《液压与气压传动》精美PPT课件-第四章 控制元件4.1应用

1、,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,应用,减压阀用在液压系统中获得压力低于系统压力的二次油路上， 如夹紧回路、润滑回路和控制回路。减压定压。,例：减压阀串联时，阀组出口压力由调定压力由小调定压力阀确定，但同时要分析负载压力。2个减压阀的调整压力分别为4MPa、 3MPa，溢流阀为 5MPa,（1）缸空载运动时。 负载压力p1 = F/A=0 ， 减压阀不工作，阀口全开。 则pp = 0,(2) 缸运动到终点停止时。 相当于负载无穷大， 减压阀工作，使出口压力p1 3MPa 。 则pp = MPa,例：减压阀并联时，出口压力也由小调定压力阀来决定。2个减压阀的调整压力分别为4MPa、 3MPa，溢流阀为 5MPa,（1）缸空载运动时。pp = 0,(2) 缸运动到终点停止时。pp = MPa,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,第四章 控制元件,3. 顺序阀,功用: 控制多个执行元件的顺序动作。,分类：,根据结构不同：直动式、先导式 根据控制压力来源：内控式、外控式 根据泄油方式：内

2、泄式、外泄式,结构与溢流阀基本相似，但出口接油路，弹簧腔的泄油口需单独接油箱。,工作原理和结构,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,直动式内控外泄顺序阀的工作原理,b）内控式顺序阀符号 c）外控式顺序阀符号,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,第四章 控制元件,(1) 内控式顺序阀：进口压力 调定压力时，阀口打开，进出油口连通。 (2) 外控式顺序阀：控制油口压力 调定压力时，阀口打开，进出油口连通。外控式顺序阀阀口的开启与否和进口压力没有关系，仅决定于控制压力的大小。,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,第四章 控制元件,图4-33 先导式顺序阀 1阀体 2阀心 3阻尼孔 4盖板,图4-33 先导式顺序阀,通过改变上盖或底盖的装配位置可得到内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄四种结构类型。,顺序阀的四种结构形式及其图形符号,School of Mechanical Engineering,性能,顺序阀的主要性能和溢流阀相仿。,应

3、用,1）控制多个执行元件的顺序动作。,内控外泄顺序阀与溢流阀非常相象：阀口常闭，有单独的泄油口，进口压力控制，阀出口油液要去工作。顺序阀工作时，使阀的进口压力等于调定压力。,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,应用,2）与单向阀组成平衡阀。保持垂直放置的液压缸不因自重而下落。,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,应用,3）作卸荷阀。在双泵供油系统中，当系统所需流量较小时，用外控顺序阀使大流量泵卸荷。,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,应用,4）作背压阀。使回油具有一定压力，保证执行元件运动平稳。,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,第四章 控制元件,4. 压力继电器,利用液体压力信号来启闭电气触点的液压电气转换元件。,图4-35 压力继电器 1柱塞 2顶杆 3调节螺钉 4微动开关,工作原理：当油液压力达到压力继电器的设定压力时，压力继电器发出电信号。,应用：控制电磁铁通断电，实现

4、顺序控制或安全保护。,顺序动作回路,例1：溢流阀串联时，泵出口压力为各阀的调定压力之和。3个溢流阀的调整压力分别为4MPa、 3MPa、 5MPa,pp = 12MPa,例2：溢流阀并联时，泵出口压力由最小调定压力阀控制。3个溢流阀的调整压力分别为4MPa、 3MPa、 5MPa,pp = 3MPa,例3：减压阀串联时，要考虑负载压力。2个减压阀的调整压力分别为4MPa、 3MPa，溢流阀为 5MPa,（1）缸空载运动时。 负载压力p1 = F/A=0 ， 减压阀不工作，阀口全开。 则pp = 0,(2) 缸运动到终点停止时。 相当于负载无穷大， 减压阀工作，使出口压力p1 3MPa 。 则pp = MPa,例1：溢流阀并联情况,例1：溢流阀串联情况,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,第四章 控制元件,Part 4.3.3 流量控制阀,功用：通过改变可变节流口面积大小（阀口开度），从而控制通过阀的流量，调节执行元件的运动速度。,普通流量控制阀：节流阀、调速阀、溢流节流阀、分流集流阀,H&P,节流阀 调速阀,School of Mec

5、hanical Engineering,上海电机学院机械学院,第四章 控制元件,液压与气压传动,1.流量控制原理,（4-20）,K 常数； A(x)节流口的通流面积，是开口的函数； m 指数，0.5m1。薄壁小孔 m 0.5,H&P,可见，通过阀口的流量，和阀口前后压差、油温及阀口形状有关。当压力差一定时，改变开口面积就可改变流量。,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,第四章 控制元件,液压与气压传动,（1）压差对流量稳定的影响：阀开口一定时，阀口前后压差变化时，使流量不稳定。 （3）最小稳定流量和流量调节范围 当阀口压差p一定，在阀口面积调小到一定值时，流量将出现时断时续现象；进一步调小，则可能断流。这种现象称为节流阀的阻塞现象。不产生阻塞现象的最小流量称为最小稳定流量。因此，节流阀有一个能正常工作的最小流量的限制。 一般约在0.05L/min左右。,H&P,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,第四章 控制元件,液压与气压传动,节流阀口发生阻塞的主要原因：是由于油液中的杂质、油液高

6、温氧化后析出的胶质等附在节流阀口表面上所致。当阀口开度很小，这些附着层达到一定厚度时，就会使油液时断时续，甚至断流。,减小阻塞的措施：采用水力直径大的节流口；另外，选择化学稳定性和抗氧化稳定性好的油液，精细过滤，定期换油等都有助于防止阻塞，降低最小稳定流量。,流量调节范围指通过阀的最大流量和最小流量之比。,H&P,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,第四章 控制元件,2.节流阀,图4-36 节流阀 1螺母 2阀体 3阀心,H&P,结构原理 阀心、阀体和螺母。阀体上开有进油口和出油口。阀心一端开有三角尖槽，另一端加工有螺纹，旋转阀心使之在螺母中上下移动，从而改变节流口面积大小。,节流阀的流量特性： q = K A p1/2 它反映了节流阀的流量q与阀前后压力差p 和开口面积A 之间的关系。,节流阀的缺点：外负载波动引起阀前后压力差p 变化，即使阀的开口面积A 不变， 也会导致流经阀的流量q 不稳定。,节流阀的应用,（1）起节流调速作用 （2）加载,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,3

7、.调速阀,图4-37 调速阀的工作原理 a）结构 b）图形符号 c）简化的图形符号,调速阀是在节流阀的前面串接了一个定差式减压阀，使油液先经减压阀产生一次压力降，将压力降到pm。利用减压阀阀心的自动调节作用，使节流阀前后压差p=pm-p2基本上保持不变。,H&P,（1）结构原理,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,（2）流量稳定性分析,调速阀用于调节执行元件运动速度，并保证其速度的稳定。因为当阀口面积调定后，节流阀一方面控制流量的大小，一方面检测流量信号并转换为阀口前后压力差反馈作用到定差减压阀阀芯的两端面，与弹簧力相比较，当检测的压力差偏离预定值时，定差减压阀阀芯产生相应位移，改变减压缝隙进行压力补偿，保证节流阀前后的压力差基本不变。 调速阀的进出口压力差至少为0.40.5MPa。因为需要保证定差减压阀正常工作。压差很小时，减压阀不工作，不能起到稳定节流阀两端压差的作用。,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,图4-38 调速阀和节流阀的流量特性,q与p间的关系曲线,调速阀的流量特性

8、曲线：,H&P,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,（3）应用 *,调速阀用于运动速度要求稳定的系统。,H&P,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,H&P,结构原理 由定差溢流阀与节流阀并联而成。 节流阀既是调节元件，又是检测元件；定差溢流阀保证了节流阀前后压力差p 基本不变。,4. 溢流节流阀*,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,H&P,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,第四章 控制元件,Part 4.4 常用气动元件,H&P,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,一.气动系统组成,H&P,1、气动系统的组成： 气源装置：压缩空气的发生装置以及压缩空气的存贮、净化的辅助装置。为系统提供合乎质量要求的压缩空气。 执行元件：如气缸、气马达。 控制元件：控制气体压力、流量及运动方向的元件，如各种阀类；能完成一定逻辑功能的元件，即气动

9、逻辑元件；感测、转换、处理气动信号的元器件，如气动传感器及信号处理装置。 气动辅件：如消声器、管道、接头等。,（1）气源装置,气源装置由以下四部分组成：气压发生装置空气压缩机；净化、贮存压缩空气的装置和设备；管道系统；气动三大件。,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,H&P,空气压缩机将机械能转化为气体的压力能，供气动机械使用。 空气压缩机的分类：容积型、速度型。往复式 离心式容积型 速度型 轴流式旋转式 混流式空气压缩机的选用原则：依据工作压力、流量。,空气压缩机,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,H&P,必须要设置除油、除水、除尘，并使压缩空气干燥的提高压缩空气质量、进行气源净化处理的辅助设备。 一般包括后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器。,压缩空气的净化装置和设备,School of Mechanical Engineering,上海电机学院机械学院,H&P,气动三大件（气动三联件）：分水滤气器，减压阀，油雾器,管道系统和气动三大件,气动三大件是压缩空气质量的最后保证。 分水过滤器 除去空气中的灰尘、杂质，并将空气中的水分分离出来。 减压阀 起减压和稳压作用。 油雾器 特殊的注油装置。 气动三大件的安装连接次序，按气流方向：分水滤气器、减压阀、油雾器。三件组合使用，也只用一件或两件。,（2）气动执行元件,

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