液压控制元件.doc

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1、第4章液压控制元件在液压系统中，除需要液压泵供油和液压执行元件来驱动工作装置外，还要配备一定数量的液压控制元件，液压控制阀就是用来对液流的流动方向、压力的高低以及流量的大小进行预期的控制，以满足负载的工作要求的控制元件。因此，液压控制阀是直接影响液压系统工作过程和工作特性的重要元件。在液压系统中，液压控制阀（简称液压阀）是用来控制系统中油液的流动方向、调节系统压力和流量的控制元件。借助于不同的液压阀，经过适当的组合，可以达到控制液压系统的执行元件（液压缸与液压马达）的输出力或力矩、速度与运动方向等的目的。4.1液压控制阀概述4.1.1液压阀的分类液压阀的分类方法很多，根据不同的用途和结

2、构，液压阀主要分为以下几类：（1）按用途可以分为：压力控制阀（如溢流阀、顺序阀、减压阀等）、流量控制阀（如节流阀、调速阀等）、方向控制阀（如单向阀、换向阀等）三大类。（2）按控制方式可以分为：定值或开关控制阀、比例控制阀、伺服控制阀。（3）按操纵方式可以分为：手动阀、机动阀、电动阀、液动阀、电液动阀等。（4）按安装形式可以分为：管式连接、板式连接、集成连接等。为了减少液压系统中元件的数目和缩短管道长度尺寸，有时常将两个或两个以上的阀类元件安装在一个阀体内，制成结构紧凑的独立单元，这样的阀称为组合阀，如单向顺序阀、单向节流阀等。4.1.2对液压阀的基本要求1.液压阀的共同点各类液压阀虽然

3、形式不同，控制的功能各异，但各类液压阀之间总还是保持着一些基本的共同点：（1）在结构上，所有的阀都是由阀芯、阀体和驱动阀芯动作的元部件组成；（2）在工作原理上，所有的阀都是通过改变阀芯与阀体的相对位置来控制和调节液流的压力、流量及流动方向的；（3）所有阀中，通过阀口的流量与阀口通流面积的大小、阀口前后的压差有关，它们之间的关系都符合流体力学中的孔口流量公式（），只是各种阀控制的参数各不相同而已。可以说，各类阀在本质上是相同的，仅仅是由于某一特点得到了特殊的发展，才演变出了各种不同类型的阀来。2.液压传动系统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，使用寿命长；

4、（2）油液通过液压阀时压力损失要小，密封性能好，内泄漏少，无外泄漏；（3）结构简单紧凑，安装、维护、调整方便，通用性好。4.2压力控制阀在液压系统中，压力控制阀是用来控制和调节系统的压力，它们是基于阀芯上液压力和弹簧力相平衡的原理来进行工作的。压力控制阀主要有溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。4.2.1溢流阀溢流阀是通过阀口的开启溢流，使被控制系统的压力维持恒定，实现稳压、调压或限压作用。溢流阀有直动式溢流阀和先导式溢流阀两种。1.溢流阀的工作原理及结构（1）溢流阀的工作原理以图4-1所示的直动式溢流阀工作原理图为例，说明溢流阀的工作原理。阀芯3上端受到由调压螺钉1调节的弹簧力F的

5、作用，下端受到系统压力所产生的液压作用力pA的作用。当pAF时，弹簧压缩，阀芯上移，阀口打开，部分油液流回油箱，限制了系统压力的继续升高。当阀芯上移一定距离后，若pA=F，阀芯便在某一平衡位置不动，如果忽略阀芯质量和其移动时产生的摩擦力等，系统压力便保持在p=F/A的数值上。1-调压螺钉2-弹簧3-阀芯图4-1溢流阀工作原理图由于外界负载的变化，系统压力是不断变化的，因此阀芯在油压力p和弹簧力F的作用下，做相应的上下波动，使系统压力控制在调定值附近。实际工作过程中，阀口开度值变化很小，弹簧力

6、F也可近似地视为常数，故系统的压力基本上保持定值。（2）直动式溢流阀的结构如图4-2所示为直动式溢流阀。图中P为进油腔，O为回油腔，压力油自P腔进入，经过阀芯3中的孔a作用在阀芯上。当液压力小于调压弹簧2预压力时，阀芯压在阀座4上不动，阀口关闭；当进油腔P的压力升高，液压力超过弹簧预压力时，阀芯离开阀座，阀口打开，油液便从出油口O流回油箱，从而保证进口压力p基本恒定。调压手轮1调节弹簧的预压力，便可调整溢流压力。当溢流阀稳定工作时，阀芯保持在一个与溢流量相应的开口位置上，此时阀芯3进油腔的压力，与阀芯的此开口位置的弹簧力平衡。这样进油腔的压力基本保持在某一数值上，这就是直动式溢流阀控制

7、压力的基本工作原理。直动式溢流阀是靠进油腔的油压力直接作用在阀芯上与弹簧力相平衡，来控制阀芯的启1-手轮2-调压弹簧3-阀芯4-阀座5-阀体图4-2直动式溢流阀闭动作。如果通过流量大的液流时，阀芯的直径将较大或阀芯右边的液压作用力将很大，与之相平衡的弹簧的刚度也必将增大，从而使溢流阀的结构大、调整困难、调压偏差进一步加大。因此，直动式溢流阀只适用于低压或小流量的情况。直动型溢流阀结构简单，灵敏度高，但压力受溢流量的影响较大，不适于在高压、大流量