第8章液压系统控制元件资料
液压控制元件
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（)q∆=），只是各种阀控制的参数各pKa(m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。
第八章 液压系统控制元件
✵二位二通电磁阀
✵三位四通电磁阀
④液动换向阀 液动换向阀利用控制油路的压力油来推动阀芯实现 换向，它适用于流量较大的阀。 ⑤电液动换向阀
2.多路换向阀 多路换向阀是将两个以上手动换向阀组合在一起的 阀组，用以操纵多个执行元件的运动。为了适应多个执 行元件运动的配合或互锁要求，这种阀比通常的四通阀 增加两个油口，所以多路阀往往由若干个三位六通手动 换向阀组合而成。 ✵并联油路：多路换向阀内各单阀可以独立操作，如 果同时操纵两个或两个以上的阀时， 负载轻的先动作，此时分配到各执行 元件的油液仅为泵流量的一部分。
与油泵连接）；A、B－工作 油口（与执行元件连接）； T－回油口（与油箱连接）。 根据进、出油口的数目 可分为二通、三通、四通、 五通等。 ✵阀芯 带凸肩的圆柱体，按阀 芯的可变位臵可分为二位、 三位和多位。 ②工作原理与职能符号： 换向阀都有两个或两个 以上的工作位臵，其中有一 个常态位，即阀芯未受到操 纵它的外部作用时所处的位
8.2 方向控制阀（DIRECTIONAL CONTROL VALVES） 一、单向阀（CHECK VALVE） ✵功用：使液体只能单向通过。 ✵性能要求：压力损失小，反向截止密封性好。 ✵分类：普通单向阀，液控单向阀。 1.普通单向阀（CHECK VALVE） ⑴结构：由阀体、阀芯和复位弹簧等组成。 ⑵工作原理：
✵串联油路：各单阀之间的进油路串联，上游换向阀 的工作回油为下游换向阀的进油。该油路可以实现两个 或两个以上工作机构的同步动作，泵的出口压力等于各 工作机构负载压力的总和。 ✵串并联油路：各单阀之间的进油路串联，回油路并 联，操纵上游阀时下游阀不能工作。但上游阀在微调范 围内操纵时，下游阀尚能控制该路工作机构的动作。
臵，这是阀的原始位臵。绘制液压系统图时，油路一般 应连接在换向阀的常态位上。 滑阀式换向阀主体部分的结构原理与职能符号
最全液压系统学习资料(图解版)
单作用叶片泵：转子每转一周完成吸、排 油各一次。 双作用叶片泵：转子每转一周 完成吸、排油各二次。
双作用叶片泵与单作用叶片泵相比，其流 量均匀性好，转子体所受径向液压力基本 平衡。 双作用叶片泵一般为定量泵；单作 用叶片泵一般为变量泵。
动力元件（叶片泵）
顺序阀
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。
顺序阀的四种控制型式： 按控制油来源不同分内控和外控，按弹簧腔 泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。
压力继电器
功用：根据系统压力变化，自动接通 或断开电路，实现程序控制或安全保 护。
五、流量控制阀
出流量的大小；改变电流信号极性，即可改变运动方向。
图形符号含义
位—用方格表示，几位即几个方格
通—↑
不通— ┴ 、┬
箭头首尾和堵截符号与一个方格有几个交点即 为几通.
p.A.B.T有固定方位，p—进油口，T—回油口
A.B—与执行元件连接的工作油口
弹簧—W、M，画在方格两侧。
常态位置：
(原理图中，油路应该连接在常态位置) 二位阀，靠弹簧的一格。 三位阀，中间一格。
换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动，使油路 接通或切断而改变油流方向的阀。
换向阀的分类
• 按结构形式可分：滑阀式、转阀式、球阀式。 • 按阀体连通的主油路数可分：两通、三通、四通…等。 • 按阀芯在阀体内的工作位置可分：两位、三位、四位等
。 • 按操作阀芯运动的方式可分：手动、机动、电磁动、液
液压系统的组成
一个完整的液压系统由五个部分组成 动力元件（如：油泵 ） 执行元件（如：液压油缸和液压马达 ） 控制元件（如：液压阀 ） 辅助元件（如：油箱、滤油器 等） 液压油 （如：乳化液和合成型液压油 ）
液压与气动技术——液压系统实例分析
• • ①进油路：液压泵→精滤油器→先导阀7、
9→ • ②回油路：右抖动缸→先导阀8、14→油箱。
• 主换向阀的控制油路为： • ①进油路：液压泵→精滤油器→先导阀7、
9→单向阀I2→主换向阀右端；
• ②回油路：主换向阀左端→先导阀8、14→ 油箱。
• 2）端点停留阶段 • • • ②回油路：换向阀左端→节流阀L1→先导阀
• ②回油路：液压缸右腔→液控换向阀（左 位）→液控顺序阀6→背压阀5→
• （3）第二次工作进给
• ①进油路：变量泵1→单向阀2→液控换向 阀3（左位）→调速阀8→调速阀→9液压缸 左腔；
•② • （4 • 当滑台第二次工作进给终了碰到死挡铁时，
滑台停止前进。这时，液压缸左腔油压力 进一步升高，使压力继电器12动作，发出 电信号给时间继电器，其停留时间由时间 继电器控制。设置死挡铁，可以提高滑台 停留时的位置精度。
如发现导轨润滑油过多会使工作台产生浮动而影响运动精度或过少会使工作台产生低速爬行现象一般油量过多则首先检查润滑油压力是否过高必要时可降低压力再调节节流阀l油量过少则应考虑润滑油压力是否过低可先升高压力再调节流将砂轮架底座前端的定位螺钉旋出使砂轮架快速前进至最前端千分表磁性表座固定在工作台上表头触及砂轮架得出某一读数
图8.1 1—泵；2—单向阀；3、4—电磁换向阀；5—背压阀；6— 7、13—单向阀；8、9—调速阀；10—电磁换向阀；11—行程阀；12—压力继电器
• 8.2.2 动力滑台液压系统工作原理
• （1）快进 •1 • ①进油路：变量泵1→电磁换向阀4（左位）
→单向阀I1 →液控换向阀3（左端）； • ②回油路：液控换向阀3（右端）→节流阀
• （2
•
《机械机构分析与使用》第8章 液压控制元件
三位四通
P A （T）T1 A P B T2 T B源自三位五通T1 P T2
Y型
油缸浮动，系统保压。
换向阀
（J型）
A B
三位四通
P A （T）T1 A P B T2 T B
三位五通
T1 P T2
（C型）
换向阀
A B
三位四通
P A （T）T1 A P B T2 T B
三位五通
T1 P T2
换向阀
两位两通机动换向阀
挡块操纵，弹簧复位。 两位两通
{ 常闭
常开
靠弹簧的方格表示常态 应用：行程控制的场合。（又叫行程阀）
用行程阀速度换接
电磁换向阀
电磁换向阀：利用电磁铁的通、断电而直接 推动阀芯来控制油口的连通状态。
两位三通电磁换向阀 电磁铁操纵，弹簧复位。
三位四通电磁换向阀 电磁铁操纵，弹簧对中
液动式换向阀
电液式换向阀
1、 单向阀（Check valve）
功能： 单向阀在一个方向上阻止液体流动，同时允许在另 一个方向上流体自由流动。 在关闭位置上，弹簧将球型阀芯压紧到阀底座上，当 正向流动方向的压力超过大约1bar或5bar时（根据弹簧刚 度不同），流体推开球阀，允许流动。反向时，在弹簧和 油压力共同作用下，阀芯关闭截止。 注意：当单向阀被连接到回路之前，回路必须被卸压。
2）系统卸荷： 中位“M”型，图4 －14所示，当方向 阀于中位时，因P、 T口相通，泵输出 的油液不经溢流阀 即可流回油箱，由 于直接接油箱，所 以泵的输出压力近 似为零，也称泵卸 荷，减少功率损失。
3）液压缸 快进：中位“P” 型，图 4 － 15 所 示，当换向阀 于中位时，因 P 、 A 、 B 相 通，故 可用作差动回 路。
液压元件介绍
液压元件介绍
液压元件是指组成液压系统的各类部件，通常可以分为四大类：
1. 动力元件：如液压泵，其作用是将原动机（通常是电动机或内燃机）提供的机械能转换为流体的液压能。
液压泵是液压系统中的动力源，负责提供压力和流量以驱动整个系统。
2. 执行元件：包括油缸和液压马达，它们是将液压能转换回机械能的元件，实现直线运动或旋转运动，完成各种动作和工作循环。
3. 控制元件：主要是各种阀门，如溢流阀、方向控制阀、速度控制阀等，用于调节和控制液压系统中的压力、流量和流向，从而实现对执行元件运动的精确控制。
4. 辅助元件：如油箱、过滤器、管路和接头等，这些元件虽然不直接参与能量转换，但在整个系统中起到连接、保护和支撑的作用，保证液压系统稳定可靠地运行。
此外，还有工作介质，通常是液压油，它作为传递能量的介质，在液压系统中流动，承受压力并传递动力。
综上所述，液压系统通过这些元件的协同工作，实现了能量的转换和控制，广泛应用于工业机械、工程机械等领域。
根据不同的应用需求，液压元件的种类和设计也会有所不同，以满足特定的功能和性能要求。
第八章液压基本回路(一)
第八章液压基本回路§1 概论一、液压回路的组成一般液压回路的主要元件的动力传递关系为：原动机液压泵液压阀液动机负载。
原动机将机械能输入液压系统,由液压动力元件—-液压泵转变为液压能，通过控制元件——液压阀调整控制压力油的方向、流量和压力的大小,然后传递给执行元件——液动机，使其按照一定的方向、速度和出力带动负荷运动和工作，构成液压回路。
原动机主要有交流电动机、直流电动机和内燃机等。
液压阀、液压泵和液动机等互相配合构成三种基本类型的控制回路，即压力控制回路，方向控制回路和速度控制回路。
此外，还有由此派生出来的位置控制回路和时间控制回路。
有时，一个回路可同时兼有几种职能。
二、液压回路的表示方法液压回路可用以下几种表示方法。
1.外观图它能直观地表示出各液压元件的形状、位置和管路的联接走向，不能表示出元件的内部结构和液压系统的工作原理，一般仅用于装配工作。
2.截面图它直接表现出各元件的内部结构和系统的工作原理，便于理解和查找故障，但因制图较麻烦，一般仅用于教学。
3.符号图它用简单的符号把复杂的液压系统表现出来，它既能表现出各元件之间管路的联接方法,又可以说明它的工作原理,制图也很简单.但是事先必须对各种元件的符号,工作原理和职能有充分的了解，否则看不懂符号图.这种方法被国内外广泛应用。
4.混和图为了特别说明某元件的工作原理或不便于用符号表示液压元件时，可在符号图中采用局部截面图.三、开式回路和闭式回路液压系统按照油液的循环情况可分开式回路和闭式回路.开式回路中液动机的回油流到一个大气压条件下的开式油箱，液压泵靠自吸能力将油箱中的油液输入液压工作系统。
闭式回路中液动机的回油直接输入液压泵的吸油口，形成封闭的回路。
开式回路结构简单，油液散热条件好,但是它的油箱体积较大，空气与油液的接触机会较多，因而容易混入空气，使系统工作不够稳定。
开式回路要求液压泵有较好的自吸能力，对于自吸能力较差的柱塞泵等，需设置辅助液压泵.闭式回路比开式回路效率高。
第八章调速回路(液压传动与控制)
q1 A1
活塞受力方程：
F p1 A1
缸的流量方程：
F q1 CAT 1 ( p p p1 ) CAT 1 ( p p ) A1
南昌大学
第二节 节流调速回路
1、进油节流调速回路
（1）速度负载特性：调速回路的速度－负载特性也称为机械 特性。它是在回路中调速元件的调定值不变的情况下，负载变 化所引起速度变化的程度。 于是有：
第二节 节流调速回路
二、变压式节流调速回路
变压式节流调速回路有称为旁路节流 调速回路。这种回路使用定量泵，并且 必须并联一个安全阀，并把节流阀安装 在与主油路并联的分支油路上。 旁路节流调速回路泵的出口压力由负 载决定，溢流阀作为安全阀，节流阀调 节排回油箱的流量。
当不考虑泄漏和压缩时，活塞速度：
q2 CAT1 ( p2 p3 ) CAT p2
南昌大学
第二节 节流调速回路
2、回油节流调速回路
（1）速度负载特性：在不计管路压力损失和泄漏的情况 下，回路中液压缸的速度表达式为：
q2 A2
回路速度刚性kv为
CAT1 ( pp A1 F )
(1 ) A2
1 pp A1 F A2 k 1 CAT1 ( pp A1 F )
南昌大学
第二节 节流调速回路
一、定压式节流调速回路
定压式节流调速回路根据节流阀在回路中的位臵分为进口 节流调速回路、出口节流调速回路、进出口节流调速回路。这 种回路都使用定量泵，并且必须并联一个溢流阀。液压系统常 常需要调节液压缸和液压马达的运动速度，以适应主机的工作 循环需要。液压缸和液压马达的速度决定于排量及输入流量。
1、进油节流调速回路
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第八章液压系统控制元件（Control Components in Hydraulic Systems）8.1概述（INTRODUCTION）在任何液压传动系统中最重要的条件之一是控制。
如果控制元件选择不正确，整个系统起不到所需要的作用。
液压传动主要是通过称为液压阀的控制元件来实现控制的。
控制元件的选择不仅涉及到它的类型而且还要考虑其尺寸大小，操纵技术和远控能力。
控制元件有三种基本类型（One of the most important considerations in any fluid power system is control. If control components are not properly selected, the entire system will not function as required. Fluid power is controlled primarily through the use of control devices calledvalves. The selection of these control devices not only involves the type but also the size, the actuating technique, and remote-control capability. There are three basic types of control devices）：✵方向控制阀（directional control valves）；✵压力控制阀（pressure control valves）；✵流量控制阀（flow control valves）。
方向控制阀在回路内部确定流动路线。
例如，它们确定液压缸或液压马达的工作方向。
控制流动路线的元件主要有单向阀、梭形阀和二位、三位、四位方向控制阀（Directional control valves determine the path through which a fluid traverses within a given circuit. For example, they establish the direction of motion of a hydraulic cylinder or motor. This control of the fluid path is accomplished primarily by cheek valves, shuttlevalves, and two-way, three-way, and four-way directional control valves）。
压力控制阀防止系统超载，它可能是由于流体需要压缩而逐渐形成的可能是由于阀开启或关闭所产生的突然冲击。
逐渐形成的压力是由溢流阀、减压阀、顺序阀、卸荷阀和平衡阀来控制的。
当然，压力反馈的油泵也能用于防止超载。
压力冲击能瞬时产生比正常系统压力高四倍的压力。
吸震器是用来消除压力冲击和衰减液压震动的液压装置（Pressure control valves protect the system against overpressure, which may occur due to a gradual buildup as fluid demand decreases or due to a sudden surge as valves open or close. The gradual buildup of pressure is controlled by pressure relief, pressure reducing, sequence, unloading, and counterbalance valves. Of course, pressure-compensatedpumps can also be used. Pressure surges can produce an instantaneous in pressure as much as four times the normal system pressure. Shock absorbers are hydraulic devices designed to smooth out pressure surges and to dampen out hydraulic shock）。
此外，对液压回路的各管道中的流量也必须进行控制。
例如，控制决定于流量的执行元件的速度。
这类控制是通过使用流量控制阀来实现的。
变量泵也能用来控制执行元件的速度除非系统包含每一个都必须以不同的速度工作的几个执行元件。
在这种情况下就需要独立式的流量控制阀。
无补偿的流量控制阀用于不需精确的速度控制，此时由于经过流量控制阀的压降而使流量发生变化。
压力补偿流量控制阀自动调节压降的大小以保持恒定的流量（In addition, fluid flow rate must be controlled in various lines of a hydraulic circuit. Forexample, the control of actuator speeds depends on flow rates. This type of control is accomplished through the use of flow control valves. A variable displacement pump can also be used to control actuator speed unless the system contains several actuators each of which must operate at different speeds. In such a case separate flow control valves are required. Noncompensated flow control valves are used where precise speed control is not required since flow rate varies with pressure drop across a flow control valve. Pressure-compensated flow control valves automatically adjust to changes in pressure drop to produce a constant flow rate）。
8.2 方向控制阀（DIRECTIONAL CONTROL V ALVES）一、单向阀（CHECK V ALVE）✵功用（function）：使液体只能单向通过（Make the fluid can only one-way through）。
✵性能要求（performance requirements）：压力损失小，反向截止密封性好（The pressure loss is small, the opposite direction close good tightness）。
✵分类（classification）：普通单向阀（check valve），液控单向阀（pilot-operated check valve）。
1.普通单向阀（check valve）⑴结构（structure）：由阀体、阀芯和复位弹簧等组成（The valve body, valveelement and reset spring,etc）。
⑵工作原理（operating principle ）：✵正向导通（Forward pass fluid ）：✵反向截止（Reverse cut-off ）：↓F 2=p 2A 2+Fs ＞F 1=p 1A1阀芯紧压阀口←单向阀反向截止压力油（p 2）由出油口进入单向阀→压力油作用于阀芯产生F 2=p 2A 2→↓压力油（p 2）由出油口流出单向阀←单向阀导通阀芯脱离阀口p 1A 1＞F s →阀芯右移←→压力油作用于阀芯产生F 1=p 1A 1→压力油（p 1）由进油口进入单向阀⑶职能符号（function symbol）：⑷性能参数（performance parameters）✵开启压力（Opening pressure）：0.035～0.05MPa；✵压力损失（pressure loss）：Δp＜0.1～0.3MPa；作背压阀时，其背压力为（Be back pressure valve, the back pressure for）0.2～0.6MPa。
2.液控单向阀（pilot-operated check valve）⑴结构（structure）：由阀体、阀芯、控制活塞、推杆和复位弹簧等组成（The valve body, valve element, control piston, push rod, and reset spring, etc）。
⑵工作原理（operating principle ）：①正向导通（Forward pass fluid ）：同单向阀（And check valve the same ）。
②反向导通（Reverse pass fluid ）：✵液控单向阀（pilot-operated check valve ）：↓↓↓F k =p k A k ＞F 2=p 2A 2+F s 压力油（p 2）由进油口流出液控单向阀单向阀反向导通→→→→压力油（p 2）由出油口进入单向阀压力油作用于阀芯产生F 2=p 2A 2F 2=p 2A 2+Fs ＞F 1=p 1A 1单向阀反向截止推杆抵靠单向阀阀芯→推动控制活塞上行→推杆上行→控制油液作用于控制活塞产生F k =p k A k 控制油液经控制油口（K 口）进入液控单向阀→✵带卸荷阀芯的液控单向阀（Take unloading valve element pilot-operated check valve ）：↓↓↑↑↑压力油（p 2）由出油口进入液控单向阀压力油作用于单向阀阀芯产生F 2=p 2A 2单向阀反向截止→F 2=p 2A 2+Fs ＞F 1=p 1A 1←推动控制活塞上行←控制活塞推动推杆上行←→控制油液作用于控制活塞产生F k =p k A k→控制油液经控制油口（K 口）进入液控单向阀←推杆继续上行←卸荷阀芯上行←控制活塞继续上行←推杆抵靠卸荷阀芯卸荷阀芯锥形部分脱离单向阀阀芯→少量压力油（p 2）经卸荷阀芯与主阀芯间的通道流向进油口（p 1口）→压力油（p 2）由进油口流出液控单向阀推杆抵靠单向阀阀芯F k =p k A k ＞F 2=p 2A 2+F s→单向阀反向导通液控单向阀卸荷⑶职能符号（function symbol）：⑷性能参数（performance parameters）控制压力（control pressure）：pk ≈30～40％p，p－主油路压力（The main fluid pressure）。