液压传动与气动技术课件模块四 压力控制回路的设计2022-2023学年高二上劳动版

模块四 压力控制回路的设计 1 课题一 半自动车床夹紧回路的设计 课题二 切割装置回路的设计 模块四 压力控制回路的设计 1 2 课题一 半自动车床夹紧回路的设计 模块四 压力控制回路的设计 3 学习目标 1.掌握溢流阀、减压阀的结构及工作原理。 2.了解溢流阀、减压阀在回路中的正确应用。 3.熟悉简单的压力控制回路。 模块四 压力控制回路的设计 4 任务引入 图1a所示为一台半自动车床，该半自动车床在加工工件时，工件的夹紧是由如图1b所示的夹紧装置——液压卡盘来完成的。当液压缸右腔输入压力油后，活塞向箭头所示方向运动，并通过摇臂使卡爪向中心运动，从而夹紧放在卡爪中的工件。为了保证加工安全，液压系统必须能够提供稳定的工作压力以便夹紧工件，且压力大小可调。 本任务要求设计半自动车床液压卡盘的液压控制回路。 模块四 压力控制回路的设计 5 图1 半自动车床夹紧装置 a）半自动车床 b）液压卡盘 模块四 压力控制回路的设计 6 任务分析 半自动车床在进行切削时，液压卡盘起装夹工件的作用，由于被加工工件的材质、类型不同（如薄壁工件），液压卡盘的夹紧力一方面要能保证工件在切削过程中不松动，同时又要防止夹紧力过大造成工件被夹变形，这就要求液压卡盘的夹紧力是可控制的。在液压系统中，可以通过选用压力控制阀控制进入液压卡盘液压缸的液压油的压力来控制夹紧力的大小。 模块四 压力控制回路的设计 7 在液压系统中，控制工作液体压力的阀称为压力控制阀，简称压力阀。常用的压力阀有溢流阀、减压阀和顺序阀等。它们的共同特点是利用作用于阀芯上的油液压力和弹簧力相平衡的原理进行工作。 1．溢流阀 图2所示为溢流阀的实物图、职能符号和工作原理图。 一、压力控制阀 模块四 压力控制回路的设计 8 图2 溢流阀 a）实物图 b）职能符号 模块四 压力控制回路的设计 9 图2 溢流阀 c）工作原理图 模块四 压力控制回路的设计 10 其中，弹簧用来调节溢流阀的溢流压力，p为作用在滑阀端面上的液压力，F为弹簧力，假定滑阀左端的工作面积为A。由图可知，当p<F/A时，阀芯在弹簧力作用下左移，阀口关闭，没有油液流回油箱。当系统压力升高到p>F/A时，弹簧被压缩，阀芯右移，阀口打开，部分油液流回油箱，限制系统压力继续升高，使压力保持在p=F/A的恒定数值。调节弹簧压力F，即可调节系统压力的大小。所以，溢流阀工作时阀芯随着系统压力的变动而左右移动，从而维持系统压力接近于恒定。 在液压系统中常用的溢流阀有直动式和先导式两种。直动式用于低压系统，先导式用于中、高压系统。 模块四 压力控制回路的设计 11 1．溢流阀 1.1直动式溢流阀 直动式溢流阀能够使作用在阀芯上的进油压力直接与弹簧力相平衡。下图所示为直动式溢流阀的结构图，P是进油口，T是回油口，进口压力油经阀芯上的阻尼小孔后直接作用在阀芯的左端面上。 a）阀芯闭合 b）阀芯弹开 模块四 压力控制回路的设计 12 1．溢流阀 1.2先导式溢流阀 先导式溢流阀有多种结构，图3所示为一种典型的先导式溢流阀，它由先导阀和主阀两部分组成。 模块四 压力控制回路的设计 13 图3 先导式溢流阀 1-锥式先导阀 2-先导阀座 3-阀盖 4-阀体 5-阻尼孔 6-主阀芯 7-主阀座 8-主阀弹簧 9-调压弹簧 10-调节螺钉 11-调节手轮 模块四 压力控制回路的设计 14 先导式溢流阀的工作原理是： 锥式先导阀1、主阀芯上的阻尼孔5（固定节流孔）及调压弹簧9一起构成先导级半桥分压式压力负反馈控制，负责向主阀芯6的上腔提供经过先导阀稳压后的主级指令压力p2。主阀芯是主控回路的比较器，上端面作用有主阀芯的指令压力p2A2，下端面作为主回路的测压面，作用有反馈力p1A1，其合力可驱动阀芯，调节溢流口的大小，最后达到对进口压力p1进行调压和稳压的目的。 模块四 压力控制回路的设计 15 1．溢流阀 1.3溢流阀在液压系统中的功用 1.3.1溢流稳压。 在液压系统中用定量泵和节流阀进行调速时，溢流阀可使系统的压力恒定，并且节流阀调节的多余压力油可以从溢流阀溢流回油箱。 1.3.2限压保护。 在液压系统中用变量泵进行调速时，变量泵的压力随负载变化，这时需防止过载，即设置安全阀（溢流阀用作安全阀）。在正常工作时，此阀处于常闭状态，过载时打开阀口溢流，使压力不再升高。 模块四 压力控制回路的设计 16 1．溢流阀 1.3.3卸荷。 先导式溢流阀与电磁阀组成电磁溢流阀，控制系统卸荷。 1.3.4远程调压。 将先导式溢流阀的外控口接上远程调压阀，便能实现远程调压。 1.3.5作背压阀使用。 在系统回油路上接上溢流阀，造成回油阻力，形成背压，可改善执行元件的运动平稳性。背压的大小可通过调节溢流阀的调定压力