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6 4液壓控制元件 液壓控制元件主要是液壓系統(tǒng)中的各類閥 分類 壓力控制閥 方向控制閥 流量控制閥 特點 液體流過各種閥均會產(chǎn)生壓力損失和溫升現(xiàn)象 從功能上來說 閥不能對外做功 只能用以滿足執(zhí)行元件的壓力 速度和換向等要求 結(jié)構(gòu) 均由閥體 閥芯和控制動力三大部分組成 工作原理 利用閥芯與閥體的相對移動 改變通流面積 面 從而控制液體的壓力 流向和流量 1 對控制閥的要求 1 動作靈敏 準(zhǔn)確 可靠平穩(wěn) 沖擊振動小 3 結(jié)構(gòu)緊湊 工藝性好 使用維護(hù)方便 通用性好 2 密封性能要好 油液流過時漏損少 壓力損失小 2 一 方向控制閥 方向控制閥在液壓系統(tǒng)中起阻止和引導(dǎo)油液按規(guī)定的流向進(jìn)出通道 即在油路中起控制油液流動方向的作用 方向閥 單向閥 換向閥 普通單向閥液控單向閥 轉(zhuǎn)閥式換向閥 滑閥式換向閥 手動式換向閥機(jī)動式換向閥電動式換向閥液動式換向閥電液式換向閥 3 1 單向閥 普通單向閥液控單向閥 1 普通單向閥 球閥式 P1 P2 4 錐閥式 5 2 液控單向閥 K P1 P2 6 2 換向閥 作用 換向閥是利用閥芯對閥體的相對位置改變來控制油路接通 關(guān)斷或改變油液流動方向 按接口數(shù)及切換位置數(shù)分類接口是指閥上各種接油管的進(jìn) 出口 進(jìn)油口通常標(biāo)為P 回油口則標(biāo)為R或T 出油口則以A B來表示 閥內(nèi)閥芯可移動的位置數(shù)稱為切換位置數(shù) 通常我們將接口稱為 通 將閥芯的位置稱為 位 分類 7 按操作方式分類推動閥內(nèi)閥芯移動的動力有手 腳 機(jī)械 液壓 電磁等方法 按結(jié)構(gòu)形式分類座閥式換向閥 滑閥式換向閥 轉(zhuǎn)閥式換向閥 8 換向閥 二位二通 換向閥 二位四通 換向閥 三位四通 換向閥 三位四通 9 換向閥 液動 換向閥 手動 換向閥 機(jī)動 10 滑閥機(jī)能 換向閥處于常態(tài)位置時 閥中各油口的連通方式 對三位閥即中間位置各油口的連通方式 所以稱中位機(jī)能 11 二 壓力控制閥 功用 控制液壓系統(tǒng)壓力或利用壓力作為信號來控制其它元件動作 分類 溢流閥 減壓閥 順序閥 結(jié)構(gòu) 閥體 閥芯 彈簧 調(diào)節(jié)螺帽等 12 1 溢流閥 主要用途 1 穩(wěn)壓溢流 在定量泵的液壓系統(tǒng)中如圖 a 所示 常利用流量控制閥調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量 多余的壓力油可經(jīng)溢流閥流回油箱 這樣可使泵的工作壓力保持定值 2 安全保護(hù) 圖 b 所示液壓系統(tǒng) 在正常工作狀態(tài)下 溢流閥是關(guān)閉的 只有在系統(tǒng)壓力大于其調(diào)整壓力時 溢流閥才被打開溢流 對系統(tǒng)起過載保護(hù)作用 分類 直動式 先導(dǎo)式 13 1 直動式溢流閥 調(diào)壓原理 調(diào)節(jié)調(diào)壓螺帽改變彈簧預(yù)壓縮量 便可調(diào)節(jié)溢流閥調(diào)整壓力 特點 一般用于低壓小流量場合 14 當(dāng)pAFT時 閥口打開達(dá)到穩(wěn)壓溢流或安全保護(hù) FT直接與pA平衡 稱直動式或直動型又 p高 q大時 K較大 不但手調(diào)困難 且FT略有變化 p變化較大 一般用于低壓小流量場合 工作原理 15 2 先導(dǎo)式溢流閥 組成 先導(dǎo)閥 直動式錐閥 硬彈簧 帶有導(dǎo)向圓錐面的錐閥 二級同心式 滑閥和軟彈簧 帶有多節(jié)導(dǎo)向圓錐面的錐閥 三級同心式 主閥 16 先導(dǎo)式溢流閥工作原理 當(dāng)pAF硬T時 導(dǎo)閥打開 主閥兩端產(chǎn)生壓差當(dāng) pAF軟T時 主閥打開 穩(wěn)壓溢流或安全保護(hù) 先導(dǎo)式溢流閥調(diào)壓原理 調(diào)節(jié)調(diào)壓螺帽 改變硬彈簧力 即改變壓力 17 若先導(dǎo)式溢流閥主閥芯上阻尼孔被污物堵塞 溢流閥會出現(xiàn)什么樣的故障 如果溢流閥先導(dǎo)閥錐閥座上的進(jìn)油小孔堵塞 又會出現(xiàn)什么故障 第一種情況油液壓力與主閥彈簧力平衡 主閥彈簧很軟 稍有壓力即會打開 第二種情況倘若阻尼孔被堵塞 先導(dǎo)閥錐閥關(guān)閉 不能產(chǎn)生壓力降 進(jìn) 出油口不能接通 則溢流閥不能溢流 無論系統(tǒng)壓力增加多少 溢流閥也不能溢流 閥一直打不開 18 2 減壓閥 主要用途當(dāng)回路內(nèi)有兩個以上液壓缸 其中之一需要較低的工作壓力 同時其它的液壓缸仍需高壓運作時 此刻就得用減壓閥提供一較系統(tǒng)壓力為低的壓力給低壓缸 減壓閥分類減壓閥有直動型和先導(dǎo)型兩種 減壓原理利用油液在某個地方的壓力損失 使出口壓力低于進(jìn)口壓力 并保持恒定 故又稱定值減壓閥 19 先導(dǎo)式減壓閥 調(diào)壓原理 調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧 改變硬彈簧力 即可改變出口壓力 20 減壓閥與溢流閥比較 溢流閥減壓閥a保持進(jìn)口壓力不變出口壓力不變 b內(nèi)部回油外部回油 c閥口常閉閥口常開 d一般并聯(lián)于系統(tǒng)一般串聯(lián)于系統(tǒng) 21 3 順序閥 功用 利用液壓系統(tǒng)壓力變化來控制油路的通斷 從而實現(xiàn)多個液壓元件按一定的順序動作 分類 按結(jié)構(gòu)形式 按泄漏方式 直動式 先導(dǎo)式 內(nèi)泄式 外泄式 22 工作原理當(dāng)pAFt 閥口打開 AB 下一個執(zhí)行元件動作 順序閥 23 試比較溢流閥 減壓閥 順序閥 內(nèi)控外泄式 三者之間的異同點 相同點 都是利用控制壓力與彈簧力相平衡的原理 改變滑閥移動的開口量 通過開口量的大小來控制系統(tǒng)的壓力 結(jié)構(gòu)大體相同 只是瀉油路不同 不同點 溢流閥是通過調(diào)定彈簧的壓力 控制進(jìn)油路的壓力 保證進(jìn)口壓力恒定 出油口與油箱相連 泄漏形式是內(nèi)泄式 常閉 進(jìn)出油口相通 進(jìn)油口壓力為調(diào)整壓力 在系統(tǒng)中的聯(lián)結(jié)方式是并聯(lián) 起限壓 保壓 穩(wěn)壓的作用 減壓閥是通過調(diào)定彈簧的壓力 控制出油路的壓力 保證出口壓力恒定 出油口與減壓回路相連 泄漏形式為外泄式 常開 出口壓力低于進(jìn)口壓力 出口壓力穩(wěn)定在調(diào)定值上 在系統(tǒng)中的聯(lián)結(jié)方式為串聯(lián) 起減壓 穩(wěn)壓作用 順序閥是通過調(diào)定彈簧的壓力控制進(jìn)油路的壓力 而液控式順序閥由單獨油路控制壓力 出油口與工作油路相接 泄漏形式為外泄式 常閉 進(jìn)出油口相通 進(jìn)油口壓力允許繼續(xù)升高 實現(xiàn)順序動作時串聯(lián) 作卸荷閥用時并聯(lián) 不控制系統(tǒng)的壓力 只利用系統(tǒng)的壓力變化控制油路的通斷 24 三 流量控制閥 功用 通過改變閥口過流面積來調(diào)節(jié)輸出流量 從而控制執(zhí)行元件的運動速度 分類 節(jié)流閥 調(diào)速閥 分流閥 25 1 節(jié)流閥 組成 閥體 閥芯 彈簧 調(diào)節(jié)手輪等 26 節(jié)流閥流量 入口 出口壓差 一般取0 5 m 1 與閥口形狀 油液性質(zhì)有關(guān) 27 2 調(diào)速閥 組成 定差減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)而成 28 29 2020年2月9日10時45分 30 6 5液壓基本回路和液壓系統(tǒng)實例 液壓基本回路 利用各種壓力閥控制系統(tǒng)或系統(tǒng)某一部分油液壓力的回路稱為壓力控制回路 功用 在液壓系統(tǒng)中用來實現(xiàn)調(diào)壓 減壓 增壓 卸荷 平衡等控制 滿足執(zhí)行元件對力或轉(zhuǎn)矩的要求 基本回路按在液壓系統(tǒng)中的功能可分 壓力控制回路 控制整個系統(tǒng)或局部油路的工作壓力 速度控制回路 控制和調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的速度 方向控制回路 控制執(zhí)行元件運動方向的變換和鎖停 多執(zhí)行元件控制回路 控制幾個執(zhí)行元件間的工作循環(huán) 30 一 壓力控制回路 壓力控制回路是利用壓力控制閥來控制系統(tǒng)整體或某一部分的壓力 以滿足液壓執(zhí)行元件對力或轉(zhuǎn)矩要求的回路 這類回路包括調(diào)壓 減壓 增壓 卸荷 保壓和平衡等多種回路 1 調(diào)壓回路 功用 使液壓系統(tǒng)整體或部分的壓力保持恒定或不超過某個數(shù)值 在定量泵系統(tǒng)中 液壓泵的供油壓力可以通過溢流閥來調(diào)節(jié) 在變量泵系統(tǒng)中 用安全閥來限定系統(tǒng)的最高壓力 防止系統(tǒng)過載 若系統(tǒng)中需要二種以上的壓力 則可采用多級調(diào)壓回路 31 調(diào)壓回路 Ft2 Ft1 a b c 二位二通閥位于右位 溢流閥2起作用 系統(tǒng)壓力由溢流閥2控制 二位二通閥位于左位 溢流閥2不起作用 系統(tǒng)壓力由溢流閥1控制 32 2 減壓回路 使系統(tǒng)中某一部分具有較低的穩(wěn)定壓力 33 3 增壓回路 增壓回路是用來使局部油路或個別執(zhí)行元件得到比主系統(tǒng)油壓高得多的壓力 34 paAa pbAb 且Aa Ab 則pb pa 起到增壓作用 增壓缸原理 Ab Aa pa pb 35 卸荷 液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件短時間停止運動 如測量 裝卸工件 時 應(yīng)使泵作空載運轉(zhuǎn) 即液壓泵卸荷 目的 節(jié)省功率損耗 減少油液發(fā)熱 延長泵的壽命 類型 1 用三位換向閥的卸荷回路2 用二位二通換向閥的卸荷回路3 用溢流閥的卸荷回路4 用液控順序閥的卸荷回路 4 卸荷回路 36 采用M型中位機(jī)能換向閥 當(dāng)閥位處于中位置時 泵排出的液壓油直接經(jīng)換向閥的PT通路流回油箱 泵的工作壓力接近于零 1 用換向閥使油泵卸荷的回路 使用此種方式卸荷 方法比較簡單 但壓力損失較多 且不適用于一個泵驅(qū)動兩個或兩個以上執(zhí)行元件的場所 注意三位四通換向閥的流量必須和泵的流量相適宜 只適用于低壓小流量場合 37 2 用二通滑閥使油泵卸荷的回路 當(dāng)二位二通閥左位工作 泵排除的液壓油以接近零壓狀態(tài)流回油箱以節(jié)省動力并避免油溫上升 圖中二位二通閥系以手動操作 亦可使用電磁操作 注意二位二通閥的額定流量必須和泵的流量相適宜 38 3 用先導(dǎo)式溢流閥卸荷回路 圖中所示 將溢流閥的遠(yuǎn)程控制口和二位二通電磁閥相接 當(dāng)二位二通電磁閥通電 溢流閥的遠(yuǎn)程控制口通油箱 這時溢流閥的平衡活塞上移 主閥閥口打開 泵排出的液壓油全部流回油箱 泵出口壓力幾乎是零 故泵成卸荷運轉(zhuǎn)狀態(tài) 在實際應(yīng)用上 此二位二通電磁閥和溢流閥組合在一起 此種組合稱為電磁控制溢流閥 39 二 速度控制回路 功用 對液壓系統(tǒng)中執(zhí)行元件的運動速度和速度切換實現(xiàn)控制的回路 調(diào)速回路方法 節(jié)流調(diào)速 改變Q用定量泵供油 由流量控制閥改變輸入執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度 優(yōu)點是速度穩(wěn)定性好 主要缺點是節(jié)流損失和溢流損失較大 發(fā)熱多 效率較低 容積調(diào)速 改變泵和馬達(dá)的q通過改變變量泵或 和 變量馬達(dá)的排量來調(diào)節(jié)速度 優(yōu)點是無節(jié)流損失和溢流損失 發(fā)熱較小 效率高 缺點是速度穩(wěn)定性較差 容積節(jié)流調(diào)速 既可改變q 又可改變q用能夠自動改變流量的變量泵與流量控制閥聯(lián)合來調(diào)節(jié)速度 缺點是有節(jié)流損失 優(yōu)點是無溢流損失 發(fā)熱較低 效率較高 40 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路 特征 將節(jié)流閥串聯(lián)在進(jìn)入液壓缸的油路上 即串聯(lián)在泵和缸之間 調(diào)節(jié)A節(jié) 即可改變Q 從而改變速度 且必須和溢流閥聯(lián)合使用 特點 回油腔壓力很低 泵出口壓力為溢流閥調(diào)節(jié)壓力 調(diào)速范圍寬 回路無背壓 不能承受負(fù)值載荷 工作平穩(wěn)性差 速度調(diào)節(jié)穩(wěn)定性受外負(fù)載變化的影響 1 節(jié)流調(diào)速回路 41 回油節(jié)流調(diào)速回路 將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的回油路上 即串聯(lián)在缸和油箱之間 調(diào)節(jié)AT 可調(diào)節(jié)缸出口流量以改變速度 和溢流閥聯(lián)合使用 pP定直 特點 回路有較大背壓 缸的工作比較平穩(wěn) 可在負(fù)值載荷作用下調(diào)速 泵出口壓力為溢流閥調(diào)定壓力 調(diào)速范圍與進(jìn)油節(jié)流調(diào)速基本相同 速度調(diào)節(jié)穩(wěn)定性受外負(fù)載變化的影響 波動較大 42 旁路節(jié)流調(diào)速回路 特點 1 只有節(jié)流損失 而無溢流損失 效率高 2 低速時承載能力低 調(diào)速范圍小 3 速度負(fù)載特性差 將節(jié)流閥裝在與執(zhí)行元件并聯(lián)的支路上 即與缸并聯(lián) 溢流閥做安全閥 pP取決于負(fù)載 pP p1 p F A 43 2 容積調(diào)速回路 容積調(diào)速回路采用變量泵或變量液壓馬達(dá) 用改變變量泵或變量液壓馬達(dá)的排量來實現(xiàn)調(diào)速 節(jié)流調(diào)速回路效率低 發(fā)熱大 只適用于小功率場合 而容積調(diào)速回路 因無節(jié)流損失或溢流損失故效率高 發(fā)熱小 一般用于大功率場合 44 變量泵 定量馬達(dá)調(diào)速回路 定量泵 變量馬達(dá)調(diào)速回路 變量泵 變量馬達(dá)調(diào)速回路 45 通過控制進(jìn)入執(zhí)行元件液流的通 斷或變向 來實現(xiàn)執(zhí)行元件的啟動 停止或改變運動方向的回路稱為方向控制回路 常用的方向控制回路有 換向回路鎖緊回路制動回路 三 方向控制回路 46 1 換向回路 47 2 鎖緊回路 1 換向閥鎖緊回路 48 2 液控單向閥鎖緊回路 49 四 多油缸間配合動作回路 1 順序動作回路 使多缸液壓系統(tǒng)中的各個液壓缸嚴(yán)格地按規(guī)定的順序動作 按控制方式不同可分為行程控制 壓力控制和時間控制三類 50 2 同步回路 用串聯(lián)液壓缸的同步回路 特點 此回路允許較大偏載 因偏載造成的壓差不影響流量的改變 所以 同步精度高 回路效率也較高 51 用流量控制閥的同步回路 特點 同步作用靠分流閥自動調(diào)整 使用方便 但效率低 壓力損失大 不宜用于低壓系統(tǒng) 52 5 建筑機(jī)械液壓系統(tǒng)實例 2右位 桿下伸 5右位 4不通壓力由4控制 2左位 桿收縮 5左位 4接通6壓力由6控制 53 54 結(jié)束 作業(yè) P110 2 5 55