第52章液压阀2.ppt

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1、 图5-19 节流阀的流量特性曲线 如图5-19所示，OA为m=1时的曲线，OB为m=0.5时的曲线。一般节流口的特性曲线介于OA与OB之间。由式(5-6)知，节流口的流量是否稳定，与节流口前后的压前后的压力差力差、油温油温以及节流口形节流口形等因素密切相关。回首页 回首页 （1）压力对流量稳定性的影响 在使用中，当节流阀的通流面积调定后，由于负载的变化，节流口前后的压差p亦会变化，使流量不稳定。由式（5-6）可知，m越大，p的变化对流量的影响就越大，故节流口宜制成薄壁孔。（2）温度对流量稳定性的影响 油温的变化引起粘度变化，从而对流量产生影响，这对细长小孔十分明显。（3）节流口的阻塞及防止

2、当节流口的通流截面积很小时，在保持所有因素都不变的情况下，通过节流口的流量会出现脉动，甚至发生断流，即节节流阀的阻塞现象流阀的阻塞现象，造成液压系统执行元件速度的不均匀。因此，为防止节流口的阻塞，一方面要规定节流阀的最小稳定流量要规定节流阀的最小稳定流量，另一方面要加强油液物理物性和化学稳定性要加强油液物理物性和化学稳定性，并采用水力半径大的节流口。图5-20 节流阀结构原理图1调节手轮 2阀芯 3阀套 4阀体 图5-20中，节流阀采用转阀结构。阀芯2上的螺旋曲线开口与阀套3上的窗口匹配后，构成具有某种形状的棱边形节流口。转动手轮1（此轮可用钥匙锁定）时，螺旋曲线相对于阀套窗口升高或降低，从而

3、调节阀口的通流面积，获得所需流量。回首页 节流阀的结构和工作原理 节流阀的结构主要决定于节流口的形式，节流口一般有轴轴向三角沟槽式向三角沟槽式和周向缝隙式周向缝隙式两种。5.4.2 调速阀调速阀 调速阀实际上是一种进行了压力补偿的节流阀。它由定差定差减压阀减压阀和节流阀串联而成节流阀串联而成，由减压阀的自动平衡作用来进行压力补偿，使节流口前后压差p基本保持恒定，从而稳定所通过的流量。图5-21 调速阀的工作原理图1减压口 2节流口 3减压阀部分 4节流阀部分简化符号 回首页详细符号2p2p1p 如图5-21所示，压力为 的油液经减压口后，压力降为 ，并分成两路，一路经节流口去执行元件，另一路作

4、用于减压阀阀芯的右端面（包括阀芯肩部环形面积）。压力为 的油液经节流口后降为 ，并将其引到减压阀芯有弹簧端左端。这样节流阀口前后的压力油分别引到定差减压阀阀芯的右端和左端。定差减压阀芯两端的作用面积A相等，设弹簧力为 ，则当减压阀芯处于稳态工作时，阀芯的力平衡方程为阀芯的力平衡方程为（忽略摩擦力等）回首页图5-21 调速阀的工作原理图1减压口 2节流口 3减压阀部分 4节流阀部分3psFApFAps23AFppps32(5-7)(32pp 1p2p)(32pp 3p 式(5-7)说明节流口前后压差p始终与减压阀芯的弹簧力 相平衡而保持不变，即通过调速阀的流量不变通过调速阀的流量不变。回首页 定

5、差减压阀在负载变化时进行压力补偿的过程如下：若负载增加，引起调速阀出口压力 增加，作用在减压阀芯左端的液压力增大，使减压阀阀芯失去力平衡而右移；于是减压口增大，通过减压口的压力损失减小，使也 增大；结果使 基本上未变，从而流量也不变。同理，若负载不变，而 发生变化，也可以使 基本不变。图5-21 调速阀的工作原理图1减压口 2节流口 3减压阀部分 4节流阀部分图5-22 调速阀和普通节流阀的流量特性比较 1节流阀 2调速阀 回首页 由于调速阀具有压力补偿的功能，当负载变化时，能使其流量基本保持不变，所以它适用于负载变化较大或对调速稳定性要求较高的场合。调速阀正常工作时，要求压差至少有.40.5

6、MPa。这是因为压差小时，减压阀阀芯在弹簧力作用下处于最右位置，减压口全部打开，不能起到稳定节流阀前后压差的作用，这时调速阀就相当于一个普通节流阀。图5-23 2FRM型单向调速阀结构原理图1减压阀 2阀体 3节流杆 4调节元件 5薄刃孔 6节流窗口 7单向阀 8行程调节器 回首页图形符号 如图5-23所示，压力油从A腔进入调速阀后，先经减压阀1减压，再由节流阀节流，从B腔流出。节流口是薄刃形的。该阀在减压阀处装有行程调节器8。调速阀未工作时，减压阀的开度最大，这时不起减压作用。回首页5.4.3 分流集流阀分流集流阀 分流集流阀是保证两个或多个执行元件实现速度同步的元件，也称同步阀也称同步阀。

7、分流集流阀（或简称分流阀）可按油流方向分为分流阀分流阀（出口分流）、集流阀集流阀（进口分流）和分流集流阀分流集流阀（双向分流）三种。为使流量不受负载压力变化的影响，它具有压力补偿功能。分流集流阀符号(a)分流阀；(b)集流阀；(c)分流集流阀 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。回首页图5-24 挂钩式分流集流阀的结构原理图 分流时，因P0P1（或P0P2），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；回首页 集流时，因P0P1（或P0P2），此压力差将挂钩阀芯1

8、、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。回首页 回首页5.5 二通盖板式插装阀二通盖板式插装阀5.5.1 二通盖板式插装阀概述二通盖板式插装阀概述 二通盖板式插装阀又称为逻辑插装阀。它的基本构件为插装式阀芯、阀套、插装孔和盖板组件。盖板式二通插装阀与普通液压阀相比较，具有下述特点：（1）通流能力大，特别适用于大流量的场合，其最大通径可达200mm250mm，通过的流量可达10000L/min。（2）密封性好，泄漏小，油液流经阀的损失小。（3）阀芯动作灵敏，抗污染能力强。（4）结构简单，易于实现标准化。因而主要用

9、于流量较大系统或对密封性能要求较高的系统。图5-25 盖板式二通插装阀的组成1先导控制阀；2控制盖板；3逻辑单元（主阀）；4阀块体 回首页 插装阀由控制盖板控制盖板、插装单元插装单元（由阀套、弹簧、阀芯及密封件组成）、插插装块体装块体和先导控制阀先导控制阀（如先导阀为二位三通电磁换向阀）组成。由于插装单元在回路中主要起通、断作用，故又称二通插装阀。5.5.2 盖板式二通插装阀的基本结构与工作原理盖板式二通插装阀的基本结构与工作原理 盖板式二通插装阀基本结构 回首页 插装单元是盖板式二通插装阀的主阀主阀或称功率元件，将其插装在插装块体（或称集成块）中，通过它的开启、关闭动作和开启量的大小来控制液

10、流的通断或压力的高低、流量的大小，以实现对液压执行机构的方向、压力和速度的控制。插装单元的工作状态由各种先导元件控制，先导元件是盖板式二通插装阀的控制级。常用的控制元件有电磁球阀电磁球阀和滑阀滑阀式电磁换向阀式电磁换向阀等。先导元件除了以板式连接或叠加式连接安装在控制盖板上以外，还经常以插入式连接方式安装在控制盖板内部，有时也安装在阀体上。控制盖板不仅起盖住和固定插装件的作用，还起着连接插装件与先导元件的作用；此外，它还具有各种控制机能，与先导元件一起共同构成插装阀的先导部分。插装阀体上加工有插装单元和控制盖板等的安装连接孔口和各种流道。由于插装阀主要采用集成式连接形式，一般没有独立的阀体，在

11、一个阀体中往往插有多个插装件，所以有时也称之为集成块体。盖板式二通插装阀的工作原理图5-26 盖板式二通插装阀插装单元基本结构型式 1阀芯 2弹簧 3阀套 4密封件X职能符号 图中A、B为主油路接口，为控制油腔，三者的油压分别为 、和 ，各油腔的有效作用面积分别为 、，由图可见apbpxpAABAXA 回首页BAXAAA(5-8)面积比：XAAXAA(5-9)1AXAX1AX 根据阀的用途不同，面积比 有 和 两种情况。盖板式二通插装阀的工作状态是由作用在阀芯上的合力的大小和方向来决定的。当不计阀芯的重量和摩擦阻力时，阀芯所受的合力 为F21FFApApApFBBAAXX1F（5-10）式中

12、弹簧力；阀芯所受稳态液动力。2F 回首页XBBAAXAFFApApp21（5-11）0F 由式（5-10）可见，当 时，阀口关阀。即 当 时，阀口开启。即XBBAAXAFFApApp21X（5-12）由此可见，盖板式二通插装阀的工作原理是依靠控制腔（腔）的压力大小来启闭的。控制腔压力满足式（5-11）时，阀口关闭；控制腔压力满足式（5-12）时，阀口开启。回首页 0FAX5.5.3 插装单元的结构形式插装单元的结构形式 根据使用条件不同，插装单元的结构型式和结构参数还可做许多相应的变化，例如在结构上有滑阀形式的、常开式的，阀芯上带节流塞的，阀套与阀芯滑动配合面上带密封圈的等。在结构参数上可具有

13、不同的面积比 ，不同的开启压力和不同的锥角等。插装单元的结构形式有：方向阀插装单元方向阀插装单元、方向流量阀插方向流量阀插装单元装单元、压力控制插装单元压力控制插装单元。方向阀插装单元 方向阀插装单元的结构型式如图5-26所示，其特征是具有较大的面积比，一般为1:1.1左右。由于B腔作用面积很小，当BA流动时的开启压力很高，所以通常只允许工作流向AB的单向流动。如将面积比改为1：2或1：5，使B腔作用面积加大，BA流动时的开启压力也相应下降了，所以，这种面积比的插装单元允许用于工作流向为AB和BA的双向流动。回首页方向流量阀插装单元 方向流量阀插装单元的结构型式如图5-27所示，其特征是阀芯头

14、部带有一个节流塞，或称缓冲凸头。图中节流塞为三角槽的圆柱形图，也有带圆锥形的型式，面积比一般为1：2或1：1.5。该插装单元要求换向无冲击或者要求用作节流元件实现流量控制的场合。图5-27 方向流量阀插装单元。职能符号 回首页 压力控制插装单元 压力控制插装单元的结构型式如图5-28所示。图5-28a 压力控制插装单元 图5-28a所示插装单元的特征是具有最大的面积比1:1，阀芯上无节流塞。这种形式的插装单元主要用来组成溢流阀，顺序阀、卸荷阀及电磁溢流阀等压力控制阀。职能符号 回首页XX 图5-28b所示插装单元的特征是具有较大的面积比，一般为1:1.051:1.1。阀芯上带有阻尼螺塞，沟通了

15、A腔与 腔，组成先导压力阀时不需再旁置阻尼螺塞，应用比较方便，A腔通过 腔与B腔之间有泄漏。该插装单元主要用来组成多种压力控制阀，也常用来实现二位二通开关机能。职能符号图5-28b 压力控制插装单元 回首页XX 其特征是采用了滑阀式结构，面积比为1：1，常开型。减压工作油流方向为BA。阀芯中还有一个单向元件，允许A 单向流动。可保持插装单元的常开状态，还可防止A腔压力超过 腔压力，使减压阀失控。该插装单元的主要用途是构成减压阀。用螺塞代替单向元件后经常在二通流量阀中作差压阀使用。图5-28c 减压阀插装单元职能符号 回首页5.5.4 盖板式二通插装阀控制组件盖板式二通插装阀控制组件 盖板式二通

16、插装阀控制组件有：方向控制组件方向控制组件、压力控制压力控制组件组件、流量控制组件流量控制组件。方向控制组件 回首页图5-29 插装阀用作方向控制阀（a）单向阀；(b)二位二通阀图5-30 插装阀用作方向控制阀二位三通阀 回首页 图5-31所示为用一个二位四通电磁先导阀对四个方向阀插装单元进行控制，组成了一个四通阀，该四通阀等效于一个二位四通电液换向阀。图5-31 一个先导阀与四个方向阀插装单元组成的四通阀 回首页 回首页 压力控制组件 盖板式二通插装阀的压力控制组件有溢流控制组件溢流控制组件、顺序顺序控制组件控制组件和减压控制组件减压控制组件三类，其中溢流控制组件和顺序控制组件的结构、工作原理传统溢流阀相似。插装阀用作压力控制阀（a）溢流阀；(b)电磁溢流阀 符号图5-32 减压控制组件1减压阀插装单元 2控制盖板 3先导调压阀 4微流量调节器 如图5-32所示，先导调压阀调压，滑阀式减压阀插装单元减压，微流量调节器使控制流量不受干扰而保持恒值，一般为1.11.3L/min。回首页图5-33 节流式流量控制组件插装节流阀流量控制组件符号 回首页1P2P图5-34所示的二通型流量控制组