第四章控制阀 本章重点:1.三位四通电磁换向阀和电液换向阀的工作原理 2.溢流阀的流量特性及溢流阀的应用 3.节流口的流量特性,调速阀的工作原理 本章难点:1.滑阀式换向阀的中位机能 2.直动式溢流阀和先导式溢流阀的工作性能及压力流量特性比较 3.减压阀的工作原理及应用 第一节阀的基本类型和要求 、阀的基本类型 控制阀在液压系统中的作用是控制液流的压力、流量和方向,以满足执行元件在输出的力(力矩)、 运动速度及运动方向上的不同要求。控制阀可按不同的特征进行分类,如表4-1所示。 表4-1控制阀的分类 分类方法 详细分类 压力控制阀溢流阀、减压阀、顺序阀、比例压力控制阀、压力继电器等 按机能分 流量控制阀 节流阀、调速阀、分流阀、比例流量控制阀等 方向控制阀 单向阀、液控单向阀、换向阀、比例方向控制阀等 人力操纵阀 手把及手轮、踏板、杠杆 按操纵方式分 机械操纵阀 挡块、弹簧、液压、气动 电动操纵阀 电磁铁控制、电-液联合控制 管式连接 螺纹式连接、法兰式连接 按连接方式分 板式及叠加式连接单层连接板式、双层连接板式、集成块连接、叠加阀 插装式连接 螺纹式插装、法兰式连接插装 开关定值控制阀 定值控制液流的压力和流量 (普通液压阀) 按控制信号形式分模拟量伺服阀根据输入信号,成比例、连续、远距离控制液流的压力、方向和流量 比例阀根据输入信号,成比例、连续、远距离控制液流的压力、方向和流量 数字量数字阀根据输入的脉冲数或脉冲频率,控制液流的压力和流量。只能用于小 流量控制场合,如电液控制的先导控制级 、基本要求 控制阀的性能对液压系统的工作性能有很大影响,因此液压控制阀应满足下列要求: (1)动作灵敏、准确、可靠、工作平稳、冲击和振动小 (2)油液流过时压力损失小; (3)密封性能好 (4)结构紧凑,工艺性好,安装、调整、使用、维修方便,通用性大
第四章 控制阀 本章重点：1. 三位四通电磁换向阀和电液换向阀的工作原理 2. 溢流阀的流量特性及溢流阀的应用 3. 节流口的流量特性，调速阀的工作原理 本章难点：1. 滑阀式换向阀的中位机能 2. 直动式溢流阀和先导式溢流阀的工作性能及压力流量特性比较 3. 减压阀的工作原理及应用 第一节 阀的基本类型和要求 一、阀的基本类型 控制阀在液压系统中的作用是控制液流的压力、流量和方向，以满足执行元件在输出的力(力矩)、 运动速度及运动方向上的不同要求。控制阀可按不同的特征进行分类，如表 4-1 所示。 表 4-1 控制阀的分类 分 类 方 法 种 类 详 细 分 类 压力控制阀 溢流阀、减压阀、顺序阀、比例压力控制阀、压力继电器等 按机能分 流量控制阀 节流阀、调速阀、分流阀、比例流量控制阀等 方向控制阀 单向阀、液控单向阀、换向阀、比例方向控制阀等 人力操纵阀 手把及手轮、踏板、杠杆 按操纵方式分 机械操纵阀 挡块、弹簧、液压、气动 电动操纵阀 电磁铁控制、电-液联合控制 管式连接 螺纹式连接、法兰式连接 按连接方式分 板式及叠加式连接 单层连接板式、双层连接板式、集成块连接、叠加阀 插装式连接 螺纹式插装、法兰式连接插装 开关定值控制阀 （普通液压阀） 定值控制液流的压力和流量 伺服阀 根据输入信号，成比例、连续、远距离控制液流的压力、方向和流量 模拟量 比例阀 根据输入信号，成比例、连续、远距离控制液流的压力、方向和流量 按控制信号形式分 数字量 数字阀 根据输入的脉冲数或脉冲频率，控制液流的压力和流量。只能用于小 流量控制场合，如电液控制的先导控制级 二、基本要求 控制阀的性能对液压系统的工作性能有很大影响，因此液压控制阀应满足下列要求： (1)动作灵敏、准确、可靠、工作平稳、冲击和振动小； (2)油液流过时压力损失小； (3)密封性能好； (4)结构紧凑，工艺性好，安装、调整、使用、维修方便，通用性大。 1
第二节方向控制阀 方向控制阀简称方向阀,主要用来通断油路或切换油流的方向,以满足对执行元件的启、停和运动 方向的要求。按其用途可分为两大类:单向阀和换向阀 单向阀 单向阀的作用是只允许液流朝一个方向流动,不能反向流动。常用的有普通单向阀和液控单向阀。 单向阀在性能上要求 (1)正向开启压力小。国产阀的开启压力一般有两种:004MPa和04MPa (2)反向泄漏小。尤其是用在保压系统时要求高。 (3)通时压力损失小。液控单向阀在反向流通时压力损失也要小。 1.普通单向阀 图41所示为普通单向阀的两种结构图和图形符号图。图(a)为直角式单向阀,其阀芯为锥阀形式 图4-1单向阀 (a)直角式(b)直通式(c)图形符号 图 42内泄式液控单向阀 2.液控单向阀 图42所示为液控单向阀的典型结构和图形符号图。它与普通单向阀的区别是在一定的控制条件下 可反向流通 换向阀 换向阀的作用、性能要求及分类 换向阀的作用是利用阀芯和阀体的相对运动来接通、关闭油路或变换油液通向执行元件的流动方 向,以使执行元件启动、停止或变换运动方向。 对换向阀的主要性能要求 (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
第二节 方向控制阀 方向控制阀简称方向阀，主要用来通断油路或切换油流的方向，以满足对执行元件的启、停和运动 方向的要求。按其用途可分为两大类：单向阀和换向阀。 一、 单向阀 单向阀的作用是只允许液流朝一个方向流动，不能反向流动。常用的有普通单向阀和液控单向阀。 单向阀在性能上要求： (1)正向开启压力小。国产阀的开启压力一般有两种：0.04MPa 和 0.4MPa。 (2)反向泄漏小。尤其是用在保压系统时要求高。 (3)通时压力损失小。液控单向阀在反向流通时压力损失也要小。 1. 普通单向阀 图 4-1 所示为普通单向阀的两种结构图和图形符号图。图(a)为直角式单向阀，其阀芯为锥阀形式。 图 4-1 单向阀 (a) 直角式 (b) 直通式 (c) 图形符号 图 4-2 内泄式液控单向阀 2. 液控单向阀 图 4-2 所示为液控单向阀的典型结构和图形符号图。它与普通单向阀的区别是在一定的控制条件下 可反向流通。 二、 换向阀 1. 换向阀的作用、性能要求及分类 换向阀的作用是利用阀芯和阀体的相对运动来接通、关闭油路或变换油液通向执行元件的流动方 向，以使执行元件启动、停止或变换运动方向。 对换向阀的主要性能要求： (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。 2
换向阀按结构分有转阀式和滑阀式:按阀芯工作位置数分有二位、三位和多位等;按进出口通道数 分有二通、三通、四通和五通等;按操纵和控制方式分有手动、机动、电动、液动和电液动等:按安装 方式分有管式、板式和法兰式等 2.换向阀的工作原理 (1)滑阀 图43所示为滑阀式电磁换向阀的 换向原理及相应的图形符号图。它变换 油液的流动方向是利用阀芯相对阀体的衔铁 轴向位移来实现的。换向阀变换左、右电磁铁 清阀 位置,即使得执行元件变换了运动方向。 此阀因有两个工作位置,四个通口,阀 液压缸 芯靠电磁铁推力实现移动,所以称作二 位四通滑阀式电磁换向阀。 (2转阀 ⅨN计 图4-4所示为转阀式换向阀的换向 原理和图形符号图。它变换油液的流向 图4-3二位四通电磁换向阀原理图 是利用阀芯相对阀体的旋转来实现的。 此阀有三个工作位置,四个通口,且为 手动操纵,故称作三位四通转阀式手动 换向阀。 转阀的密封性能较差,径向力又不 平衡,一般用于低压、小流量的系统中。 (3)换向阀的“位”与“通 图4-4转阀换向原理 位:指阀相对于阀体停留的工作位 置数,用图形符号表示即为实线方框 通:指阀连接主油路的通口数。用 职能符号表示。 二位五通 图4-5所示分别为二位二通、二位 三通、二位四通、二位五通、三位四通 和三位五通换向阀的职能符号。 3.液压卡紧现象 位四通 三位五通 由于滑阀式换向阀阀芯与阀体孔 图4-5“位”与“通” 的加工误差或装配时中心线不重合,进 入滑阀配合间隙中的压力油将对阀芯产 生不平衡的径向力,而使阀芯的偏心加大,最终使阀芯紧贴在孔壁上,使得操纵滑阀运动发生困难,甚 至卡死,这种现象称作液压卡紧 (1)液压卡紧发生的条件 (2)液压卡紧的解决办法 位换向滑阀的中位机能 三位换向滑阀的左、右位是切换油液的流动方向,以改变执行元件运动方向的。其中位为常态位置
换向阀按结构分有转阀式和滑阀式；按阀芯工作位置数分有二位、三位和多位等；按进出口通道数 分有二通、三通、四通和五通等；按操纵和控制方式分有手动、机动、电动、液动和电液动等；按安装 方式分有管式、板式和法兰式等。 2. 换向阀的工作原理 (1)滑阀 图 4-3 所示为滑阀式电磁换向阀的 换向原理及相应的图形符号图。它变换 油液的流动方向是利用阀芯相对阀体的 轴向位移来实现的。换向阀变换左、右 位置，即使得执行元件变换了运动方向。 此阀因有两个工作位置，四个通口，阀 芯靠电磁铁推力实现移动，所以称作二 位四通滑阀式电磁换向阀。 (2)转阀 图 4-4 所示为转阀式换向阀的换向 原理和图形符号图。它变换油液的流向 是利用阀芯相对阀体的旋转来实现的。 此阀有三个工作位置，四个通口，且为 手动操纵，故称作三位四通转阀式手动 换向阀。 (a) (b) 图 4-3 二位四通电磁换向阀原理图 转阀的密封性能较差，径向力又不 平衡，一般用于低压、小流量的系统中。 (3)换向阀的“位”与“通” 图 4-4 转阀换向原理 位：指阀相对于阀体停留的工作位 置数，用图形符号表示即为实线方框。 通：指阀连接主油路的通口数。用 职能符号表示。 图 4-5 所示分别为二位二通、二位 三通、二位四通、二位五通、三位四通 和三位五通换向阀的职能符号。 3. 液压卡紧现象 由于滑阀式换向阀阀芯与阀体孔 的加工误差或装配时中心线不重合，进 入滑阀配合间隙中的压力油将对阀芯产 生不平衡的径向力，而使阀芯的偏心加大，最终使阀芯紧贴在孔壁上，使得操纵滑阀运动发生困难，甚 至卡死，这种现象称作液压卡紧。 图 4-5 “位”与“通” (1)液压卡紧发生的条件 (2)液压卡紧的解决办法 4. 三位换向滑阀的中位机能 三位换向滑阀的左、右位是切换油液的流动方向，以改变执行元件运动方向的。其中位为常态位置。 3
利用中位P、A、B、T间通路的不同连接,可获得不同的中位机能以适应不同的工作要求。表42所示 为三位换向阀的各种中位机能以及它们的作用、特点 表4-2三位换向阀的中位机能2 中位符号 滑阀机能 滑阀状态 需|| 口全封闭,系统不卸 各油口全连通,系统卸载 等三君m四 系统不卸载,缸两腔与回油连通 君m 系统不卸载,缸一腔封闭,另 腔与回油连通 压力油与缸一腔连通,另一腔及 回油皆封闭 七 压力油与缸两腔连通,回油封闭 压力油与缸一腔及回油连通,另 腔封闭,系统可卸载 君时 压力油与各油口半开启连通,系 统保持一定压力 系统卸载,缸两腔封闭 系统不卸截,缸一腔与回油连通 另一腔封闭 在分析和选择三位滑阀的中位机能时,须考虑以下几点 (1)系统的保压与卸荷; (2换向平稳性和换向精度; (3)启动平稳性 (4)液压缸的停止与浮动 5.换向阀的操纵方式 换向阀的换向原理按阀芯所受操纵外力的方式不同可分为手动换向阀、机动换向阀、电动换向阀、 液动换向阀和电液动换向阀等
利用中位 P、A、B、T 间通路的不同连接，可获得不同的中位机能以适应不同的工作要求。表 4-2 所示 为三位换向阀的各种中位机能以及它们的作用、特点。 在分析和选择三位滑阀的中位机能时，须考虑以下几点： (1)系统的保压与卸荷； (2)换向平稳性和换向精度； (3)启动平稳性； (4)液压缸的停止与浮动。 5. 换向阀的操纵方式 换向阀的换向原理按阀芯所受操纵外力的方式不同可分为手动换向阀、机动换向阀、电动换向阀、 液动换向阀和电液动换向阀等。 4
图4-7所示为三位四通手动换向阀的结构图和图形符号图。其定位方式不同又可分为钢球定位式和 自动复位式两种。操纵手柄即可使滑阀轴向移动实现换向。 P T 图47手动换向阀 图4-8所示为二位二通机动换向阀的结构和图形符号图。它是靠挡铁(图中未示出)接触滚轮l将阀芯 压向右端,又当挡铁脱离滚轮时阀芯在弹簧作用下回到原位来实现换向的。 图4-8机动换 图49所示为23D-25B型二位 三通板式交流电磁换向阀的结构和图形符号图。 (接工作腔)进油PB(接工作腔) 我6方精 图4923D25B电磁换向阀
图 4-7 所示为三位四通手动换向阀的结构图和图形符号图。其定位方式不同又可分为钢球定位式和 自动复位式两种。操纵手柄即可使滑阀轴向移动实现换向。 ( a ) 图 4-7 手动换向阀 图 4-8 所示为二位二通机动换向阀的结构和图形符号图。它是靠挡铁(图中未示出)接触滚轮 l 将阀芯 压向右端，又当挡铁脱离滚轮时阀芯在弹簧作用下回到原位来实现换向的。 图 4-9 所示为 23D-25B 型二位 三通板式交流电磁换向阀的结构和图形符号图。 图 4-8 机动换向阀 图 4-9 23D-25B 电磁换向阀 5