第5章第3节压力控制阀.doc

广东省粤东高级技工学校教案纸（续页）第9页广东省粤东高级技工学校教案纸章节课题第5章第3节压力控制阀审阅者签名授课日期2010年10月8日第6周星期（5）第3、4节授课时数2教学目的掌握压力控制阀的工作原理和结构；掌握溢流阀、减压阀的应用。教学方法讲授和多媒体动画演示教学重点溢流阀、减压阀工作原理和结构教学难点溢流阀、减压阀的应用教具、挂图PPT作业题号布置同步课后习题教学过程及时间分配主要教学内容及步骤5-3 压力控制阀压力控制阀是利用阀芯上的液压作用力和弹簧力保持平衡来进行工作的。按照阀在系统中的作用不同，可分为溢流阀、减压阀、顺停阀、压力继电器等。一、溢流阀1典型结构及工作原理：作用：保持系统压力恒定，即溢流定压；防止系统过载，即安全保护。类型：直动式溢流阀，先导式溢流阀。职能符号：1）直动式溢流阀结构：由阀体、阀芯、上盖、弹簧、调节手柄等组成。教学过程及时间分配主要教学内容及步骤工作原理：P为进油口，O为回油口，压力油自通口P进入溢流阀，经阀芯上的“T”型阻尼孔作用在阀芯的底面上。（直动溢流阀动画图）进油压力较低时，阀芯在弹簧力作用下处于最下端位置，将P口和O口隔断，阀处于关闭状态，没有溢流；进油压力升高至作用在阀芯底面上的液压力大于弹簧力时，阀芯上升，阀口打开，油液由P口经O口排回油箱。当通过溢流阀的流量改变时，阀口开度也改变，但阀芯的移动量很小，作用在阀芯上的弹簧力变化甚微，因此可认为：阀芯在液压力和弹簧力的平衡下，当有油液流过溢流阀阀口时，溢流阀进口处的压力基本保持恒定。转动调节手柄，可调节弹簧预紧力，从而调节溢流阀的溢流压力。阀芯上的阻尼孔对阀芯的运动形成阻尼，可避免阀芯振动，提高阀的工作平稳性。随着工作压力的提高，直动式溢流阀上的弹簧力要增加，弹簧刚度要相应增大，这使溢流量变化时溢流压力的波动加大，所以这种型式的溢流阀只宜用在低压系统。2）先导式溢流阀结构：由先导部分和主阀部分组成。（图aP116）先导部分：阀簧、锥阀（先导阀）、锥阀座、调压弹簧、调节手柄等。主阀部分：阀体、主阀芯、阀座、主阀弹簧等。工作原理： P为进油口，O为回油口，压力油由进油口进入后作用于主阀芯活塞下腔，并经主阀芯上的阻尼孔进入主阀芯活塞上腔，然后由阀盖上的通道和经锥阀座上的小孔，作用于锥阀上。（先导溢流阀动画图）当进口油压较低时，锥阀上的液压作用力不足以克服锥阀弹簧预紧力时，锥阀关闭，主阀阻尼孔中没有油液流动，主阀上、下两腔压力相等，主阀芯在主阀弹簧的作用下处于最下端，进、回油口被主阀芯切断，溢流阀不溢流；当进口油压升高，作用在锥阀上的压力大于弹簧力时，锥阀打开，压力油经阻尼孔、阀盖上的通道、锥阀阀口、主阀中心孔及回油口流回油箱。由于油液流过阻尼孔时要产生压力降，使主阀上腔压力低于下腔压力，当这个压差所形成的液压力超过主阀弹簧预紧力、主阀芯与阀体的摩擦力和主阀芯自重等力的总和时，主阀芯向上移动，进油口与回油口相通，压力油经主阀口流回油箱，实现溢流作用。主阀芯上的全部作用力处于某一平衡状态时，溢流口保持一定的开度，溢流压力也保持某一定值。调节先导阀弹簧的预紧力，即可调节溢流压力。主阀弹簧只用于克服主阀芯的摩擦力，因此弹簧很软，主阀溢流量变化引起主阀开口量的变化对溢流压力的影响很小；先导阀的承压面积和开口量均很小，调压弹簧刚度不必很大便能得到较高的溢流压力，故先导式溢流阀一般用于高压、大流量场合。先导式溢流阀有一个与主阀上腔相通的遥控口，如果将此口用管接至另一个远程调压阀上，若远程调压阀的调节压力低于先导式溢流阀的调节压力时，可通过它调节先导式溢流阀的溢流压力，起远程调压作用。通过遥控口还可以实现多级调压及系统卸荷等。（图aP117，aP118，B92）3）结构特点：主阀口常闭；控制阀口打开的油液来自进油口；泄油采用内泄方式。 2静态特性1）溢流特性：当溢流阀的溢流量变化时，阀口开度将相应地变化，其溢流压力也有改变，此即溢流特性。开启压力Pk：溢流阀开始溢流时，进口处的压力。调定压力（全流压力）Pn：溢流阀通过额定流量Qn时，进口处的压力。静态调压偏差：全流压力与开启压力之差。开启比n：开启压力与全流压力之比。根据阀芯受力平衡及通过阀口的流量，可以得到相应的溢流特性曲线，如图所示（图76）。由溢流特性可知： 不同的开启压力Pk对应着不同的曲线。 静态调压偏差（PnPk）的大小反映了调压精度的高低。弹簧刚度K越小，曲线越陡，调压精度越高。先导式溢流阀主阀弹簧刚度较直动式溢流阀小得多，所以调压精度比直动式溢流阀高得多。开启比n越高，调压偏差越小，调压精度越高。2）粘滞特性溢流阀的阀芯在工作中受到摩擦力的作用，阀口开大和关小时的摩擦力方向刚好相反，因此阀在工作时，不可避免地会出现粘滞现象，使溢流阀的开启压力与闭合压力不等。开启压力大于闭合压力，且开启过程与闭合过程的溢流曲线不重合。3）调压稳定性溢流阀在某个调定压力下长期工作时，它的压力会发生不规则的变化，这个变化与阀芯摩擦力、油温变化、油液清洁度等静态特性有关，同时还与泵源的流量脉动以及阀、管路的动态特性有关。4）压力损失将调压弹簧全部放松，当阀通过额定流量时，进油腔与回油腔的压力之差为压力损失。5）卸荷压力将先导式溢流阀遥控口直接接油箱，当阀通过额定流量时，阀的进油腔与回油腔的压力之差为卸荷压力。 3在系统中的应用1）溢流定压在定量泵进口节流调速系统中，液压泵输出的压力油只有一部分进入液压缸，多余的部分须经溢流阀流回油箱，保证泵的工作压力基本不变。2）防止系统过载在变量泵调速系统中，系统过载时，压力超过溢流阀调定值，溢流阀即打开，油液回油箱，保障系统安全。3）造成背压在液压系统的回油路上接一溢流阀，造成一定的回油阻力，可改善执行元件的运动平稳性。4）实现远程调压或系统卸荷 二、减压阀1典型结构和工作原理作用：利用液流流经缝隙产生压降的原理，使出口压力低于进口压力。类型：按照结构分为：直动式减压阀和先导式减压阀。按照调压要求分为：定值减压阀：保证减压阀出口压力恒定，简称减压阀。定差减压阀：保证减压阀进出口压力差恒定。定比减压阀：保证减压阀进出口压力比值恒定。职能符号：先导式减压阀性能较好，最为常用，以此为例作介绍。结构：由先导阀和主阀两部分组成。先导阀部分：调压弹簧、锥阀、锥阀座、阀盖、调节手柄等。主阀部分：主阀弹簧、主阀芯、端盖、阀体等。工作原理：P1为进油口，P2为出油口，L为泄油口。压力油由进油口进入，经主阀芯和阀体所形成的减压口后从出油口流出。由于油液流经减压口缝隙时有压力损失，所以入口压力为P1，出口压力为P2。出口压力油一方面送往执行元件，另一方面经阀体下部和端盖上通道至主阀芯下腔，再经主阀芯上的阻尼孔引入主阀芯上腔和先导阀右腔，通过锥阀座的阻尼孔作用在锥阀上。（先导减压阀动画图）当负载较小，出口压力低于调压弹簧所调定的压力时，先导阀关闭。主阀芯阻尼孔内无油液流动，主阀芯上下两腔油压均等于出口油压，主阀芯在较软的弹簧作用下处于最下端位置，减压口全开，不起减压作用；当出口压力上升至超过先导阀弹簧调定的压力时，先导阀阀口打开，油液经先导阀和泄油口L流回油箱。由于阻尼孔的作用，主阀芯上腔压力将低于下腔的压力，此压差所产生的作用力大于主阀弹簧预紧力时，主阀芯上移使减压口缝隙减小，减压作用增强，P2又下降，直到主阀芯处于平衡状态。此时减压阀保持一定开度，出口压力稳定在调定的压力值上。如果外来干扰使进口压力升高，则出口压力也升高，主阀芯上移，减压口减小，出口压力又降低，在新的位置上取得平衡，而出口压力基本维持不变。反之亦然。这样减压阀的减压口能随进口压力的变化自动调节，从而使得出口压力保持恒定。P2P调，先导阀打开，产生P，节流口关小，P，P2。结构特点：主阀口常开；控制阀芯移动的油液来自出油口；泄油采用外泄方式。2在系统中的应用减压阀在系统中用于夹紧、控制、润滑等回路中，构成减压回路。利用先导式减压阀的遥控口，可以得到两种（及以上）减压后的压力，形成多级减压回路。 3减压阀与溢流阀的比较减压阀溢流阀阀口常开阀口常闭出油压力控制阀芯移动进油压力控制阀芯移动泄油为外泄方式泄油为内泄方式出油腔压力恒定进油腔压力恒定阀芯位移量随出口油压的升高而减小阀芯位移量随入口油压的升高而增大串联在系统中起减压和稳压作用并联在系统中起溢流定压或安全作用三、顺序阀1作用及分类作用：利用油路本身的压力来自动控制液压执行元件的顺序动作。分类：按结构：直动式，先导式。按控制方式：直控式：利用进油口的压力来控制阀口启闭，也称内控式。 液控式：利用外来的压力控制阀口的启闭，也称外控或遥控式。卸荷式：采用液控式，出口接油箱。职能符号：2工作原理及典型结构1）直动式顺序阀结构：阀体、阀芯、上盖、弹簧、调节螺母等。工作原理：与直动式溢流阀相似。（直动顺序阀动画图）当进口压力低于调压弹簧的预紧力时，阀口关闭；当进口压力超过调压弹簧的预紧力时，进、出油口接通，出油口的压力油使其下游的执行元件动作。调节弹簧的预压缩量即能调节打开顺序阀所需的压力。2）先导式顺序阀结构：（先导顺序阀图）先导部分：阀盖、锥阀、锥阀座、调压弹簧、调节手柄。 主阀部分：阀体、主阀芯、阀座、主阀弹簧。工作原理：与先导式溢流阀相似。3）顺序阀与溢流阀的差别 溢流阀出口接油箱，因而泄油可采用内泄方式，一般并联在系统中。 顺序阀出口接负载，与系统的压力油腔相通，因此泄油必须通过单独通道回油箱，即外泄方式，一般串联在系统中。3在系统中的应用1）实现多缸顺序动作。2）和单向阀组合成顺序阀，作平衡阀用，防止垂直运动部件因自身重量而自行下滑。3）实现系统卸荷（在双泵供油回路，卸荷阀使大流量泵卸荷）。四、压力继电器1作用压力继电器是将液压系统中的压力信号转换成电信号的转换装置。它的作用是：当液压系统某处的压力上升或下降到压力继电器预先调定的压力时，通过微动开关，发