第五章压力流量阀.ppt

1 目的任务 掌握溢流阀 减压阀的工作原理及主要特点 掌握溢流阀 减压阀 顺序阀的应用场合 掌握调速阀稳定速度的原理 了解压力继电器的工作原理及应用 了解溢流阀的主要性能 了解影响节流阀流量稳定的因素 第五章液压控制阀 压力控制阀和流量控制阀 2 作用 控制液压系统压力或利用压力作为信号来控制其它元件动作 分类 溢流阀 减压阀 顺序阀 压力继电器结构 阀体 阀芯 弹簧 调节螺帽等工作原理 利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理进行工作 压力控制阀 3 溢流阀 作用 稳压溢流安全保护 分类 直动式先导式 4 工作原理 当pAFT时 阀口打开 pT 稳压溢流或安全保护 直动式溢流阀 作用 防止系统过载 保持系统压力恒定 结构 阀体 阀芯 弹簧 调节螺钉 5 FT直接与pA平衡 称直动式又 p高 q大时 K较大 不但手调困难 且FT略有变化 p变化较大 一般用于低压小流量场合 特点 6 先导式溢流阀 工作过程和原理 P口进油 主阀芯下腔P1 阻尼孔R 主阀芯上腔P2 先导阀 P2A F1T 先导阀关闭 P1 P2 主阀不工作 P2A F1T 先导阀开启 油液流动 阻尼孔R产生压力损失 P1 P2 当 P1 P2 A F2T 主阀芯开启 稳压溢流或安全保护 7 为定量泵系统溢流稳压和定量泵 节流阀并联 阀口常开 动画演示 8 为变量泵系统提供过载保护和变量泵组合 正常工作时阀口关闭 过载时打开 起安全保护作用 故又称安全阀 动画演示 9 动画演示 远程调压 方便远距离调压 要求远程阀调定压力P1 P2 远程调压阀相当于通过X控制口并联一个先导阀 压力小的先导阀起调压作用 10 系统卸荷和多级调压由于在实际中经常使用这种方法卸荷 因此常将先导式溢流阀和二位二通阀串接组合成一个元件 称为电磁溢流阀 动画演示 11 先导式溢流阀讨论 泄油量 流经阻尼孔的流量流过先导阀回油箱 其流量很小 称为泄油量 先导阀 只通过泄油 阀口直径小 作用在锥阀芯上的液压推力小 调压弹簧刚度小 压力调整轻便 主阀 绝大部分油液经主阀回油箱 主阀为大规格流量阀 因主阀芯上下两端受油压作用 主阀弹簧与主阀芯的压差平衡进行工作 故主阀弹簧也只需很小刚度 稳压性能 弹簧软 进油口的压力变化不大 所以先导式溢流阀的稳压性能优于直动式溢流阀 远程控制口X 实现远程调压 X口打开 p由远程控制油压决定 X口堵上 p由自身先导阀ps决定 12 溢流阀的静态特性 静态特性 元件或系统在稳定工作状态下的性能 其静态特性指标很多 主要指压力 流量特性和启闭特性 压力 流量特性 溢流特性 表征溢流量变化时溢流阀口压力的变化情况 即稳压性能 13 现象 溢流阀口开启 当溢流量变化时 阀口开度变化 溢流压力也发生变化 溢流特性 14 压力 流量特性方程 平衡压力 开启压力 得X 由薄壁小孔的流量公式 得压力 流量特性方程 15 结论 由p qv曲线可知 阀的进口压力随着流量的增减而增减 先导式溢流阀弹簧刚度小 特性曲线平缓 调压偏差小 溢流量为额定值qvn时所对应的压力称为调定压力 以pn表示 调压偏差是调定压力与开启压力之差 表示溢流量变化时控制压力的变化范围 越小越好 压力 流量特性讨论 16 结论 不同的开启压力P0对应不同的曲线 可利用改变弹簧的预压缩量改变开启压力的大小 开启比 P0与P 之比 开启比大调压精度高 稳压性能先导式优于直动式 压力 流量特性讨论 17 启闭特性 启闭特性 溢流阀开启和闭合全过程的压力 流量特性 现象 开启和闭合时的曲线不重合 开启压力大于闭合压力 实质 阀芯移动时摩擦力的影响 开启 闭合时摩擦力方向相反 能量损失 18 启闭特性 开启比 p0与pn之比闭合比 pk与pn之比开启比应不小于90 一般 闭合比应不小于85 其静态特性较好 19 作业 5 55 155 18 20 顺序阀 作用 利用压力变化控制油路通断 实现多个执行元件的顺序动作 结构 出油口接二次油路 有压力 有单独泄油口 使泄油回油箱 顺序阀工作原理 pAFs 进出口接通 21 顺序阀分类 按控制方式 内控 控制压力油引自进油口 外控 液控 控制压力油同远程控制口从外部油路引入 按泄油方式 内泄 泄油并入出油口 直接回油箱 外泄 泄油从泄油口回油箱 按结构 直动式 先导式 22 23 顺序阀应用 1 控制多个执行元件的顺序动作A缸先动 到位后压力升高 顺序阀打开 B缸再动 A B 24 顺序阀应用 2 顺序阀开启压力足以支撑运动部件重力 回油时 压力上升 打开顺序阀回油 可用液控顺序阀 与单向阀组成平衡阀 25 顺序阀应用 3 快进时 两泵同时进油 工进时 压力升高 顺序阀3被打开 左泵1卸荷 控制双泵系统大流量泵卸荷 26 溢流阀调定压力为5MPa 顺序阀调定压力为3MPa 液压缸无杆腔有效面积A 50cm2 负载L 10000N 当换向阀处于图示位置时 试问活塞运动时和活塞到终点停止运动时 A B两处的压力各为多少 1 活塞运动时 B点的压力为 A点压力为3MPa 2 A点 B点的压力都为 5MPa 27 减压阀 作用 降低系统支路压力 特点 出口压力控制阀芯动作 有单独泄油口 28 减压阀的应用实例1 不管回路压力多高 A缸压力决不会超过3MPa 29 减压阀的应用实例2 使夹紧缸获得稳定的低压 30 一夹紧油路如图所示 若溢流阀调定压力为p1 5MPa 减压阀调定压力为p2 2 5MPa 试分析夹紧缸活塞空载运动时A B两点的压力各为多少 减压阀的阀心处于什么状态 夹紧时活塞停止运动后 A B两点的压力又各为多少 减压阀的阀心又处于什么状态 0 0 2 5 5 0 31 溢流阀 减压阀 顺序阀比较 工作原理 利用控制油压力与弹簧力相平衡的原理 改变阀口开度 控制系统压力 32 压力继电器 作用 利用系统中压力变化 控制电路的通断 是液 电信号转换元件 33 压力继电器工作原理 压力油从油口P通入 作用在柱塞底部pA Fs 微动开关闭合 发出电信号 pA Fs 微动开关断开 电信号撤销 34 压力继电器 性能 调压范围 发出电信号的最低和最高工作压力间的范围 通断调节区间 压力继电器开启压力与闭合压力之差 应用 控制电磁阀动作 控制系统压力 出故障时 自动停车 35 压力继电器应用实例 控制电磁阀 实现油缸顺序动作 36 作业 5 145 165 19 37 一般液压传动机构都需要调节执行元件运动速度 在液压系统中 执行元件液压缸或马达 在不考虑液压油的压缩性和泄漏性的情况下 液压缸的运动速度为V Q A 液压马达的转速为n Q V 式中Q 输入执行元件的流量 A 液压缸的有效面积 V 液压马达的排量 从上两式可知 改变输入液压缸的流量Q或改变液压缸有效面积A 都可以达到改变速度的目的 但对于特定的液压缸来说 一般用改变输入液压缸流量Q的办法来变速 而对于液压马达 既可用改变输入流量也可用改变马达排量的方法来变速 调速方法概述 流量控制阀 38 结构 轴向三角槽 作用 通过改变阀口通流面积调节输出流量 从而控制执行元件的运动速度 节流阀 工作原理 调节手轮 阀芯移动 A变化 q变化 39 节流阀的流量特性 实用节流口都介于薄壁小孔和细长孔之间 薄壁孔 细长孔 C 流量系数 AT 节流口通流截面积 p 节流口前后压差 压差指数 q AT p c AT q 40 影响流量稳定的因素 1 1 压差变化对流量稳定性的影响 实际工作中 AT一定时 q发生变化 即当F变时 p变 q变 pA一定 当F变时 pB变 2 温度对流量稳定性的影响 T变 粘度使C变 q变 薄壁孔不受温度变化影响 同样 p下 对薄壁孔的流量影响小 41 影响流量稳定的因素 2 3 节流口的阻塞和最小稳定流量阻塞现象 当 p一定 AT较小时 流量时大时小甚至断流 措施 选择稳定性好 精密过滤的油液 节流阀两端压差适当 最小稳定流量 阻塞会造成执行元件速度不均匀 节流阀能正常工作 不断流 流量变化率不大于10 的最小流量限制值为最小稳定流量 薄壁孔不易附着 阻塞 结论 薄壁式节流口流量特性好 42 调速阀 调速阀组成 定差减压阀 节流阀结构 定差减压阀进口压力为p1 出口压力为p2 节流阀后压力为p3 由负载决定 调速阀工作原理 p1一定 当负载F变化 p3变化 p3 阀芯下 左 移 x p p2 节流阀两端压差p2 p3不变 p3 阀芯上 右 移 x p p2 节流阀两端压差p2 p3不变 应用 负载变化 运动平稳性要求高的调速系统 43 流量特性曲线比较 p 阀的进出口两端压差节流阀 负载F变 节流阀两端压差 p变化 流量q随之变化 速度随负载变化 节流阀 p p1 p2调速阀 负载F变 调速阀进出口压差 p变 但节流阀两端压差p2 p3不变 q不受负载变化的影响 调速阀 p p1 p3要求 调速阀正常工作 p 0 4 0 5MPa p 0 4MPa时减压阀不起作用 和普通节流阀一样 44 减速阀符号 详细符号 简化符号 45 图示两阀组的出口压力取决于哪个减压阀 为什么 设两减压阀调定压力一大一小 并且所在支路有足够的负载 46 双缸回路如图所示 A缸速度可用节流阀调节 1 在A缸运动到底后 B缸能否自动顺序动作而向右移 说明理由 2 在不增加也不改换元件的条件下 如何修改回路以实现上述动作 47 图示阀组 各阀调定压力示于符号上方 若系统负载为无穷大 试按电磁铁不同的通断情况将压力表读数填在表中 48 已知顺序阀的调定压力为4MPa 溢流阀的调定压力为6MPa 当系统负载无