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液壓控制元件作用 在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中 液壓控制元件主要用來控制液壓執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的方向 承載的能力和運(yùn)動(dòng)速度的大小以滿足機(jī)械設(shè)備工作性能的要求 控制液流的方向 壓力和流量 液壓控制元件 1 液壓控制閥的分類 方向控制閥 用于控制液壓油的流動(dòng)方向 壓力控制閥 用于控制液壓油的壓力大小 流量控制閥 用于控制液壓油的流量大小 1 按功能 可用于控制液壓油的壓力 方向和流量的元件或裝置稱為液壓控制閥 概述 2 滑閥 閥芯為多端圓柱體 閥芯相對(duì)閥體作軸向運(yùn)動(dòng) 錐閥 閥芯為錐柱體 閥芯相對(duì)閥體作軸向運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)閥 閥芯為帶圓周方向槽的圓柱體 閥芯相對(duì)閥體轉(zhuǎn)動(dòng) 2 按閥芯結(jié)構(gòu) 3 按控制方式 1 開關(guān)或定值控制閥 借助于手動(dòng)操作 如手輪 手柄等 電磁鐵 液壓控制等控制液壓油通路的開閉 或定值控制液流的方向 壓力 流量 這類閥最為常見 稱開關(guān)閥 2 比例控制閥 這類閥利用與輸入 輸出參數(shù)成比例的電信號(hào) 使其按一定的規(guī)律成比例地控制系統(tǒng)中液壓油的流動(dòng)方向 壓力和流量 此類閥多用于開環(huán)程序控制系統(tǒng) 如電液比例流量閥 電液比例換向閥等 3 4 按液壓閥的安裝連接方式 3 伺服控制閥 輸入信號(hào)對(duì)輸出信號(hào) 流量 壓力 進(jìn)行連續(xù) 成比例地控制 與比例閥不同的是 其動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)性能好 主要用于快速 高精度的控制系統(tǒng)中 液壓閥的連接方式有五種 螺紋連接閥體油口上帶標(biāo)準(zhǔn)螺紋的閥稱為管式閥 將管式閥的油口用螺紋管接頭和管道連接 并由此固定在管路上 法蘭連接它是通過閥體上的螺釘孔 每油口多為4個(gè)螺釘孔 與管件端部的法蘭 用螺釘連接在一起 4 3 板式連接閥的各油口均布置在同一安裝平面上 并留有連接螺釘孔 這種閥稱為板式閥 如電磁換向閥多為板式閥 將板式閥用螺釘固定在與閥有對(duì)應(yīng)油口的平板式或閥塊式連接體上 4 疊加式連接 由閥 方向閥 壓力閥 流量閥等 及底板塊組成 每個(gè)閥同時(shí)起單個(gè)閥和通道孔的作用 將閥按標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)做成圓筒形專用元件 然后將這些元件插入不同的閥體 或集成塊 得到不同組合的一種集成形式 5 插裝式連接 5 液壓控制閥性能參數(shù) 1 公稱通徑 2 額定壓力 液壓閥主油口的名義尺寸叫做公稱通徑 單位為mm 它代表液壓閥閥的通流能力大小 閥的通徑一旦確定之后 與其配套的管道的規(guī)格也就確定了 液壓閥長期正常工作所允許的最高壓力 液壓控制閥性能的基本要求 動(dòng)作靈敏 使用可靠 沖擊小 振動(dòng)小 噪聲小 壽命長 液體流過時(shí)壓力損失小 密封性好 結(jié)構(gòu)緊湊 易于安裝 調(diào)整和維護(hù) 液壓閥的公稱通徑 指閥的進(jìn)出油口的名義尺寸 而不是閥的進(jìn)出油口的實(shí)際尺寸 如公稱通徑為20mm的電液動(dòng)換向閥 進(jìn)出油口的實(shí)際尺寸是21mm 公稱通徑僅僅是為了表示閥的規(guī)格 而進(jìn)出油口的實(shí)際尺寸 必須滿足液壓油流動(dòng)速度和其他設(shè)計(jì)參數(shù)的要求 管路的公稱通徑指管道的名義內(nèi)徑 6 方向控制閥 7 方向控制閥 作用 方向控制閥用來控制液壓系統(tǒng)中油液流動(dòng)的方向或液流的通與斷 它包括單向閥和換向閥兩類 分類 單向閥換向閥 8 單向閥只允許經(jīng)過閥的液流單方向流動(dòng) 而不許反向流動(dòng) 單向閥有普通單向閥和液控單向閥兩種 單向閥 視頻 普通單向閥 正向?qū)?反向不通 9 普通單向閥工作原理 動(dòng)畫 10 1一閥體 2一闊芯 3一彈簧 A一進(jìn)油口 B一出油口 管式閥 板式閥 圖5 11普通單向閥 直通式 直角式 普通單向閥按進(jìn)出油液流動(dòng)方向的不同 分為直通式和直角式 11 上圖所示的閥屬于管式連接閥 此類閥的油口可通過管接頭和油管相連 閥體的重量靠管路支承 因此閥的體積不能太大太重 直通式單向閥中的液壓油流動(dòng)的方向和閥的軸線方向相同 12 直角式單向閥的進(jìn)出油口A P1 B P2 的軸線均和閥體軸線垂直 圖所示的閥屬于板式連接閥 閥體用螺釘固定在機(jī)體上 閥體的平面和機(jī)體的平面緊密貼合 閥體上各油孔分別和機(jī)體上相對(duì)應(yīng)的孔對(duì)接 用 O 形密封圈使它們密封 13 2 對(duì)單向閥的要求 開啟壓力要小 能產(chǎn)生較高的反向壓力 反向的泄漏要小 正向?qū)〞r(shí) 閥的阻力損失要小 閥芯運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 無振動(dòng) 沖擊或噪聲 不但單向閥有管式連接和板式連接之分 其它閥類也有管式連接和板式連接之分 大多數(shù)液壓系統(tǒng)都采用板式連接閥 14 用途 泵出口處防沖擊 倒流 支路處起分隔作用 單向閥與其它閥組合形成復(fù)合閥 例如單向順序閥 單向節(jié)流閥等 15 液控單向閥 動(dòng)畫 1 液控單向閥的工作原理和圖形符號(hào) 控制口通壓力油時(shí) 液流可反向自由通過 實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的通流 控制口通油箱時(shí) 目的是使閥心可靠復(fù)位 同普通單向閥 比普通單向閥多一個(gè)控制油口K A口進(jìn)油時(shí) 作用同普通單向閥 16 1 簡式內(nèi)泄型液控單向閥 此類閥不帶卸荷閥芯 無專門的泄油口 控制活塞背腔的油與反向油液一起流出 故稱為內(nèi)泄式 簡式內(nèi)泄型液控單向閥1 閥體 2 閥芯 3 彈簧 4 閥蓋 5 閥座 6 控制活塞 7 下蓋 A 正向進(jìn)油口 B 正向出油口K 控制口 控制活塞的背腔 17 1 簡式外泄型液控單向閥 此類閥不帶卸荷閥芯 有專門的泄油口 外泄油口通油箱 故可用于較高壓力系統(tǒng) P1 正向進(jìn)油口 P2 正向出油口K 控制口 18 3 帶卸荷閥的液控單向閥 若在控制口K加控制壓力 先頂開卸荷閥芯3 A腔和B腔之間產(chǎn)生微小的縫隙 使B腔壓力降低 活塞5繼續(xù)上升并頂開主閥芯2 大量液流自B腔流向A腔 完成反向?qū)?此閥適用于反向壓力很高的場合 內(nèi)泄式 圖5 14 a 帶卸荷閥的內(nèi)泄式液控單向閥 2 主閥芯 3 卸荷閥芯 5 控制活塞 2 3 4 5 6 A B 19 4 液控單向閥符號(hào) 20 液控單向閥的應(yīng)用 鎖緊油缸 避免倒灌 控制重物下放速度 液壓鎖 設(shè)計(jì)要求 21 右圖中 用單向閥5將系統(tǒng)和泵隔斷 泵開機(jī)時(shí)泵排出的油可經(jīng)單向閥5進(jìn)入系統(tǒng) 泵停機(jī)時(shí) 單向閥5可阻止系統(tǒng)中的油倒流 普通單向閥和液控單向閥的應(yīng)用 1 用單向閥將系統(tǒng)和泵隔斷 22 2 用單向閥產(chǎn)生背壓在右圖中 高壓油進(jìn)入缸的無桿腔 活塞右行 有桿腔中的低壓油經(jīng)單向閥后回油箱 單向閥有一定壓力降 故在單向閥上游總保持一定壓力 此壓力也就是有桿腔中的壓力 叫做背壓 其數(shù)值不高一般約為0 5MPa 在缸的回油路上保持一定背壓 可防止活塞的沖擊 使活塞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 此種用途的單向閥也叫背壓閥 pb 普通單向閥和液控單向閥的應(yīng)用 23 3 用單向閥和其它閥組成復(fù)合閥由單向閥和節(jié)流閥組成復(fù)合閥 叫單向節(jié)流閥 用單向閥組成的復(fù)合閥還有單向順序閥 單向減壓閥等 在單向節(jié)流閥中 單向閥和節(jié)流閥共用一閥體 當(dāng)液流沿箭頭所示方向流動(dòng)時(shí) 因單向閥關(guān)閉 液流只能經(jīng)過節(jié)流閥從閥體流出 若液流沿箭頭所示相反的方向流動(dòng)時(shí) 因單向閥的阻力遠(yuǎn)比節(jié)流閥為小 所以液流經(jīng)過單向閥流出閥體 此法常用來快速回油 從而可以改變缸的運(yùn)動(dòng)速度 普通單向閥和液控單向閥的應(yīng)用 24 在右圖中 通過液控單向閥往立式缸的下腔供袖 活塞上行 停止供油時(shí) 因有液控單向閥 活塞靠自重不能下行 于是可在任一位置懸浮 將液控單向閥的控制口加壓后 活塞即可靠自重下行 若此立式缸下行為工作行程 可同時(shí)往缸的上腔和液控單向閥的控制口加壓 則活塞下行 完成工作行程 4 用液控單向閥使立式缸活塞懸浮 普通單向閥和液控單向閥的應(yīng)用 25 5 用兩個(gè)液控單向閥使液壓缸雙向閉鎖將高壓管A中的壓力作為控制壓力加在液控單向閥2的控制口上 液控單向閥2也構(gòu)成通路 此時(shí)高壓油自A管進(jìn)入缸 活塞右行 低壓油自B管排出 缸的工作和不加液控單向閥時(shí)相同 同理 若B管為高壓 A管為低壓時(shí) 則活塞左行 若A B管均不通油時(shí) 液控單向閥的控制口均無壓力 閥1和閥2均閉鎖 這樣 利用兩個(gè)液控單向閥 既不影響缸的正常動(dòng)作 又可完成缸的雙向閉鎖 鎖緊缸的辦法雖有多種 用液控單向閥的方法是最可靠的一種 1 2 A B 普通單向閥和液控單向閥的應(yīng)用 26 換向閥 視頻 作用 改變油流方向 組成 主體 閥體 閥芯 操縱定位裝置 分類 滑閥 轉(zhuǎn)閥 27 換向閥的工作原理 如下圖 換向閥閥體2上開有4個(gè)通油口P A B T 換向閥的通油口永遠(yuǎn)用固定的字母表示 它所表示的意義如下 P 壓力油口 P pressure壓力A B 工作油口 T 回油口 T tank油箱 P T B A 彈簧對(duì)中型 28 P T B A 換向閥的工作原理 彈簧對(duì)中型 29 換向機(jī)能 1 換向閥的 通 和 位 通 和 位 是換向閥的重要概念 不同的 通 和 位 構(gòu)成了不同類型的換向閥 位 Position 一指閥芯的位置 通常所說的 二位閥 三位閥 是指換向閥的閥芯有兩個(gè)或三個(gè)不同的工作位置 位 在符號(hào)圖中用方框表示 所謂 二通閥 三通閥 四通閥 是指換向閥的閥體上有兩個(gè) 三個(gè) 四個(gè)各不相通且可外部 即液壓系統(tǒng) 連接的油口數(shù)目 不同油道之間只能通過閥芯移位時(shí)閥口的開關(guān)來連通 30 表不同的 通 和 位 的滑閥式換向閥主體部分的結(jié)構(gòu)形式和圖形符號(hào) 31 表5 1中圖形符號(hào)的含義如下 用方框表示閥的工作位置 有幾個(gè)方框就表示有幾 位 方框內(nèi)的箭頭表示油路處于接通狀態(tài) 但箭頭方向不一定表示液流的實(shí)際方向 方框內(nèi)符號(hào) 或 表示該通路不通 方框外部連接的接口數(shù) 或油口數(shù) 有幾個(gè) 就表示幾 通 一般 閥與系統(tǒng)供油路連接的進(jìn)油口用字母P表示 閥與系統(tǒng)回油路連通的回油口用T 有時(shí)用O 表示 而閥與執(zhí)行元件連接的油口用A B等表示 有時(shí)在圖形符號(hào)上用L表示泄漏油口 閥的操縱方式畫在方框的左右兩側(cè) 32 表5 1中圖形符號(hào)的含義如下 換向閥都有兩個(gè)或兩個(gè)以上的工作位置 其中一個(gè)為常態(tài)位 即閥芯未受到操縱力時(shí)所處的位置 圖形符號(hào)中的中位是三位閥的常態(tài)位 利用彈簧復(fù)位的二位閥則以靠近彈簧的方框內(nèi)的通路狀態(tài)為其常態(tài)位 繪制系統(tǒng)圖時(shí) 油路一般應(yīng)連接在換向閥的常態(tài)位上 換向閥的命名要順序的表明其 位 通 及控制能源方式 或操縱方式 如 三位四通電磁換向閥 二位二通機(jī)動(dòng)換向閥 33 換向閥主體部分結(jié)構(gòu)型式 1 二位二通 職能符號(hào) 作用 控制油路的通與斷 主體部分 動(dòng)畫素材 34 2 二位三通 職能符號(hào) 作用 控制液流方向 35 3 二位四通 職能符號(hào) 作用 控制執(zhí)行元件換向 P 壓力油口T 回油口A B 分別接執(zhí)行元件的兩腔 動(dòng)畫 36 4 三位四通 職能符號(hào) 作用 換向 停止 T 動(dòng)畫素材 37 6 三位五通 職能符號(hào) 作用 換向 停止 回油不同 動(dòng)畫 38 2 滑閥機(jī)能滑閥式換向閥處于中間位置或原始位置時(shí) 閥中各油口的連通方式稱為換向閥的滑閥機(jī)能 兩位閥和多位閥的機(jī)能是指閥芯處于原始位置時(shí) 閥各油口的通斷情況 三位閥的機(jī)能是指閥芯處于中位時(shí) 閥各油口的通斷情況 三位閥的滑閥機(jī)能也稱中位機(jī)能 三位閥有多種機(jī)能現(xiàn)只介紹最常用的幾種 39 l 二位二通換向閥二位二通換向閥其兩個(gè)油口之間的狀態(tài)只有兩種 通或斷 二位二通換向閥的滑閥機(jī)能有 常閉式 O型 即油路是斷開的 常開式 H型 即油路是接通的 圖5 15二位二通換向閥的滑閥機(jī)能 二位閥的原始位置 若為手動(dòng)控制 則是指控制手柄沒有動(dòng)作的位置 若為液壓控制則是指失壓的位置若為電磁控制則是指失電的位置 二位閥的常態(tài)位常指靠近彈簧的方格 40 2 三位四通換向閥三位四通換向閥的滑閥機(jī)能有很多種 常見的有表5 3中所列的幾種 中間一個(gè)方框表示其原始位置 左右方框表示兩個(gè)換向位 其左位和右位各油口的連通方式均為直通或交叉相通 所以只用一個(gè)字母來表示中位的型式 O型機(jī)能 41 滑閥機(jī)能 表5 3 2 換向閥的 42 因P口封閉 泵不能卸荷 泵排出的壓力油只能從溢流閥排回油箱 可用于多個(gè)換向閥并聯(lián)的系統(tǒng) 當(dāng)一個(gè)分支中的換向閥處于中位時(shí) 仍可保持系統(tǒng)壓力 不致影響其它分支的正常工作 O型機(jī)能 缸的兩腔被封閉 活塞在任一位置均可停住 且能承受一定的正向負(fù)載和反向負(fù)載 1 O型機(jī)能閥芯處于中位時(shí) P A B T四個(gè)油口均被封閉 其特點(diǎn)是 43 2 H型機(jī)能閥芯處于中位時(shí) P A B T四個(gè)油口互通 H型機(jī)能 雖然閥芯已除于中位 但缸的活塞無法停住 中位時(shí)油缸不能承受負(fù)載 不管活塞原來是左行還是右行 缸的各腔均無壓力沖擊 也不會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓 換向平穩(wěn)無沖擊 換向時(shí)無精度可言 泵可卸荷 不能用于多個(gè)換向閥并聯(lián)的系統(tǒng) 因一個(gè)分支的換向閥一旦處于中位 泵即卸荷 系統(tǒng)壓力為零 其它分支也就不能正常工作了 H型機(jī)能的特點(diǎn)如下 44 3 M型機(jī)能閥芯處于中位時(shí) A B油口被封閉 P T油口互通 M型機(jī)能是取O型機(jī)能的上半部 H型機(jī)能的下半部組成的 故兼有二者的特點(diǎn) M型機(jī)能如下 活塞可停在任一位置上 用能承受雙向負(fù)載 缸的兩腔會(huì)出現(xiàn)壓力沖擊或負(fù)壓 依活塞原來的運(yùn)動(dòng)方向而定 活塞有前沖 泵能卸荷 不宜用于多個(gè)換向閥并聯(lián)的系統(tǒng) M型機(jī)能 45 此種機(jī)能目的是構(gòu)成差動(dòng)連接油路 使單活塞桿缸的活塞增速 4 P型機(jī)能閥芯處于中位時(shí) P A B油口互通 油口T被封閉 P型機(jī)能 46 小結(jié) 單向閥和換向閥是液壓系統(tǒng)中控制液壓油流動(dòng)方向的元件 單向閥分成兩類 即普通單向閥 簡稱單向閥 和液控單向閥 單向閥只允許液流向一個(gè)方向通過 液控單向閥具有普通單向閥的功能 并且只要在控制口通以一定壓力的控制油液 油流反向也能通過 單向閥和液控單向閥用于回路需要單向?qū)ǖ膱龊?也用于各種鎖緊回路 換向閥既可用來使執(zhí)行元件換向 也可用來切換油路 換向閥的各種結(jié)構(gòu)形式中 滑閥式用得較多 而各種操縱形式的換向閥中 則以電磁和電液換向閥用得較多 因?yàn)樗子趯?shí)現(xiàn)自動(dòng)化 換向閥的圖形符號(hào)明確地表示了閥的作用原理 工作位置數(shù) 通路數(shù) 通斷狀態(tài)以及操縱方式等 應(yīng)予以足夠的重視 并能熟練掌握 方向控制閥的應(yīng)用 方向控制回路 47 換向閥小結(jié) 職能符號(hào) 位 閥芯的工作位置 通 閥體上油路的通道數(shù) 機(jī)能 中位時(shí)油路的連通方式 控制方式 48