液压与气压传动4

液压与气压传动4第一页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动目的任务:

重点难点:

了解液压与气压传动中各种控制元件的功用、工作原理、结构形式和性能特点；掌握主要控制元件的控制机制及其特性分析方法。换向阀的位、通、滑阀机能的概念；先导式溢流阀的结构、工作原理、特性；减压阀、溢流阀的区别；调速阀的结构、工作原理、特性；比例阀与普通阀的区别；各种控制阀符号的含义。第二页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动Part4.1

阀的概述阀有三大类：方向阀、压力阀和流量阀

。压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制系统的压力和流量。

方向阀则利用通流通道的更换控制流体的流动方向。

在结构上，所有的阀都由阀体、阀心（座阀或滑阀）和驱使阀心动作的元、部件（如弹簧、电磁铁）组成。

在工作原理上，所有阀的开口大小，进、出口间的压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式，仅是各种阀控制的参数各不相同而已。阀是用来控制系统中流体的流动方向或调节其压力和流量的

第三页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件表4-1阀的分类分类方法种类详细分类按机能分类压力控制阀溢流阀、减压阀、顺序阀、卸荷阀、平衡阀、比例压力控制阀、缓冲阀、仪表截止阀、限压切断阀、压力继电器等流量控制阀节流阀、单向节流阀、调速阀、分流阀、集流阀、比例流量控制阀、排气节流阀等方向控制阀单向阀、液控单向阀、换向阀、行程减速阀、充液阀、梭阀、比例方向控制阀、快速排气阀、脉冲阀等按结构分类滑阀圆柱滑阀、旋转阀、平板滑阀座阀锥阀、球阀射流管阀喷嘴挡板阀单喷嘴挡板阀、双喷嘴挡板阀阀可按不同的特征进行分类!液压与气压传动第四页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件分类方法种类详细分类按操纵方法分类手动阀手把及手轮、踏板、杠杆机动阀挡块及碰块、弹簧液/气动阀液动阀、气动阀电液/气动阀电液动阀、电气动阀电动阀普通/比例电磁铁控制、力马达/力矩马达/步进电动机/伺服电动机控制按连接方法分类管式连接螺纹式连接、法兰式连接板式/叠加式连接单层连接板式、双层连接板式、整体连接板式、叠加阀、多路阀插装式连接螺纹式插装（二、三、四通插装阀）、盖板式插装（二通插装阀）

液压与气压传动第五页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件

分类方法种类详细分类按控制方法分类比例阀电液比例压力阀、电液比例流量阀、电液比例换向阀、电液比例复合阀、电液比例多路阀；气动比例压力阀、气动比例流量阀伺服阀单、两级（喷嘴挡板式、滑阀式）电液流量伺服阀、三级电液流量伺服阀、电液压力伺服阀、气液伺服阀、机液伺服阀、气动伺服阀数字控制阀数字控制压力阀、数字控制流量阀与方向阀按输出参数可调节性分类开关控制阀方向控制阀、顺序阀、限速切断阀、逻辑元件输出参数连续可调的阀溢流阀、减压阀、节流阀、调速阀、各类电液控制阀（比例阀、伺服阀）液压与气压传动第六页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动Part4.1.1

阀性能的基本要求

动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小，噪声小，寿命长。

流体流过时压力损失小。

密封性能好。

结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大。

系统中所用的阀，应满足如下要求：第七页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动Part4.2

阀心的结构和性能

Part4.2.2

卡紧力

一般滑阀的阀孔和阀心之间有很小的缝隙，当缝隙中有油液时，移动阀心所需的力只须克服粘性摩擦力，数值应该是相当小的。可是实际情况并非如此，特别在中、高压系统中，当阀心停止运动一段时间后（一般约5min左右），这个阻力可以大到几百牛，使阀心重新移动十分费力。这就是所谓滑阀的液压卡紧现象。引起液压卡紧的原因，有的是由于脏物进入缝隙而使阀心移动困难，有的是由于缝隙过小在油温升高时阀心膨胀而卡死。但是主要的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平衡液压力，即液压卡紧力。第八页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动为了减小液压卡紧力，可以采取下述一些措施：1）提高阀的加工和装配精度，避免出现偏心。阀心的圆度和圆柱度允差为0.003~0.005mm，要求带顺锥，阀心的表面粗糙度Ra值不大于0.2μm，阀孔Ra值不大于0.4μm。2）在阀心台肩上开出平衡径向力的均压槽。如图4-6所示。槽的位置应尽可能靠近高压端。槽的尺寸是：宽0.3~0.5mm，深0.5~0.8mm，槽距1~5mm。3）使阀心或阀套在轴向或圆周方向上产生高频小振幅的振动或摆动。4）精细过滤油液。图4-6均压槽的位置第九页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动Part4.3.1方向控制阀表4-4方向控制阀的类型

常用的方向控制阀的类型如表4-4所示。第十页，共103页。1）、普通单向阀(单向阀)checkvalve它只允许油液沿一个方向通过，而反向液流被截止，亦称逆止阀、止回阀，要求其正向液流通过时压力损失较小，反向截止时密封性能好。

单向阀包括普通的单向阀和液控单向阀两种。

单向阀普通的单向阀液控单向阀图形符号第四章控制元件液压与气压传动1.单向阀SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第十一页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第十二页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第十三页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院2）、液控单向阀(pilotcheckvalve)组成：普通单向阀+小活塞缸特点：a.无控制油时，与普通单向阀一样，b.通控制油时，正反向都可以流动。第十四页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第十五页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第十六页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院1）单向阀安置在液压泵的出口，一方面防止由于系统压力突然升高而损坏液压泵或因系统压力冲击影响泵的正常工作；另一方向在泵不工作时防止系统的油液到流经泵回油箱。应用：第十七页，共103页。2）将单向阀换上较硬的弹簧，使开启压力达到0.2～0.6MPa或(0.3～0.5)MPa，放置在回油路上，可作背压阀用。3）单向阀可与减压阀、节流阀、顺序阀并联组成复合阀。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第十八页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院4）锁紧油缸；控制重物下放速度；起保压作用。第十九页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动２.换向阀（directionalvalve）换向阀是利用阀心在阀体中的相对运动，使液流的通路接通、关断，或变换流动方向，从而使执行元件启动、停止或变换运动方向。1）流体流经阀时的压力损失要小。2）互不相通的通口间的泄漏要小。3）换向要平稳、迅速且可靠。对换向阀的主要要求：第二十页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院换向阀分类：第二十一页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动换向阀的工作原理：图4-11所示为滑阀式换向阀的工作原理。阀心在中间位置时，流体的全部通路均被切断，活塞不运动。当阀心移到左端时，泵的流量流向A口，使活塞向右运动，活塞右腔的油液流经B口和阀流回油箱；反之，当阀心移到右端时，活塞便向左运动。因而通过阀心移动可实现执行元件的正、反向运动或停止。

图4-11

滑阀式换向阀工作原理和图形符号a）示意图b）图形符号第二十二页，共103页。第二十三页，共103页。第二十四页，共103页。第二十五页，共103页。方格数即“位”数，三格即三位；箭头表示两油路连通。“⊥”表示油路不通。在一个方格内，箭头或“⊥”符号与方格的交点数为油路通路数，即换向阀与外部连接的管道数，即“通”数；

每个换向阀都有一个常态位（即阀芯在未受到外力作用时的位置）。在液压系统图中，换向阀的符号与油路的连接一般应画在常态位上。换向阀=操纵方式+位和通路p—压力油口A、B—工作油口O/T—回油口—表示油流方向—表示油道封闭换向阀的位和通路符号第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第二十六页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动表4-5滑阀式换向阀主体部分的结构形式名称结构原理图图形符号使用场合二位二通阀控制油路的接通与切断（相当于一个开关）二位三通阀控制液流方向（从一个方向变换成另一个方向）二位四通阀控制执行元件换向不能使执行元件在任一位置上停止运动执行元件正反向运动时回油方式相同三位四通阀能使执行元件在任一位置上停止运动二位五通阀不能使执行元件在任一位置上停止运动执行元件正反向运动时可以得到不同的回油方式三位五通阀能使执行元件在任一位置上停止运动第二十七页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动图4-12手动换向阀（三位四通）a）弹簧自动复位结构b）弹簧钢球定位结构滑阀的操纵方式1）手动换向阀:利用手动杠杆改变阀芯位置实现换向a为弹簧自动复位结构的阀松开手柄，阀心靠弹簧力恢复至中位，适用于动作频繁、持续工作时间较短的场合，操作比较安全，常用于工程机械。b为弹簧钢球定位结构的阀，当松开手柄后，阀仍然保持在所需的工作位置上，适用于机床、液压机、船舶等需保持工作状态时间较长的情况。第二十八页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动2）机动换向阀

图4-13所示为机动换向阀及其图形符号，它依靠挡铁或凸轮来压迫阀心移动，从而实现液流通、断或改变流向。图4-13机动换向阀1—滚轮2—阀心3—弹簧第二十九页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动图4-14

交流二位三通电磁换向阀及其干式电磁铁结构图1—衔铁2—线圈3—密封圈4—推杆5—阀心6—弹簧7—阀体3）电磁换向阀电磁换向阀借助于电磁铁吸力推动阀心动作来改变液流流向。这类阀操纵方便，布置灵活，易实现动作转换的自动化，因此应用最广泛。电磁阀的电磁铁按所用电源的不同，分为交流型、直流型和交流本整型三种；按电磁铁内部是否有油侵入，又分为干式、湿式和油浸式三种。第三十页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动图4-15直流三位四通电磁换向阀及其湿式电磁铁结构图1—阀体2—阀心3—弹簧座4—弹簧5—挡块6—导磁套7—推杆8—街铁9—线圈第三十一页，共103页。第四章第二节方向控制阀第三十二页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院交流电磁铁使用方便，起动力大，吸合、释放快，动作时间最快约为10ms；但工作时冲击和噪声较大，为避免线圈过热，换向频率不能超过60次/min；起动电流大，在阀心被卡时会烧毁线圈；工作寿命仅数百万次至一千万次以内。直流电磁铁体积小，工作可靠；冲击小，允许换向频率为120次/min，最高可达300次/min；使用寿命可高达两千万次以上；但起动力比交流电磁铁要小，且需有直流电源。交流本整型电磁铁自身带有整流器，可以直接使用交流电源，又具有直流电磁铁的性能。由于电磁铁的吸力一般≤90N，因此电磁换向阀只适用于压力不太高、流量不太大的场合。第三十三页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动4）液动换向阀液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀心位置的换向阀。必须指出，液动换向阀还需另一个阀来操纵其控制油路的方向。高压，大流量的场合。（q≤160L/min)

图4-16

三位四通液动换向阀第三十四页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动5）电液换向阀图4-17电液换向阀1、7—单向阀2、6—节流阀3、5—电磁铁4—电磁阀阀心8—液动阀阀心（主阀心）第三十五页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动电液换向阀:由电磁滑阀和液动滑阀组合而成电磁阀是先导阀，它可以改变控制液流的方向，从而改变液动滑阀阀芯的位置（Y型中位机能）液动阀是主阀,液体控制主阀芯动作节流阀控制阀芯移动速度。应用：高压、大流量的场合。（q≤1200L/min)

第三十六页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动滑阀机能

换向阀的滑阀机能分为工作位置机能和过渡状态机能，前者是指滑阀处于某个工作位置时，其各个油口的连通关系；后者则指滑阀从一个工作位置变换到另一个工作位置的过渡过程中，它的各个油口的瞬时连通关系。不同的滑阀机能对应有不同的功能。滑阀机能对换向阀的换向性能和系统的工作特性有着重要的影响。中位机能——根据不同的使用要求，使三位换向阀处于中间位置时，其各油口间的各种不同连接方式称“中位机能”或“滑阀机能”

。

第三十七页，共103页。机能

4通符号性能特点O型M型H型Y型P型各油口全封闭，油缸两腔闭锁，油泵不卸荷，可用于多个换向阀并联工作，利用中位油缸停止，能保压。

压力油P与A、B通，O封闭，油泵与油缸两腔相通，可组成差动回路，中位停止，泵不卸荷，差动油缸不能停止，换向平稳。P口封闭，A、B、O三口相通，油缸浮动，油泵不卸荷，缸在外力作用下可移动，中位停，可用于差动油缸停止，因有泄漏换向不平稳。

四口全通，油缸浮动状态，在外力作用下可移动，油泵卸荷，系统不能保压，停止时有泄，换向不平稳。油口P与O相通，A与B均封闭，油缸两腔闭锁不动，油泵卸荷，换向平稳，适用于停止位置时，缸不动，可用于差动油缸停止。第三十八页，共103页。不同滑阀机能的滑阀，阀体是通用的，仅阀芯台肩的尺寸和形状不同。滑阀机能的应用：1)使泵卸载的有H、K、M型；2)使执行元件停止的有O、M型；3)使执行元件浮动的有H、Y型；4)使液压缸实现差动的有P型。第三十九页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动在分析和选择三位换向阀中位工作机能时，通常考虑以下因素：1）系统保压

当P口被堵塞，系统保压，液压泵能用于多缸系统。当P口不太通畅地与T口接通时（如X型），系统能保持一定的压力供控制油路使用。2）系统卸荷

P口通畅地与T口接通，系统卸荷，既节约能量，又防止油液发热。3）换向平稳性和精度

当液压缸的A、B两口都封闭时，换向过程不平稳，易产生液压冲击，但换向精度高。反之，A、B两口都通T口时，换向过程中工作部件不易制动，换向精度低，但液压冲击小。4）起动平稳性阀在中位时，液压缸某腔若通油箱，则起动时该腔因无油液起缓冲作用，起动不太平稳。5）液压缸“浮动”和在任意位置上的停止阀在中位，当A、B两口互通时，卧式液压缸呈“浮动”状态，可利用其他机构移动，调整位置。当A、B两口封闭或与P口连接（非差动情况），则可使液压缸在任意位置停下来。第四十页，共103页。职能符号:位:阀芯的工作位置;通:阀体上油路的通道数;机能:中位时油路的连通方式。控制方式:O型H型P型Y型K型手动机动电磁液动电液第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四十一页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动Part4.3.2

压力控制阀表4-10压力控制阀的分类常用的压力控制阀的类型如表4-10所示。第四十二页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动1.溢流阀功用：溢流阀是能过阀口的溢流，使被控制系统或回路的压力维持恒定，实现稳压、调压或限压作用。分类：直动式溢流阀和先导式溢流阀。第四十三页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院依靠系统中压力油直接作用在阀芯上与弹簧力相平衡，以控制阀芯的启闭动作阻尼孔g的作用:减小油压的脉动，提高阀工作的平稳性弹簧的压紧力可通过螺帽1调整，此处弹簧称之为调压弹簧溢流阀进口处的压力基本保持为定值控制油压来自进口(进油控制)，出口接油箱，泄漏油接出油口；用于低压小流量：额定压力2.5Mpa，调压范围：0.3~2.5Mpa1）直动式溢流阀图形符号第四十四页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院2）先导式溢流阀由先导阀和主阀两部分组成.

先导阀：控制主阀的开启压力主阀：控制主油路溢流的开口先导阀实际上是一个小流量直动型溢流阀，其阀芯为锥阀。主阀芯上有一阻尼孔，且上腔作用面积略大于下腔作用面积(A1=1.05A2)，其弹簧只在阀口关闭时起复位作用。第四十五页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四十六页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四十七页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院远程遥控口K：电磁溢流阀堵住：由先导阀控制开启压力接油箱：卸荷远程调压阀接压力先导阀：远程调压主溢流阀安装在最靠近液压泵的出口，而压力先导阀则安装在操作台上，压力先导阀的调定压力(弹簧预压缩量)低于主溢流阀先导阀的调定压力。于是远程调压阀起调压作用，先导阀起安全作用。第四十八页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院先导式溢流阀特点1)溢流流量的大部分经主阀阀口流回油箱．主阀弹簧只在阀口关闭时起复位作用，弹簧力很小，有时又称其为弱弹簧。2)因先导阀流量很小，一般仅占主阀额定流量的1％，约l~5L/min．因此先导阀阀座直径很小，即使是高压阀，先导阀弹簧刚度也不大，因此阀的调节性能有很大改善。3)主阀芯的开启利用阀芯两端压力差来工作，该压力差即液流流经阻尼孔的压力损失。阻尼孔一般为细长孔，孔径很小φ=0.8~1.2mm，孔长l=8~12mm，因此工作时易堵塞，一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。第四十九页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院3）先导式溢流阀的应用（1）作溢流阀（工作中常开）作用：保持系统压力恒定。工作过程：进入液压缸的流量由节流阀调节，由于定量泵的流量大于液压缸所需的流量，油压升高，将溢流阀打开，多余的油液经溢流阀流回油箱。因此，溢流阀的功用就是在不断的溢流过程中保持系统压力基本不变。应用：常用于节流调速系统中。第五十页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院(2)作安全阀（工作状态常闭）作用：超载时打开，而平时关闭，防止系统过载。工作过程：在正常工作时，安全阀关闭，不溢流，只有在系统发生故障，压力升至安全阀的调整值时，阀口才打开，使变量泵排出的油液经溢流阀流回油箱，以保证液压系统的安全。应用：变量泵调速系统。第五十一页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院(3)卸荷或远程调压第五十二页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院(4)作背压阀放在系统回油路上，产生一定的回油阻力，以改善执行元件的运动平稳性。后一个阀为前一个阀的背压第五十三页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第五十四页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动2.减压阀功用和要求

在同一系统中，往往有一个泵要向几个执行元件供油，而各执行元件所需的工作压力不尽相同的情况。若某执行元件所需的工作压力较泵的供油压力低时，可在该分支油路中串联一减压阀。油液流经减压阀后，压力降低，且使其出口处相接的某一回路的压力保持恒定。这种减压阀称为定值减压阀。利用进口压力油流经缝隙时产生压力损失的原理使出口油液的压力低于进口压力，并能自动调节缝隙大小，从而保持出口压力恒定。工作原理

第五十五页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院定值(输出)减压阀——出口压力为定值(或定压)；定差减压阀——进出口压力差不变；定比减压阀——进出口压力成比例；而定值减压阀应用最广泛，我们着重讲此。

按工作原理来讲，减压阀也有直动式和先导式两种。先导式性能较好，应用较多。减压阀分类

第五十六页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院特点：出口压力控制阀芯动作，有单独泄油口工作原理：阀口产生压降Δpp2=p1-Δp，p1一定，Δp↑

，p2↓。●p2<ps

,处于非工作状态，全开口不起减压作用；●p2

>ps

,减压、稳压。●p2↑→阀芯上移→阀口减小→Δp↑，p2=p1-Δp，p1一定，Δp↑，p2↓至调定压力；●p2↓→阀芯下移→阀口开大→Δp↓，p2↑=ps。第五十七页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第五十八页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第五十九页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动PT第六十页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院工作缸夹紧缸应用：使夹紧缸获得稳定的低压。用于同一油源的两个或两个以上的负载相差较大的各轻载支路上，如夹紧回路、润滑油路等。减压阀的出口压力还与出口的负载有关，若因负载建立的压力低于调定压力，则出口压力由负载决定，此时减压阀不起减压作用，进出口压力相等。第六十一页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院例题：如图示，溢流阀调定压力ps1=4.5MPa，减压阀的调定压力ps2=3MPa，活塞前进时，负荷F=1000N，活塞面积A=20х10-4m2

，减压阀全开时的压力损失及管路损失忽略不计，求：（1）活塞在运动时和到达尽头时，A、B两点的压力。（2）当负载F=7000N时，A、B两点的压力是多少？第六十二页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动3.顺序阀顺序阀利用油路本身的压力变化来控制阀口开启，达到油路通断，实现执行元件的顺序动作，它一般不控制系统压力。直控顺序阀:用阀的进口压力控制阀芯的启闭类型：外(液控)控顺序阀:用外来的控制压力油控制阀芯的启闭按控制方式按结构直动式：用于低压系统[0.2~2.5Mpa]

先导式：用于中高压系统[0.3~6.3Mpa]

第六十三页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动直动式内控外泄顺序阀的工作原理

职能符号：结构：出油口接二次油路，有单独泄油口。工作原理：p1A<Fs,进出口不通,缸1工作；

p1A>Fs,接通，缸2工作。特点：内部控制，外部泄油。第六十四页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院直动式外控外泄顺序阀的工作原理

第六十五页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院先导式顺序阀的工作原理

第六十六页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动顺序阀的结构与溢流阀相似。两者主要差别是：

(1)溢流阀的进口压力在通流状态下基本不变。而顺序阀只有开启和关闭两种状态，一般不控制系统压力。(2)溢流阀为内泄漏，而顺序阀需单独引出泄漏通道，为外泄漏。(3)溢流阀的出口必须回油箱，顺序阀出口可接负载。(4)顺序阀进出口一经接通，油液通过该阀的压力损失较小，而溢流阀处于溢流状态时，压力损失较大第六十七页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动应用1）控制多个执行元件的顺序动作。2）与单向阀组成平衡阀，保持垂直放置的液压缸不因自重而下落。3）用外控顺序阀可在双泵供油系统中，当系统所需流量较小时，使大流量泵卸荷。卸荷阀便是由先导式外控顺序阀与单向阀组成的。4）用内控顺序阀接在液压缸回油路上，产生背压，以使活塞的运动速度稳定。第六十八页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院控制多个执行元件顺序动作第六十九页，共103页。与单向阀组成平衡阀，保持垂直放置的液压缸不因自重下落。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院图为应用单向顺序阀作平衡阀的回路。在带有重物的液压缸向下运动时，可在其回油路上串进一单向顺序阀，使缸的回油压力略大于因重物自身重量产生的油液压力，保证活塞不自行下滑，并且避免下行时产生超速现象。第七十页，共103页。可作卸荷阀，如双泵供油回路中阀3是泵1的卸荷阀。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第七十一页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动5.压力继电器作用：利用系统中压力变化转换为电信号，控制电路的通断。工作原理：pA>Fs,微动开关闭合，发出电信号。pA<Fs,微动开关断开，电信号撤销。应用：1.控制电磁阀动作。2.控制系统压力，出故障时，自动停车。微动开关调节螺钉顶杆柱塞第七十二页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动1YA、2YA通电，缸左腔进油、活塞右移实现“快进”。

2YA断电，缸“工进”，“工进”至机构终点，油压升高到压力继电器调整值时，发出信号使1YA断电，2YA通电，缸右腔进油，活塞左移，实现“快退”。（1）实现程序控制第七十三页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动1YA通电，活塞右移；当夹头接触工件时油压开始升高，并向蓄能器贮油；当油压达到夹紧力要求的调定值时，压力继电器发出信号，使3YA电通，泵卸荷。如果系统泄漏，则蓄能器可向缸中补油。当系统压力低至压力继电器复位压力时，使3YA断电，泵再次向缸和蓄能器充油。这样就可长时间保压，并有效节能。（2）实现保压——卸荷第七十四页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动压力继电器用在顺序动作回路中。当执行元件工作压力达到压力继电器调定压力时，压力继电器将发出电信号，使电磁铁得电，换向阀换向，从而实现两液压缸的顺序动作。第七十五页，共103页。作用：控制液压系统中的压力。共性：利用液压力和弹簧力比较，控制阀口的开与关；或控制开口大小。溢流阀：控制进口压力减压阀：控制出口压力顺序阀：控制阀口通与不通，进而控制执行元件的动作顺序。压力继电器：液压力的大小控制产生电信号。要求：掌握各种阀的工作原理及应用场合。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院压力阀小结第七十六页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动Part4.3.3

流量控制阀流量控制阀是通过改变可变节流口面积大小，从而控制通过阀的流量，达到调节执行元件（缸或马达）运动速度的阀类。

常用的液压流量控制阀有节流阀、调速阀、旁通式调速阀（溢流节流阀）、分流集流阀和限速切断阀等。

液压系统中使用的流量控制阀应满足如下要求：有足够的调节范围；能保证稳定的最小流量；温度和压力变化对流量的影响小；调节方便；泄漏小等。第七十七页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动液压系统中执行元件运动速度的大小，由输入执行元件的流量的大小来确定。对于油缸面积A一定，改变流量q

，可调节执行元件的速度v；对于马达排量V一定，改变流量q，可改变其转速n。1.流量控制原理

第七十八页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动由流体力学知识可知，流经阀口的流量可用方程表示，即

式中：KL—节流系数，与节流口形状、液体流态、油的性质有关；

A—孔口或缝隙的过流面积(节流口的过流面积)；ΔP—节流口前后压力差；

m—与节流口形状有关的指数，0.5≤m≤1；由此可见，通过节流阀口的流量与其前后压力差ΔP，节流口的过流面积A，以及节流口的形状、油液性质、液体流态等有关，通常KL的影响比较小，一般可视为常数。第七十九页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院（1）压差Δp对流量稳定性的影响细长小孔：其指数m=1；薄壁小孔：其指数m=0.5；厚壁小孔：0.5<m<1

；薄壁小孔受压差改变的影响最小；（2）温度对流量稳定性的影响油温影响油液粘度，从而对流量发生影响。细长孔式阀口上是十分明显的。而对于薄壁小孔，粘度对流量的影响很小，流量基本不变。（3）最小稳定流量和流量调节范围当阀口压差Δp一定，在阀口面积调小到一定值时，流量将出现时断时续现象；进一步调小，则可能断流。这种现象称为节流阀的阻塞现象。节流阀正常工作的最小流量称最小稳定流量。减小阻塞现象，可采用不力直径大的节流口。pqm=10.5<m<1m=0.5第八十页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动2.节流阀

图4-36

节流阀1—螺母2—阀体3—阀心图4-36所示的节流阀，可通过旋转阀心3使之在螺母1中上下移动，从而改变阀心与阀体2组成的节流口面积大小。采用三角槽结构的阀口可提高分辨率，即减小节流口面积对阀心位移的变化率（又称面积梯度），使调节的精确性提高。第八十一页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院节流阀在液压系统中主要与定量泵、溢流阀和执行元件等组成节流调速系统。调节其开口，便可调节执行元件运动速度的大小。应用当R增大时，阀进出口压差将减小。则由于压差的变动，影响通过节流阀的流量，从而使活塞运动的速度不能保持恒定。适用于负载和温度变化不大，或速度稳定性要求较低的液压系统第八十二页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院3.调速阀

第八十三页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第八十四页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第八十五页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第八十六页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院调速阀前后压差Δp=(p2-p3)与其流量的关系如图：流量阀的流量特性曲线2—调速阀qp121—节流阀即Δp=（p2-p3）>Δpmin（Δpmin=0.4-0.5MPa），这称为调速阀的使用特性，若不满足此条件，减压阀不起压力补偿作用，则调速阀为节流阀，无法保证流量稳定。第八十七页，共103页。SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院第四章控制元件液压与气压传动应用

1）调速阀在液压系统中的应用和节流阀相仿，它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，也可用在容积-节流调速回路中。2）调速阀在连接时，可接在执行元件的进油路上，也可接在执行元件的回油路上，或接在执行元件的旁油路上。第八十八页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院3.分流集流阀

分流阀的作用是使液压系统中由同一个油源向两个以上执行元件供应相同的流量(等量分流)，或按一定比例向两个执行元件供应流量(比例分流)，以实现两个执行元件的速度保持同步或定比关系。集流阀的作用，则是从两个执行元件收集等流量或按比例的回油量，以实现其间的速度同步或定比关系。分流集流阀则兼有分流阀和集流阀的功能。又称为同步阀，它是分流阀、集流阀和分流集流阀的总称。第八十九页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院分流集流阀又称同步阀，它同时具有分流阀和集流阀两者的功能，能保证执行元件进油、回油时均能同步。第九十页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院分流时，因P0＞P1（或P0＞P2），此压力差将两挂钩阀芯1、2推开，处于分流工况，此时的分流可变节流口是由挂钩阀芯1、2的内棱边和阀套5、6的外棱边组成；第九十一页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院集流时，因P0<P1（或P0<P2），此压力差将挂钩阀芯1、2合拢，处于集流工况，此时的集流可变节流口是由挂钩阀芯1、2的外棱边和阀套5、6的内棱边组成。只能保证执行元件回油时同步。第九十二页，共103页。第四章控制元件液压与气压传动SchoolofMechanicalEngineering东南大学机械工程学院例题讲解：例题1如图所示的是定位夹紧系统，试回答：①1、2、3、4、5、6、7、8表示什么液压元件，阀1、2、3、4