液压控制元件概述PPT课件

液压控制元件 第一节液压阀概述第二节方向控制阀第三节压力控制阀第四节流量控制阀第五节二通插装阀和叠加阀 液压阀的功用 液压控制阀在液压系统中被用来控制液流的压力 流量和方向 保证执行元件按照要求进行工作 属控制元件 液压阀基本结构 包括阀芯 阀体和驱动阀芯在阀体内作相对运动的装置 驱动装置可以是手调机构 也可以是弹簧或电磁铁 有时还作用有液压力 1液压控制元件概述 a 滑阀滑阀为间隙密封 阀芯与阀口存在一定的密封长度 因此滑阀运动存在一个死区 b 锥阀锥阀阀芯半锥角一般为12 20 阀口关闭时为线密封 密封性能好且动作灵敏 c 球阀性能与锥阀相同 1 根据机构形式不同可分为 液压控制阀的分类 1液压控制元件概述 a 压力控制阀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 b 流量控制阀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 比例流量阀等 c 方向控制阀用来控制和改变液压系统液流方向的阀类 如单向阀 液控单向阀 换向阀等 2 根据用途不同可分为 1液压控制元件概述 3 根据安装连接形式不同可分为 a 管式连接阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接 安装方便 b 板式连接阀体进出口通过连接板与油管连接 便于集成 c 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不同功能 结构紧凑 d 叠加式是板式连接阀的一种发展形式 1液压控制元件概述 液压阀的性能参数 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 最大不得大于额定流量的1 1倍 额定压力阀长期工作所允许的最高压力 对压力控制阀 实际最高压力有时还与阀的调压范围有关 对换向阀 实际最高压力还可能受它的功率极限的限制 1液压控制元件概述 对液压阀的基本要求 a 动作灵敏 使用可靠 工作时冲击和振动要小 b 阀口全开时 液流压力损失要小 阀口关闭时 密封性能要好 c 所控制的参数 压力或流量 要稳定 受外干扰时变化量要小 d 结构紧凑 安装 调试 维护方便 通用性要好 1液压控制元件概述 液压控制阀的集成块 功用 控制油液流动方向或通断分类 单向阀 换向阀 2方向控制阀 单向阀只允许经过阀的液流单方向流动 而不许反向流动 单向阀有普通单向阀 液控单向阀 梭阀 双压阀等 1普通单向阀 正向导通 反向截止 5 2 1单向阀 2方向控制阀 上图所示的阀属于管式连接阀 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 直通式单向阀中的油流方向和阀的轴线方向相同 对单向阀的要求 开启压力要小 能产生较高的反向压力 反向的泄漏要小 正向导通时 阀的阻力损失要小 阀芯运动平稳 无振动 冲击或噪声 液控单向阀的工作原理和图形符号 当控制油口不通压力油时 油液只能从p1 p2 当控制油口通压力油时 p2 p1的反向油液也可自由通过 根据控制活塞上腔的泄油方式不同分为内泄式和外泄式 注意 控制压力油油口不工作时 应使其通回油箱 否则控制活塞难以复位 单向阀反向不能截止液流 动画演示 1 控制活塞 2 顶杆 3 阀芯 2方向控制阀 图中 用单向阀5将系统和泵隔断 泵开机时泵排出的油可经单向阀5进入系统 泵停机时 单向阀5可阻止系统中的油倒流 普通单向阀和液控单向阀的应用 1 用单向阀将系统和泵隔断 2 用单向阀将两个泵隔断在下图中 1是低压大流量泵 2是高压小流量泵 低压时两个泵排出的油合流 共同向系统供油 高压时 单向阀的反向压力为高压 单向阀关闭 泵2排出的高压油经过虚线表示的控制油路将阀3打开 使泵1排出的油经阀3回油箱 由高压泵2单独往系统供油 其压力决定于阀4 这样 单向阀将两个压力不同的泵隔断 不互相影响 3 用单向阀产生背压在右图中 高压油进入缸的无杆腔 活塞右行 有杆腔中的低压油经单向阀后回油箱 单向阀有一定压力降 故在单向阀上游总保持一定压力 此压力也就是有杆腔中的压力 叫做背压 其数值不高一般约为0 5MPa 在缸的回油路上保持一定背压 可防止活塞的冲击 使活塞运动平稳 此种用途的单向阀也叫背压阀 pb 4 用单向阀和其它阀组成复合阀由单向阀和节流阀组成复合阀 叫单向节流阀 用单向阀组成的复合阀还有单向顺序阀 单向减压阀等 在单向节流阀中 单向阀和节流阀共用一阀体 当液流沿箭头所示方向流动时 因单向阀关闭 液流只能经过节流阀从阀体流出 若液流沿箭头所示相反的方向流动时 因单向阀的阻力远比节流阀为小 所以液流经过单向阀流出阀体 此法常用来快速回油 从而可以改变缸的运动速度 在右图中 通过液控单向阀往立式缸的下腔供油 活塞上行 停止供油时 因有液控单向阀 活塞靠自重不能下行 于是可在任一位置悬浮 将液控单向阀的控制口加压后 活塞即可靠自重下行 若此立式缸下行为工作行程 可同时往缸的上腔和液控单向阀的控制口加压 则活塞下行 完成工作行程 5 用液控单向阀使立式缸活塞悬浮 换向阀能改变液流方向 将换向阀与缸连接可以很方便地使缸的活塞改变运动方向 2方向控制阀 换向阀 换向阀的类型有按阀的结构形式 滑阀式 转阀式 锥阀式 按阀的操纵方式 手动式 机动式 电磁式 液动式 电液动式 气动式 按阀的工作位置数和控制的通道数 二位二通阀 二位三通阀 二位四通阀 三位四通阀 三位五通阀等 a 手动式 b 机动式 c 电磁动 d 弹簧控制 e 液动 f 液压先导控制 g 电液控制 2 2换向阀 典型结构分析 滑阀式换向阀的结构 1 换向阀的工作原理 如下图 换向阀阀体2上开有4个通油口P A B T 换向阀的通油口永远用固定的字母表示 它所表示的意义如下 P 压力油口 A B 工作油口 T 回油口 下图表示阀芯处于中位时的情况 此时从P口进来的压力油没有通路 A B两个油口也不和T口相通 下图表示人向一侧搬动控制手柄 阀芯左移 或者说阀芯处于左位的情况 此时P口和A口相通 压力油经P A到其它元件 从其它元件回来的油经B 阀芯中心孔 T回油箱 左位 下图表示人向另一侧搬动控制手柄阀芯右移 或者说阀芯处于右位时的情况 此时 从P口进来的压力油经P B到其它元件 从其它元件回来的油经A T回油箱 右位 动画演示 P T B A 换向机能 换向阀的 通 和 位 通 和 位 是换向阀的重要概念 不同的 通 和 位 构成了不同类型的换向阀 位 Position 一指阀芯的位置 通常所说的 二位阀 三位阀 是指换向阀的阀芯有两个或三个不同的工作位置 位 在符号图中用方框表示 所谓 二通阀 三通阀 四通阀 是指换向阀的阀体上有两个 三个 四个各不相通且可与系统中不同油管相连的油道接口 不同油道之间只能通过阀芯移位时阀口的开关来沟通 1 图形符号含义 2 职能符号 3 换向阀常见的形式 不同的 通 和 位 的滑阀式换向阀主体部分的结构形式和图形符号 动画演示 2 换向阀的滑阀机能换向阀的机能表示阀芯在某位置时阀主油路的连通方式 对三位阀有中位机能 左位机能和右位机能 三位四通换向阀 三位四通换向阀三位四通换向阀的滑阀机能有很多种 常见的有表所列的几种 中间一个方框表示其原始位置 左右方框表示两个换向位 其左位和右位各油口的连通方式均为直通或交叉相通 所以只用一个字母来表示中位的型式 因P口封闭 泵不能卸荷 泵排出的压力油只能从溢流阀排回油箱 可用于多个换向阀并联的系统 当一个分支中的换向阀处于中位时 仍可保持系统压力 不致影响其它分支的正常工作 缸的两腔被封闭 活塞在任一位置均可停住 且能承受一定的正向负载和反向负载 1 O型机能阀芯处于中位时 P A B T四个油口均被封闭 其特点是 中位机能 三位换向阀的阀芯在中间位置时 各通口间有不同的连通方式 可满足不同的使用要求 这种连通方式称为换向阀的中位机能 虽然阀芯已处于中位 但缸的活塞无法停住 中位时油缸不能承受负载 不管活塞原来是左行还是右行 缸的各腔均无压力冲击 也不会出现负压 换向平稳无冲击 换向时无精度可言 泵可卸荷 不能用于多个换向阀并联的系统 因一个分支的换向阀一旦处于中位 泵即卸荷 系统压力为零 其它分支也就不能正常工作了 H型机能的特点如下 3 M型机能阀芯处于中位时 A B油口被封闭 P T油口互通 M型机能是取O型机能的上半部 H型机能的下半部组成的 故兼有二者的特点 M型机能如下 活塞可停在任一位置上 用能承受双向负载 缸的两腔会出现压力冲击或负压 依活塞原来的运动方向而定 活塞有前冲 泵能卸荷 不宜用于多个换向阀并联的系统 此种机能目的是构成差动连接油路 使单活塞杆缸的活塞增速 4 P型机能阀芯处于中位时 P A B油口互通 油口T被封闭 Y型 油缸浮动 系统保压 5 Y型机能 6 K型机能 K型 单向锁紧 油泵卸荷 Y型机能 封闭 互通 型机能 互通 封闭 型机能 之间只有很小的缝隙连通 型机能 封闭 互通 型机能 相通 封闭 型机能 封闭 互通 型机能 封闭 互通 除上述四种常用的机能外 根据油口通断情况不同尚可组合成多种机能 不过这些机能多用在特殊场合 这些机能是 滑阀的中位机能 利用手动杠杆操纵阀芯运动以控制流向 手动换向阀 3 几种常用的换向阀 此类控制方式的 信号源 是缸的运动件 例如将挡块固定在运动的活塞杆上 当挡块触压阀推杆2的滚滚轮1时 推杆2即推动阀芯3换向 挡块和推杆2端部的滚轮脱离接触后 阀芯即可靠弹簧复位 此种阀的控制方式因和缸的行程有关 也有管此类阀叫 行程阀 1 滚轮2 推杆3 阀芯 机动换向阀 机动换向阀 行程阀 用行程阀速度换接 三位四通电磁换向阀 电磁换向阀 如果将两端电磁铁与弹簧对中机构组合 又可组成三位的电磁换向阀 电磁铁得电分别为左右位 不得电为中位 常位 电磁吸力有限 电磁换向阀最大通流量小于100L min 对液动力较大的大流量阀则应选用液动换向阀或电液换向阀 液动换向阀 液动换向阀是利用控制压力油来改变阀芯位置的换向阀 对三位阀而言 按阀芯的对中形式 分为弹簧对中型和液压对中型两种 电磁换向阀起先导作用 控制液动换向阀的动作 液动换向阀作为主阀 用于控制液压系统中的执行元件 电液动换向阀 内部控制 外部回油的弹簧对中电液换向阀 电液换向阀是电磁换向阀和液动换向阀的组合 动画演示 换向阀的应用 用行程阀做先导阀实现连续往复运动 用电磁阀实现完整工作循环 小结 单向阀和换向阀是液压系统中控制液流方向的元件 单向阀分成两类 即普通单向阀 简称单向阀 和液控单向阀 单向阀只允许液流向一个方向通过 液控单向阀具有普通单向阀的功能 并且只要在控制口通以一定压力的控制油液 油流反向也能通过 单向阀和液控单向阀用于回路需要单向导通的场合 也用于各种锁紧回路 换向阀既可用来使执行元件换向 也可用来切换油路 换向阀的各种结构形式中 滑阀式用得较多 而各种操纵形式的换向阀中 则以电磁和电液换向阀用得较多 因为它易于实现自动化 换向阀的图形符号明确地表示了阀的作用原理 工作位置数 通路数 通断状态以及操纵方式等 应予以足够的重视 并能熟练掌握 压力控制阀简称压力阀 压力阀包括 1 用来控制液压系统压力的阀类 2 利用压力变化作为信号来控制其它元件动作的阀类 按其功能和用途不同可分为溢流阀 减压阀 顺序阀和压力继电器等 共同特点 作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理进行工作的 5 3压力控制阀 溢流阀 溢流阀的主要用途有以下两点 1 调压和稳压 如用在由定量泵构成的液压源中 用以调节泵的出口压力 保持该压力恒定 2 限压 如用作安全阀 当系统正常工作时 溢流阀处于关闭状态 仅在系统压力大于其调定压力时才开启溢流 对系统起过载保护作用 溢流阀的特征是 阀与负载相并联 溢流口接回油箱 采用进口压力负反馈 根据结构不同 溢流阀可分为直动型和先导型两类 直动型溢流阀 先导式溢流阀 直动式溢流阀 直动式溢流阀工作原理原始状态 阀芯在弹簧力的作用下处于最下端位置 进出油口隔断 进口油液经阀芯径向孔 轴向孔作用在阀芯底端面 当液压力等于或大于弹簧力时 阀芯上移 阀口开启 进口压力油经阀口溢回油箱 此时阀芯受力平衡 阀口溢流满足压力流量方程 直动式溢流阀工作原理 动画演示 先导式溢流阀 先导式溢流阀工作原理 溢流阀的应用 溢流阀旁接在泵的出口 用来限制系统压力的最大值 对系统起保护作用 称为安全阀 电磁溢流阀还可以在执行机构不工作时使泵卸载 溢流阀旁接在泵的出口 用来保证系统压力恒定 称为调压阀 溢流阀接在执行元件的出口 用来保证系统运动平稳性 称为背压阀 减压阀 减压阀由压力先导阀和主阀组成 出口压力油引至主阀芯上腔和先导阀前腔 当出口压力大于减压阀的调定压力时 先导阀开启 主阀芯上移 减压缝隙关小 减压阀才起减压作用且保证出口压力为定值 先导式减压阀 减压阀的特点与应用 减压阀的特点与应用 顺序阀 先导式顺序阀 与溢流阀的主要差别 顺序阀的应用 顺序阀的应用 顺序阀的应用 顺序阀的图形符号 压力继电器 压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件 其作用是实现执行元件的顺序控制或安全保护 按结构特点分为柱塞式 弹簧管式和膜片式 图示为柱塞式压力继电器 主