第五章液压阀上课课件418

1、第五章 液压传动调节与控制元件 主要内容：主要内容：本章主要讲述各类液压控制阀的工作原本章主要讲述各类液压控制阀的工作原 理、结构特点和应用。要掌握方向、压力和流量控理、结构特点和应用。要掌握方向、压力和流量控 制阀的工作原理、结构特点、职能符号图以及在液制阀的工作原理、结构特点、职能符号图以及在液 压系统中的具体应用。压系统中的具体应用。 重点：重点：单向阀、换向阀工作原理，三位滑阀中位机单向阀、换向阀工作原理，三位滑阀中位机 能，溢流阀、减压阀、顺序阀的工作原理、性能和能，溢流阀、减压阀、顺序阀的工作原理、性能和 应用，节流阀和调速阀工作原理、性能。应用，节流阀和调速阀工作原理、性能。 难

2、点：难点：卡紧现象，三位换向阀的中位机能，调速阀卡紧现象，三位换向阀的中位机能，调速阀 的工作原理。的工作原理。 液压控制阀对液压系统所需的液体压力、流动方液压控制阀对液压系统所需的液体压力、流动方 向、流量大小进行控制调节，以满足执行元件克向、流量大小进行控制调节，以满足执行元件克 服外部载荷、改变运动方向和运动速度的要求。服外部载荷、改变运动方向和运动速度的要求。 结构结构性能性能 原理原理应用应用 学习注意四个要点学习注意四个要点 一一 液压阀的基本结构及工作原理液压阀的基本结构及工作原理 液压阀的基本结构液压阀的基本结构 阀芯阀芯 阀体阀体 阀芯驱动装置阀芯驱动装置 滑阀形式滑阀形式

3、锥阀形式锥阀形式 球阀形式球阀形式 与阀芯配合的与阀芯配合的 阀体孔阀体孔 阀座孔阀座孔 外接油管的进出口外接油管的进出口 手动手动 弹簧和电磁铁弹簧和电磁铁 液压液压 工作原理：利用阀芯在在阀体内的相对运动来控制阀口的工作原理：利用阀芯在在阀体内的相对运动来控制阀口的 通断及开口的大小，以实现压力、流量和方向控制。通断及开口的大小，以实现压力、流量和方向控制。 手柄手柄 阀阀 芯芯 复位弹簧复位弹簧 1.1.按用途分类按用途分类 压力控制阀压力控制阀 用来控制和调节液压系统液流压力的阀类，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。如溢流阀、减压阀、顺序阀等。 流量控

4、制阀流量控制阀 用来控制和调节液压系统液流流量的阀类，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、比例流如节流阀、调速阀、分流集流阀、比例流 量阀等量阀等 方向控制阀方向控制阀 用来控制和改变液压系统液流方向的阀类，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。如单向阀、液控单向阀、换向阀等。 二二 液压阀的分类液压阀的分类 2.2.根据阀芯结构形式分类根据阀芯结构形式分类 滑阀滑阀 滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定的密封滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定的密封 长度长度 锥阀锥阀 锥阀阀芯半锥角一般为锥阀阀芯半锥角一般为12 12 20

5、20 ，阀口关，阀口关 闭时为线密封，密封性能好且动作灵敏。闭时为线密封，密封性能好且动作灵敏。 球阀球阀性能与锥阀相同。性能与锥阀相同。 3.3.根据操纵方式分类根据操纵方式分类 有手动操作、机动、电磁铁控制、电液动控制、液压控制等有手动操作、机动、电磁铁控制、电液动控制、液压控制等。 4.根据安装连接形式不同分类根据安装连接形式不同分类 管式连接：阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接。安装方便。管式连接：阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接。安装方便。 板式连接板式连接 : :阀体进出口通过连接板与油管连接。便于集成。阀体进出口通过连接板与油管连接。便于集成。 插装式插装式 : :将阀芯、阀套组成

6、的组件插入专门设计的阀块内实现将阀芯、阀套组成的组件插入专门设计的阀块内实现 不同功能。结构紧凑不同功能。结构紧凑。 叠加式叠加式: :是板式连接阀的一种发展形式。是板式连接阀的一种发展形式。 n动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小。动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小。 n阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密 封性能要好。封性能要好。 n所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外干扰时所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外干扰时 变化量要小。变化量要小。 n结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性要好。结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用

7、性要好。 三三 对对液压阀的基本要求液压阀的基本要求 它包括它包括单向阀和换单向阀和换 向阀向阀。 单向阀有普通单向单向阀有普通单向 阀和液控单向阀。阀和液控单向阀。 换向阀按操作阀芯换向阀按操作阀芯 运动的方式可分为运动的方式可分为 手动、机动、电磁手动、机动、电磁 动、液动、电液动动、液动、电液动 等。等。 方向控制阀方向控制阀是用来改变液压系统中各油路之间液流通断是用来改变液压系统中各油路之间液流通断 关系的阀类。关系的阀类。 普通单向阀是只允许液流一个方向流动，反向则被截止的方普通单向阀是只允许液流一个方向流动，反向则被截止的方 向阀。向阀。 图形符号图形符号 左端进油，压力油作用在阀

8、芯左端，克服右端弹簧力使阀芯右左端进油，压力油作用在阀芯左端，克服右端弹簧力使阀芯右 移，阀口开启，油液从右端流出；移，阀口开启，油液从右端流出； 若右端进油，压力油与弹簧同向作用，将阀芯紧压在阀座孔上，若右端进油，压力油与弹簧同向作用，将阀芯紧压在阀座孔上， 阀口关闭，油液被截止不能通过。阀口关闭，油液被截止不能通过。 一一 单向阀（单向阀（又称止回阀又称止回阀 ） 要求要求： 开启压力要小；反向密封良好、泄漏要开启压力要小；反向密封良好、泄漏要 小；通流阻尼小小；通流阻尼小,正向导通时，阀的阻力正向导通时，阀的阻力 损失要小损失要小,0.03-0.1MPa ；动作灵敏；动作灵敏； 阀芯运动

9、平稳，无振动、冲击或噪声阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声 1.1.普通单向阀普通单向阀 按进出口流道分布形式分：直通式和直角式。按进出口流道分布形式分：直通式和直角式。 按阀芯形式分：钢球式和锥阀式。按阀芯形式分：钢球式和锥阀式。后者导向性好、后者导向性好、 密封可靠密封可靠。 单向阀中的弹簧仅用来单向阀中的弹簧仅用来克服摩擦力、阀芯自重和惯克服摩擦力、阀芯自重和惯 性力。所以选用弹簧刚度小的弹簧，仅在作背压阀性力。所以选用弹簧刚度小的弹簧，仅在作背压阀 使用时，才选用刚度较大的弹簧，没有弹簧时，需使用时，才选用刚度较大的弹簧，没有弹簧时，需 要垂直安装。要垂直安装。 1 1一阀体；一阀体；

10、2 2一阔芯；一阔芯； 3 3一弹簧；一弹簧； A A一进油口；一进油口； B B一出油口。一出油口。 管式阀管式阀 板式阀板式阀 图图5.11 5.11 普通单向阀普通单向阀 直通式直通式 直角式直角式 2 5 1 3 4 图中，用单向阀图中，用单向阀5将将 系统和泵隔断，泵开系统和泵隔断，泵开 机时泵排出的油可经机时泵排出的油可经 单向阀单向阀5进入系统进入系统;泵泵 停机时，单向阀停机时，单向阀5可可 阻止系统中的油倒流。阻止系统中的油倒流。 （1）用单向阀将系统和泵隔断）用单向阀将系统和泵隔断 安装在泵的出口，一方面防止安装在泵的出口，一方面防止 压力冲击影响泵的正常工作，压力冲击影响

11、泵的正常工作， 另一方面防止泵不工作时系统另一方面防止泵不工作时系统 油液倒流经泵回油箱。油液倒流经泵回油箱。 普通单向阀的应用普通单向阀的应用 (2)用单向阀将两个泵隔断用单向阀将两个泵隔断 在下图中，在下图中，1是低压大流量泵，是低压大流量泵，2是高压小流量泵。低压时是高压小流量泵。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排出的高压油经过虚线表示的 控制油路将阀控制油路将阀3打开，使泵打开，使泵1排出的油经阀排出的油经阀3回油箱，

12、由高压泵回油箱，由高压泵2 单独往系统供油，其压力决定于阀单独往系统供油，其压力决定于阀4。这样，单向阀将两个压力。这样，单向阀将两个压力 不同的泵隔断，不互相影响。不同的泵隔断，不互相影响。 21 4 3 (3) 用单向阀产生背压用单向阀产生背压 在右图中，高压油进入缸的在右图中，高压油进入缸的 无杆腔，活塞右行，有杆腔中的无杆腔，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，此压力也就游总保持一定压力，此压力也就 是有杆腔中的压力，叫做是有杆腔中的压力，叫做背压背压， 在缸的回油路

13、上保持一定背压，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平稳。此种用途的单向阀也叫背 压阀。压阀。 背 压 阀 pb 安装在执行元件的回油路上，使安装在执行元件的回油路上，使 回油具有一定背压。作背压阀的回油具有一定背压。作背压阀的 单向阀应更换刚度较大的弹簧，单向阀应更换刚度较大的弹簧， 其正向开启压力为（其正向开启压力为（ 0.30.30.50.5） MPaMPa。 (4)用单向阀和其它阀组成复合阀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。用单向由单向阀和节流阀组成复合阀，叫单向节流阀。

14、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。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。速回油。从而可以改变缸的

15、运动速度。 当控制油口不通压力油时，油液只能从当控制油口不通压力油时，油液只能从p p1 1p p2 2； 当控制油口通压力油时，正、反向的油液均可自当控制油口通压力油时，正、反向的油液均可自 由通过。由通过。 图形符号图形符号 2.2.液控单向阀液控单向阀 2.2.液控单向阀应用液控单向阀应用 液控单向阀具有良好的单向密封性能，常用于执行元件需要较液控单向阀具有良好的单向密封性能，常用于执行元件需要较 长时间保压、锁紧等情况，也用于防止立式液压缸停止时的自长时间保压、锁紧等情况，也用于防止立式液压缸停止时的自 动下滑和速度换接等回路中。动下滑和速度换接等回路中。 二、换向阀 换向阀的换向阀的

16、功用功用是控制油液的通断和流动方是控制油液的通断和流动方 向，控制执行元件的启动、停止、变速和换向，控制执行元件的启动、停止、变速和换 向。向。 换向阀的换向阀的工作原理工作原理是通过改变阀芯在阀体是通过改变阀芯在阀体 中的位置来控制油口的连通或闭死状态，从中的位置来控制油口的连通或闭死状态，从 而控制油液的流向而控制油液的流向 TP A B 如下图，换向阀阀体如下图，换向阀阀体2上开有上开有4个通油口个通油口 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：义如下： P压力油口；压力油口； A、B工作油口；工作油口；

17、 T回油口。回油口。 P T B A PT BA P T A B TP AB P T A B TP AB TP AB P T A B 换向阀的分类换向阀的分类 按结构形式按结构形式 按阀体连通按阀体连通 的主油路数的主油路数 按阀芯在阀体按阀芯在阀体 内的工作位置内的工作位置 滑阀式、转阀式。滑阀式、转阀式。 两通、三通、四通两通、三通、四通等（通指进、出油等（通指进、出油 口的数量口的数量 ） 两位、三位、四位等两位、三位、四位等 按操作阀芯按操作阀芯 运动的方式运动的方式 手动、机动、电磁动、液动、电液动等手动、机动、电磁动、液动、电液动等 滑阀式换向阀的典型结构分析滑阀式换向阀的典型结构

18、分析 阀芯台肩和阀体沉割槽可以是两台肩三沉割槽，也阀芯台肩和阀体沉割槽可以是两台肩三沉割槽，也 可以是三台肩五沉割槽。可以是三台肩五沉割槽。当阀芯运动时，通过阀芯当阀芯运动时，通过阀芯 台肩开启或封闭阀体沉割槽，接通或关闭与沉割槽台肩开启或封闭阀体沉割槽，接通或关闭与沉割槽 相通的油口。相通的油口。 阀芯与阀体孔配合处为阀芯与阀体孔配合处为台肩台肩，阀体孔内沟通油液的，阀体孔内沟通油液的 环形槽为环形槽为沉割槽沉割槽。阀体在沉割槽处有对外连接油口。阀体在沉割槽处有对外连接油口。 滑阀式换向阀的三大基本概念滑阀式换向阀的三大基本概念 1 1）“通通”和和“位位”的概念；的概念； 2 2）滑阀机能

19、；）滑阀机能； 3 3）操纵方式。）操纵方式。 “位位”阀芯的工作阀芯的工作位位置；置； “通通”通油口数通油口数 术语术语 1 1）用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示几）用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示几“位位”。 2 2）一个方框上与外部相连接的主油口数有几个，就表示几）一个方框上与外部相连接的主油口数有几个，就表示几“通通”。 3 3）用方框内的箭头表示该位置上油路处于接通状态，但箭头方向）用方框内的箭头表示该位置上油路处于接通状态，但箭头方向 不一定表示液流的实际流向。不一定表示液流的实际流向。 4 4）方框内的符号）方框内的符号“”或或“”表示此通路被阀芯封闭，即不通。

20、表示此通路被阀芯封闭，即不通。 5 5）通常换向阀与系统供油路连接的油口用）通常换向阀与系统供油路连接的油口用P P表示，与回油路连接表示，与回油路连接 的回油口用的回油口用T T表示，而与执行元件相连接的工作油口用字母表示，而与执行元件相连接的工作油口用字母A A、B B表示。表示。 6 6）换向阀都有二个或二个以上的工作位置，其中一个为常态位，）换向阀都有二个或二个以上的工作位置，其中一个为常态位， 即阀芯未受到操纵力作用时所处的位置。图形符号中的中位是三位即阀芯未受到操纵力作用时所处的位置。图形符号中的中位是三位 阀的常态位，利用弹簧复位的二位阀则以靠近弹簧的方框内的通路阀的常态位，利用

21、弹簧复位的二位阀则以靠近弹簧的方框内的通路 状态为其常态位。状态为其常态位。 绘制液压系统图时，油路绘制液压系统图时，油路一般应连接在换向阀的常态位上一般应连接在换向阀的常态位上。 滑阀图形符号的含义滑阀图形符号的含义 2)2)阀芯操纵方式阀芯操纵方式 图图5.17 三位四通手动换向阀中位三位四通手动换向阀中位 手柄手柄 阀阀 芯芯 复位弹簧复位弹簧 图图5.17 三位四通手动换向阀左位三位四通手动换向阀左位 手柄手柄 阀阀 芯芯 复位弹簧复位弹簧 图图5.17 三位四通手动换向阀右位三位四通手动换向阀右位 手柄手柄 阀阀 芯芯 复位弹簧复位弹簧 机动换向阀机动换向阀 机动式换向阀是依靠安装机

22、动式换向阀是依靠安装 在运动部件上的液压行程在运动部件上的液压行程 挡块或凸轮推动阀芯从而挡块或凸轮推动阀芯从而 实现换向的阀类。常用于实现换向的阀类。常用于 控制机械运动部件的行程，控制机械运动部件的行程， 故又称行程换向阀。故又称行程换向阀。 电磁换向阀电磁换向阀 阀芯运动是藉助于电磁力和弹簧力的共同作用。电阀芯运动是藉助于电磁力和弹簧力的共同作用。电 磁铁不得电，阀芯在右端弹簧的作用下，处于左极磁铁不得电，阀芯在右端弹簧的作用下，处于左极 端位置（右位），油口端位置（右位），油口p p与与A A通，通，B B不通；电磁铁得电不通；电磁铁得电 产生一个电磁吸力，通过推杆推动阀芯右移，则阀产

23、生一个电磁吸力，通过推杆推动阀芯右移，则阀 左位工作，油口左位工作，油口p p与与B B通，通，A A不通。不通。 图图5.19 三位四三位四 通电磁换向阀通电磁换向阀 右电磁铁右电磁铁 通电换向通电换向 左、右电磁铁左、右电磁铁 断电（复中位）断电（复中位） 左电磁铁左电磁铁 通电换向通电换向 液动换向阀是利用控制油路的压力液动换向阀是利用控制油路的压力 在阀芯端部产生的推力来使阀芯移在阀芯端部产生的推力来使阀芯移 动，从而改变阀芯的位置。动，从而改变阀芯的位置。 由于液动力可产生较大的推动力，由于液动力可产生较大的推动力， 因此液动换向阀适用于高压、大流因此液动换向阀适用于高压、大流 量的

24、场合。量的场合。 电液换向阀电液换向阀 电液换向阀是由电磁换向阀电液换向阀是由电磁换向阀 与液动换向阀组合而成，与液动换向阀组合而成， 液动换向阀实现主油路的换液动换向阀实现主油路的换 向，称为主阀；向，称为主阀； 电磁换向阀改变液动阀控制电磁换向阀改变液动阀控制 油路的方向，称为先导阀。油路的方向，称为先导阀。 电磁换向阀起先导作用，控制液动换向阀的动作；液动换向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。阀作为主阀，用于控制液压系统中的执行元件。 电液换向阀是电磁换向阀和液动换向阀的组合。 电液换向 阀用在大 流量的液 压系统中。 三位换

25、向阀的中位机能三位换向阀的中位机能 中位机能中位机能三位换向阀的阀芯停留在中间位置时，三位换向阀的阀芯停留在中间位置时， 各油口保持不同连通方式所具有的控制功能各油口保持不同连通方式所具有的控制功能 在分析三位阀的中位机能时，主要考虑以下问在分析三位阀的中位机能时，主要考虑以下问 题：题： 系统保压系统保压 系统卸荷系统卸荷 液压缸快进液压缸快进 液压缸浮动或锁紧液压缸浮动或锁紧 因因P口封闭，泵不能卸荷口封闭，泵不能卸荷 ，泵排出的压力油只能从，泵排出的压力油只能从 溢流阀排回油箱。溢流阀排回油箱。 可用于多个换向阀并联的系统。当一个分支中的换可用于多个换向阀并联的系统。当一个分支中的换 向

26、阀处于中位时向阀处于中位时, 仍可保持系统压力，不致影响其它分仍可保持系统压力，不致影响其它分 支的正常工作。支的正常工作。 P T A B O型机能型机能 缸的两腔被封闭缸的两腔被封闭,活塞在任一位置均可停住活塞在任一位置均可停住, 且能承受且能承受 一定的正向负载和反向负载，从静止到启动平稳，一定的正向负载和反向负载，从静止到启动平稳， 1）O型机能型机能 阀芯处于中位时阀芯处于中位时, P,A,B,T 四个油口均被封闭，其特点四个油口均被封闭，其特点 是：是： 2）H型机能型机能 阀芯处于中位时阀芯处于中位时, P ,A,B,T 四个油口互通。四个油口互通。 P T A B H型机能型机

27、能 虽然阀芯已除于中位，但缸的活塞无法停住。中位时虽然阀芯已除于中位，但缸的活塞无法停住。中位时 油缸不能承受负载。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。换向平稳无冲击击，也不会出现负压。换向平稳无冲击. 泵可卸荷。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。不能正常工作了。 H 型机能的特点如下：型机能的特点如下：

28、3）M型机能型机能 阀芯处于中位时阀芯处于中位时, A 、B 油口被封闭，油口被封闭，P、T 油口互通。油口互通。 M型机能是取型机能是取O型机能的上半部型机能的上半部，H型机能的下半部组成的，型机能的下半部组成的， 故兼有二者的特点。故兼有二者的特点。M型机能如下：型机能如下： 活塞可停在任一位置上，用能承受双向负载。活塞可停在任一位置上，用能承受双向负载。 制动时运动惯性引起缸的两腔会出现压力冲击制动时运动惯性引起缸的两腔会出现压力冲击 泵能卸荷。泵能卸荷。 不宜用于多个换向阀并联的系统不宜用于多个换向阀并联的系统。 P T A B M型机能型机能 此种机能目的是构成差动连接油路，使单活塞

29、杆缸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。的活塞增速。 4）P型机能型机能 阀芯处于中位时，阀芯处于中位时，P、A、B油口互通，油口油口互通，油口T被封闭。被封闭。 P T A B P型机能型机能 对换向阀的性能要求对换向阀的性能要求 换向可靠性换向可靠性 换向信号发出后阀芯能灵敏地移到工作位置；换向信号发出后阀芯能灵敏地移到工作位置； 换向信号撤换向信号撤 除后阀芯能自动复位。同一通径的电磁阀，机能不同，可靠除后阀芯能自动复位。同一通径的电磁阀，机能不同，可靠 换向的压力流量范围不同，一般用工作极限曲线表示。换向的压力流量范围不同，一般用工作极限曲线表示。 压力损失压力损失 包括阀口压力损失和流道压力损失。换向阀的压力损失除包括阀口压力损失和流道压力损失。换向阀的压力损失除 与通流量有关，还与阀的机能、阀口流动方向有关，一般与通流量有关，还与阀的机能、阀口流动方向有关，一般 不超过不超过1MPa1MPa。 内泄漏量内泄漏量 滑阀式换向阀为环形间隙密封，工作压力越高，滑阀式换向阀为环形间隙密封，工作压力越高， 内泄漏内泄漏 越大。泄漏不仅带来功率损失，而且引起油液发热。因此越大。泄漏不仅带来功率损失，而且引起油液发热。因此 阀芯与阀体要同心，并要有足够的封油长度。阀芯与阀体要同心，并要有足够的封油长度。 换向平稳性换向平稳性 就是要求换向时