液压方向控制阀.pptx
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1、12本章提要本章提要本章提要本章提要 液压控制阀按其作用可分为液压控制阀按其作用可分为方向控制阀方向控制阀、压压力控制阀力控制阀和和流量控制阀流量控制阀三大类。本章介绍方向控三大类。本章介绍方向控制阀。制阀。方向控制阀方向控制阀是用来改变液压系统中各油路之是用来改变液压系统中各油路之间液流通断关系的阀类。如单向阀、换向阀及压间液流通断关系的阀类。如单向阀、换向阀及压力表开关等。本章主要介绍方向控制阀和方向控力表开关等。本章主要介绍方向控制阀和方向控制回路。制回路。3本章提要本章提要本章提要本章提要阀口特性与阀芯的运动阻力,阀口特性与阀芯的运动阻力,节流边与液压桥路节流边与液压桥路 单向阀单向阀
2、换向阀换向阀换向回路与锁紧回路换向回路与锁紧回路液压阀的连接方式液压阀的连接方式本章主要内容为本章主要内容为 :4液压控制阀的分类液压控制阀的分类液压控制阀的分类液压控制阀的分类:方方 向向 控控 制制 阀阀用于控制液流的流动方向;用于控制液流的流动方向;压压 力力 控控 制制 阀阀用于控制液流的压力大小;用于控制液流的压力大小;流流 量量 控控 制制 阀阀用于控制液流的流量大小;用于控制液流的流量大小;1.按功能按功能:可用于控制液流的压力、方向和流量的元件或装可用于控制液流的压力、方向和流量的元件或装置称为液压控制阀。置称为液压控制阀。5滑阀滑阀阀芯为多端圆柱体,阀芯相对阀体作轴向 运动;
3、锥阀锥阀阀芯为锥柱体,阀芯相对阀体作轴向运动;转阀转阀阀芯为带圆周方向槽的圆柱体,阀芯相对阀体转动;2.按阀芯结构按阀芯结构:3.按控制方式按控制方式:有手动操作、电磁铁控制、比例电磁铁控制、液压控制等。4.按安装方式按安装方式:有板式阀、管式阀、叠加阀、插装阀等。5.1 阀口特性与阀芯的运动阻力阀口特性与阀芯的运动阻力 对对于于各各种种滑滑阀阀、锥锥阀阀、球球阀阀、节节流流孔孔口口,通通过过阀阀口口的的流量均可用下式表示:流量均可用下式表示:5.1.15.1.1 阀口流量公式及流量系数阀口流量公式及流量系数阀口流量公式及流量系数阀口流量公式及流量系数 式中式中:阀口通流面积;阀口通流面积;阀
4、口前、后压差;阀口前、后压差;流量系数;流量系数;液体密度。液体密度。(5-1)1、滑阀的流量系数、滑阀的流量系数 流量系数流量系数Cq与雷诺数与雷诺数Re有关。对于滑阀,若阀有关。对于滑阀,若阀口为锐边,可取口为锐边,可取Cq0.60.65。锥阀阀口流量系数约为Cq=0.770.82。2、锥阀的流量系数、锥阀的流量系数85.1.2 5.1.2 节流边与液压桥路节流边与液压桥路节流边与液压桥路节流边与液压桥路 (1 1)阀口与节流边阀口与节流边阀口与节流边阀口与节流边阀体节流边阀体节流边阀体节流边阀体节流边 阀中的可变节流口可以看成是阀中的可变节流口可以看成是由两条作相对运动的由两条作相对运动
5、的边线边线构成,故一个可变节流口可以看成是一对构成,故一个可变节流口可以看成是一对节流边节流边。其中固定不动的节流边在阀体上,可以移动的节流边则其中固定不动的节流边在阀体上,可以移动的节流边则在阀芯上。这一对节流边之间的距离就是阀的开度在阀芯上。这一对节流边之间的距离就是阀的开度x x。95.1.2 5.1.2 节流边与液压桥路节流边与液压桥路节流边与液压桥路节流边与液压桥路 (1 1)阀口与节流边阀口与节流边阀口与节流边阀口与节流边 阀体的节流边是在阀体孔中挖一个环形槽(或方孔、圆孔)后形成的,阀芯的节流边也是在阀芯中间挖出一个环形槽后形成的。阀芯环形槽与阀体环形槽相配合就可以形成一个可变节
6、流口(即阀口)。阀体节流边阀体节流边阀芯节流边阀芯节流边阀口阀口若进油道与阀芯环形槽相通,那么出油道必须与阀体的环形槽相通,阀口正好将两个通道隔开。10 如果在阀芯上不开环形槽,而是直接利用阀芯的轴端面作为阀芯节流边图(a),则阀芯受到液压力的作用后不能平衡,会给控制带来困难。通过在阀芯上开设环形槽,形成图(b)所示平衡活塞,则阀芯上所承受的液压力大部分可以得到平衡,施以较小的轴向力即可驱动阀芯。阀芯节流边阀芯节流边平衡活塞平衡活塞11(2 2)液压半桥与三通阀)液压半桥与三通阀 由于液压半桥有三个通道,因此必须在阀芯和阀体上共开出三个环形槽,让P、O、A分别与三个环形槽相通,并且受控压力A要
7、放在P和O的中间,以便于A能分别与P和O接通。进油口进油口回油口回油口工作油口工作油口进油口进油口回油口回油口工作油口工作油口 液压半桥只有一个控制油口液压半桥只有一个控制油口A(或(或B),只能用于控制有),只能用于控制有一个工作腔的单作用缸或单向马达。三通阀就是液压半桥。一个工作腔的单作用缸或单向马达。三通阀就是液压半桥。12液压半桥有两种布置方案:第一种方案是将第一种方案是将A放在阀芯环形槽中,而将放在阀芯环形槽中,而将P、O两腔放两腔放在阀体环形槽中在阀体环形槽中如图(如图(b);另一种方案是将另一种方案是将A放在阀体环形槽中,而将放在阀体环形槽中,而将P、O两腔放两腔放在阀芯环形槽中
8、在阀芯环形槽中如图(如图(C)。13进油口进油口回油口回油口回油口回油口工作油口工作油口工作油口工作油口A腔进、回油阀口腔进、回油阀口B腔进、回油阀口腔进、回油阀口(3 3 3)液压全桥与四通阀)液压全桥与四通阀)液压全桥与四通阀)液压全桥与四通阀)液压全桥与四通阀)液压全桥与四通阀 全桥应该有全桥应该有Ol、A、P、B、O2等等5个通道。相应地,阀个通道。相应地,阀芯和阀体应共有芯和阀体应共有5个环形槽个环形槽。14回油口回油口回油口回油口回油口回油口回油口回油口进油口进油口进油口进油口工作油口工作油口工作油口工作油口工作油口工作油口工作油口工作油口 液压全桥有两种布置方案。液压全桥有两种布
9、置方案。第一种:将第一种:将A、B通道布置在阀体环形槽中,将通道布置在阀体环形槽中,将O1、P、O2布置在阀芯环形槽中(四台肩四通阀)布置在阀芯环形槽中(四台肩四通阀)第二种:将阀芯槽与阀体槽所对应的油口对换,让第二种:将阀芯槽与阀体槽所对应的油口对换,让第二种:将阀芯槽与阀体槽所对应的油口对换,让第二种:将阀芯槽与阀体槽所对应的油口对换,让A A、B B通道布置在阀芯环形槽中,通道布置在阀芯环形槽中,通道布置在阀芯环形槽中,通道布置在阀芯环形槽中,OO1 1、P P、OO2 2布置在阀体环形布置在阀体环形布置在阀体环形布置在阀体环形槽中(三台肩式四通阀)槽中(三台肩式四通阀)槽中(三台肩式四
10、通阀)槽中(三台肩式四通阀)15将将A、B通道布置在阀体通道布置在阀体环形槽中,将环形槽中,将O1、P、O2布置在阀芯环形槽中布置在阀芯环形槽中将将将将A A、B B通道布置在阀通道布置在阀通道布置在阀通道布置在阀芯环形槽中,芯环形槽中,芯环形槽中,芯环形槽中,OO1 1、P P、OO2 2布置在阀体环形槽中布置在阀体环形槽中布置在阀体环形槽中布置在阀体环形槽中16(1)作用在圆柱滑阀上的稳态液动力)作用在圆柱滑阀上的稳态液动力 5.1.3 5.1.3 阀芯驱动与阀芯运动阻力阀芯驱动与阀芯运动阻力阀芯驱动与阀芯运动阻力阀芯驱动与阀芯运动阻力 图图5.7 5.7 作用在带平衡活塞的滑阀上的稳态液
11、动力作用在带平衡活塞的滑阀上的稳态液动力 (5.5)稳态液动力指向稳态液动力指向稳态液动力指向稳态液动力指向阀口关闭的方向阀口关闭的方向阀口关闭的方向阀口关闭的方向17图图5.8 5.8 作用在锥阀上的稳态液动力作用在锥阀上的稳态液动力 (a)(a)外流式;外流式;(b)(b)内流式内流式 (5.9)(2)作用在锥阀上的稳态液动力)作用在锥阀上的稳态液动力 外流式锥阀外流式锥阀内流式锥阀内流式锥阀(5.10)此力指向阀口关闭方向此力指向阀口关闭方向此力指向阀口关闭方向此力指向阀口关闭方向此力指向阀口开启方向此力指向阀口开启方向此力指向阀口开启方向此力指向阀口开启方向18(3)、作用在滑阀上的液
12、压卡紧力、作用在滑阀上的液压卡紧力(5.13)开一条均压槽时,K0.4;开三条等距槽时,K0.063;开七条槽时,K0.027。侧向力指侧向力指侧向力指侧向力指向阀芯卡向阀芯卡向阀芯卡向阀芯卡紧方向紧方向紧方向紧方向侧向力指侧向力指侧向力指侧向力指向阀芯对向阀芯对向阀芯对向阀芯对中方向中方向中方向中方向(c)(c)倾斜倾斜 (b)(b)顺锥顺锥(a)(a)倒锥倒锥19 单向阀只允许经过阀的液流单方向流动,而不许单向阀只允许经过阀的液流单方向流动,而不许反向流动。反向流动。单向阀有单向阀有普通单向阀普通单向阀普通单向阀普通单向阀和和液控单向阀液控单向阀液控单向阀液控单向阀两种。两种。5.2 单向
13、阀单向阀5.2.1 5.2.1 普通单向阀普通单向阀普通单向阀普通单向阀 图图5.10 5.10 普通单向阀普通单向阀(b)正向导通,正向导通,反向不通反向不通20单向阀的工作原理单向阀的工作原理单向阀的工作原理单向阀的工作原理 A-BA-B导通,导通,导通,导通,B-AB-A不通不通不通不通不能作单向阀不能作单向阀不能作单向阀不能作单向阀B-AB-A导通,导通,导通,导通,A-BA-B不通不通不通不通21A-BA-B导通,导通,导通,导通,B-AB-A不通不通不通不通B-AB-A导通,导通,导通,导通,A-BA-B不通不通不通不通22不能作单向阀不能作单向阀不能作单向阀不能作单向阀23 上图
14、所示的阀属于管式连接阀,此类阀的油口可通过管上图所示的阀属于管式连接阀,此类阀的油口可通过管接头和油管相连,阀体的重量靠管路支承,因此阀的体积接头和油管相连,阀体的重量靠管路支承,因此阀的体积不能太大太重。不能太大太重。321ABAB3211 1阀阀 体;体;2 2阀芯;阀芯;3 3 弹簧;弹簧;直通式单向阀中的油流方向和阀的轴线方向相同直通式单向阀中的油流方向和阀的轴线方向相同。24 直直角角式式单单向向阀阀的的进进出出油油口口A(P1)、B(P2)的的轴轴线线均均和和阀阀体轴线垂直体轴线垂直。ABAB 图5.11(a)所示的阀属于板式连接阀,阀体用螺钉固定在机体上,阀体的平面和机体的平面紧
15、密贴合,阀体上各油孔分别和机体上相对应的孔对接,用“O”形密封圈使它们密封。25 直直角角式式单单向向阀阀的的进进出出油油口口A(P1)、B(P2)的的轴轴线线均均和和阀阀体轴线垂直体轴线垂直。ABAB 不但单向阀有管式连接和板式连接之分,其它阀类也不但单向阀有管式连接和板式连接之分,其它阀类也有管式连接和板式连接之分。大多数液压系统都采用板式有管式连接和板式连接之分。大多数液压系统都采用板式连接阀。连接阀。261 1一阀体;一阀体;2 2一阔芯;一阔芯;3 3一弹簧;一弹簧;A A一进油口;一进油口;B B一出油口。一出油口。管式阀管式阀板式阀板式阀 图图5.11 5.11 普通单向阀普通单
16、向阀直通式直通式直角式直角式27(2)对单向阀的要求对单向阀的要求 开启压力要小。开启压力要小。能产生较高的反向压力,反向的泄漏要小。能产生较高的反向压力,反向的泄漏要小。正向导通时,阀的阻力损失要小。正向导通时,阀的阻力损失要小。阀芯运动平稳,无振动、冲击或噪声。阀芯运动平稳,无振动、冲击或噪声。(3)单向阀的符号单向阀的符号 单向阀和其它阀组合后,成为组合阀,例如单向顺序阀、单向节流阀等。AB图图5.105.10(C C)单向阀的职能符号单向阀的职能符号285.1.2 5.1.2 液控单向阀液控单向阀液控单向阀液控单向阀(1)液控单向阀的工作原理和图形符号液控单向阀的工作原理和图形符号29
17、(1)简式内泄型液控单向阀简式内泄型液控单向阀 此类阀此类阀不带卸荷阀芯不带卸荷阀芯,无专门的泄油口。无专门的泄油口。简式内泄型液控单向阀简式内泄型液控单向阀1 1 阀体;阀体;2 2 阀芯;阀芯;3 3 弹簧;弹簧;4 4 阀盖;阀盖;5 5阀座;阀座;6 6 控制活塞;控制活塞;7 7 下盖。下盖。A正向进油口正向进油口;B 正向出油口正向出油口 K 控制口控制口30 图图5.13 5.13 简式外泄型液控单向阀简式外泄型液控单向阀1 1 控制活塞;控制活塞;2 2 顶杆;顶杆;3 3 阀芯。阀芯。(1)简式外泄型液控单向阀简式外泄型液控单向阀 此类阀此类阀不带卸荷阀芯不带卸荷阀芯,有专有
18、专门的泄油口门的泄油口,外泄油口通油箱,外泄油口通油箱,故可用于较高压力系统。故可用于较高压力系统。P1正向进油口正向进油口;P2 正向出正向出油口油口 K 控制口控制口泄油口泄油口31内内泄泄式式图5.14(a)带卸荷阀的内泄式液控单向阀2-主阀芯;3-卸荷阀芯;5-控制活塞 123456ABK(3)(3)带卸荷阀的液控单向阀带卸荷阀的液控单向阀带卸荷阀的液控单向阀带卸荷阀的液控单向阀 若在控制口若在控制口K加控加控制压力,先顶开卸荷阀制压力,先顶开卸荷阀芯芯3,B腔压力降低,腔压力降低,活塞活塞5继续上升并顶开继续上升并顶开主阀芯主阀芯2,大量液流自,大量液流自B腔流向腔流向A腔,完成反腔
19、,完成反向导通。向导通。此阀适用于反此阀适用于反向压力很高的场合向压力很高的场合。32图5.14(b)带卸荷阀的液控单向阀(外泄式)2-主阀芯;3-卸荷阀芯;5-控制活塞A-正向进油口;B-正向出油口;K-控制口ABKKL123456AB(4)液控单向阀符号液控单向阀符号 ABKa内泄式内泄式ABKb外泄式外泄式3325134图中,用单向阀5将系统和泵隔断,泵开机时泵排出的油可经单向阀5进入系统;泵停机时,单向阀5可阻止系统中的油倒流。普通单向阀和普通单向阀和普通单向阀和普通单向阀和液控单向阀的应用液控单向阀的应用液控单向阀的应用液控单向阀的应用(1)用单向阀)用单向阀将系统和泵隔断将系统和泵
20、隔断 34(2)用单向阀将两个泵隔断用单向阀将两个泵隔断 在下图中,1是低压大流量泵,2是高压小流量泵。低压时两个泵排出的油合流,共同向系统供油。高压时,单向阀的反向压力为高压,单向阀关闭,泵2排出的高压油经过虚线表示的控制油路将阀3打开,使泵1排出的油经阀3回油箱,由高压泵2单独往系统供油,其压力决定于阀4。这样,单向阀将两个压力不同的泵隔断,不互相影响。214335(3)用单向阀产生背压用单向阀产生背压 在右图中,高压油进入缸的无杆腔,活塞右行,有杆腔中的低压油经单向阀后回油箱。单向阀有一定压力降,故在单向阀上游总保持一定压力,此压力也就是有杆腔中的压力,叫做背压,其数值不高一般约为0.5
21、MPa。在缸的回油路上保持一定背压,可防止活塞的冲击,使活塞运动平稳。此种用途的单向阀也叫背压阀。背压阀pb36(4)用单向阀和其它阀组成复合阀用单向阀和其它阀组成复合阀 由单向阀和节流阀组成复合阀,叫单向节流阀。用单向阀组成的复合阀还有单向顺序阀、单向减压阀等。在单向节流阀中,单向阀和节流阀共用一阀体。当液流沿箭头所示方向流动时,因单向阀关闭,液流只能经过节流阀从阀体流出。若液流沿箭头所示相反的方向流动时,因单向阀的阻力远比节流阀为小,所以液流经过单向阀流出阀体。此法常用来快速回油。从而可以改变缸的运动速度。37 在右图中,通过液控单向阀往立式缸的下腔供袖,活塞上行。停止供油时,因有液控单向
22、阀,活塞靠自重不能下行,于是可在任一位置悬浮。将液控单向阀的控制口加压后,活塞即可靠自重下行。若此立式缸下行为工作行程,可同时往缸的上腔和液控单向阀的控制口加压,则活塞下行,完成工作行程。ABKG G(5)用液控单向阀使立式缸活塞悬浮用液控单向阀使立式缸活塞悬浮38 (6)用两个液控单向阀使液压缸用两个液控单向阀使液压缸双向闭锁双向闭锁 将高压管A中的压力作为控制压力加在液控单向阀2的控制口上,液控单向阀2也构成通路。此时高压油自A管进入缸,活塞右行,低压油自B管排出,缸的工作和不加液控单向阀时相同。同理,若B管为高压,A管为低压时,则活塞左行。若A、B管均不通油时,液控单向阀的控制口均无压力
23、,阀1和阀2均闭锁。这样,利用两个液控单向阀,既不影响缸的正常动作,又可完成缸的双向闭锁。锁紧缸的办法虽有多种,用液控单向阀的方法是最可靠的一种。12AB39 换向阀能改变液流方向,将换向阀与缸连接可以很方便地使缸的活塞改变运动方向。5.3 换向阀换向阀换向阀的类型有 按阀的结构形式:滑阀式、转阀式、球阀式、锥阀式。按阀的操纵方式:手动式、机动式、电磁式、液动式、电液动式、气动式。按阀的工作位置数和控制的通道数:二位二通阀、二位三通阀、二位四通阀、三位四通阀、三位五通阀等。40 换向阀的工作原理换向阀的工作原理换向阀的工作原理换向阀的工作原理 TPAB 如下图,换向阀阀体2上开有4个通油口 P
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