液压液压控制阀

第五章 液压控制阀
(动画)
第五章 液压控制阀
第五章 液压控制阀
工作原理： P1A1=P2A2（压力较低时）主
阀在弹簧的作用下关闭，当压力升 高大于先导阀弹簧的调定压力时， 先导阀开启P1不等于P2。则
图5-5 压力流量特性
(P1 P2 ) A k(x x0 )
P1
k(x0 A
x)
P2
P2
液压阀可以通过改变流量公式中的不同参数来得到。
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流量Q不变化： 当Q=常数，改变a，只能使阀口前后压差变化； 当a很大时，△P =0；当Q=常数，a不变，△P不变。 流量Q的变化 ： 当△P =常数，改变a，可调节流量Q；当a=常数，△P变 化，Q正变； 当a=常数，Q变化， △P正变。
k(x'0 A1
x')
X
'
k很小，x变化p1变化小；x′很小，P2很小，整个压 力变化小，斜率大，调压精度高 。
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压力由先导阀控制，流量经主阀口溢出，阀的开启压 力由先导阀弹簧调节，先导阀由一小规格的直动式溢流阀。 而通过阀的流量的绝大部分（95%）由主阀口溢出。
先导阀的尺寸不受额定流量的影响。阀前口的直径可 以尽量的小，因此在承受高压的情况下先导阀弹簧的预紧 力和刚度均可较小。
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所谓薄壁小孔就是孔口具有尖锐的边缘，且小孔的 长度小到以至于当液体流经小孔时，只有局部阻力而不 产生沿程水头损失的程度。一般当小孔的长度与小孔的 直径之比小于0.5。
C0—流量系数，一般与雷诺数有关；a—阀 口过流断面积；△P—前后压差。
图5-1薄壁小孔
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4. 节流：一定流量的液体流经面积为a的阀口时，阀口 前后产生的△P压差（压力损失），这一现象称节流。
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二、减压阀 减压阀是一种利用液压流经阀口时的节流作用产生 压力损失，使出口压力低于进口压力的压力控制阀。用 来控制系统中两油路的压力差。若泵后的压力高,想要某 规律的压力，例如机器的工件加紧，太大工件变形；太 小不起作用。 常见的有定压、定差和定比减压阀。
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（一） 定压减压阀
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主阀尺寸和控制压力无关，可选用较大直径。在通过 大流量时，阀的升程很小，同主阀弹簧与控制压力无关， 仅在主阀关闭时起克服摩擦的作用，加速阀的关闭过程， 减小滞后。
主阀弹簧和预紧力均很小，因此阀的 静态超调量很小， 适用于高压大流量系统，并提供进行远程控制和作卸荷阀 的作用。 (10)
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二）先导式溢流阀
组成：敏感元件和执行元件分开，由先导阀和主阀组成
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先导式溢流阀按照控油的来源和泄油去向不同：有 内控内泄、内控外泄、外控内泄、外控外泄。目的增加 灵活性。如由于泄油和主阀回油汇流，在某些情况下系 统压力冲击、背压等因素，直接影响先导阀的启闭，导 致溢流阀稳定性下降，并激起振动和噪声，若改用外泄 可能减少这种现象。
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类型：
用途：方向、压力和流量阀。举例----、可组合。 控制方式：开关阀（定值）；比例控制阀；伺服控制 阀；电液数字控制阀 。 结构形式：滑阀、锥阀、球阀、转阀、喷嘴挡板阀、 射流管阀。 安装连接方式：螺纹式（简单系统）；板式；集成 块式；插装式。 （9）
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结构和原理 1. 各阀都由阀体、阀心和操纵控制机构三个基本部 分组成； 2. 各阀的工作原理都基Байду номын сангаас同一点：依靠阀芯与阀体 的相对运动来改变阀口处的状态（通或断或过流断面积 变化），以实现各种控制功能； 3. 液压油流经各种阀口的压力—流量特性，属薄壁 形小孔。
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应用 1. 调压（图5-6.1） 2. 远程控制（图5-6.2）
图5-6.1 溢流阀调压
图5-6.2 溢流阀远程控制
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3. 安全阀（图5-6.3），（图5-6定量泵改为变量泵）
图5-6.3 溢流阀作安全阀
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4. 造成背压将溢流阀安装在系统的回油路上，可 对 回油产生阻力，即造成执行元件的背压。回油路存在一 定的背压，可以提高执行元件的运动 稳定性。
原理：不计阀芯重量、摩擦力和稳态液压力，当下式成立：
PA FS0 KX 0 P FS0 KX 0
AA
阀芯向上运动，阀口状态及 过流断面积发生变化，随着阀芯 的上移，弹簧压缩量增加，直到 平衡。
图5-2 阀的原理
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一、溢流阀 作用：恒压、保压和过载保护等。 一）直动式溢流阀
P
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5.1 压力控制阀 各类压力阀均依靠作用在阀芯上的液体压力与弹簧
力的平衡关系实现各种基本控制作用。如决定通口通或 断以控制系统的最高压力（如安全阀），最低压力（如 卸荷阀）；油路的连通顺序（如顺序阀）；控制阀口过 流断面积大小以保持压力恒定（如减压阀和溢流阀）。
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远程控制口的作用 1. 远程控制：引油到溢流阀放在操作平台上，操作这
个阀达到控制的目的方便，远程控制阀的压力低。 2. 远程控制口卸荷，系统处于非工作状态时使系统的
压力最低，提高效率。
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主要性能： 压力调节范围：在规定的范围内最大和最小值； 压力流量特性曲线； 启闭特性：溢流阀从开启到闭合过程中，被控压力与 通过溢流阀的溢流量之间的关系。
作用：使系统中某部分回路获得比供油压力低的 恒定压力，同时消除油路的压力干扰，使受减压阀 控制的回路压力不受油源的影响。 拆装动画
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定压减压阀应用：液压加紧
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图5-7 减压回路
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4
d2
k(x
x0 )
Q C dx 2g P
解之得：Q=c d
2g
( d2 4k
3
P2
1
x0P 2
)
图5-3 直动式溢流阀 1-推杆；2-调节螺母；3-弹 簧；4-锁紧螺母；5-阀盖； 6-阀体；7-阀心；8-螺塞
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这种直动式溢流阀敏感元件和执行合一，但存在 问题，要求△P非常小或较小而d大，k也非常小，容 易弹开，没有办法实现。故只有在低压，并且调节误 差较大，为了提高精度用先导式溢流阀。 (动画)