8-2-3-1 控制元件（课件）《机械基础》同步精品课堂（高教版·第三版）

8-2-2液压传动-控制元件1 机械基础 同步精品课堂 高等教育出版社 1 液 压 阀 控制元件 概述 内容 概述 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 液压阀是对液压系统所需的液体压力、流动方向、流量大小进行控制调节，以满足执行元件克服外部载荷、改变运动方向和运动速度的要求。 目的任务： 了解各种阀分类、组成、特点 掌握功用、工作原理 掌握换向阀位通滑阀机能 掌握压力、流量阀的工作原理、性能、区别 按结构形式分类 液压阀的分类 滑 阀 锥阀 球阀 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。 锥阀阀芯半锥角一般为12º～20º，阀口关闭时为线密封，密封性能好且动作灵敏。 性能与锥阀相同。 液压阀的分类 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。 用来控制和调节液压系统液流流量的阀类，如节流阀、调速阀等。 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 流量控制阀 方向控制阀 按用途不同分类 液压阀的基本结构与原理 液压控制阀在液压系统中被用来控制液流的压力、流量和方向，保证执行元件按照要求进行工作。属控制元件。 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。 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。 液压阀的作用 液压阀的基本结构 液压阀的工作原理 对液压阀的基本要求 （1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小。 （2）阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封性能要好。 （3）所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外界干扰时变化量要小。（对溢流阀、节流阀至关重要） （4）结构紧凑，安装、调整、维护、保养方便，通用性要好。 方 向 控 制 阀 控制元件之一 概述 方向控制阀 功用：用以控制油液流动方向或液流通断。 种类 液控单向阀 单向阀 换向阀 普通单向阀 每个通油口只有两种状态：非通即断 手动 机动 电磁动 液动 电液动 普通单向阀 作用：普通单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许反向流动。单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。 单向阀的符号 A B 单向阀的职能符号 正向导通，反向不通 普通单向阀 普通单向阀 普通单向阀 快进时：系统压力小，双泵供油。 工进时：负载增大，系统压力升高，液控顺序阀打开，使低压大流量泵（左）卸荷，此时单向阀关闭，由高压小流量泵（右）单独向系统供油，实现慢速运动。 隔离作用：双泵供油，单向阀用来分隔油路以防止高低压干扰。 普通单向阀的应用 普通单向阀的应用 a 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。 b 被用来分隔油路以防止高低压干扰。 c 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。 d 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换刚度较大的弹簧。 普通单向阀的应用 普通单向阀的应用 小结 ①普通单向阀装在液压泵的出口处，可以防止油液倒流而损坏液压泵。 ②普通单向阀装在回油管路上作背压阀，使其产生一定的回油阻力，以满足控制油路使用要求或改善执行元件的工作性能。 ③隔开油路之间不必要的联系，防止油路相互干扰。 ④普通单向阀与其它阀制成组合阀，如单向减压阀、单向顺序阀、单向调速阀等。 普通单向阀的应用 注：在安装单向阀时须认清进、出油口的方向，否则会影响系统的正常工作。系统主油路压力的变化，不能对控制油路压力产生影响，以免引起液控单向阀的误动作。 液控单向阀 ②控制口通压力油时，液流可反向自由通过；实现两个方向的通流。 ③控制口通油箱时（目的是使阀心可靠复位），同普通单向阀。 ※比普通单向阀多一个控制油口K ①A口进油时,作用同普通单向阀； 液控单向阀 在液压系统中，有时需要使被单向阀所闭锁的油路重新接通，为此可把单向阀做成闭锁方向能够控制的结构，这就是液控单向阀。 1、工作原理： 液控单向阀 液控单向阀 液控单向阀 液控单向阀的应用 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。 用于保压回路 液控单向阀的应用 普遍认为：滑阀是间隙密封，泄漏是不可避免的。 锥阀是线密封，是不可以泄漏的。 液控单向阀在液压系统中的应用很广，主要利用液控单向阀锥阀良好的密封性。 做充油阀用 支撑液压缸 锁紧液压缸 换向阀 换向阀的分类 按结构形式可分：滑阀式、转阀式、球阀式。 按阀体连通的主油路数可分：两通、三通、四通…等。 按阀芯在阀体内的工作位置可分：两位、三位、四位等。 按操作阀芯运动的方式可分：手动、机动、电磁动、液动、电液动等。 按阀芯定位方式分：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。 换向阀图形符号 图形符号的含义 一个换向阀的完整符号应具有工作位置数、通口数和在各工作位置上阀口的连通关系、控制方法以及复位、定位方法等。 三位四通电磁换向阀 位的表示方法 位：指阀与阀的切换工作位置数，用方格表示。 一位 二位 三位 换向阀图形符号 图形符号的含义 通的表示方法 换向阀图形符号 图形符号的含义 通：“通”指阀的通路口数，即箭头“↑”或封闭符号 “⊥”与方格的交点数。 三位阀的中格、两位阀画有弹簧的一格为阀的常态位。常态位应绘出外部连接油口（格外短竖线）的方格 。 二位二通（常开） 二位三通 二位四通 通的表示方法 换向阀图形符号 图形符号的含义 通：“通”指阀的通路口数，即箭头“↑”或封闭符号 “⊥”与方格的交点数。 三位阀的中格、两位阀画有弹簧的一格为阀的常态位。常态位应绘出外部连接油口（格外短竖线）的方格 。 二位二通（常开） 二位三通 二位四通 换向阀图形符号 图形符号的含义 位与通的表示方法 二位二通 三位四通 三位五通 换向阀图形符号 换向阀常用的控制方式符号 阀的操纵方式画在方框的左右两侧。 换向阀图形符号 换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个为常态位，即阀芯未受到操纵力时所处的位置，图形符号中的中位是三位阀的常态位。利用弹簧复位的二位阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位。绘制系统图时，油路一般应连接在换向阀的常态位上。 换向阀的命名要顺序的表明其“位”、“通”及控 制能源方式（或操纵方式）。如： 三位四通电磁换向阀 二位二通机动换向阀 换向原理 换向阀换向原理 滑阀式换向阀（二位四通） A B P T P T A B 换向原理 换向阀换向原理 滑阀式换向阀（二位四通） A B P T P T A B 换向原理 换向阀换向原理 滑阀式换向阀（三位四通） 如下图，换向阀阀体2上开有4个通油口 P、A、B、O(T)。换向阀的通油口永远用固定的字母表示，它所表示的意义如下： P—压力油口； A、B—工作油口； O(T)——回油口。 P T B A T P A B 换向原理 换向阀换向原理 P T B A P T A B T P A B P T A B T P A B T P A B P T A B 换向原理 换向阀换向原理 滑阀式换向阀（三位四通） T P A B 下图表示人向一侧搬动控制手柄，阀芯左移，或者说阀芯处于左位的情况。此时P口和A口相通，压力油经P、A到其它元件；从其它元件回来的油经B、阀芯中心孔，T 回油箱。 P T A B 左位 换向原理 换向阀换向原理 滑阀式换向阀（三位四通） 下图表示人向另一侧搬动控制手柄阀芯右移， 或者说阀芯处于右位时的情况。此时，从P口进来的压力油经P、B 到其它元件。从其它元件回来的油经A、T回油箱。 P T A B T P A B 右位 三位换向阀的中位机能 三位换向阀的阀芯在阀体中有左、中、右三个工作位置。中间位置可利用不同形状及尺寸的阀芯结构，得到多种不同的油口连接方式。三位换向阀在常态位置（中位）时各油口的连通方式称为中位机能。 中位机能  三位换向阀的中位机能 型号：O P、A、B、T四个通口全部封闭，液压缸闭锁，液压泵不卸荷。 不同的中位机能是通过改变阀芯的形状和尺寸得到的。 三位换向阀的中位机能 型号：H P、A、B、T四个通口全部相通，液压缸活塞呈浮动状态，液压泵卸荷。 三位换向阀的中位机能 型号：Y 通口P封闭，A、B、T三个通口相通，液压缸活塞呈浮动状态，液压泵不卸荷 三位换向阀的中位机能 型号：P P、A、B 三个通口相通，通口T 封闭，液压泵与液压缸两腔相通，可组成差动回路。 三位换向阀的中位机能 型号：M 通口P、T 相通，通口A、B 封闭，液压缸闭锁，液压泵卸荷。 三位换向阀的中位机能 Ｋ型机能――Ｐ、Ａ、Ｔ互通，Ｂ封闭。 Ｘ型机能――Ｐ、Ａ、Ｂ、Ｔ之间只有很小的缝隙连通。 Ｊ型机能――Ｐ、Ａ封闭，Ｂ、Ｔ互通。 Ｃ型机能――Ｐ、Ａ相通，Ｂ、Ｔ封闭。 Ｎ型机能――Ｐ、Ｂ封闭，Ａ、Ｔ互通。 Ｕ型机能――Ｐ、Ｔ封闭，Ａ、Ｂ互通。 除上述五种常用的机能外，根据油口通断情况不同尚可组合成多种机能，不过这些机能多用在特殊场合。这些机能是： 三位换向阀的中位机能 ①系统保压。当P口被堵塞，系统保压，液压泵能用于多缸系统。当P口不太通畅地与T口接通时(如X型)，系统能保持一定的压力供控制油路使用。 ②系统卸荷。P口通畅地与T口接通时，系统卸荷。 ③启动平稳性。阀在中位时，液压缸某腔如通油箱，则启动时该腔内因无油液起缓冲作用，启动不太平稳 ④液压缸“浮动”和在任意位置上的停止，阀在中位，当A、B两口互通时，卧式液压缸呈“浮动”状态，可利用其他机构移动工作台，调整其位置。当A、B两口堵塞或与P口连接(在非差动情况下)，则可使液压缸在任意位置处停下来。 在分析和选择阀的中位机能时，通常考虑以下几点： 二位换向阀的中位机能 两位阀的滑阀机能是指阀芯处于原始位置时，阀各油口的通断情况 二位二通换向阀两个油口之间的状态只有两种：通或断。 二位二通换向阀的机能有：常闭式（O型）（即油路是断开的） 、常开式（H型）（即油路是接通的） 。 二位二通换向阀的滑阀机能 二位阀的原始位置：若为手动控制，则是指控制手柄没有动作的位置；若为液压控制则是指失压的位置若为电磁控制则是指失电的位置。二位阀的常态位常指靠近弹簧的方格。 换向阀小节 职能符号: 位: 阀芯的工作位置; 通: 阀体上油路的通道数; 机能: 中位时油路的连通方式。 控制方式 O型 H型 P型 Y型 K型 手动 机动 电磁 液动 电液 换向阀小节  感谢观看 50� � � 50� � A� B� O� P� $$