流量会出现周期性脉动,甚至间歇式断流,这种现象称为节流阀的堵塞现象。为此对节流阀有一个能正常工作的最小流量的限制。流量特性方程刚性最小稳定流量

第68页:节流阀开口与压差

节流阀开口与压差

  • 当q一定时,改变A可改变阀前后压力差Δp。起负载阻尼作用,如阀1。
  • 当q=0时,安装节流元件可延缓压力突变的影响。起压力缓冲作用,如阀2。节流阀的应用

第69页:调速阀

调速阀

  • 调速阀是由定差减压阀与节流阀串连而成。
  • 压力油p1先经定差减压阀,然后经节流阀流出。节流阀进、出口压力油p2、p3经阀体流道被引至定差减压阀阀芯的两端,(p2-p3)与定差减压阀的弹簧力进行比较,因定差减压阀阀口的压力补偿作用,使得(p2-p3)基本不变。
  • 调速阀工作原理动画
  • 调速阀可以是定差减压阀在前,节流阀在后,也可以是节流阀在前,定差减压阀在后。结构原理

第70页:定差减压阀受力平衡方程

定差减压阀受力平衡方程

  • Ft-Fs
  • 定差减压阀压力流量方程q1=Cd1πdx[2(p1-p2)/ρ]1/
  • 节流阀压力流量方程q2=Cd2Aj[2(p2-p3)/ρ]1/
  • 通过调速阀的流量q1=q2=q调速阀工作时的静态方程流量稳定性分析调速阀用于调节执行元件运动速度,并保证其速度的稳定。这是因为节流阀既是调节元件,又是检测元件。当阀口面积调定后,它一方面控制流量的大小,一方面检测流量信号并转换为阀口前后压力差反馈作用到定差减压阀阀芯的两端面,与弹簧力相比较,当检测的压力差偏离预定值时,定差减压阀阀芯产生相应位移,改变减压缝隙进行压力补偿,保证节流阀前后的压力差基本不变。但是阀芯位移势必引起弹簧力和液动力波动,因此流经调速阀的流量只能基本稳定。调速阀的速度刚性可近似为∞。为保证定差减压阀的压力补偿作用,调速阀进出口压力差应大于弹簧力Ft和液动力Fs所确定的最小压力差。否则无法保证流量稳定。

第71页:调速阀工作原理动画返回

调速阀工作原理动画返回

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第72页:旁路型调速阀

旁路型调速阀

旁路型调速阀该阀又称为溢流节流阀,由节流阀与差压式溢流阀并连而成,阀体上有一个进油口,一个出油口,一个回油口。这里节流阀既是调节元件,又是检测元件;差压式溢流阀是压力补偿元件,它保证了节流阀前后压力差Δp基本不变。旁通型调速阀用于调节执行元件运动速度只能安装在执行元件的进油路上,其速度刚性较调速阀小,但因此时的系统压力为(负载压力+节流阀前后压差Δp),是变压系统,与调速阀调速回路相比,回路效率较高。

第73页:分流集流阀

分流集流阀

分流阀结构原理:它由两个固定节流孔1、2、阀体、阀芯和两个对中弹簧等组成。阀芯两端台肩与阀体沉割槽组成两个可变节流口3、4。固定节流孔起检测流量的作用,可变节流口起压力补偿作用,其过流面积通过压力p1和p2的反馈作用进行控制。无论负载压力p3、p4如何变化,都能保证q1≈q2。分流集流阀

第74页:第五节比例阀

第五节比例阀

  • 比例控制阀是一种使输出液体参数(压力、流量和方向)随输入电信号参数(电流、电压)成比例变化的液压元件。是集普通控制阀和伺服阀控制元件优点于一身的新型液压控制元件。它可以根据输入电信号的大小连续成比例地对油液的压力、流量、方向实现远距离控制、计算机控制。
  • 比例控制阀根据所控制参数不同可分为:比例压力阀,比例流量阀,比例方向阀;按所控制参数的数量可分单参数控制阀和多参数控制阀。
  • 比例控制阀由比例调节机构和液压阀两部分组成。

第75页:比例电磁铁

比例电磁铁

比例电磁铁

(本页含图示,源文件未提取到图注文字,建议对照原图补充。)

第76页:比例阀种类

比例阀种类

比例阀种类很多,几乎所有种类、功能的普通液压阀都有相应种类、功能的电液比例阀。按照功能不同电液比例阀可分为:电液比例压力阀电液比例流量阀电液比例方向阀按反馈方式电液比例阀又可分为:不带位移电反馈型带位移电反馈型电液比例阀

第77页:电液比例压力先导阀

电液比例压力先导阀

图示为电液比例压力先导阀,它与普通溢流阀、减压阀、顺序阀的主阀组合可构成电液比例溢流阀、电液比例减压阀和电液比例顺序阀。改变输入电磁铁电流的大小,即可改变电磁吸力,从而改变先导阀前腔压力,对主阀的进口或出口压力实现控制。与普通压力先导阀不同:1、与作用在阀芯上的液压力进行比较的是电磁吸力,不是弹簧力。2、此处弹簧为传力弹簧,无压缩量。电液比例压力阀

第78页:电液比例溢流阀

电液比例溢流阀

输出压力P正比于输入电流I电液比例溢流阀

第79页:电液比例流量阀图示

电液比例流量阀图示

电液比例流量阀图示为位移~弹簧力反馈型电液比例二通节流阀。主阀芯5为插装阀结构。当比例电磁铁输入一定电流时,产生的电磁吸力推动先导阀芯2下移,先导阀阀口开启,主阀进口压力油经R1和R2、先导阀阀口流至主阀出口。因阻尼R1作用,使主阀芯上下腔产生压力差,致使主阀芯克服弹簧力上移,主阀口开启。主阀芯向上位移使反馈弹簧3受压缩,但反馈弹簧力与先导阀芯上端电磁吸力相等时,先导阀芯和主阀芯受力平衡,主阀阀口大小与输入电流大小成比例。改变输入电流大小,即可改变阀口大小,在系统中起节流调速作用。特点为:输入电流为零时,阀口是关闭的;主阀的位移量不受比例电磁铁行程的限制,阀口开度可以设计得较大,即阀的通流能力较大。

第80页:电液比例节流阀

电液比例节流阀

输出流量q正比于输入电流I电液比例节流阀

第81页:电液比例方向阀

电液比例方向阀

电液比例方向阀电液比例换向阀能按其输入电信号的正负及幅值大小,同时实现对方向和流量的控制,又称电液比例方向节流阀。按照流量控制方式分为节流控制型和流量控制型按照方向控制方式分为直接作用和先导作用方式。下图为一新型的位移---电反馈电液比例方向节流阀。

第82页:电液比例阀

电液比例阀

电液比例阀应用压力阀应用图示为普通调压回路与比例调压回路的比较。图a)为普通调压回路,它是以直动式溢流阀与安全阀并联使用的方案,此时,两直动式溢流阀的调节压力分别为p2、p3,安全阀的调节压力为p1。其中,直动式溢流阀的调节压力p2、p3不能大于安全阀的调节压力p1。由图可知,此方案使用的阀较多,且系统只能实现两级压力调节。图b)为用电液比例阀的方案。在此方案中,将普通先导式溢流阀的遥控口上连接一电液比例溢流阀,此时,先导式溢流阀所调节的压力p1为系统安全限定压力,比例阀的调节压力可在不大于p1的范围下无级调节。

第83页:流量阀应用图示

流量阀应用图示

流量阀应用图示为用普通流量阀与比例流量阀调速回路的比较。图a)为使用普通流量阀回路,图b)为用电液比例阀的回路。由图可知,要使执行元件实现多级调速,用普通流量阀时需要较多的液压元件,系统复杂效率低,且只能实现几级速度,而使用比例流量阀后可使系统大为简化,且可以实现无级调速。

第84页:第六节叠加阀

第六节叠加阀

第六节叠加阀叠加阀以板式阀为基础,每个叠加阀不仅起到单个阀的功能,而且还沟通阀与阀的流道。换向阀安装在最上方,对外连接油口开在最下边的底板上,其他的阀通过螺栓连接在换向阀和底板之间。左图为叠加阀装置图,右图为其系统图。由叠加阀组成的系统结构紧凑,配置灵活,设计制造周期短。

第85页:叠加阀的分类

叠加阀的分类

分为:叠加换向、压力、流量阀及复合阀例:叠加溢流阀

第86页:本章例题与习题

本章例题与习题

本章例题与习题例题:5-1、5-2、5-3、5-4、5-5习题:5-2、5-5、5-11、5-12、5-14

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