第5章+绪论+方向控制阀.ppt

1 液压与气压传动第5章控制阀 5 1概述 讲授 5 1概述 控制阀 液压系统的控制调节装置统称为控制阀 结构 阀体 阀芯 控制动力三大部分组成 5 1概述 液压阀是用来控制系统中油液的流动方向 调节系统压力和流量的控制元件 借助于不同的液压阀 可以达到控制执行元件的输出力或力矩 速度与运动方向等的目的 5 1概述 控制阀原理 从原理上讲 所有阀都是利用阀芯在阀体内的相对运动来控制阀口的通断及开口的大小来工作的 控制阀在系统中不做功 只对执行元件起控制作用 按照用途 液压阀可以分为 方向控制阀 如单向阀 换向阀等 压力控制阀 如溢流阀 顺序阀 减压阀等 流量控制阀 如节流阀 调速阀等 按控制方式 定值或开关控制阀 比例控制阀 伺服控制阀 按操纵方式 手动阀 机动阀 电动阀 液动阀 电液动阀等按安装方式 管式连接 板式连接 集成连接等 5 1概述 液压阀的分类 5 1概述 控制阀的连接安装形式 一个液压系统中各个液压控制阀的连接方式主要有 管式连接 板式连接 集成式连接 三 液压控制阀的连接安装形式 集成块式 叠加阀式 插装阀式 5 1概述 控制阀的连接安装形式 管式连接 1 管式连接管式连接就是将管式液压阀用管道互相连接起来 构成液压回路 在管式连接中 管道与控制阀一般采用螺纹管接头连接 流量大时则用法兰连接 5 1概述 控制阀的连接安装形式 板式连接 2 板式连接就是将液压阀用螺钉安装在专门的连接板上 液压管道与连接板背面相连 板式连接结构简单 密封性较好 油路检查也较方便 但所需安装空间较大 5 1概述 控制阀的连接安装形式 1 集成块式集成块式是利用集成块将标准化的板式液压元件连接在一起构成液压系统的 集成块是一种代替管路把液压阀连接起来的连接体 在集成块内根据各控制油路设计加工出所需的油通道 集成块与装在周围的控制阀构成了可以完成一定的控制功能的集成块组 集成式连接 5 1概述 控制阀的连接安装形式 2 叠加阀式叠加阀式是液压元件集成连接的另一种方式 它由叠加阀互相连接而成 叠加阀除了具有液压控制阀的基本功能外 还有油路通道的作用 因此 由叠加阀组成的液压系统不需要使用其它类型的连接体或连接管 只要将叠加阀直接叠合再用螺栓连接即可 5 1概述 控制阀的连接安装形式 5 1概述 控制阀的连接安装形式 3 插装锥阀式插装式锥阀又称为二通插装阀 它在高压大流量的液压系统中得到非常广泛的应用 通过对二通插装阀的组合就可组成满足要求的复合阀 利用插装阀组成的液压系统结构最紧凑 通流能力强 密封性能好 阀芯动作灵敏 对污染不敏感 但故障查找和对系统改造比较困难 5 1概述 控制阀的连接安装形式 二通插装阀结构示意图 5 1概述 控制阀的结构特点 四 液压控制阀的结构特点 液压系统中的控制阀根据阀芯结构不同可分为座阀和滑阀两种 座阀式结构的液压控制阀其阀芯大于管路直径 是从端面上对液流进行控制的 滑阀式结构的液压控制阀和气动系统中的滑阀一样是通过圆柱形阀芯在阀套内作轴向运动来实现控制作用的 5 1概述 控制阀的结构特点 5 1概述 控制阀的结构特点 1 座阀 1 分类座阀按阀芯形状不同 主要有球阀 锥阀两种 球阀制造比较简单 但液体流过时易产生振动和噪音 锥阀密封性能好 但安装精度要求较高 5 1概述 控制阀的结构特点 5 1概述 控制阀的结构特点 2 操作力座阀式结构的液压控制阀可以保证关闭时的严密性 但由于背压的存在使得让阀芯运动所需的操作力也相应提高 有时我们可以通过采用压力平衡回路来降低操作力 5 1概述 控制阀的结构特点 5 1概述 控制阀的结构特点 2 滑阀一般滑阀的阀芯和阀套间都存在着很小的间隙 当间隙均匀且充满油液时 阀芯运动只要克服磨擦力和弹簧力 如果有的话 即可 操作力是很小的 但由于有间隙的存在 在高压时会造成油液的泄漏加剧 严重影响系统性能 所以滑阀式结构的液压控制阀不适合用于高压系统 5 1概述 对控制阀的基本要求 五 对控制阀的基本要求各种控制阀尽管结构和性能不同 但总的要求基本相同 1 动作灵敏 工作可靠 工作过程中冲击小 振动小 2 通流能力强 压力损失小 3 有良好的密封性和互换性 内泄漏小 4 结构紧凑 安装 维护 调整方便 5 1概述 控制阀的结构特点 1 液压卡紧现象滑阀的阀芯有时会出现阀芯移动困难或无法移动的现象 我们称之为液压卡紧现象 引起液压卡紧的原因一般有以下几点 脏物卡入阀芯与阀套的间隙 间隙过小 油温升高时造成阀芯膨胀而卡死 滑阀副几何形状误差和同心度变化 引起径向不平衡液压力 其中径向不平衡液压力是造成液压卡死的最主要原因 当阀芯受到径向不平衡液压力作用而偏向一边时 将该处间隙的油液挤出 这样阀芯与阀套间的润滑油膜就会消失 阀芯与阀套间的磨擦成为干磨擦或半干磨擦 阀芯移动所需的操作力因而大大增加 5 1概述 控制阀的结构特点 滑阀停留的时间越长 液压卡紧力也就越大 可能造成操作力不足以克服卡紧阻力 而无法推动阀芯正常动作 为了减小径向不平衡力 应严格控制阀芯和阀套的制造和装配精度 另一方面在阀芯上开环形均压槽 也可以大大减小径向不平衡力 5 1概述 控制阀的结构特点 2 覆盖面滑阀的开关特性由阀芯的覆盖面确定 阀芯的覆盖面可分为正覆盖面 负覆盖面和零覆盖面 5 1概述 控制阀的结构特点 正覆盖面的阀芯在关断接口时 各接口同时被阻断 不会出现压力的瞬间下降 但易出现开关冲击 启动冲击也较大 负覆盖面的阀芯在关断接口时 各接口瞬时内会互相接通 造成压力瞬时下降 但冲击相对较小 零覆盖面的阀芯通断接口快速 可以实现快速通断 5 1概述 控制阀的结构特点 3 控制边缘阀芯的控制边缘如果十分平整会在接口通断切换时造成较强的压力冲击 这时我们可以将工作边缘加工出一定的斜坡或多个轴向三角槽 让接口的通断有一个过渡阶段 来减小压力冲击 27 液压与气压传动第5章控制阀 5 2方向控制阀 讲授 张晓军 28 方向控制阀 5 2 1方向控制阀 方向控制阀是液压系统中控制液流流动方向的元件 它通过控制阀口的通断来实现控制 主要有单向阀和换向阀两大类 5 2 1方向控制阀 单向阀 一 单向阀 普通单向阀简称单向阀 是一种只允许液体正向流动 反向截止的控制阀 功用 只允许油液正向流动 不许反流 5 2 1方向控制阀 单向阀 普通单向阀 单向阀是控制油液单方向流动的控制阀 有普通单向阀和液控单向阀两种 上图所示属于管式连接阀 此类阀的油口可通过管接头和油管相连 阀体的重量靠管路支承 因此阀的体积不能太大太重 阀的开启压力仅需0 03 0 05 a 5 2 1方向控制阀 单向阀 普通单向阀 5 2 1方向控制阀 单向阀 普通单向阀 上图所示属板式连接阀 阀体用螺钉固定在机体上 阀体的平面和机体的平面紧密贴合 阀体上各油孔分别和机体上相应的孔对接 用 形密封圈密封 5 2 1方向控制阀 单向阀 普通单向阀 5 2 1方向控制阀 单向阀 普通单向阀 5 2 1方向控制阀 单向阀 普通单向阀 普通单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动 不许反向倒流 压力油从阀体下端的端口流入时克服弹簧作用在阀芯上的力 使阀芯向上移动 打开阀口 并通过阀芯上的孔从阀体左端的通口流出 当压力油从阀体左端的通口流入时 液压力和弹簧力一起使阀芯压紧在阀座上 使阀口关闭 油液无法通过 5 2 2方向控制阀 单向阀 对单向阀的要求 1 正向流动时阻力小 2 反向截止时有良好的密封性能 3 动作灵敏 4 工作时没有撞击和噪音 图形符号 5 2 2方向控制阀 普通单向阀应用 在液压系统中普通单向阀的主要有以下应用 1 与其他控制阀并联使用 使之在单方向起作用 与过滤器并联作为旁通阀 在过滤器上积累杂质过多时打开 防止过滤器损坏 2 选择液流方向 使压力油或回油只能按单向阀所限定的方向流动 构成特定的回路 5 2 2方向控制阀 普通单向阀应用 3 将单向阀安装于泵的出口处 防止系统压力突然升高反向传给泵 造成泵反转或损坏 并且在液压泵停止工作时 可以保持液压缸的位置 在有蓄能器的系统中这个单向阀是必须的 4 隔离高 低压油区 防止高压油进入低压系统 5 2 2方向控制阀 普通单向阀应用 5 将单向阀用做背压阀 单向阀中的弹簧主要是用来克服阀芯的磨擦阻力和惯性力 使单向阀工作灵敏可靠 所以普通单向阀的弹簧刚度都选得较小 以免油液流动时产生较大的压力降 若将单向阀中弹簧换成较大刚度的弹簧 就可将其置于回油路中作背压阀使用 5 2 1方向控制阀 单向阀 液控单向阀 2 液控单向阀 功用 正向流通 反向受控流通结构 普通单向阀 液控装置 5 2方向控制阀 单向阀 液控单向阀 5 2方向控制阀 单向阀 液控单向阀 5 2 1方向控制阀 单向阀 液控单向阀 当控制口K处无压力油通入时 它的工作和普通单向阀一样 压力油只能从进油口A流向出油口B 不能反向流动 当控制口K处有压力油通入时 在液压力作用下活塞向上移动 推动顶杆顶开阀芯 使油口A和B接通 油液就可以从B口流向A口 K 5 2 1方向控制阀 单向阀 液控单向阀 5 2 1方向控制阀 单向阀 液控单向阀 5 2 1方向控制阀 单向阀 液控单向阀 此类阀不带卸荷阀芯 有专门的泄油口 外泄油口通油箱 可用于较高压力的系统 5 2 2方向控制阀 液控单向阀工作原理 K不通压力油P1 P2正向流通 反向截止K通压力油P2 P1反向流通 工作原理图 5 2 2方向控制阀 液控单向阀应用 液控单向阀主要应用 1 保持压力由于滑阀式换向阀都有间隙泄漏现象 所以当与液压缸相通的A B油口封闭时 液压缸只能短时间保压 在油路上串入液控单向阀 利用其座阀结构关闭时的严密性 可以实现较长时间的保压 5 2 2方向控制阀 液控单向阀应用 2 实现液压缸的锁紧回路中 当换向阀处于中位时 两个液控单向阀关闭 严密封闭液压缸两腔的油液 液压缸活塞不会因外力而产生移动 从而实现比较精确的定位 这种让液压缸能在任何位置停止 并且不会因外力作用而发生位置移动的回路称为锁紧回路 5 2 2方向控制阀 液控单向阀应用 3 支承作用对于立式液压缸 通过在液压缸的回油腔串入液控单向阀可以有效防止液压缸的活塞因滑阀的泄漏而引起的缓慢下滑 起到了良好的支承作用 5 2 2方向控制阀 液控单向阀应用 4 大流量排油如果液压缸两腔的有效工作面积相差