第5章液压传动控制元件03-溢流减压顺序等阀剖析.ppt

1,压力控制阀简称压力阀 压力阀包括： （1）用来控制液压系统压力的阀类 （2）利用压力变化作为信号来控制其它元件动作的阀类 按其功能和用途不同可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等5.3 压力控制阀,压力的调节与控制,在压力阀控制压力的过程中，需要解决压力可调和压力反馈两个方面的问题调压原理,调压是指以负载为对象，通过调节控制阀口的大小，使系统输给负载的压力大小可调2）压力型油源串联减压式调压,如果油源换成恒压源PS，并联式调节不能改变负载压力这时可将控制阀口Rx串联在压力源PS和负载Z之间，通过阀口的减压作用即可调节负载压力PL 5.3.1 溢流阀,根据“并联溢流式压力负反馈”原理设计而成的液压阀称为溢流阀溢流阀的主要用途有以下两点： 1）调压和稳压如用在由定量泵构成的液压源中，用以调节泵的出口压力，保持该压力恒定 2）限压如用作安全阀，当系统正常工作时，溢流阀处于关闭状态，仅在系统压力大于其调定压力时才开启溢流，对系统起过载保护作用6,溢流阀的特征是：阀与负载相并联，溢流口接回油箱，采用进口压力负反馈， 不工作时阀口常开 根据结构不同，溢流阀可分为直动型和先导型两类直动型溢流阀结构原理图,,滑阀式溢流口，端面测压,1 直动型溢流阀,直动型溢流阀因阀口和测压面结构型式不同，形成了三种基本结构。

无论何种结构，均是由调压弹簧和调压手柄、溢流阀口、测压面等三个部分构成锥阀式溢流口 ，端面测压,锥阀式溢流口，锥面测压,直动式溢流阀是作用在阀芯上的主油路液压力与调压弹簧力直接相平衡的溢流阀锥阀式直动型溢流阀,锥阀式直动型溢流阀,,直动型溢流阀结构简单，灵敏度高，但因压力直接与调压弹簧力平衡，不适于在高压、大流量下工作调压手柄,直动型溢流阀 与符号的对应关系,溢流阀的符号,比较：,进口压力近于恒定,直动型溢流阀 与符号的对应关系,溢流阀的符号,,,2 先导型溢流阀,先导型溢流阀的主要特点：由主阀芯负责控制系统的压力，先导级负责向主阀提供指令力，作用在主阀芯上的主油路液压力与先导级所输出的“指令压力”相平衡1）三节同芯先导型溢流阀,2-锥阀座 3-阀盖 4-阀体 7-主阀座 8-主阀弹簧 9-先导弹簧,图6.10 YF型先导式溢流阀原理图,阀 口,主级测压面,,主级指令,,,,,导 阀 比 较,主阀比较,,14,,说明： 只要设计时保证主阀弹簧很软，且主阀芯的测压面积A1较大，摩擦力和液动力相对于液压驱动力可忽略不计，即可使系统压力=常数； 先导溢流阀在溢流量发生大幅度变化时，被控压力p1只有很小变化，故定压精度高； 先导阀的溢流量仅为主阀额定流量的1%左右，因此先导阀阀座孔的面积和开口量、调压弹簧刚度都不必很大； 远程控制口K，可实现远程调压。

电磁溢流阀原理图,,符号,18,,电磁溢流阀除应具有溢流阀的基本性能外，还要满足： 建压时间短； 具有通电卸荷或断电卸荷功能； 卸荷时间短且无明显液压冲击19,溢流阀的主要用途有： （1）作调压阀用溢流阀溢流时，可维持阀进口亦即系统压力恒定 （2）作安全阀用只有在系统超载时，溢流阀才打开，对系统起过载保护作用，而平时溢流阀是关闭的此时溢流阀的调定压力比系统压力大10%～20% （3）作背压阀用溢流阀（一般为直动式）装在系统的回油路上，产生一定的回油阻力，以改善执行元件的运动平稳性 （4）作远程调压阀用溢流阀（一般为直动式）通过管路连接先导式溢流阀遥控口实现远程调压 （5）作卸荷阀用通过电磁换向阀控制先导式溢流阀遥控口实现卸荷5.3.2 减压阀,根据“串联减压式压力负反馈”原理设计而成的液压阀称为减压阀减压阀主要用于降低并稳定系统中某一支路的油液压力，常用于夹紧、控制、润滑等油路中减压阀也有直动型和先导型之分，但直动型减压阀较少单独使用 在先导型减压阀中，根据先导级供油的引入方式不同，有“先导级由减压出口供油式”和“先导级由减压进口供油式”两种结构形式减压阀的特征是： 阀与负载相串联，调压弹簧腔有外接泄油口，采用出口压力负反馈，不工作时阀口常开。

21,,22,直动式二通减压阀 特点：出口压力控制阀芯动作， 有单独泄油口 工作原理：节流口产生压降Δp p2 = p1 -Δp ， p1一定，Δp ↑ ， p2↓ ● p2 ps ,减压、稳压直动式工作原理和结构,直动式二通减压阀,23,稳压原理,● p2 ↑→阀芯上移→阀口减小→ Δp ↑， p2= p1 -Δp ， p1一定，Δp ↑ ， p2↓； ● p2 ↓ →阀芯下移→阀口开大→ Δp ↓， Δp↓， p2↑= ps 职能符号：,,先导级由减压出口供油的先导式减压阀,1 先导级由减压出口供油的减压阀,假设：主阀弹簧软，Ky=0,先导型减压阀 与符号的对应关系,减压阀符号,,,,,,,,,代表液压先导控制,,,2 先导级由减压进口供油的减压阀,28,优点： 先导级供油压力高-则先导输出压力（主阀芯上腔压力）P3也高，则主阀芯上弹簧刚度可不大，主级的控制精度较高 缺点： 减压阀进口压力未经稳定，波动大，不利于先导级的控制 措施： 先导级进口处加“恒流器”代替原固定节流孔图6.18 先导式减压阀原理图,,,,,Q,,,,,,由于减压阀进口压力P1波动较大，会引起导阀流量Q波动，进而使主阀指令压力P3波动。

先导级采用恒流器后，Q基本不波动，因此先导级输出压力P3能够稳定如果阀的出口压力出现冲击，主阀芯上的单向阀4将迅速开启卸压，使阀的出口压力很快降低；出口压力恢复到调定值后，单向阀重新关闭32,先导式减压阀和先导式溢流阀有以下几点不同之处： 减压阀保持出油口处压力基本不变，而溢流阀保持进油口处压力基本不变 在不工作时，减压阀进出油口相通，而溢流阀进出油口不通 为保证减压阀出油口处压力恒定 （为其调定值），它的先导阀弹簧腔需通过泄油口单独外接油箱，而溢流阀的出油口是通油箱的，所以它的先导阀弹簧腔和泄油腔可通过阀体上的通道和出油口接通，不必单独外接油箱33,减压阀的主要用途有： 降低液压泵输出油液的压力，供给低压回路使用，如控制回路、润滑系统以及夹紧、定位和分度等装置回路 稳定压力减压阀输出的二次压力比较稳定，供给执行装置工作可以避免一次压力油波动对它的影响 与单向阀并联，实现单向减压 远程减压减压阀遥控口K接远程调压阀可以实现远程减压，但必须是远程控制减压后的压力在减压阀压力调定值的范围之内5.3.3 顺序阀,顺序阀的作用是利用油液压力作为控制信号，控制油路通断顺序阀也有直动型和先导型之分，根据控制压力来源不同，它还有内控式和外控式之分。

通过改变控制方式、泄油方式以及二次油路的连接方式，顺序阀还可用作背压阀、卸荷阀和平衡阀等顺序阀的特征是： 阀的出口一般接负载（串联），调压弹簧腔有外接或内泄油口，采用进口测压，不工作时阀口常闭图5.17直动式顺序阀,1.直动型顺序阀,直动式顺序阀是作用在阀芯上的主油路液压力与调压弹簧力直接相平衡的顺序阀调压手柄,直动型顺序阀与直动式溢流阀的比较,,顺序阀在油路中相当于一个以油液压力作为信号来控制油路通断的液压开关它与溢流阀的工作原理基本相同，主要差别为：①出口接负载；②动作时阀口不是微开而是全开；③有外泄口阀口常闭 弹簧指令力指向阀口关闭,,,出口回油箱,顺序阀,溢流阀,2. 先导型顺压阀,如果在直动型顺序阀的基础上，将主阀芯上腔的调压弹簧用先导调压回路代替，且将先导阀调压弹簧腔引至外泄口L，就可以构成图所示先导式顺序阀外泄量较大的一种先导式顺序阀,先导式顺序阀原理图,,,,,这种先导式顺序阀的原理与先导式溢流阀相似，所不同的是二次油路即出口不接回油箱，泄漏油口L必须单独接回油箱但这种顺序阀的缺点是外泄漏量过大阀 口,,,阀口,为减少导阀处的外泄量，可将先导阀设计成滑阀式，令导阀的测压面与导阀阀口的节流边分离。

先导级设计为： 导阀的测压面与主油路进口一次压力P1相通，由先导阀的调压弹簧直接与P1相比较；,图5.18 DZ型先导式顺序阀,DZ型先导式顺序阀,导阀阀口回油接出口二次压力P2，这样可不致产生大量外泄流量； 导阀弹簧腔接外泄口，使导阀芯弹簧侧不形成背压； 先导级仍采用带进油固定节流口的半桥回路，固定节流口的进油压力为P1，先导阀阀口仍然作为先导级的回油阀口，但回油压力为P2出油口P2,进油口P1,,演示,46,顺序阀的主要用途有： 1）控制多个执行元件按预定的顺序动作 2）作背压阀用，接在回油路上，增大背压，使执行元件的运动平稳 3）与单向阀组成平衡阀，以防止垂直运动部件因自重而自行下滑 4）用于压力油卸荷，作双泵供油系统中较低泵的卸荷阀5.3.4 压力继电器,压力继电器是利用油液的压力来启闭电气触点的液压电气转换元件压力继电器在压力达到调定值时，发出电信号，控制电气元件动作 压力继电器有柱塞式、膜片式、弹簧管式和波纹管式四种结构形式 柱塞式压力继电器的结构和图形符号如下图所示，当进油口P处油液压力达到压力继电器的调定压力时，作用在柱塞1上的液压力通过顶杆2的推动，合上微动电器开关4，发出电信号。

图中，L为泄油口改变弹簧的压缩量，可以调节继电器的动作压力当压力超过弹簧力时，顶杆推动电器开关，发出电信号,49,压力继电器的主要用途有： （1）在压力达到规定值时，使油路自动释压或反向运动； （2）在规定范围内若大于调定压力，则启动或停止油泵电动机； （3）在规定压力下，使电磁阀起顺序动作；或者在油压机中启动增压泵； （4）作为压力的警号、讯号、安全装置，或用于停止机器；或者启动时间继电器； （5）在主油路压力降落时，停止其辅助设备；或者作为二个高低压间的差压控制器1-柱塞；2-杠杆；3-弹簧；4-开关,5.3.4 压力阀在调压与减压回路中的应用,在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节在变量泵系统中，用溢流阀作安全阀用来限定系统的最高压力，防止系统过载当系统中如需要两种以上压力时，则可采用多级调压回路1 调压回路,当换向阀在左位工作时，活塞为工作行程，泵出口压力较高，由溢流阀1调定2） 双向调压回路,当执行元件正反向运动需要不同的供油压力时，可采用双向调压回路远程调压原理,输出25MPa,RUN,经过减压后 支路压力为3MPa,液压系统中的定位、夹紧、控制油路等支路，工作中往往需要稳定的低压，为此，在该支路上需串接一个减压阀[图(a)]。

2 减压回路,压力阀比较,压力阀中，溢流阀和减压阀是根据压力负反馈原理工作的，用于调压和稳压（控制压力）压力负反馈的核心是将被控压力转化为力信号与指令力比较，指令力可用调压弹簧或比例电磁铁产生，比较元件一般是主阀或先导阀要通过“测压面”、“测压孔”、“调节阀口”、“先导桥路”等几个要点去理解工作原理溢流阀的主要作用有： ①在某些定量泵系统中起定压溢流作用； ②在变量泵系统或某些重要部位起安全限压作用溢流阀的结构形式主要有两种： 直动式溢流阀和先导式溢流阀前者一般用于低压或小流量，后者用于高压大流量溢流阀是利用作用于阀芯的进油口压力与弹簧力平衡的原理来工作的弹簧力可以调整，故压力也可调整当有一定流量通过溢流阀时，阀必须有一开口，此开口形成一个液阻，油液流过液阻时产生压降，这就形成了进油口压力（即溢流压力）实际工作时，溢流阀开口大小是根据通过的流量自动调整，阀的进口压力将随溢流量的增加而加大溢流量改变引起的压力变化的大小，主要取决于主阀芯上弹簧的刚度弹簧刚度愈小，压力变化也愈小压力变化大小反映了溢流阀稳压性能的好坏从这点出发，先导式溢流阀较直动式溢流阀稳压性能好先导式溢流阀有一个遥控口，通过它可以实现远程调压、多级压力控制和使液压泵卸荷等功能。

减压阀是利用液流通过阀口缝隙所形成的液阻使出口压力低于进口压力，并使出口压力基本不变的压力控制阀它常用于某局部油路的压。