04木材加工装备·人造板机械 第四章 控制阀

1、 人造板机械概述人造板机械概述 第第1篇篇 液压传动与气压传动液压传动与气压传动 主讲教师：王玉亮 木材加工装备木材加工装备人造板机械人造板机械 人造板机械概述人造板机械概述 第第1 1篇篇 液压传动与气压传动液压传动与气压传动 第第1章章 液压传动与气压传动基础理论液压传动与气压传动基础理论 第第2章章 动力元件动力元件 第第3章章 执行元件执行元件 第第4章章 控制阀控制阀 第第5章章 液压与气动系统中的辅助装置液压与气动系统中的辅助装置 第第6章章 液压与气压系统的基本回路液压与气压系统的基本回路 人造板机械概述人造板机械概述 第第4章章 控制阀控制阀 4.1 气动控制阀 4.2 液压控

2、制阀 人造板机械概述人造板机械概述 4.1 气动控制阀气动控制阀 v气动控制阀气动控制阀在气压传动控制系统中，是控制和调节在气压传动控制系统中，是控制和调节 压缩空气的压缩空气的压力压力、流量流量和和方向方向等的气动控制元件。等的气动控制元件。 其其作用作用是保证气动执行机构按规定的程序正常地进是保证气动执行机构按规定的程序正常地进 行工作。行工作。 v气动控制阀按其气动控制阀按其机能机能可分为可分为压力控制阀压力控制阀、流量控制流量控制 阀阀和和方向控制阀方向控制阀等。等。根据使用条件不同，其结构、根据使用条件不同，其结构、 形状也有多种形式。形状也有多种形式。 4.1 气动控制阀气动控制阀

3、 人造板机械概述人造板机械概述 4.1 气动控制阀气动控制阀 v压力控制阀压力控制阀主要有主要有减压阀减压阀、溢流阀溢流阀和和顺序阀顺序阀。 1）减压阀）减压阀 v减压阀减压阀其作用是用来其作用是用来调节压力的减压阀调节压力的减压阀，其将压缩机站的空，其将压缩机站的空 气压力调节到每台气动装置实际需要的压力，并要保持该压气压力调节到每台气动装置实际需要的压力，并要保持该压 力值的稳定。可见，任何气路系统都要使用减压阀。力值的稳定。可见，任何气路系统都要使用减压阀。 v减压阀的种类很多。按减压阀的种类很多。按压力调节的方式压力调节的方式，可分为，可分为直动式减压直动式减压 阀阀和和先导式减压阀先

4、导式减压阀。利用手柄直接调节调压弹簧等来改变阀。利用手柄直接调节调压弹簧等来改变阀 的输出压力叫的输出压力叫直动式减压阀直动式减压阀。用预先调整好压力的压缩空气。用预先调整好压力的压缩空气 来代替调压弹簧进行调压叫来代替调压弹簧进行调压叫先导式减压阀先导式减压阀。 （1）直动式减压阀工作原理：直动式减压阀可分成）直动式减压阀工作原理：直动式减压阀可分成溢流式溢流式、 非溢流式非溢流式和和恒量排气式恒量排气式。 4.1.1 压力控制阀压力控制阀 人造板机械概述人造板机械概述 4.1 气动控制阀气动控制阀 v常用的常用的QTY型减压阀的结构如图型减压阀的结构如图4-1所所 示。示。 v其动作其动作

5、原理原理是：当顺时针旋转手柄是：当顺时针旋转手柄1时时 ，由压缩弹簧，由压缩弹簧2、3推动膜片推动膜片5下移，膜下移，膜 片又推动阀杆下移，进气阀芯片又推动阀杆下移，进气阀芯8被打开被打开 则有气流输出。输出气流的一部分，则有气流输出。输出气流的一部分， 由阻尼管由阻尼管6进入膜片气室，在膜片压缩进入膜片气室，在膜片压缩 机站的气压通常都高于每台气动装置机站的气压通常都高于每台气动装置 。膜片上的推力与弹簧的作用力互相。膜片上的推力与弹簧的作用力互相 平衡后，减压阀的输出压力便一定平衡后，减压阀的输出压力便一定。 v若输入压力发生波动，譬如压力瞬时若输入压力发生波动，譬如压力瞬时 升高。升高。

6、 4.1.1 压力控制阀压力控制阀 人造板机械概述人造板机械概述 人造板机械概述人造板机械概述 4.1 气动控制阀气动控制阀 v若输入压力发生波动，譬如压力瞬时若输入压力发生波动，譬如压力瞬时 升高升高。输出压力也随之升高，作用在。输出压力也随之升高，作用在 膜片上的推力相应增大，破坏了原来膜片上的推力相应增大，破坏了原来 的力平衡，则膜片上移向上压缩弹簧的力平衡，则膜片上移向上压缩弹簧 ，此时从溢流阀座，此时从溢流阀座4上的溢流孔有瞬上的溢流孔有瞬 时溢流，并靠复位弹簧时溢流，并靠复位弹簧9的作用，使的作用，使 阀杆上移，阀门开度减小，节流作用阀杆上移，阀门开度减小，节流作用 增大，使输出压

7、力回降，直到新的平增大，使输出压力回降，直到新的平 衡为止。重新平衡后的输出压力又基衡为止。重新平衡后的输出压力又基 本上恢复至原值。反之，输入压力瞬本上恢复至原值。反之，输入压力瞬 时下降，输出压力相应下降，膜片下时下降，输出压力相应下降，膜片下 移，阀门开度增大，节流作用减小，移，阀门开度增大，节流作用减小， 输出压力又基本上回升至原值。输出压力又基本上回升至原值。 4.1.1 压力控制阀压力控制阀 人造板机械概述人造板机械概述 4.1 气动控制阀气动控制阀 v当输入压力不变，若因输出流量变化当输入压力不变，若因输出流量变化 使输出压力发生渡动使输出压力发生渡动(增高或降低增高或降低)，依

8、，依 靠溢流孔的溢流作用和膜片上力的平靠溢流孔的溢流作用和膜片上力的平 衡作用推动阀杆，仍能起稳压作用。衡作用推动阀杆，仍能起稳压作用。 v增大，输出压力随之增大，下气室及增大，输出压力随之增大，下气室及 上气室的压力也相应增大，挡板随同上气室的压力也相应增大，挡板随同 上膜片上移一微小距离，引起中间气上膜片上移一微小距离，引起中间气 室中压力明显下降，使阀杆随同下膜室中压力明显下降，使阀杆随同下膜 片上移，进气阀口开度减小，输出压片上移，进气阀口开度减小，输出压 力回降，以维持输出压力不变。由于力回降，以维持输出压力不变。由于 喷嘴挡板的灵敏度高，输出压力的稳喷嘴挡板的灵敏度高，输出压力的稳

9、 压精度比直动式减压阀高。故也称它压精度比直动式减压阀高。故也称它 为精密型减压阀。为精密型减压阀。 4.1.1 压力控制阀压力控制阀 人造板机械概述人造板机械概述 4.1 气动控制阀气动控制阀 v(2 2)先导式减压阀先导式减压阀：先导式减压阀的主：先导式减压阀的主 体结构、动作原理与直动式减压阀相体结构、动作原理与直动式减压阀相 同。图同。图4-2内部先导式减压阀的内部先导式减压阀的动作原动作原 理理是：净化后的压缩空气进到输入端是：净化后的压缩空气进到输入端 后分成后分成两路两路，一路经进气阀口到出气，一路经进气阀口到出气 通道，另一路经恒节流孔通道，另一路经恒节流孔2进入中间气进入中间

10、气 室室3，经喷嘴，经喷嘴4，挡板，挡板5反馈至下气室反馈至下气室9 ，再由阀杆，再由阀杆10的中心孔从排气孔的中心孔从排气孔11排排 至大气。当顺时针旋转手轮至大气。当顺时针旋转手轮6到一定位到一定位 置，喷嘴挡板的间距减小，中间气室置，喷嘴挡板的间距减小，中间气室 的压力随间距的微小减小而显著增大的压力随间距的微小减小而显著增大 ，于是推动阀杆打开进气阀芯，于是推动阀杆打开进气阀芯1，便有，便有 气流输出。气流输出。 4.1.1 压力控制阀压力控制阀 人造板机械概述人造板机械概述 4.1 气动控制阀气动控制阀 v同时，出口气压经下气室反馈到上气同时，出口气压经下气室反馈到上气 室，与压缩弹

11、簧室，与压缩弹簧7的弹簧力相平衡，的弹簧力相平衡， 喷嘴挡板的间距得到调整，因而中间喷嘴挡板的间距得到调整，因而中间 气室的压力也有所调整，使进气阀口气室的压力也有所调整，使进气阀口 开度一定，获得一定的输出压力。中开度一定，获得一定的输出压力。中 间气室调整后的压力与压缩弹簧的弹间气室调整后的压力与压缩弹簧的弹 簧力有关，即与手轮的旋转圈数有关簧力有关，即与手轮的旋转圈数有关 ，故手轮在一定位置将获得一定的输，故手轮在一定位置将获得一定的输 出压力。出压力。 4.1.1 压力控制阀压力控制阀 人造板机械概述人造板机械概述 4.1 气动控制阀气动控制阀 v 当输人压力或输出流量发生波动时，当输

12、人压力或输出流量发生波动时， 依靠喷嘴挡板的放大作用和膜片两侧依靠喷嘴挡板的放大作用和膜片两侧 的力平衡作用以维持输出压力的稳定的力平衡作用以维持输出压力的稳定 。譬如，输入压力瞬时增大，输出压。譬如，输入压力瞬时增大，输出压 力随之增大，下气室及上气室的压力力随之增大，下气室及上气室的压力 也相应增大，挡板随同上膜片上移一也相应增大，挡板随同上膜片上移一 微小距离，引起中间气室中压力明显微小距离，引起中间气室中压力明显 下降，使阀杆随同下膜片上移，进气下降，使阀杆随同下膜片上移，进气 阀口开度减小，输出压力回降，以维阀口开度减小，输出压力回降，以维 持输出压力不变。由于喷嘴挡板的灵持输出压力

13、不变。由于喷嘴挡板的灵 敏度高，输出压力的稳压精度比直动敏度高，输出压力的稳压精度比直动 式减压阀高。故也称它为式减压阀高。故也称它为精密型减压精密型减压 阀阀。 4.1.1 压力控制阀压力控制阀 人造板机械概述人造板机械概述 4.1 气动控制阀气动控制阀 2）溢流阀（安全阀）溢流阀（安全阀） v当回路中的压力达到某给定值时，流体的一部分或全部从排当回路中的压力达到某给定值时，流体的一部分或全部从排 气口溢出。并在溢流过程中能保持回路中的压力基本稳定的气口溢出。并在溢流过程中能保持回路中的压力基本稳定的 阀，称为阀，称为溢流阀溢流阀。为了防止管路、气罐等的破坏，应限制回。为了防止管路、气罐等的

14、破坏，应限制回 路中的最高压力。当回路压力达到最高压力时，能自动排气路中的最高压力。当回路压力达到最高压力时，能自动排气 的阀，称为的阀，称为安全阀安全阀。安全阀与溢流阀的作用不同，但它们的。安全阀与溢流阀的作用不同，但它们的 动作原理是相同的。动作原理是相同的。 v溢流阀溢流阀也有也有直动式直动式和和先导式先导式。 4.1.1 压力控制阀压力控制阀 人造板机械概述人造板机械概述 4.1 气动控制阀气动控制阀 2）溢流阀（安全阀）溢流阀（安全阀） v 从结构上看，直动式溢流阀有从结构上看，直动式溢流阀有 球阀式和膜片式等，如图球阀式和膜片式等，如图4-3所所 示。当气压达到给定值时，气示。当气

15、压达到给定值时，气 体压力将克服预紧弹簧力，顶体压力将克服预紧弹簧力，顶 开阀芯，从排气孔迅速向外排开阀芯，从排气孔迅速向外排 气。当系统内压力降至给定压气。当系统内压力降至给定压 力以下时，阀重新关闭。调节力以下时，阀重新关闭。调节 弹簧的预紧力，即可改变阀的弹簧的预紧力，即可改变阀的 开启压力。球阀式溢流阀流量开启压力。球阀式溢流阀流量 特性较好，目比较坚固。膜片特性较好，目比较坚固。膜片 式溢流阀动作灵敏。式溢流阀动作灵敏。 4.1.1 压力控制阀压力控制阀 人造板机械概述人造板机械概述 4.1 气动控制阀气动控制阀 2）溢流阀（安全阀）溢流阀（安全阀） v先导式溢流阀如图先导式溢流阀如

16、图4-4所示。所示。 它是由一小型的直动式减压它是由一小型的直动式减压 阀提供信号给阀提供信号给K孔，以气压孔，以气压 代替弹簧控制溢流阀的开启代替弹簧控制溢流阀的开启 压力。先导式溢流阀一般使压力。先导式溢流阀一般使 用于管道直径大或需要远距用于管道直径大或需要远距 离控制的场合。离控制的场合。 4.1.1 压力控制阀压力控制阀 人造板机械概述人造板机械概述 4.1 气动控制阀气动控制阀 2）溢流阀（安全阀）溢流阀（安全阀） v对溢流阀来说，主要要求对溢流阀来说，主要要求阀的流量特性好且动作灵敏阀的流量特性好且动作灵敏。流量。流量 特性好是指阀在开闭（溢流）过程中，输入压力的变化越小特性好是

17、指阀在开闭（溢流）过程中，输入压力的变化越小 越好。动作灵敏是指回路中的压力刚一达到调定压力时，同越好。动作灵敏是指回路中的压力刚一达到调定压力时，同 能迅速开启溢流。对安全阀来说，主要要求阀的动作灵敏（能迅速开启溢流。对安全阀来说，主要要求阀的动作灵敏（ 即回路中的压加刚一达最高压力时，阀能迅速开启排气），即回路中的压加刚一达最高压力时，阀能迅速开启排气）， 阀未开启时漏气要小。阀未开启时漏气要小。 4.1.1 压力控制阀压力控制阀 人造板机械概述人造板机械概述 4.1 气动控制阀气动控制阀 v在气动系统中，控制气缸内活塞运动的速度，控制信号延迟在气动系统中，控制气缸内活塞运动的速度，控制信

18、号延迟 时间的长短等是经常遇到的。这些，往往是通过调节压缩空时间的长短等是经常遇到的。这些，往往是通过调节压缩空 气的流量来实现的节流阀的节流特性要好。节流特性是指调气的流量来实现的节流阀的节流特性要好。节流特性是指调 节杆的位移量与通过阔的流量之间的关系。希望调节精度高节杆的位移量与通过阔的流量之间的关系。希望调节精度高 （即调节杆的微小位移能产生相应的流量变化），节流特性（即调节杆的微小位移能产生相应的流量变化），节流特性 曲线呈线性。曲线呈线性。 4.1.2 流量控制阀流量控制阀 人造板机械概述人造板机械概述 4.1 气动控制阀气动控制阀 v1）单向节流阀）单向节流阀 v单向节流阀单向节

19、流阀是由单向阀和节流阀并联是由单向阀和节流阀并联 而成的组合式流量控制阀。单向节流而成的组合式流量控制阀。单向节流 阀常用来控制气缸的运动速度，故有阀常用来控制气缸的运动速度，故有 时称为时称为速度控制阀速度控制阀。根据组合方式的。根据组合方式的 不同，而具有多种结构形式。图不同，而具有多种结构形式。图4-7 是其两种结构。正向流动时是其两种结构。正向流动时(PA)， 单向阀关闭，节流阀进行节流；反向单向阀关闭，节流阀进行节流；反向 流动时流动时(AO)，单向阀开启，不节流，单向阀开启，不节流 。单向阀部分有球面密封。单向阀部分有球面密封图图4-7(a)、 平面密封平面密封图图4-7(b)和锥

20、面密封等。钢和锥面密封等。钢 球密封，密封性差，但因结构简单，球密封，密封性差，但因结构简单， 在密封要求不太高的场合可使用。平在密封要求不太高的场合可使用。平 面密封的密封性好。面密封的密封性好。 4.1.2 流量控制阀流量控制阀 人造板机械概述人造板机械概述 4.1 气动控制阀气动控制阀 v2）排气节流阀）排气节流阀 v节流阀通常是安装在气路系统中间调节气流的流量，而排气节流阀通常是安装在气路系统中间调节气流的流量，而排气 节流阀只能安装在排气口，调节排人大气的流量，以改变气节流阀只能安装在排气口，调节排人大气的流量，以改变气 动执行机构的运动速度。排气节流阀常带有消声器以减弱排动执行机构

21、的运动速度。排气节流阀常带有消声器以减弱排 气噪声，并能防止不清洁的环境通过排气孔污染气路中的元气噪声，并能防止不清洁的环境通过排气孔污染气路中的元 件。件。 v3）排气节流阀）排气节流阀 v行程节流阀依靠凸轮、杠杆等机械方法控制节流阀的开度，行程节流阀依靠凸轮、杠杆等机械方法控制节流阀的开度， 以实现流量控制，行程节流阀用于气缸在行程过程中以机械以实现流量控制，行程节流阀用于气缸在行程过程中以机械 方法调节活塞运动速度，而调速性能受行程长度、活塞速度方法调节活塞运动速度，而调速性能受行程长度、活塞速度 、惯性力等因素的影响。、惯性力等因素的影响。 4.1.2 流量控制阀流量控制阀 人造板机械概述人造板机械概述 4.1 气动控制阀气动控制阀 v改变流体的流动方向和气流的通断改变流体的流动方向和气流的通断，从而使执行元件的动作，从而使执行元件的动作 发生变化，称之为发生变化，称之为方向控制方向控制。其所用的阀叫。其所用的阀叫方向控制阀方向控制阀。 v1）方向控制阀的分类）方向控制阀的分类 v(1)按阀内气流的作用方向分类：可分为按阀内气流的作用方向分类：可分为单向型力向控制阀单向型力向控制阀和和 换向型方向控制阀换向型方向控制阀。气流只沿着一个方向流动起控制作用的。气流只沿着一个方向流动起控制作用的 控制阀叫单