1.5 液压控制元件（课件）《液压与气压传动》（高教版·第3版）同步精品课堂

1.5 液压控制元件 《液压与气压传动》（高教版） 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 学习 目标 1.能说出液压控制阀的基本工作原理，区分其主要分类 2.能识别常见方向、压力、流量控制阀的典型结构 3.能结合具体设备（如挖掘机动臂动作），判断所涉及控制阀的类型及作用 4.能看懂简单的控制阀结构图，初步分析不同阀的控制过程 新知学习 情景导入 同学们，咱们来想个场景：你骑共享单车下坡时，捏刹车就能减速，这刹车就是靠液体压力工作的！再看工地的挖掘机，大臂能举能落，铲斗能挖能卸，这些动作全靠“液压控制阀”指挥。这些阀就像液压系统的“交通警察”：有的管方向（比如让大臂升还是降），有的管力气大小（比如能不能举起沉重的钢材），有的管快慢（比如铲斗移动速度）。今天咱们就来认识这些“幕后指挥官”，看看它们是怎么靠特殊结构和原理，让机器乖乖听话的！ 新知学习 1.控制阀的工作原理 在工作原理上，都是利用阀芯与阀体的相对运动来控制阀口的开口大小和通断，实现工作介质的方向、流量和压力的控制。 2.控制阀的基本结构 在结构上，所有的阀都由阀体、阀芯(座阀或滑阀)和驱使阀芯动作的零部件(如弹簧、电磁铁)组成。 新知学习 一、 控制阀的工作原理、结构与分类 新知学习 新知学习 一、 控制阀的工作原理、结构与分类 新知学习 3.控制阀的分类 方向控制阀 （1）按用途分 压力控制阀 流量控制阀 手动 机动 （2）按操纵方式分 电动 液动 电液动 （3）按结构形式分 新知学习 一、 控制阀的工作原理、结构与分类 新知学习 a）滑阀 b）锥阀 c）球阀 （4）按安装连接方式分类 管式连接 板式连接 插装阀 叠加阀 4.控制阀的基本性能参数 (1)额定流量(或公称通径) 液压控制阀的规格表示方法有两种:额定流量qn和公称通径 Dn。额定流量是指液压控制阀在额定工况下通过的名义流量,主要用于表示中低压液压控阀的规格。额定流量符号用qn或者 Dn。表示,常用单位为m3/s或者L/min。 公称通径表示液压控制阀通流能力的大小，对应于液压控制阀的额定流量,主要用于表高压液压控制阀的规格。公称通径用Dn表示,单位为mm,其数值是液压控制阀进出油口名义尺寸,与实际尺寸不一定相等。在选用连接油管时,油管的规格应与液压控制阀的通径致。液压控制阀工作时的实际流量应小于或等于它的额定流量,最大不得大于额定流1.1倍。 新知学习 一、 控制阀的工作原理、结构与分类 新知学习 （2）额定压力 额定压力是指液压控制阀长期工作所允许的最高压力，用pn表示，常用的单位是Pa和N/m2。通常液压传动系统的压力小于或者等于液压控制阀的额定压力时是比较安全的。 新知学习 一、 控制阀的工作原理、结构与分类 新知学习 方向控制阀按用途分类分为单向阀和换向阀： 新知学习 二、 方向控制阀 新知学习 方 向 控 制 阀 单向阀 换向阀 普通单向阀 液控单向阀 按工作位置：二位、三位、四位等 按操作方式分：电磁、液动、电液、手动、机动、气动 按通路分：二通、三通、四通、五通 1.单向阀 单向阀是控制油液单方向流动的方向控制阀。常用的单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。 (1）普通单向阀 普通单向阀又称止回阀，简 称单向阀，其作用是控制油 液的单方向流动，而反向时截止。根据阀芯结构的不同，可以分为球阀式和锥阀式两种。普通单向阀的结构如图2所示，由阀体、阀芯、弹簧等主要零件组成。 新知学习 二、 方向控制阀 新知学习 普通单向阀是利用作用在阀芯上的液压力来控制阀芯开启或关闭。静态时，弹簧将阀芯压紧在阀座上。工作时，压力油从进油口P1流进，从出油口P2流出。 新知学习 二、 方向控制阀 新知学习 工作时，压力油从进油口流进，从出油口流出。 普通单向阀：正向流通 反向时，由于出油口 P2一侧的压力油将阀芯紧紧压在阀体上，从而使阀口关闭，液流不能流动，达到使单向阀单向流通，反向阻断的目的。 新知学习 二、 方向控制阀 新知学习 (2）液控单向阀 根据液压系统工作的需要，有时需要将被单向阀锁闭的回路重新接通，因此可将单向阀设计成能够控制回路锁闭的结构，这就是液控单向阀。液控单向阀能有条件地使工作介 质实现双向流动。 新知学习 二、 方向控制阀 新知学习 1-控制活塞；2-顶杆；3-单向阀芯 (3）单向阀的应用 用于隔开油路之间的联系，防止油路之间相互干扰。 安装在液压泵的出油口，用来防止液压传动系统油液倒流，保护液压泵。 用于液压回路的保压。 作旁通阀用时，与其他类型的液压阀并联，从而构成组合阀。 作背压阀用时，在回油路上产生背压，使液压系统的运动变得平稳。 在液压缸垂直布置的液压系统中，常用单向阀与顺序阀并联来平衡液压缸的自重。 用两个液控单向阀构成双向液压锁结构。 液控单向阀用于高压回路换向前的释压回路中。 新知学习 二、 方向控制阀 新知学习 2.换向阀 换向阀是利用阀芯对阀体的相对运动来改变阀芯和阀体间的相对位置，从而改变工作介质流动方向以及接通或关闭或油路来控制执行元件的启动、停止或变换运动方向。 新知学习 二、 方向控制阀 新知学习 （1）换向阀的分类 ①按阀芯的操纵方式，可分为手动式、机动事、液动式、电磁式、电液式等。 ②按结构类型，可分为滑阀式、锥阀式、球阀式、转阀式。 ③按阀芯的定位方式，可分为钢球定位和弹簧复位两种。 ④按阀芯的工作位置数，可分为二位阀、三位阀。 ⑤ 按阀的控制通道数，可分为二通阀、三通阀、四通阀、五通阀等。 （2）对换向阀的基本要求 ①油液流经换向阀时的压力损失小。②各关闭阀口的泄漏量小。③换向可靠，换向时平稳、迅速。 （3）换向阀 的工作原理 及图形符号的 含义 新知学习 二、 方向控制阀 新知学习 （4）换向阀的图形符号 一个换向阀的完整符号应具有通口数、工作位置数和在各个工作位置上阀口的连通关系、控制方法以及定位、复位方法等。 位：是指换向阀阀芯的工作位置数。 通：是指阀上各种接油管的进、出口的总称。 常态位：仅在弹簧弹力作用下阀芯所处的工作位置。 新知学习 二、 方向控制阀 新知学习 （5）三位换向阀的中位机能 换向阀中间位置各接口的连通方式称为中位机能。 在分析和选择三位换向阀的中位机能时，通常考虑以下几点： ①系统保压。 ②系统卸荷。 ③液压缸快进。 ④液压缸“浮动”或任意位置上的停止。 新知学习 二、 方向控制阀 新知学习 O型 P型 M型 H型 Y型 K型 （6）几种常用的换向阀 新知学习 二、 方向控制阀 新知学习 换向阀常用控制方式符号简图 手柄式 单作用电磁铁 机械控制式 加压或卸压控制 弹簧式 顶杆式 滚轮式 1—空气压缩机 2—冷却器 3—油水分离器 4—储气罐 5—分水滤气器 6—减压阀 7—油雾器 8—行程阀9—气控换向阀 10—气缸 11—工料 3.方向控制阀的常见故障及其排除方法 新知学习 二、 方向控制阀 新知学习 压力控制阀简称压力阀，其作用是控制液压系统中的压力，或利用液压系统压力的变化来控制液压执行元件的动作。 压力控制阀是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理来进行工作的。 根据其功用不同，可将压力阀可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。 1.溢流阀 溢流阀在液压系统中的主要作用： 一是起溢流和稳压、调压的作用，保持液压系统的压力恒定； 二是起限压保护作用，防止液压系统过载，因此又称为安全阀。 溢流阀通常连接在液压泵出口处的油路上。 新知学习 三、 压力控制阀 新知学习 按结构分为直动式溢流阀和先导式溢流阀。 新知学习 三、 压力控制阀 新知学习 （a）直动式溢流阀 （b）先导式溢流阀 溢流阀的类型 （1）直动型溢流阀 如图所示为直动型溢流阀结构及实物图，它主要由阀体、阀芯、调压弹簧和调压杆组成；压力油进口与系统相连，油液溢出口通油箱。 新知学习 三、 压力控制阀 新知学习 直动式溢流阀 （2）先导型溢流阀 直动式溢流阀只适用于低压或者小流量的情况。在高压大流量系统中一般应采用先导型溢流阀。 先导式溢流阀结构如图所示，其结构主要由主阀和先导阀两部分组成。其中主阀的阀芯是滑阀，用于控制流量；先导阀的阀芯是锥阀，用于控制压力。图中P为进油口，T为出油口，通口K为远程控制口。 新知学习 三、 压力控制阀 新知学习 （3）溢流阀的应用 溢流稳压——在定量泵的液压系统中，如图所示， 常利用流量控制阀调节进入液压缸的流量，多余的 压力油可经溢流阀流回油箱，这样可使泵的工作压 力保持定值。 过载保护——所示液压系统，在正常工作状态下， 溢流阀是关闭的，只有在系统压力大于其调整压力 时，溢流阀才被打开溢流，对系统起过载保护作用。 远程调压——图示系统主要由定量泵、液压缸、直动型溢流阀1、先导型溢流阀2等组成。系统中，在先导型溢流阀2的远程控制口K处连接一个直动型溢流阀1，起远程调压的作用，阀1便可对阀2实现远程调压。因此，直动型溢流阀1的调定压力必须小于先导型溢流阀2的调定压力。 新知学习 三、 压力控制阀 新知学习 2.减压阀 （1）直动型减压阀 如图所示为直动型减压阀的结构图、图形符号及实物图。其主要结构为：阀体4、阀芯3、调压弹簧2、调压螺栓1等组成。其中结构中h为减压缝隙、L为泄油口、 为进油口、 为出油口。直动型减压阀结构简单，只适用于低压系统。 新知学习 三、 压力控制阀 新知学习 （a）结构图 （b）图形符号 （c）实物图 直动型减压阀 (2) 先导型减压阀 图示为先导型减压阀结构图、图形符号及实物图。其主要由主阀及先导阀构成，主要结构有：调压手轮，调节螺钉，先导弹簧，先导阀芯，先导阀座，主阀芯，主阀体，端盖等。 新知学习 三、 压力控制阀 新知学习 （a）结构图 （b）图形符号 （c）实物图 先导型减压阀 1-调压手轮；2-调节螺钉；3-先导弹簧；4-先导阀芯；5-先导阀座；6-主阀芯；7-主阀体；8-端盖 3.顺序阀 顺序阀是使用在一个液压泵供给两个及两个以上液压缸且按照一定顺序动作场合的一种压力阀。顺序阀在液压与气压系统中的作用是利用液压与气压系统中的压力变化来控制回路的通断，从而实现某一支路回路中的某些液压元件按一定的顺序动作。 顺序阀是以压力为信号自动控制回路通、断的压力控制阀，常用于控制同一系统多个执行元件的顺序动作。 新知学习 三、 压力控制阀 新知学习 4.压力继电器 压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件。其作用是根据液压系统压力的变化，通过压力继电器内的微动开关自动接通或断开电气线路，实现执行元件的顺序控制或安全保护。 压力继电器按结构特点可分为柱塞式、弹簧管式和膜片式和波纹管式等，其中以柱塞式压力继电器使用最为广泛。 新知学习 三、 压力控制阀 新知学习 柱塞式压力继电器 1.节流阀 如图所示，其主要结构有手轮、阀芯、节流口、阀体、进油口P1及出油口P2组成。 转动上方的手轮，便可转动连接手轮的调节螺钉，可以使阀芯作上、下的轴向运动，从而改变阀口的通流截面积，也就是改变节流口的大小，使通过节流口的流量得到调节。 新知学习 四、 流量控制阀 新知学习 节流阀的结构原理图、简图及实物图 2.调速阀 调速阀是由节流阀和减压阀串联组合而成的组合阀。图示为直动型减压阀，也称为定差减压阀。用这种调速阀串联在回路中，可以保持节流阀前后压力差基本不变，从而使通过节流阀的流量也保持不变，所以执行元件的运动速度可保持基本稳定。 新知学习 四、 流量控制阀 新知学习 直动型调速阀 3.行程减速阀 一般的加工机械，如车床、铣床，其刀具尚末接触工件时，需快速进给以节省时间，开始切削则应慢速进给，以保证加工质量；或是液压缸前进时，本身冲力过大，需要在行程的末端使其减速，以便液压缸能停止在正确的位置上，此时就需要用图示的行程减速阀。 新知学习 四、 流量控制阀 新知学习 4.限速切断阀 在液压举升系统中，为防止意外情况发生时由于负载自重而超速下落，常设置一种当管路流量超过一定值时自动切断油路的安全保护阀。 新知学习 四、 流量控制阀 新知学习 限速切断阀 随堂练习 （1）单向阀的结构由哪些部分组成？它在液压系统中有什么作用？ （2）简述压力控制阀和流量控制阀的功能区别，并各举一个应用实例。 课堂练习 答案：B 解析：调速阀能稳定流量，由节流阀（调节流量）和定差减压阀（保持节流阀前后压差稳定）组合而成，适用于速度要求稳定的场合。 1.调速阀是由（ ）组合而成的 A. 溢流阀和单向阀 B. 节流阀和定差减压阀 C. 换向阀和节流阀 D. 减压阀和顺序阀 课堂练习 答案：B 解析：B中防止过载需要控制系统压力，用到压力控制阀（如溢流阀）；A、D用方向控制阀，C用流量控制阀。 2.下列场景中，需要用到压力控制阀的是（ ） A. 控制液压缸伸出和缩回 B. 防止起重机吊重物时过载 C. 调节传送带的运行速度 D. 改变液压马达的旋转方向 课堂练习 答案：B 解析：换向阀图形符号中，“┻”表示该油路被阀芯阻断，油液无法通过；“—”表示油路接通。 3.换向阀的图形符号中，“┻”表示（ ） A. 油路接通 B. 油路断开 C. 阀芯位置 D. 弹簧复位 课堂练习 答案：B 解析：节流阀通过控制流量调节速度，属于流量控制阀；A、C、D均用于控制压力，属于压力控制阀。 4.下列不属于压力控制阀的是（ ） A. 溢流阀 B. 节流阀 C. 顺序阀 D. 减压阀 课堂练习 答案：C 解析：单向阀的功能是控制油液单向流动，C是压力控制阀的功能，如溢流阀、减压阀等。 5.单向阀不能用于（ ） A. 防止油液倒流 B. 控制液压缸单向运动 C. 调节系统压力 D. 组成复合阀 课堂练习 答案：B 解析：流量控制阀通过改变阀口的通流面积（节流口大小），利用节流原理调节通过的油液流量，从而控制执行元件速度。 6.流量控制阀的工作原理主要基于（ ） A. 力平衡原理 B. 节流原理 C. 电磁感应原理 D. 热胀冷缩原理 课堂练习 答案：B 解析：当系统停止工作时，溢流阀可使液压泵输出的油液直接回油箱（卸荷），减少功率损耗，保护泵。 7.下列阀中，常用于控制液压泵卸荷的是（ ） A. 换向阀 B. 溢流阀 C. 节流阀 D. 单向阀 课堂练习 答案：B 解析：中位卸荷是指换向阀处于中间位置时，液压泵的出油口与回油口接通，油液不进入执行元件，直接回油箱，使泵卸荷。 8.三位换向阀的中间位置能实现“中位卸荷”，其含义是（ ） A. 执行元件停止运动 B. 液压泵输出的油液直接回油箱 C. 系统压力升高 D. 流量增大 课堂小结 感谢观看 A� B� P� O� A� B� P� O� A� B� P� O� A� B� P� O� A� B� P� O� A� B� P� O� $$