液气压传动与控制第5章 控制元件

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1、第5章控制元件5.1概述控制元件在液气压系统中被用来控制流体的压力、流量和方向，保证执行元件按照负载的需求进行工作。控制元件的类型、规格繁多，即使同一种阀，因其应用场合不同，用途也有差异。因此，在掌握控制阀的基本结构的同时，还必须掌握其控制机理，才能做到灵活应用。15.1.1控制阀的基本结构与原理控制阀的基本结构主要由阀心、阀体和驱动阀心在阀体内作相对运动的机构组成。阀心的主要形式有滑阀、锥阀和球阀；阀体上除了有与阀心相配合的阀体孔或阀体座外，还有与外接回路相联接的进出口；阀心的驱动装置可采用手动、机动、电动、同时还有流体压力和弹簧的作用。所有控制阀的一个共同点，就是利用阀心在

2、阀体内的相对运动来改变阀口的通道关系或阀口的通道面积，实现对回路的压力、流量和方向的控制。25.1.2控制阀的分类控制阀的种类很多，按其工作特性可分成三大类：（1）压力控制阀用来控制或调节系统的流体压力。如溢流阀、减压阀、顺序阀和平衡阀等。（2）流量控制阀用来控制或调节系统的流体流量。如节流阀、调速阀、分流集流阀、溢流节流阀等。（3）方向控制阀用来控制和改变系统中流体的方向。如单向阀、液控单向阀、换向阀等。3从阀与管路的连接方式可分为：（1）管式连接阀体进出口由螺纹或法兰直接与管路连接。结构简单重量较轻，装卸维修不大方便，工程机械使用较多。（2）板式连接阀体进出口通过连接板（或

3、集成块）与管路连接。元件集中布置，操纵、调整、维修都比较方便，但重量和尺寸较大。4（3）插装阀根据控制回路的要求，将阀心与阀座单独做成的组件（插入式逻辑元件），插入专门设计的阀块组成回路。其特点是结构紧凑、通流能力强、泄漏小，便于标准化、规范化生产，具有一定的互换性。（4）叠加阀叠加阀是板式连接阀的进一步发展，将板式连接阀的上、下面都加工成安装面，阀的进出口都在这两个面上，阀与阀之间以自身作通道体。55.1.3控制阀的性能参数（1）公称通径公称通径表示阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流量。阀工作时的实际流量，应小于或等于其额定流量，最大不得大于额定流量的10%。与阀进出口相接

4、的管道通径规格一般至少应与阀的通径相同。（2）额定压力额定压力是指控制阀长期工作状态下所允许的最高压力。实际工作压力应小于或等于额定压力，一般不允许超过额定压力。65.1.4对控制阀的基本要求①动作准确、灵敏、可靠、工作平稳、无冲击和振动。②密封性能好，内泄漏小。③结构简单、紧凑，制造、安装、调试、维护方便，通用性好。7在液压传动系统中，液流的压力是最基本的参数之一。为了使液压系统适应各种需要，就要对液流的压力进行控制，这样就产生各种压力控制阀。例如，为了防止系统过载或为了保持系统压力恒定的有溢流阀；为了使同一液压泵，能以不同压力供给几个机构的有减压阀等。5.2.1溢流阀（1）

5、溢流阀的分类及工作原理常用的溢流阀有直动式和先导式两种。5.2压力控制阀81）直动式溢流阀如图5.1所示。它由阀体1、阀心2、弹簧3和调压螺钉4等组成。阀心在弹簧力的作用下被压在阀座上，阀呈关闭状态。压力油通过直径为d的孔作用于阀心上，当油压对阀心的作用力大于弹簧的预压紧力时，阀开启，高压油便通过阀口溢回油箱。拧动调压螺钉，可以改变弹簧的预紧力，从而改变溢流阀的开启压力。9102）先导式溢流阀先导式溢流阀工作原理如图5.2（a）所示，结构如图（b）所示。溢流阀由先导阀和主阀两部分组成。先导阀实际上是一个小流量直动式溢流阀，其锥形阀心1在调压弹簧9的作用下压在阀座上，拧动螺钉10

6、可以调节系统压力。1112（2）溢流阀的主要性能溢流阀的使用性能包括静态特性和动态特性两个方面。1）静态特性静态特性是指阀在稳定情况下（系统压力没有突然变化），阀控制压力、流量的特性，也称为稳态特性，主要有：①压力、流量调节范围：通常所规定的溢流阀的工作压力和流量是指使用的最高压力和最大流量。而事实上溢流阀是可以调节使用的，更可以调换导阀弹簧，扩大适用的压力和流量范围。流量变化影响阀的工作稳定性，一般最小流量可小于额定流量的15%。13②工作稳定性：阀打开后，压力分布发生变化，并受液动力作用，容易产生振动和冲击，发出噪声，影响使用寿命。特别是阀心开度很小时，更是如此。③卸荷压力

7、：溢流阀作卸荷阀时，压力愈低性能愈好，可降低功率损失，减少系统发热。此压力高低主要决定于阀的内部阻力和弹簧压力等因素。一般卸荷压力在0.3～0.4MPa。④启闭特性：启闭特性是指溢流阀从开启到闭合过程中，通过溢流阀的流量与其对应的控制压力之间的关系，是衡量溢流阀的一个重要指标。14152）动态特性动态特性是指溢流阀在瞬态工作时的性能特性。主要有压力超调量：指瞬态过程中，最大峰值压力与调定压力的差值。建立压力时间：指从卸荷状态压力回升至调定压力并稳定时所需的时间。若建压时间短，阀的快速性就好。