《液压传动》教学课件：第六章

1、液压与气压传动第六章 液压控制阀26.1 液压阀概述液压阀概述6.2 液压阀上的共性问题液压阀上的共性问题6.3 方向控制阀方向控制阀6.4 压力控制阀压力控制阀6.5 流量控制阀流量控制阀6.6 电液伺服阀电液伺服阀6.7 电液比例阀电液比例阀6.8 电液数字阀电液数字阀6.9 叠加阀和插装阀叠加阀和插装阀第六章 液压控制阀36.1.1 6.1.1 液压阀的作用液压阀的作用 液压控制阀的种类繁多，但他们在液压系统的作用主要有三个方面：控制液压油的压力(压力控制阀)、流量（流量控制阀）和流动方向（方向控制阀），保证执行元件按照负载的需求进行工作。 尽管液压阀的种类繁多，且各种阀的功能和结构形式

2、也有较大的差异，但都具有基本共同点：1. 在结构上，所有液压阀均由阀体、阀芯（锥阀，滑阀或球阀）和驱动阀芯动作的元、部件组成。 其中阀芯的结构如图所示。2. 在工作原理上，所有液压阀的开口大小、进出口间的压差以及通过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，只是各种阀控制的参数各不相同而已。第六章 液压控制阀4表表6-1 液压控制阀的分类液压控制阀的分类液压阀可按不同的特征进行分类，如表6-1所示。 6.1.2 6.1.2 液压阀的分类液压阀的分类第六章 液压控制阀56.1.36.1.3对液压阀的基本要求对液压阀的基本要求1.动作灵敏、使用可靠、工作时冲击和振动要小。2.阀口全开时，液流压力损失小

3、；阀口关闭时，密封性能好。3.所控制的参量（压力或流量）稳定，受外干扰时变化量要小。4.结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性好。 第六章 液压控制阀6 稳态液动力是阀心移动完毕，开口固定之后，液流流过阀口时因动量变化而作用在阀心上的力。图6-1所示为油液流过阀口的两种情况。（一）稳态液动力6.2.1 6.2.1 液动力液动力第六章 液压控制阀7F瞬态液动力是滑阀在移动过程中（即开口大小发生变化时）阀腔中液流因加速或减速而作用在阀心上的力。F图6-3所示为阀心移动时出现瞬态液动力的情况。（二）瞬态液动力第六章 液压控制阀8F引起液压卡紧的主要原因来自滑阀副几何形状误差和同心度变化所引起的径向不

4、平衡液压力，即液压卡紧力。6.2.2 6.2.2 卡紧力卡紧力第六章 液压控制阀9F滑阀用于压力阀或方向阀时，压力油通过径向缝隙泄漏量的大小，是阀的性能指标之一。F滑阀用于伺服阀时，实际的和理论的滑阀零开口特性之间的差别，也取决于泄漏特性。6.2.3 6.2.3 阀的泄露阀的泄露第六章 液压控制阀10方向控制阀主要有单向阀和换向阀两类。6.3.1单向阀单向阀常用的单向阀有：普通单向阀和液控单向阀两种。1. 普通单向阀（单向阀）普通单向阀（单向阀） 普通单向阀的作用是只允许液流沿一个方向通过，不能反向流动。普通单向阀如图6-5所示。 第六章 液压控制阀11图图 6-5普通单向阀普通单向阀第六章

5、液压控制阀122. 液控单向阀液控单向阀1p2pcp液控单向阀除进出油口、外，还有一个控制油口第六章 液压控制阀13普通单向阀 （正向） 内泄式液控单向阀 （控制油口不通压力油时）外泄式液控单向阀 需要指出的是，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。第六章 液压控制阀146.3.2 换向阀换向阀1）功能：）功能： 换向阀是利用阀芯在阀体中作相对运动，使油路接通、切断或改变流动方向，从而使执行元件启动、停止或变换运动方向。2）分类：）分类： （1）按结构类型可分为滑阀式、转阀式和球阀式。 （2）按阀体连通的主油路数可分为二通、三通、四通等。 （3）

6、按阀芯在阀体内的工作位置可分为二位、三位，四位等。 （4）按操作阀芯运动的方式可分为手动、机动、电磁动、液动和电液动等。 第六章 液压控制阀153滑阀或换向阀的结构滑阀或换向阀的结构 不同的通数和位数构成了不同类型的换向阀，所谓二位阀、三位阀是指换向阀的阀芯有两个或三个不同的工作位置；二通阀、三通阀、四通阀是指其阀体上有两个、三个、四个各不相通且与系统中不同油管连接的油路接口。换向阀的功能主要就是由其控制的通路数和工作位置所决定。 换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个是常位，即阀芯未受外部操纵时所处的位置，绘制液压系统图时，油路一般应连接在常位上。4滑阀式换向阀的操纵方式滑阀式换向阀的

7、操纵方式 滑阀式换向阀的操纵方式包括：手动 (机动)、电磁动、液动和电液联合驱动等，见图6-4、6-5、6-6。第六章 液压控制阀16图图6-4 三位四通手动换向阀三位四通手动换向阀 图图6-5 二位三通电磁换向阀二位三通电磁换向阀 （电磁铁得电时）（电磁铁得电时）第六章 液压控制阀17 图图6-6 三位四通电液换向阀三位四通电液换向阀(电磁铁不得电时）(电磁铁得电时）Graphics symbol （图形符号）（图形符号） Simplified graphics （简化图形）（简化图形） 第六章 液压控制阀185. 5. 滑阀的中位机能滑阀的中位机能 三位阀有三个工作位置，根据需要，执行元件

8、可在左位或右位工作。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。不同的中位机能是在阀体的尺寸不变的情况下，通过改变阀芯的形状和尺寸得到的。常见的中位机能、符号及其特点如表6-3所列。 第六章 液压控制阀19 表表6-3 三位四通滑阀的中位机能三位四通滑阀的中位机能 第六章 液压控制阀20 表表6-3 三位四通滑阀的中位机能三位四通滑阀的中位机能(续）续） 第六章 液压控制阀216.4.1 溢流阀溢流阀 普通的压力控制阀包括溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器，它们用来控制液压系统中的油液压力或通过压力信号实现控制。 溢流阀按结构

9、型式分：（1）直动型；（2）先导型。它旁接在液压泵的出口保证系统压力恒定或限制其最高压力，有时也旁接在执行元件的进口，对执行元件起安全保护作用。 第六章 液压控制阀221.1.结构及工作原理结构及工作原理（1 1）直动型）直动型 图6-7 直动型溢流阀 第六章 液压控制阀23 直动型溢流阀的结构及其图形符号如图6-7所示。压力油从进口P进入阀后，经孔和阻尼孔后作用在阀芯4的底面上。若弹簧刚度为K，预压缩量为 ，阀芯直径为D，阀口刚开启时的进口压力为 ，通过额定流量 时的进口压力为 ，作用在阀芯上的稳态液动力为 ，则得： （a a） 阀口刚开启时的阀芯受力平衡关系式阀口刚开启时的阀芯受力平衡关系

10、式2k0DpK( xl )4 （b b） 阀口开启溢流时阀芯受力平衡关系式阀口开启溢流时阀芯受力平衡关系式20SDpK( xlx )F4 （6-1）（6-2）0 xkpspsqsF第六章 液压控制阀24注意两点：注意两点：（a）调节弹簧的预压缩量x0，可以改变阀口的开启压力pk，进而调节控制阀的进口压力p，此处弹簧称之为调压弹簧。（c c） 阀口开启溢流的压力流量方程阀口开启溢流的压力流量方程d2qCDxp （6-3）联立求解式（6-1）和（6-2）可求得不同流量下的进口压力。（b）直动型溢流阀因液压力直接与弹簧力相平衡而工作的，若压力较高、流量较大，则要求调压弹簧具有很大的弹簧力，这不仅使调

11、节性能变差，而且结构上也难以实现。所以滑阀式直动型溢流阀一般只用于低压小流量处。 第六章 液压控制阀25(2)先导型先导型 若系统压力和流量较大时，通常使用先导型溢流阀。其常见的结构如图6-8所示，它们由先导阀和主阀两部分组成。这种阀的工作原理是利用主阀上下两端油液压力差来使主阀阀芯移动的。 图图6-8 先导溢流阀先导溢流阀 第六章 液压控制阀26先导型溢流阀的静特性可用下列五个方程描述：先导型溢流阀的静特性可用下列五个方程描述：pDyCyyKAppAsin2)(10111（a）主阀阀芯受力平衡方程（b）主阀阀口压力流量方程（c）先导阀阀芯受力平衡方程pDyCq21)(402211xxKdpA

12、px（6-4）（6-5）（6-6）第六章 液压控制阀27（d）先导阀阀口压力流量方程122sinpdxCqx（6-7）（e）流经阻尼孔的压力流量方程)(12814pplqqxl（6-8）第六章 液压控制阀283. 溢流阀的基本性能主要有：溢流阀的基本性能主要有：（1）调压范围 在规定的范围内调节时，阀的输出压力能平稳地升降，无压力突跳或迟滞现象。（2）压力流量特性 溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能称为压力流量特性或启闭特性，如图 6-9所示。 （3）压力超调量 压力峰值与额定压力之差称为压力超调量，一般限制超调量不得大于额定值的30%。图6-10为溢流阀由零压、零流量过渡为额定压力、额定

13、流量的动态过程曲线。第六章 液压控制阀29图图6-9 6-9 溢流阀的压力流量特性曲线溢流阀的压力流量特性曲线 图图6-10 6-10 溢流阀的动态过程曲线溢流阀的动态过程曲线 第六章 液压控制阀306.4.2 6.4.2 减压阀减压阀 减压阀是一种利用液流流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力的压力控制阀。 按调节要求不同有：（1）用于保证出口压力为定值的定值减压阀；（2）用于保证进出口压力差不变的定差减压阀；（3）用于保证进出口压力成比例的定比减压阀。其中定值减压阀应用最广 ，又简称为减压阀。 第六章 液压控制阀311.1.减压阀结构及工作原理减压阀结构及工作原理图图6-11 先导

14、型减压阀先导型减压阀 第六章 液压控制阀322. 减压阀功用和特点减压阀功用和特点 比较减压阀与溢流阀的工作原理和结构，可以将二者的差别归纳为以下三点： （l ）减压阀保持出口压力为定值；而溢流阀则保持进口压力恒定。（2）阀不工作时，减压阀进出油口相通；而溢流阀则进出油口不通。（3）减压阀进出油口都有压力，先导阀弹簧腔的泄漏油需单独引回油 箱；而溢流阀的出口直接接回油箱，因此先导阀弹簧腔的泄漏油经阀体内流道内泄至出口。第六章 液压控制阀336.4.3 6.4.3 顺序阀顺序阀1.顺序阀功能2.工作原理 顺序阀是一种利用压力控制阀口通断的压力阀，因用于控制多个执行元件的动作顺序而得名。 图6-1

15、2为直动式顺序阀的工作原理 。第六章 液压控制阀34图图6-12 直动型顺序阀直动型顺序阀第六章 液压控制阀353. 3. 顺序阀的控制形式：顺序阀的控制形式： 依控制压力的不同，顺序阀可分为内控和外控式两种。见图6-14。图图6-14 顺序阀的四种控制形式顺序阀的四种控制形式 第六章 液压控制阀364. 特点特点 其中内控内泄用在系统中作平衡阀或背压阀；外控内泄用作卸载阀；外控外泄相当于一个液控二位二通阀。将其特点归纳如下： 内控外泄顺序阀与溢流阀的相同之点是：内控外泄顺序阀与溢流阀的相同之点是： 阀口常闭，由进口压力控制阀口的开启。 区别是内控外泄顺序阀调整压力油去工作，当因负载建立的出口

16、压力高于阀的调定压力时，阀的进口压力等于出口压力，作用在阀芯上的液压力大于弹簧力和液动力，阀口全开； 当负载所建立的出口压力低于阀的调定压力时，阀的进口压力等于调定压力，作用在阀芯上的液压力、弹簧力、液动力平衡，阀的开口一定，满足压力流量方程。 第六章 液压控制阀376.4.4 压力继电器压力继电器1.功能功能 2.2.结构特点结构特点 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，根据液压系统压力的变化，通过压力继电器内的微动开关，自动接通或断开电气线路，实现执行元件的顺序控制或安全保护。 压力继电器按结构特点可分为柱塞式、弹簧管式和膜片式等。图6-15为单触点柱塞式

17、压力继电器 。第六章 液压控制阀38图图6-15 单触点柱塞式压力继电器单触点柱塞式压力继电器 第六章 液压控制阀39 6-4 6-4 流量控制阀流量控制阀流量控制阀流量控制阀简称简称流量阀流量阀。 它通过改变节流口通流面积或通流通道的长短来改变局它通过改变节流口通流面积或通流通道的长短来改变局部阻力的大小，从而实现对流量的控制，进而改变执行机构部阻力的大小，从而实现对流量的控制，进而改变执行机构的运动速度。的运动速度。 流量控制阀包括节流阀、调速阀、分流集流阀等。流量控制阀包括节流阀、调速阀、分流集流阀等。 本节除讨论普通的流量阀之外，还要简要介绍插装阀、本节除讨论普通的流量阀之外，还要简要

18、介绍插装阀、比例阀、伺服阀。比例阀、伺服阀。第六章 液压控制阀40对流量控制阀的主要性能要求是：对流量控制阀的主要性能要求是： l l）阀的压力差变化时，通过阀的流量变化小。）阀的压力差变化时，通过阀的流量变化小。 2 2）油温变化时，流量变化小。）油温变化时，流量变化小。 3 3）流量调节范围大，在小流量时不易堵塞，能得到很小）流量调节范围大，在小流量时不易堵塞，能得到很小的稳定流量。的稳定流量。 4 4）当阀全开时，通过阀的压力损失要小。）当阀全开时，通过阀的压力损失要小。 5 5）阀的泄漏量要小。对于高压阀来说，还希望其调节力）阀的泄漏量要小。对于高压阀来说，还希望其调节力矩要小。矩要小

19、。 第六章 液压控制阀41对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式:mpAKQ Qp 节流口的流量节流口的流量-压力特性压力特性 细长孔细长孔m=1 簿壁口簿壁口m=0.5式中式中:A阀口通流面积；阀口通流面积；p阀口前、后压差；阀口前、后压差；m由节流口形状和结构决由节流口形状和结构决定的指数，定的指数，0.5ml 。K节流系数；节流系数；n节流孔口流量公式节流孔口流量公式第六章 液压控制阀42(1) 直角凸肩节流口直角凸肩节流口hB；B 阀体沉割槽的宽度。阀体沉割槽的宽度。 直角凸肩节流口D特点：特点： 过流面积和开口量呈线性过流面积和开口量呈线

20、性结构关系，结构简单，工艺性结构关系，结构简单，工艺性好。但流量的调节范围较小，好。但流量的调节范围较小，小流量时流量不稳定，一般节小流量时流量不稳定，一般节流阀较少使用。流阀较少使用。节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性在很大节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性在很大程度上决定着流量控制阀的性能。程度上决定着流量控制阀的性能。 n节流口的形式及特征节流口的形式及特征第六章 液压控制阀43(2) 针阀式针阀式(锥形凸肩锥形凸肩)节流口节流口 (a) 针阀（锥形）节流口针阀（锥形）节流口D h ( a ) 特点：特点： 结构简单，可当截止阀结构简单，可当截止阀用。调节范围较大。用

21、。调节范围较大。 由于过流断面仍是同心由于过流断面仍是同心环状间隙，水力半径较小，环状间隙，水力半径较小，小流量时易堵塞，温度对流小流量时易堵塞，温度对流量的影响较大。一般用于要量的影响较大。一般用于要求较低的场合求较低的场合 。第六章 液压控制阀44(3) 偏心槽式节流口偏心槽式节流口节流口由偏心的三角沟槽组成。阀芯有转角时，节流口过节流口由偏心的三角沟槽组成。阀芯有转角时，节流口过流断面面积即产生变化。本结构的特点是，小流量调节容易。流断面面积即产生变化。本结构的特点是，小流量调节容易。但制造略显得麻烦、阀芯所受的径向力不平衡，只宜用在低压但制造略显得麻烦、阀芯所受的径向力不平衡，只宜用在

22、低压场合。场合。第六章 液压控制阀45(4) 轴向三角槽式节流口轴向三角槽式节流口 Axial Triangle Groove Orifice 沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯做轴向运动，即可改沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯做轴向运动，即可改变开口量变开口量h h，从而改变过流断面面积。，从而改变过流断面面积。特点：结构简单，水力半径大，调节范围较大。小流量时特点：结构简单，水力半径大，调节范围较大。小流量时稳定性好，最低对流量的稳定流量为稳定性好，最低对流量的稳定流量为50ml/min50ml/min。第六章 液压控制阀46 (d) 周向缝隙式节流口周向缝隙式节流口(5) 周向缝隙式节流口

23、周向缝隙式节流口阀芯上开有狭缝，旋转阀芯可以改变缝隙的通流面积大阀芯上开有狭缝，旋转阀芯可以改变缝隙的通流面积大小。这种节流口可以作成薄刃结构，从而获得较小的稳定流小。这种节流口可以作成薄刃结构，从而获得较小的稳定流量，但是阀芯受径向不平衡力，只适于低压节流阀中。量，但是阀芯受径向不平衡力，只适于低压节流阀中。 第六章 液压控制阀47特点：薄壁节流口，壁厚约特点：薄壁节流口，壁厚约0.070.09mm，流量受温度的影响小、不易堵塞、，流量受温度的影响小、不易堵塞、最低稳定流量约最低稳定流量约20 ml/min 。阀芯的轴向位移可改变节流口过流断面的面积。节流。阀芯的轴向位移可改变节流口过流断面

24、的面积。节流口易变形，工艺复杂是本结构的缺点。口易变形，工艺复杂是本结构的缺点。(6) 轴向缝隙式节流口轴向缝隙式节流口 (e) 轴向缝隙式节流口第六章 液压控制阀48液流从进油口流入经节流液流从进油口流入经节流口后，从阀的出油口流出。本口后，从阀的出油口流出。本阀的阀芯阀的阀芯3 3的锥台上开有三角的锥台上开有三角形槽。转动调节手轮形槽。转动调节手轮1 1，阀芯，阀芯3 3产生轴向位移，节流口的开口产生轴向位移，节流口的开口量即发生变化。阀芯越上移开量即发生变化。阀芯越上移开口量就越大。口量就越大。阀芯阀芯调节调节手轮手轮螺帽螺帽阀体阀体常用的节流阀有常用的节流阀有普通节流阀、单普通节流阀、

25、单向节流阀和行程节流阀向节流阀和行程节流阀等等 1、普通节流阀、普通节流阀第六章 液压控制阀49流体正向流动时，流体正向流动时，与节流阀一样，节流缝与节流阀一样，节流缝隙的大小可通过手柄进隙的大小可通过手柄进行调节；当流体反向流行调节；当流体反向流动时，靠油液的压力把动时，靠油液的压力把阀芯阀芯4 4压下，下阀芯起单压下，下阀芯起单向阀作用，单向阀打开，向阀作用，单向阀打开，可实现流体反向自由流可实现流体反向自由流动。动。 节流阀芯分成了上阀芯和下阀芯两部分。 第六章 液压控制阀50调速阀由一个调速阀由一个定差减压阀定差减压阀和一个和一个节流阀节流阀串联组合而成。节串联组合而成。节流阀用来调节

26、流量，定差减压阀用来保证节流阀前后的压力差流阀用来调节流量，定差减压阀用来保证节流阀前后的压力差p p不受负载变化的影响，从而使通过节流阀的流量保持稳定。不受负载变化的影响，从而使通过节流阀的流量保持稳定。调速阀和节流阀在液压系统中的应用基本相同，主要与定量泵、调速阀和节流阀在液压系统中的应用基本相同，主要与定量泵、溢流阀组成节流调速系统。溢流阀组成节流调速系统。 节流阀适用于一般的系统，而调速阀适用于执行元件负载节流阀适用于一般的系统，而调速阀适用于执行元件负载变化大而运动速度要求稳定的系统中。变化大而运动速度要求稳定的系统中。 第六章 液压控制阀51n工作原理工作原理调速阀是由调速阀是由定

27、差减压阀定差减压阀1 1和和节流节流阀阀2 2串联而成的组合阀。串联而成的组合阀。 节流阀节流阀1 1节流阀口不变时，定差节流阀口不变时，定差减压阀减压阀2 2作为流量补偿阀口，通过流作为流量补偿阀口，通过流量负反馈，自动稳定节流阀前后的压量负反馈，自动稳定节流阀前后的压差，保持其流量不变。因节流阀（传差，保持其流量不变。因节流阀（传感器）前后压差基本不变，调节节流感器）前后压差基本不变，调节节流阀口面积时，又可以人为地改变流量阀口面积时，又可以人为地改变流量的大小。的大小。 动画演示动画演示第六章 液压控制阀52 详细符号详细符号p1 p3 简化符号简化符号p1p3p2p1p3p2节流阀节流

28、阀减压阀减压阀A22A11A3p2 A2 + p2 A3 =Fs+ p3 A1 Fs = k(x0+x), x0 x ; A2 + A3 = A1 p2p3 = Fs/A1kx0 /A1mpAKQ 第六章 液压控制阀53n调速阀的流量特性调速阀的流量特性 当调速阀进、出口压差大于一定数值当调速阀进、出口压差大于一定数值( (p pminmin) )后，通过调速阀的流量不随压差后，通过调速阀的流量不随压差的改变而变化。而当其压差小于的改变而变化。而当其压差小于p pminmin时，时，由于压力差对阀芯产生的作用力不足以克由于压力差对阀芯产生的作用力不足以克服阀芯上的弹簧力，此时阀芯仍处于下端，服

29、阀芯上的弹簧力，此时阀芯仍处于下端，阀口完全打开，减压阀不起减压作用，故阀口完全打开，减压阀不起减压作用，故其特性曲线与节流阀特性曲线重合。因此，其特性曲线与节流阀特性曲线重合。因此，欲使调速阀正常工作，就必须保证其有一欲使调速阀正常工作，就必须保证其有一最小压差最小压差( (一般为一般为0.5MPa)0.5MPa)。另一方面。另一方面, ,调调速阀的压力损失较节流阀大。速阀的压力损失较节流阀大。mpAKQ 第六章 液压控制阀54先不考虑安全阀先不考虑安全阀 溢流节流阀的工作原理图和图形符号溢流节流阀的工作原理图和图形符号 第六章 液压控制阀55图溢流节流阀的工作原理图和图形符号。溢流节流阀有

30、一个进口P1、一个出口P2、和一个溢流口T，因而有时也称之为三通流量控制阀。来自液压泵的压力油P1，一部分经节流阀进入执行元件，另一部分则经溢流阀回油箱。节流阀的出口压力为p2，p1和p2分别作用于溢流阀阀芯的两端，与上端的弹簧力相平衡。节流阀口前后压差即为溢流阀阀芯两端的压差，溢流阀阀芯在液压作用力和弹簧力的作用下处于某一平衡位置。当执行元件负载增大时，溢流节流阀的出口压力p2增加，于是作用在溢流阀阀芯上端的的液压力增大，使阀芯下移，溢流口减小，溢流阻力增大，导致液压泵出口压力p1增大，即作用于溢流阀阀芯下端的液压力随之增大，从而使溢流阀阀芯两端受力恢复平衡，节流阀口前后压差 (p1p2)基

31、本保持不变，通过节流阀进入执行元件的流量可保持稳定，而不受负载变化的影响。这种溢流节流阀上还附有安全阀，以免系统过载。 第六章 液压控制阀56 电液伺服阀将电信号传递处理的灵活性和大功率液压系统控制相结合，可对大功率、快速响应的液压系统实现远距离控制、计算机控制和自动控制。同时它也是将小功率的电信号输入转换为大功率的液压能（压力和流量）输出，实现执行元件的位移、速度、加速度及力控制的一种装置。因而在现代工业生产中被广泛应用。 图6-26所示为喷嘴挡板式电液伺服阀的结构原理图，电液伺服阀通常由三部分组成。第六章 液压控制阀57图图6-26 喷嘴挡板式电液伺服阀喷嘴挡板式电液伺服阀 第六章 液压控

32、制阀58图图6-27 液压放大器液压放大器 第六章 液压控制阀59（3）反馈和平衡机构）反馈和平衡机构 是使电液伺服阀输出的流量或压力获得与输入电信号成比例的特性。如图6-27所示，它是由固定节流孔g、喷嘴2、挡板1（兼作放大器的力反馈弹簧）组成。在这里，滑阀是它的执行元件。 （1）电气）电气机械转换装置机械转换装置 用来将输入的电信号转换为转角或直线位移输出，输出转角的装置称为力矩马达，输出直线位移的装置称为力马达。 （2）液压放大器）液压放大器 实现液压油控制功率的转换和放大。液压放大器如图627所示。 第六章 液压控制阀60电液比例阀电液比例阀是一种按输入的电气信号连续地、按比例地对油液

33、的压力、是一种按输入的电气信号连续地、按比例地对油液的压力、流量或方向进行远距离控制的阀。流量或方向进行远距离控制的阀。与普通液压阀相比，与普通液压阀相比，电液比例控制阀能够电液比例控制阀能够提高液压系统参数的控制水平；提高液压系统参数的控制水平；与电液伺服阀相比与电液伺服阀相比，电液比例控制阀在某些，电液比例控制阀在某些性能方向稍差一些，但它结构简单、成本低，所以它广泛应用于要求对液压性能方向稍差一些，但它结构简单、成本低，所以它广泛应用于要求对液压参数进行连续控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的液压参数进行连续控制或程序控制，但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统中。系统

34、中。电液比例控制阀的构成，从原理上讲相当于在普通液压阀上，装上一电液比例控制阀的构成，从原理上讲相当于在普通液压阀上，装上一个比例电磁铁以代替原有的控制（驱动）部分。根据用途和工作特点的不同，个比例电磁铁以代替原有的控制（驱动）部分。根据用途和工作特点的不同，电液比例控制阀可以分为电液比例控制阀可以分为电液比例压力阀、电液比例流量阀和电液比例方向电液比例压力阀、电液比例流量阀和电液比例方向阀阀三大类。三大类。第六章 液压控制阀61比例电磁铁是一种直流电磁铁，与普通换向阀用电磁铁的不同主要在比例电磁铁是一种直流电磁铁，与普通换向阀用电磁铁的不同主要在于，比例电磁铁的输出推力与线圈的输入电流基本成

35、比例。于，比例电磁铁的输出推力与线圈的输入电流基本成比例。比例电磁铁比例电磁铁 1一轭铁；一轭铁； 2线圈；线圈； 3一限位环；一限位环； 4隔磁环；隔磁环； 5一壳体；一壳体； 6内盖；内盖； 7一盖；一盖； 8调节螺钉；调节螺钉； 9弹簧；弹簧； 10衔铁；衔铁； 11一支承环；一支承环；12导向套导向套第六章 液压控制阀62第六章 液压控制阀631阀座阀座 ； 2先导锥阀先导锥阀 ； 3轭铁轭铁 ； 4衔铁衔铁 ； 5弹簧弹簧 ； 6推秆推秆 ； 7线圈线圈 ； 8弹簧弹簧 ； 9先导阀先导阀用比例电磁铁取代用比例电磁铁取代先导型溢流阀导阀的调先导型溢流阀导阀的调压手柄，便成为先导型压手

36、柄，便成为先导型比例溢流阀。比例溢流阀。 调定压力与线圈的输入电流基本成比例。调定压力与线圈的输入电流基本成比例。第六章 液压控制阀64阀下部与普通阀下部与普通溢流阀的主阀相同，溢流阀的主阀相同，上部则为比例先导上部则为比例先导压力阀。该阀还附压力阀。该阀还附有一个手动调整的有一个手动调整的安全阀（先导阀）安全阀（先导阀）9，用以限制比例溢流用以限制比例溢流阀的最高压力。阀的最高压力。 第六章 液压控制阀65安全阀安全阀先导比例阀先导比例阀第六章 液压控制阀66滑阀开度与线圈的输入电流基本成比例。滑阀开度与线圈的输入电流基本成比例。第六章 液压控制阀67通过流量与线圈的输入电流基本成比例。通过

37、流量与线圈的输入电流基本成比例。第六章 液压控制阀686.8.1 电液数字阀的工作原理与组成电液数字阀的工作原理与组成 用数字信息直接控制阀口的开启和关闭，从而实现液流压力、流量、方向控制的液压控制阀，称为电液数字阀，简称数字阀。数字阀可直接与计算机接口，不需要D/A转换器。数字阀与伺服阀和比例阀相比，结构简单、工艺性好、价格低廉、抗污染能力强、工作稳定可靠、功耗小。在计算机实时控制的电液系统中，已部分取代比例阀或伺服阀，为计算机在液压领域的应用开拓了一个新的途径。 增量控制数字阀采用步进电机机械转换器，通过步进电动机，在脉数（PNM）信号的基础上，使每个采样周期的步数在前一个采样周期步数上增

38、加或减少步数，以达到需要的幅值，由机械转换器输出位移控制液压阀阀口的开启和关闭。图5-45为增量式数字阀用于液压系统的框图。第六章 液压控制阀69图图6-33 增量式数字阀控制系统框图增量式数字阀控制系统框图 第六章 液压控制阀70 脉宽调制式数字阀通过脉宽调制放大器将连续信号调制为脉冲信号并放大，然后输送给高速开关数字阀，以开启时间的长短来控制阀的开口大小。在需要作两个方向运动的系统中，要用二个数字阀分别控制不同方向的运动，这种数字阀用于控制系统的框图如图5-34所示。图图6-34 脉宽调制式数字阀控制系统方框图脉宽调制式数字阀控制系统方框图 第六章 液压控制阀716.8.2 电液数字阀的典

39、型结构电液数字阀的典型结构 图6-35为步进电动机直接驱动的数字式流量阀的结构图。 图图6-35 数字式流量控制阀数字式流量控制阀 第六章 液压控制阀726.9.16.9.1叠加阀叠加阀 叠加阀是以板式阀为基础，将各种液压阀的上下面都做成像板式阀底面那样的连接面，做成叠装式结构称为叠加阀，如图6-20a所示。 单个叠加阀的工作原理与普通阀完全相同，所不同的是：每个叠加阀都有四个油口P、A、B、T贯通，它除了具有液压阀的功能外，而且还起阀与阀之间油路通道作用。相同规格的各种叠加阀的油口位置、连接安装尺寸都相同。组成系统时，将相同规格的各种功能的叠加阀，按液压系统图的一定顺序叠加起来，即可组成叠加

40、阀系统图，如图6-20b所示。 第六章 液压控制阀73图图6-20 a)叠加阀结构图叠加阀结构图第六章 液压控制阀74图图6-20 b)叠加阀系统图叠加阀系统图第六章 液压控制阀756.9.2 插装阀插装阀 插装阀在高压大流量的液压系统中应用很广。其元件已标准化，将几个插装式元件组合一下便可组成复合阀。与普通液压阀相比，它有如下优点：1）通流能力大，特别适用于大流量场合，它的最大通径可达200 250mm，通过的最大流量可达10000 L/min。2）阀芯动作灵敏、抗堵塞能力强。3）密封性好，泄漏小，油液流经阀口的压力损失小。4）结构紧凑、简单，易于实现标准化。特别是在一些大流量及介质为非矿物

41、油的场合，优越性更为突出。第六章 液压控制阀761.1.插装阀的工作原理和基本组件插装阀的工作原理和基本组件 插装阀基本组件由阀芯、阀套、弹簧和密封圈组成。根据其用途不同分为方向阀组件（图6-21a）、压力阀组件（图6-21b）和流量阀组件（图6-21c）三种。三种组件均有两个主油口A和B、一个控制油口X。 设阀芯直径为D、阀座孔直径为d，则油口A、B、X的作用面积AA 、AB、AX分别为：42dAA4)(22dDAB42DAXAXAXAAa/BXBXAAa/面积比第六章 液压控制阀77图图6-21 插装阀基本组件插装阀基本组件 第六章 液压控制阀782.2.先导阀与盖板先导阀与盖板 先导阀通

42、过盖板安装在阀块上，并经盖板上的油道来控制插装阀组件控制腔X的通油方式，从而控制阀口的开启和关闭。其中方向阀组件的先导阀可以是电磁滑阀，也可以是电磁球阀。压力阀组件的先导阀包括压力先导阀、电磁滑阀等，其控制原理与普通溢流阀完全相同。流量阀组件的先导阀除电磁滑阀外，还需在盖板上装阀芯行程调节杆，以限制、调节阀口开度大小，即改变阀口通流面积（见图6-21c）。3.3.插装阀的应用举例插装阀的应用举例（1）插装式阀作单向阀）插装式阀作单向阀 将方向阀组件的控制油口X通过阀块和盖板上的通道与油口A或B直接沟通，可组成单向阀。其中图6-22b所示结构，反向（AB）关闭时，控制腔的压力油可能经过阀芯上端与阀套孔之间的环形间隙，向油口B泄漏，密封性能不及图6-22a所示的连接形式。 第六章 液压控制阀79图6-22 插装式单向阀 正向演示正向演示反向演示反向演示第六章 液压控制阀80(2) 插装式阀作二位二通阀插装式阀作二位二通阀 如图6-23所示，由二位三通先导电磁滑阀控制方向阀组件控制腔的通油方式。如图6-23a所示，电磁铁失电时，控制腔x通过二位三通阀的常位通油箱，0 xp 因此，无论A口来油，还是B口来油均可将阀口开启通油。电磁铁得电，二位三通阀右位工作，控制腔X与油口A接通，从B口来油可顶开阀芯通油，而A口来油则阀口关闭，相当于BA的单向阀。与图6-23a不同，图6-23b所