液压传动调节与控制元件课件.ppt
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1、 在液压系统中,液压阀控制和调节液流的压力、在液压系统中,液压阀控制和调节液流的压力、流量和流向,流量和流向,保证执行元件按照要求进行工作,属保证执行元件按照要求进行工作,属控制元件。控制元件。第五章第五章 液压传动调节与控制元件液压传动调节与控制元件 Hydraulic Transmission&Control Hydraulic Transmission&Control ComponentsComponents第一节第一节概述概述一一.调节控制元件分类调节控制元件分类 按用途分类按用途分类 方向控制阀方向控制阀 用来控制和改变液压系统液流方向的用来控制和改变液压系统液流方向的阀类,如普通单
2、向阀、液控单向阀、换向阀等。阀类,如普通单向阀、液控单向阀、换向阀等。压力控制阀压力控制阀 用来控制和调节液压系统液流压力的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。阀类,如溢流阀、减压阀、顺序阀等。流量控制阀流量控制阀 用来控制和调节液压系统液流流量的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、分流集流阀等。阀类,如节流阀、调速阀、分流集流阀等。n按结构形式分类按结构形式分类n滑阀滑阀 滑阀为间隙密封,阀芯与阀口存在一定的密封长度。滑阀为间隙密封,阀芯与阀口存在一定的密封长度。n锥阀锥阀 锥阀阀芯半锥角一般为锥阀阀芯半锥角一般为12 12 20 20,阀口
3、关闭时为线,阀口关闭时为线密封,密封性能好且动作灵敏。密封,密封性能好且动作灵敏。n球阀球阀 性能与锥阀相同。性能与锥阀相同。按操纵方式分类:按操纵方式分类:手动阀手动阀:基本操纵方式,无论什么场合都可以使用。机动阀:机动阀:通过挡块等行程机构驱动阀芯。电磁阀:电磁阀:依靠电磁铁的吸合力推动阀芯工作。液动阀:液动阀:用液压力驱动阀芯。电液动阀:电液动阀:由电磁阀和液动阀组合而成。按控制方式分类按控制方式分类定值或开关控制阀定值或开关控制阀 将阀芯位置或阀芯上的弹簧将阀芯位置或阀芯上的弹簧设定在某一工作状态,定值控制液体压力、流量设定在某一工作状态,定值控制液体压力、流量和流动方向,多用于普通控
4、制阀。和流动方向,多用于普通控制阀。比例控制阀比例控制阀 输出的流量,压力可以按照输入信输出的流量,压力可以按照输入信号的变化规律连续成比例的调节。号的变化规律连续成比例的调节。伺服控制阀伺服控制阀 将微小的电信号转换成大的功率输将微小的电信号转换成大的功率输出,以控制系统中液体的流动方向、压力和流量。出,以控制系统中液体的流动方向、压力和流量。数字控制阀数字控制阀 用数字信息直接控制阀口的启闭,用数字信息直接控制阀口的启闭,来控制液流的压力、流量、方向的阀类。来控制液流的压力、流量、方向的阀类。按安装连接形式不同分类按安装连接形式不同分类管式连接管式连接 阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接,安
5、装方便,阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接,安装方便,但是各个液压阀只能分散布置。但是各个液压阀只能分散布置。板式连接板式连接 阀体进出口通过连接板与油管连接。便于集成。阀体进出口通过连接板与油管连接。便于集成。插装式插装式 将阀芯、阀套组成的组件插入专门设计的阀块内实现将阀芯、阀套组成的组件插入专门设计的阀块内实现不同功能。结构紧凑。不同功能。结构紧凑。叠加式叠加式 阀的上下面为连接接合面,各连接口分别在这两个面阀的上下面为连接接合面,各连接口分别在这两个面上,通过螺钉将阀体叠装在一起构成回路。上,通过螺钉将阀体叠装在一起构成回路。液压阀基本结构:液压阀基本结构:包括阀芯、阀体和驱动阀包括阀芯
6、、阀体和驱动阀芯在阀体内作相对运动的装置。驱动装置可以芯在阀体内作相对运动的装置。驱动装置可以是手动机构,也可以是弹簧或电磁铁,有时还是手动机构,也可以是弹簧或电磁铁,有时还作用有液压力。作用有液压力。液压阀基本工作原理:液压阀基本工作原理:利用阀芯在阀体内作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。现压力、流量和方向的控制。二对调节控制元件的要求对调节控制元件的要求 动作灵敏,使用可靠,工作时冲击和振动要小。动作灵敏,使用可靠,工作时冲击和振动要小。阀口全开时,液流压力损失要小;阀口关闭时,密封阀口全开时,液流
7、压力损失要小;阀口关闭时,密封性能要好。性能要好。所控制的参数(压力或流量)要稳定,受外干扰时变所控制的参数(压力或流量)要稳定,受外干扰时变化量要小。化量要小。结构紧凑,安装、调试、维护方便,通用性要好。结构紧凑,安装、调试、维护方便,通用性要好。三三调节控制元件的参数调节控制元件的参数 公称通径公称通径 代表阀的通流能力的大小,对应于阀的额定流量。与代表阀的通流能力的大小,对应于阀的额定流量。与阀的进出油口连接的油管应与阀的通径相一致。阀工作时阀的进出油口连接的油管应与阀的通径相一致。阀工作时的实际流量应小于或等于它的额定流量。的实际流量应小于或等于它的额定流量。额定压力额定压力 阀长期工
8、作所允许的最高压力。阀长期工作所允许的最高压力。第二节第二节方向控制阀方向控制阀DirectionalControlValve方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向。它包方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向。它包括括单向阀单向阀和和换向阀换向阀。单向阀控制液体只能向一个方向流动、反向截止或可控单向阀控制液体只能向一个方向流动、反向截止或可控制的反向流动。按控制方式不同,单向阀可分为制的反向流动。按控制方式不同,单向阀可分为普通单向阀普通单向阀和和液控单向阀液控单向阀两类。两类。1.1.普通单向阀普通单向阀 普通单向阀是只允许液流一个方向流动,反向则被截普通单向阀是只允许液流一个方向流动,反向
9、则被截止的方向阀。要求正向液流通过时压力损失小,反向截止止的方向阀。要求正向液流通过时压力损失小,反向截止时密封性能好。时密封性能好。普通单向阀图形符号:普通单向阀图形符号:工作原理:左端进油,压力油作用在阀芯左端,克服右端弹工作原理:左端进油,压力油作用在阀芯左端,克服右端弹簧力使阀芯右移,阀口开启,油液从右端流出;若右端进油,簧力使阀芯右移,阀口开启,油液从右端流出;若右端进油,压力油与弹簧同向作用,将阀芯紧压在阀座孔上,阀口关闭,压力油与弹簧同向作用,将阀芯紧压在阀座孔上,阀口关闭,油液被截止不能通过。油液被截止不能通过。正向导通正向导通反向截止反向截止普通单向阀的应用普通单向阀的应用常
10、被安装在泵的出口,一方面防止压力冲击影响泵的正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。油箱。被用来分隔油路以防止高低压干扰。被用来分隔油路以防止高低压干扰。(单柱塞泵配油机单柱塞泵配油机构)构)与其他的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向顺序阀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等,使油液一个方向流经单向阀,另一个方向流经节流阀等。阀等。安装在执行元件的回油路上,使回油具有一定背压。作安装在执行元件的回油路上,使回油具有一定背压
11、。作背压阀的单向阀应更换刚度较大的弹簧,其正向开启压背压阀的单向阀应更换刚度较大的弹簧,其正向开启压力为力为 0.30.30.50.5MPa。2.2.液控单向阀液控单向阀 液控单向阀又称为液压锁,其作用是使液流有控制的液控单向阀又称为液压锁,其作用是使液流有控制的单向流动。液控单向阀分为普通型和卸荷型两类。单向流动。液控单向阀分为普通型和卸荷型两类。普通液控单向阀普通液控单向阀 当控制油口当控制油口K K不通压力油时,油液只能从不通压力油时,油液只能从p p1 1p p2 2;当控制;当控制油口通压力油时,正、反向的油液均可自由通过。油口通压力油时,正、反向的油液均可自由通过。根据控制活塞上腔
12、的泄油方式不同分为内泄式和外泄式。根据控制活塞上腔的泄油方式不同分为内泄式和外泄式。下图为外泄式下图为外泄式 P Pk k=0 =0 正向正向导通,反向截导通,反向截止;止;P Pk k0 0 正反正反向导通。向导通。带卸荷功能的液控单向阀带卸荷功能的液控单向阀 单向阀芯内装有卸载小阀芯。控制活塞上行时先单向阀芯内装有卸载小阀芯。控制活塞上行时先顶开小阀芯使主油路卸压,再顶开单向阀阀芯,其控顶开小阀芯使主油路卸压,再顶开单向阀阀芯,其控制压力仅为工作压力的制压力仅为工作压力的 4.54.5,没有卸载小阀芯的液控,没有卸载小阀芯的液控单向阀的控制压力为工作压力的单向阀的控制压力为工作压力的40
13、40 50 50。结构结构1支腿收放支腿收放2转塔回转转塔回转3吊臂伸缩吊臂伸缩4变幅变幅起重与下降起重与下降换向阀分为滑阀式和转阀式换向阀是利用阀芯在阀体内作相对运动,使油路接换向阀是利用阀芯在阀体内作相对运动,使油路接通或切断而改变油流方向的阀。通或切断而改变油流方向的阀。滑阀式换向阀滑阀式换向阀阀芯与阀体孔配合处为台肩,阀体孔内沟通油液的环阀芯与阀体孔配合处为台肩,阀体孔内沟通油液的环形槽为沉割槽。阀体在沉割槽处有对外连接油口。形槽为沉割槽。阀体在沉割槽处有对外连接油口。阀芯台肩和阀体沉割槽可以是两台肩三沉割槽,也可阀芯台肩和阀体沉割槽可以是两台肩三沉割槽,也可以是三台肩五沉割槽。当阀芯
14、运动时,通过阀芯台肩开启以是三台肩五沉割槽。当阀芯运动时,通过阀芯台肩开启或封闭阀体沉割槽,接通或关闭与沉割槽相通的油口。或封闭阀体沉割槽,接通或关闭与沉割槽相通的油口。转阀式换向阀转阀式换向阀工作原理及职能符工作原理及职能符号号n利用阀芯与阀体的相对转动换向利用阀芯与阀体的相对转动换向(一)滑阀式换向阀分类(一)滑阀式换向阀分类 1按通路可分为二通阀、三通阀、四通阀、五通阀等。所谓的“通”即指进、出油口的数量。例如:三通阀即有三个油口;四通阀即有四个油口。2按工作位数可分为二位阀、三位阀和四位阀等。所谓的 “工作位数”即指阀芯在阀腔内可停留的位数。如三位阀,阀芯在阀腔内有左位、中位和右位可供
15、选择。阀芯处在某一位置时,进出油口就有对应的连通关系。3.按操纵方式可分为手动换向阀、机动换向阀、液动换向阀、电磁换向阀和电液换向阀等。换向阀的主体结构是由阀体、阀芯等组成。主体的图形符号表示其工作位数及通路的不同组合。主体的图形符号表示其工作位数及通路的不同组合。例如:二位二通阀、三位四通阀等等。(二)滑阀式换向阀结构原理及图形符号表示(二)滑阀式换向阀结构原理及图形符号表示 换向阀的职能符号表示方法换向阀的职能符号表示方法方框表示方框表示“位位”,方框数表示位数;,方框数表示位数;“”表示表示连通连通,并不一定表示液体的实际流,并不一定表示液体的实际流向。向。“T T”表示表示闭死闭死;在
16、一方框内在一方框内“”的首尾的首尾及及“T T”与方框交点数表示与方框交点数表示通通数;数;A A、B B表示表示工作油口工作油口。P P表示表示进油口进油口,T T表示表示回油回油口口(连通邮箱);(连通邮箱);每一方框表达的内容,为该阀芯在此位工作时每一方框表达的内容,为该阀芯在此位工作时的的连通方式。连通方式。中位机能:中位机能:三位换阀的阀芯停留在中位时,各油口的连通方式。中位机能不相同的阀,组成的系统有不同的控制功能。阀芯的定位方式阀芯的定位方式分为弹簧钢球分为弹簧钢球定位和弹簧定位和弹簧自动复位。自动复位。(四)换向阀典型结构介绍(四)换向阀典型结构介绍 1.手动换向阀 机动换向阀
17、机动换向阀:以外加运动件的机动:以外加运动件的机动力推动阀芯移动换向。力推动阀芯移动换向。通过安装在运动部件通过安装在运动部件上的撞块或凸轮推动阀芯。上的撞块或凸轮推动阀芯。工作可靠,因为位置离不开运动部件,工作可靠,因为位置离不开运动部件,安装布置有一定的局限性。安装布置有一定的局限性。2.机动换向阀3.电磁换向阀电磁换向阀电磁换向阀:以电磁铁为动力实现换向的阀,:以电磁铁为动力实现换向的阀,阀芯运动借助于电阀芯运动借助于电磁力和弹簧力的共同作用。磁力和弹簧力的共同作用。4.电液换向阀调节换向速度防止换向冲击电液换向阀是由电电液换向阀是由电磁换向阀与液动换向阀磁换向阀与液动换向阀组合而成,液
18、动换向阀组合而成,液动换向阀实现主油路的换向,称实现主油路的换向,称为主阀;电磁换向阀改为主阀;电磁换向阀改变液动阀控制油路的方变液动阀控制油路的方向,称为先导阀。向,称为先导阀。三三.多路换向阀多路换向阀 两个以上的六通换向阀组合在一起,也有包括溢流阀、单向阀和补油阀在内的复合形式。特点是没有阀间接头和管道,结构紧凑,压力损失小,可集中操控多个执行原件。(思考)517同学们好同学们好Welcome to the classroomWelcome to the classroom第三节第三节压力控制阀压力控制阀PressureControlValve作用:作用:用来调节控制液压系统中油液压力用
19、来调节控制液压系统中油液压力或通过压力信号实现控制。或通过压力信号实现控制。分类:分类:溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器。溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器。工作原理:工作原理:通过液压作用力与弹簧力进行比较来实现对油通过液压作用力与弹簧力进行比较来实现对油液压力的控制。调节弹簧的预压缩量即调节了阀芯的动作液压力的控制。调节弹簧的预压缩量即调节了阀芯的动作压力,该弹簧是压力控制阀的重要调节零件,称为调压弹压力,该弹簧是压力控制阀的重要调节零件,称为调压弹簧。簧。按结构形式分按结构形式分 直动式溢流阀直动式溢流阀 先导式溢流阀先导式溢流阀一一溢流阀溢流阀relifevalve(一)溢流阀的功用
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