1、项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除知识目标知识目标:1.掌握液压控制阀的类型、要求、基本参数及特点。2.掌握方向控制阀的类型、结构、特点、图形符号及应用情况3.掌握压力控制阀的类型、结构、特点、图形符号及应用情况。4.掌握流量控制阀的类型、结构、特点、图形符号及应用情况。5.掌握新型液压控制阀如叠加阀、插装阀、比例阀和数字阀的类型、结构、特点及应用。6.掌握各型液压控制阀的选用与故障排除方法。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除技能目标技能目标:1.能认识与分析常用液压控制阀。2.能根据工作情况正确选用液压控制阀。3.能对液压控制阀进行拆卸、装配、调整及常见故障排除。4.在完成上述任
2、务的过程中,能够自觉遵守安全操作规范。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除任务一任务一 液压控制阀的类型与使用要求液压控制阀的类型与使用要求液压控制阀是用来控制系统中油液流动方向、流量的大小和系统压力高低的元件,分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。一、一、液压控制阀的类型液压控制阀的类型液压阀可按不同的特征进行分类,常用液压阀的种类如表 61 所示。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除二、二、对液压阀的基本要求对液压阀的基本要求液压系统中所使用的液压阀均应满足以下基本要求:(1)动作灵敏,使用可靠
3、,工作时冲击和振动小。(2)油液流过的压力损失小。(3)密封性能好。(4)结构紧凑,安装、调整、使用、维护方便,通用性强。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除三、三、液压阀的基本参数和特点液压阀的基本参数和特点为了适应不同应用场合的需要,液压阀的品种和规格远远超过其他液压元件,因此必须实现它的系列化、标准化及通用化,以利于组织生产,并便于应用。液压阀除了其工作参数额定工作状态下的公称压力和公称流量(或公称通径)应符合国家标准外,它们的外部连接尺寸也应符合有关标准。液压阀在选购与使用时要依据以下几个基本参数:项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除(1)公称通径:液压阀进出油口的名义尺寸,用
4、以表示阀规格的大小。(2)公称压力:液压阀在额定工作状态下的名义压力。(3)公称流量:液压阀在额定工作状态下通过的名义流量。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除任务二任务二 方向控制阀的分析、方向控制阀的分析、选用与故障排除选用与故障排除方向控制阀就是用以控制液压系统中液压油流动的方向或液流的通断,从而控制执行元件的启动、停止或换向的元件。它分为单向阀和换向阀两类,如图 61 所示。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 61 方向控制阀的类型项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除一、一、单向阀单向阀液压系统中常用的单向阀有普通单向阀与液控单向阀两类。系统要求其正方向液流通过时压力损
5、失小,反向截止时密封性能好。单向阀关闭较严,常在回路中起保压、锁紧和消除油路干扰等作用,也常与其他阀组成复合阀。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除1.普通单向阀普通单向阀普通单向阀(简称单向阀)亦称止回阀或逆止阀,其作用是控制油液只能向一个方向流动,反向则不通。如图 62 所示,它由阀体 1、阀芯 2、弹簧 3 等零件组成。阀芯有锥阀式和钢球式之分。锥阀密封性好,应用广泛。单向阀根据安装连接方式不同有管式和板式之分。不管是哪种形式,其工作原理都相同。图 62(a)所示是一种管式普通单向阀的结构。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 62 单向阀项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排
6、除2.液控单向阀液控单向阀液控单向阀是在普通单向阀上增加液控部分,根据需要来实现反向流动的单向阀。液控单向阀的结构如图 63(a)所示,当控制口 K 处无压力油通入时,它的工作机制和普通单向阀一样,压力油只能从通口 P1 流向通口 P 2,不能反向倒流。当控制口 K 有控制压力油时,因控制活塞 1 右侧 a 腔通泄油口,活塞 1 右移,推动顶杆 2 顶开阀芯 3,使通口 P1 和 P 2 接通,油液就可在两个方向自由通流。图 63(b)所示是液控单向阀的图形符号。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 63 液控单向阀项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除3.单向阀的应用、注意事项及应用
7、示例单向阀的应用、注意事项及应用示例1)单向阀的应用场合(1)实现油液的单向流动。对于普通单向阀,通油方向的阻力应尽可能小,而不通油方向应有良好的密封。另外,单向阀的动作应灵敏,工作时没有撞击和噪声。单向阀的弹簧仅用于克服阀芯运动时的摩擦阻力,使阀芯在阀座上就位,所以弹簧刚度一般都选得较小。阀的正向开启压力仅需 0.030.05MPa。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除(2)装在液压泵的出口处,防止系统中的液压冲击影响泵的工作,以及防止系统停止工作时,系统油液经泵倒流回油箱。(3)改换刚度较大的弹簧,使阀的开启压力达到 0.20.6MPa 后,作背压阀使用。(4)用于分隔油路,防止油路间
8、的相互干扰。单向阀和其他阀组合,可组成复合阀。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除2)使用单向阀时的注意事项(1)在选用单向阀时,除了根据需要合理选择开启压力外,还应特别注意工作流量与阀的额定流量相匹配,因为当通过单向阀的流量远小于额定流量时,单向阀有时会产生振动,流量越小、压力越高、油中含气越多,越容易产生振动。(2)安装时要认清单向阀的进、出口方向,以免影响液压系统的正常工作。特别对于液压泵出口处安装的单向阀,若反向安装可能损坏液压泵及原动机。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除3)液控单向阀应用示例图 64 所示是采用液控单向阀组成的液压锁紧回路。当换向阀处于右位时,压力油经阀
9、1 进入液压缸的左腔,同时压力油亦可进入单向阀 2 的控制口 K,打开阀 2,使活塞右行,液压缸右腔压力油经阀 2 和换向阀流回油箱;反之活塞向左运动。当换向阀处于中位时,因阀的中位为 Y 型(H 型也行),所以阀 1 和阀 2 能立即关闭,活塞停止运动并双向锁紧。液控单向阀的阀芯一般为锥阀芯,密封性能好,常用于执行元件需长时间保压、锁紧的情况,也常用于立式液压缸停止运动时因自重而下滑以及速度换接回路中。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 64 液压锁紧回路项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除4.单向阀的常见故障及排除方法单向阀的常见故障及排除方法单向阀的常见故障有产生噪声、泄漏、
10、单向作用失灵、液控单向阀反向打不开等。产生这些故障的原因及排除方法如表 62 所示。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除二、二、换向阀换向阀换向阀借助于阀芯与阀体之间的相对运动来改变连接在阀体上各管道的通断关系,使油路接通、断开或改变油液的流动方向,从而实现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。根据换向阀的作用,对换向阀性能的基本要求有:油液通过换向阀时压力损失要小;油液在各关闭油口间的缝隙泄漏量要小;换向可靠,动作灵敏;换向平稳,无冲击。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除1.换向阀的分类及
11、图形符号换向阀的分类及图形符号1)换向阀的分类(1)换向阀按照其结构形式可分为滑阀式、转阀式、球阀式和锥阀式。滑阀是利用柱状阀芯相对阀体的往复直线位移来改变内部通道连通方式,从而控制油路通断和改变液流方向的;而转阀是利用柱状阀芯与阀体的旋转位移实现上述作用的。滑阀式换向阀在液压系统中远比转阀式用得广泛。(2)换向阀按照其操纵方式可分为手动、机动、电磁控制、液动、电液动和气动。常见的换向阀操纵方式示于图 65 中。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 65 换向阀操纵方式项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除(3)换向阀按照其阀芯在阀体中的定位方式又可分为钢球定位、弹簧复位、弹簧对中等。
12、(4)换向阀按照其工作位置和控制的通道数分为二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、三位五通等。2)换向阀的图形符号及其代表的意义换向阀的结构原理图、图形符号及适用场合如表 63 所示。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图形符号的含义如下:(1)用方框数表示阀的工作位置,有几个方框就表示有几“位”。(2)方框内的箭头“”表示液流的实际方向。(3)方框内的符号“”或“”表示该通路不通。(4)同一个方框内的接通或封闭符号与方框的交点数表示阀的“通”路数。(5)一般阀与系统供油路连接的进油口用字母 P 表示;阀与系统回油路连接的回油口用字母 T 表示;而
13、阀与执行元件连接的油口用 A、B 等表示。有时在图形符号上用 L 表示泄油口。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除(6)换向阀都有两个或两个以上的工作位置,其中一个为常态位,即阀芯未受到操纵力时所处的位置。图形符号中的中位是三位阀的常态位。利用弹簧复位的二位阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位。绘制系统图时,油路一般应连接在换向阀的常态位上。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除2.中位机能中位机能对于各种操纵方式的三位四通和五通换向阀滑阀,阀芯在中间位置时,为适应各种不同的工作要求,各油口间的通路有各种不同的连接形式。这种常态位置时的内部通路形式称为中位机能。常用的连通形式如表
14、64 所示。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除在分析和选择中位机能时,通常考虑以下因素:(1)系统卸荷。当阀处于中间位置时,P 口能够通畅地与 T 口连通,使系统处于卸荷状态,既节约能量,又防止油液发热,如 M 型和 H 型。(2)执行机构浮动。当阀处于中间位置时,如果 A、B 两油口互通,则执行机构处于浮动状态,可通过其他机构移动调整其位置,如 Y 型和 H 型。(3)执行机构在任意位置停止。当阀处于中间位置时,如果 A、B 两油口封闭,则可使执行机构在任意位置停止,如 O 型和 M 型。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除(4)系统保压。当
15、 P 口被封闭时,系统保压,液压泵能够用于多缸系统,如 O 型和 Y 型。(5)制动和锁紧要求。执行元件采用了液压锁、制动器等时,要求中位时两腔与油箱相通,保证锁紧和制动的可靠性,如 H 型和 Y 型。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除3.典型换向阀典型换向阀1)手动换向阀手动换向阀主要有弹簧复位和钢球定位两种形式。图 66(a)为钢球定位式三位四通手动换向阀,操纵手柄推动阀芯相对阀体移动,通过钢球使阀芯停留在不同的位置上。图 6 6(b)为弹簧自动复位式三位四通手动换向阀,通过手柄推动阀芯,要想使阀芯维持左位或右位,必须扳住手柄不放,一旦松开手柄,阀芯会在弹簧力的作用下自动弹回中位。该
16、阀适用于动作频繁、工作持续时间短的场合,操作比较安全,常用于工程机械的液压传动系统中。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 66 三位四通手动换向阀项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除2)机动换向阀机动换向阀又称行程阀,它主要用来控制机械运动部件的行程。它借助于安装在工作台上的挡铁或凸轮来迫使阀芯移动,从而控制油液的流动方向。机动换向阀通常是二位的,有二通、三通、四通和五通几种,其中二位二通机动阀又分常闭和常开两种。图 67(a)为滚轮式二位三通常闭式机动换向阀的结构,在图示位置阀芯 2 被弹簧 1 压向上端,油腔 P 和 A 接通,B 口关闭。当挡铁或凸轮压住滚轮 4,使阀芯 2
17、移动到下端时,就使油腔P 和 A 断开,P和 B 接通,A 口关闭。图 67(b)所示为其图形符号。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 67 滚轮式二位三通常闭式机动换向阀项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除3)电磁换向阀电磁换向阀电磁换向阀是利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯来控制液流方向的。它由电气控制系统中的按钮开关、限位开关、行程开关及压力继电器等电气元件发出信号,使电磁铁得电吸合或失电释放,直接控制阀芯移位,来实现油流的连通、切断和方向变换,从而控制各种执行机构的动作,如液压缸的往返、马达的回转、液压系统的卸荷及其他工作部件的动作顺序等。由于采用电气控制,液压系
18、统的自动化程度大大提高,操作更加方便,布局也更加合理。电磁换向阀利用电磁铁推动阀芯来控制液流方向,操作轻便,容易实现自动化,因此应用极广。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 68(a)所示为两位三通交流电磁换向阀的结构及图形符号。其左边为一交流电磁铁,右边为滑阀。当电磁铁不通电时(常态位),其油口 P 与 A 连通;当电磁铁通电时,衔铁 1 右移,通过推杆 2 使阀芯 3 及弹簧 4 右移至端部,其油口 P 与 B 连通,同时 P 与 A 断开。图 6 8(b)所示为三位四通直流电磁换向阀的结构及图形符号。阀两端各有一个电磁铁和一个对中弹簧。当两边电磁铁都不通电时,阀芯在弹簧作用下处于
19、中位,A、B、P、T 均不相通。当右端电磁铁通电时,右衔铁 1 通过推杆 2 将阀芯 3 推至左端,阀右位工作,其油口 P通 A,B 通 T。当左端电磁铁通电时,阀左位工作,其阀芯移至右端,油口 P 通 B,A 通 T。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 68 电磁换向阀项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除4)液动换向阀液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向阀。图 69 为三位四通液动换向阀的结构和图形符号。阀芯是由其两端密封腔中油液的压差来移动的。当控制油路的压力油从阀右边的控制油口 K 2 进入滑阀右腔时,K 1 接通回油,阀芯向左移动,使压力油口 P 与 B 相
20、通,A 与 T 相通;当 K 1 接通压力油,K 2 接通回油时,阀芯向右移动,使得 P与 A 相通,B 与 T 相通;当 K 1、K 2 都通回油时,阀芯在两端弹簧和定位套作用下回到中间位置。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 69 三位四通液动换向阀项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除5)电液换向阀在大中型液压设备中,当通过阀的流量较大时,作用在滑阀上的摩擦力和液动力较大,此时电磁换向阀的电磁铁推力相对太小,需要用电液换向阀来代替电磁换向阀。电液换向阀由电磁滑阀和液动滑阀组合而成。电磁滑阀起先导作用,它可以改变液流的方向,从而改变液动滑阀阀芯的位置。由于操纵液动滑阀的液压推力可
21、以很大,所以主阀芯的尺寸可以做得很大,允许有较大的油液流量通过。这样用较小的电磁铁就能控制较大的液流。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 610 所示为弹簧对中型三位四通电液换向阀的结构和图形符号。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 610 电液换向阀项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除4.换向阀的常见故障及排除方法换向阀的常见故障及排除方法换向阀的常见故障有:不能动作或不到位、工作程序错乱、工作时响声过大及电磁铁过热或烧坏等。产生这些故障的原因及排除方法见表 65。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除项目六 液压控制阀的分析、选
22、用与故障排除任务三任务三 压力控制阀的分析、压力控制阀的分析、选用与故障排除选用与故障排除一、一、溢流阀溢流阀溢流阀的主要作用有两个:一是在定量泵节流调速系统中,用来保持液压泵出口压力恒定,并将液压泵多余的油液溢回油箱,这时溢流阀起定压和溢流作用;二是在系统中起安全作用,在液压系统正常工作时溢流阀处于关闭状态,只是在系统压力大于或等于其调定压力时溢流阀才打开,使系统压力不再增加,对系统起过载保护作用。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除1.溢流阀的基本结构及其工作原理溢流阀的基本结构及其工作原理常用的溢流阀按其结构形式和基本动作方式可归结为直动型和先导型两种。1)直动型溢流阀图 611 所
23、示为一低压直动型溢流阀。图 611(a)、(b)分别为直动型溢流阀的结构图和原理图,图 611(c)为图形符号。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除当通过溢流阀的流量变化时,阀口的开度 x 也随之改变,但在弹簧压紧力 F s 调好以后,作用于阀芯上的液压力 p=F s/A 不变。因此,当不考虑阀芯自重、摩擦力和液动力的影响时,可以认为溢流阀进口处的压力 p 基本保持为定值。故调整弹簧的压紧力 F s,也就调整了溢流阀的工作压力 p。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 611 直动型溢流阀项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除2)先导型溢流阀图 612 所示为先导型溢流阀。图 61
24、2(a)为先导型溢流阀的结构图,图 612(b)为原理图,图 612(c)为图形符号。它由先导阀和主阀两部分组成。由于主阀芯开度是靠上、下面压差形成的液压力与弹簧力相互作用来调节的,因此弹簧4 的刚度很小。这样在阀的开口度随溢流量发生变化时,调定压力的波动很小。当更换先导阀的弹簧(刚度不同)时,便可得到不同的调压范围。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 612 先导型溢流阀项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除2.溢流阀的性能溢流阀的性能溢流阀的性能包括溢流阀的静态性能和动态性能,这里只简单介绍静态性能。1)压力调节范围压力调节范围是指调压弹簧在规定的范围内调节时,系统压力能平稳地上
25、升或下降,且压力无突跳及迟滞现象时的最大和最小调定压力。溢流阀的最大允许流量为其额定流量,在额定流量下工作时,溢流阀应无噪声。溢流阀的最小稳定流量取决于它的压力平稳性要求,一般规定为额定流量的 15%。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除2)启闭特性启闭特性是指溢流阀在稳态情况下,从闭合到全开,再从全开到闭合的过程中,被控压力与通过溢流阀的溢流量之间的关系。启闭特性分为开启和闭合两个过程。图 613 所示为溢流阀的启闭特性曲线,图中虚线为闭合特性曲线,实线为开启特性曲线。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 613 溢流阀的启闭特性曲线项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除3)内泄
26、漏量内泄漏量包括先导阀密封面处的泄漏量、主阀密封面处的泄漏量以及主阀阀芯与阀盖配合处的泄漏量等。内泄漏量的大小与油液的压力成正比。4)卸荷压力卸荷压力指泵输出的油液通过溢流阀直接排油至油箱时的压力。对于直动型溢流阀,卸荷压力是指将调压手柄旋至最松时的压力;对于先导型溢流阀,卸荷压力是指将调压手柄旋至最松或将遥控口直接接回油箱时的压力。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除3.溢流阀的应用溢流阀的应用溢流阀是定量泵供油液压系统中不可缺少的元件。溢流阀在液压系统中的应用大致可分为溢流恒压、安全保护、远程调压、形成背压和使系统卸荷。1)溢流恒压图 614 所示为溢流阀恒压油源,图中溢流阀用于定量泵
27、系统溢流稳压。溢流阀通常接在泵的出口处,与去系统的油路并联。溢流阀常开,随着执行元件所需油量的不同,阀的溢流量时大时小,使系统压力保持恒定。调节溢流阀弹簧的弹力,即可调节系统的供油压力。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 614 溢流恒压项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除2)安全保护图 615 所示为溢流阀用作安全阀,图中溢流阀用于变量泵系统,以限制系统压力超过最大允许值,防止系统过载。当溢流阀在正常工作状态下时,阀口处于关闭状态,这时液压泵供应的压力油全部进入液压缸,没有油液流过溢流阀;当系统压力由于某些原因(如管路堵塞或系统过载)而升高,超过溢流阀的调节压力值时,溢流阀的阀口
28、打开,油液经溢流阀泄出,系统压力回到正常值。因此,溢流阀可防止系统过载,起安全保护作用。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 615 溢流阀用作安全阀项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除3)形成背压在液压系统的回油路上设置一溢流阀,相当于串接一个可调节的液压阻力器,从而形成回油背压力,这样可提高液压缸等执行元件运动的平稳性,起到背压阀的作用,如图 616所示。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 616 溢流阀用作背压阀项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除4)远程调压图 617 所示为溢流阀用作远程调压阀,其实质为一种采用直动型溢流阀与先导型溢流阀两个溢流阀组成的多级远程调
29、压回路。图中阀 Y 1 必须是先导型溢流阀,Y 2 可以是直动型或先导型溢流阀。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 617 溢流阀用作远程调压阀项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除5)系统卸荷图 618 所示为先导型溢流阀卸荷回路。图中二位二通电磁阀 3 安装在先导型溢流阀 2的控制油路上,当电磁阀 3 接通时,先导型溢流阀 2 的远程控制口经管道和油箱相通,这样阀 2 主阀弹簧上腔的油液压力下降到很低,由于主阀弹簧很软,所以溢流阀入口的油液能以较低的压力顶开主阀芯,实现溢流。此时液压泵输出流量通过溢流阀 2 的溢流口流回油箱,即实现主油路卸荷。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障
30、排除图 618 先导型溢流阀卸荷回路项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除4.溢流阀的常见故障及排除方法溢流阀的常见故障及排除方法溢流阀常见故障有压力波动大、压力调整失效、严重泄漏、噪声及振动等。产生这些故障的原因及排除方法见表 66。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除二、二、减压阀减压阀减压阀在系统中起减压作用,即当某一执行元件需要比泵的供油压力低的稳定压力时,需在执行元件前设置减压阀,使该执行元件得到一个降低了的稳定压力。因此,减压阀的作用有两个:一是将较高的进油口压力减成较低的出油口压力;二是保持出油
31、口压力的稳定。1.减压阀的结构和工作原理减压阀的结构和工作原理图 619(a)、(b)分别为先导型减压阀的结构与工作原理图。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 619 先导型减压阀项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除减压阀与溢流阀的主要区别是:(1)溢流阀保持其进口处压力不变,而减压阀保持其出口处压力不变。(2)主阀阀芯结构不同,溢流阀的阀口是常闭的,而减压阀的阀口是常开的。(3)溢流阀的调压弹簧腔的油液直接与回油口相通,而减压阀由于出口接负载,因此调压弹簧腔的油液单独接油箱,与进出孔道不连通。(4)溢流阀主阀阀芯的控制油是从进口处引过来的,而减压阀主阀阀芯的控制油是从出口处引过来
32、的。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除2.减压阀的应用减压阀的应用(1)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,夹紧、定位和分度等装置回路。在液压传动系统中,一个油泵供应多个支路工作时,利用减压阀可以组成不同压力级别的液压回路,如夹紧回路、控制回路、润滑回路等。图 620 所示为减压阀在控制、润滑系统的减压回路中的应用。在使用定量泵的机床油路中,去液压缸的工作压力p 1 较高,用溢流阀来调节;控制油路的工作压力 p 2 较低,润滑油路的工作压力 p 3 则更低,皆可以用减压阀来实现调节。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 620 减压阀在润滑和控制回路中
33、的应用项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除(2)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。(3)与单向阀并联实现单向减压。(4)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,但远程控制减压后的压力必须在减压阀调定的范围之内。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除3.减压阀的常见故障及排除方法减压阀的常见故障及排除方法减压阀常见故障有压力波动、振动和噪声、压力调整无效、减压作用失效等。其中前两种故障的产生原因及排除方法与溢流阀基本相同,在此省略,后两种的故障原因及排除方法见表 67。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除项目六
34、液压控制阀的分析、选用与故障排除三、三、顺序阀顺序阀顺序阀利用液压系统的压力变化来控制油路的通断,从而实现多个执行元件按一定的顺序动作。顺序阀是个信号转换元件,它对液压系统的压力不起控制作用。顺序阀按结构不同分为直动型和先导型,前者一般用于低压系统,后者一般用于中、高压系统。依控制压力的不同,顺序阀可分为内控式和外控式两种。前者用阀的进油口压力控制阀芯的启闭,即控制压力油直接引自进油口;后者的控制压力油不是来自进油口,而是从外部油路引入,即用外来的控制压力油控制阀芯的启闭,又称液控顺序阀。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除依泄油方式的不同顺序阀又分为外泄式和内泄式,阀的泄油从泄油口流回油
35、箱的泄油方式称为外泄式;阀的出油口接油箱,泄油可经内部通道并入阀的出油口,以简化管路连接,这种泄油方式称为内泄。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除1.顺序阀的结构和原理顺序阀的结构和原理图 621 所示为直动型顺序阀。当其进油口的油压低于调压弹簧 2 的调定压力时,控制活塞 6 下端油液向上的推力小,阀芯 5 处于最下端位置,阀口关闭,油液不能通过顺序阀流出。当进口油压达到弹簧调定力时,阀芯 5 抬起,阀口开启,压力油即从顺序阀流出,使阀后的油路工作。这种顺序阀利用其进油口压力控制,称为普通顺序阀(也称为内控式顺序阀),其图形符号如图 621(b)所示。由于阀出口接压力油路,因此其上端弹
36、簧处的泄油口必须另接一油管通油箱。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 621 直动型顺序阀项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除顺序阀的结构及工作原理与溢流阀相似,但也有不同的地方,它们的主要差别是:(1)顺序阀的出油口与负载油路相连接,而溢流阀的出油口直接接回油箱。(2)顺序阀的泄油口单独接回油箱,而溢流阀的泄油则通过阀体内部孔道与阀的出口流入回油箱。(3)顺序阀的进口压力由液压系统工况来决定,当进口压力低于调压弹簧的调定压力时,阀口关闭;当进口压力超过弹簧的调定压力时,阀口开启,接通油路,出口压力油对下游负载做功。溢流阀的进口最高压力由调压弹簧来限定,且由于液流溢回油箱,所以损失
37、了液体的全部能量。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除除了图 621(b)所示的内控外泄式顺序阀外,还有外控外泄式、内控内泄式、外控内泄式顺序阀等,图形符号如图 622 所示。图 622 顺序阀的图形符号项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除2.顺序阀的应用顺序阀的应用(1)控制多个元件的顺序动作。图 623 所示为机床夹具上用顺序阀实现工件先定位后夹紧的顺序动作回路。图中,液压泵的供油一路至主油路,另一路经减压阀、单向阀、换向阀至定位缸 A 的上腔,推动活塞下行进行定位。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 623 定位夹紧顺序动作回路项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除(2
38、)用于保压回路。(3)防止因自重引起油缸活塞自由下落而作为平衡阀用。(4)用外控顺序阀作为卸荷阀,使泵卸荷。(5)用内控顺序阀作为背压阀。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除3.顺序阀的常见故障及排除方法顺序阀的常见故障及排除方法顺序阀的常见故障有压力波动大、振动和噪声大及不起顺序动作的作用等。前两种故障现象的产生原因和溢流阀基本相同,在此省略,不起顺序动作作用的原因和排除方法见表 68。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除四、四、压力继电器压力继电器压力继电器是一种将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件。当油液压力达到压力继电器的调定压力时
39、,它发出电信号,以控制电磁铁、电磁离合器、继电器等元件动作,实现程序控制和起安全作用。例如,当切削力过大时压力继电器可实现自动退刀;润滑系统发生故障时,压力继电器可实现自动停车;刀架移动到指定位置碰到死挡铁时,压力继电器可实现自动退刀;达到预定压力时,压力继电器可使电磁阀顺序动作;外界负载过大时,压力继电器可断开液压泵电动机的电源等。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除1.柱塞式压力继电器柱塞式压力继电器柱塞式压力继电器如图 624 所示。压力油作用在柱塞 1 的底部,当压力达到压力继电器调压弹簧调整值时,便克服上方弹簧阻力和柱塞摩擦力推动柱塞 1 上升,通过顶杆 2 触动微动开关 4 发
40、出电信号。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 624 柱塞式压力继电器项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除2.膜片式压力继电器膜片式压力继电器如图 625 所示,当控制油口 K 的压力达到弹簧 7 的调定值时,膜片 1 在液压力的作用下产生中凸变形,使柱塞 2 向上移动。柱塞上的圆锥面使钢球 5 和 6 作径向移动,钢球 6 推动杠杆 10 绕销轴 9 逆时针偏转,致使其端部压下微动开关 11,发出电信号,接通或断开某一电路。当进口压力因漏油或其他原因下降到一定值时,弹簧 7 使柱塞 2 下移,钢球 5 和 6 回落到柱塞的锥面槽内,微动开关 11 复位,切断电信号,并将杠杆 10
41、 推回,断开或接通电路。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 625 膜片式压力继电器项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除3.压力继电器的应用压力继电器的应用(1)实现顺序动作。如图 626(a)所示,当电磁铁 1YA、2YA 通电时,液压缸左腔进油,活塞右移,实现快进。当电磁铁 2YA 断电时,实现工进,到达机构终点后,油液压力升高达到压力继电器调定值时,发出电信号,使电磁铁 1YA 断电、2YA 通电,这时液压缸右腔进油,活塞左移,实现快退。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除(2)实现保压卸荷。如图 626(b)所示,当 1YA 通电时,液压泵向蓄能器和夹紧缸左腔供油,活塞
42、向右移动,当夹头接触工件时,液压缸左腔油压开始上升,当达到压力继电器的开启压力时,表示工件已被夹紧,蓄能器已储备了足够的压力油,这时压力继电器发出信号,使 3YA 通电,控制溢流阀使泵卸荷。如果液压缸有泄漏,油压下降,则可由蓄能器补油保压。当系统压力下降到压力继电器的闭合压力时,压力继电器自动复位,使 3YA 断电,液压泵重新向液压缸和蓄能器供油。该回路用于夹紧工件时持续时间较长,可明显地减少功率损耗。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 626 压力继电器的应用项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除任务四任务四 流流 量量 控控 制制 阀阀按照结构和原理的不同,流量控制阀的分类如图
43、627 所示。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 627 流量控制阀的分类项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除一、一、节流阀节流阀1.节流阀的流量特性节流阀的流量特性节流阀的节流口通常有三种形式:薄壁小孔、细长小孔和短孔。无论节流口采用何种形式,通过节流口的流量 q 及其前后压差 p 的关系可表示为式中 K 为节流系数,A 为阀口通流面积。三种节流口的流量特性曲线如图 628 所示。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 628 节流口的流量特性曲线项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除由该图可知,影响流量稳定性的主要因素有以下几个方面:(1)压差对流量的影响。当节流阀两端压
44、差 p 改变时,通过它的流量也会发生变化。三种结构形式的节流口中,通过薄壁小孔的流量受到压差改变的影响最小。(2)温度对流量的影响。温度对薄壁小孔的流量几乎没有影响。对于细长小孔,通过它的流量受黏度的影响,而油液黏度对温度很敏感。因此,通过细长小孔的流量对温度变化很敏感。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除(3)孔口大小对流量的影响。节流阀的节流口可能因杂质或由于油液氧化后出现的胶质、沥青等胶状颗粒而局部堵塞,这就改变了原来节流口通流面积的大小,使流量发生变化,尤其节流口小、进出口压差较大时,流量会出现时大时小的脉动现象。开口越小,脉动现象越严重,甚至在阀口没有关闭时就完全断流,这种现象称
45、为节流口堵塞。一般节流口的流通面积越大,节流通道越短,越不容易堵塞。流量控制阀的最小稳定流量为 0.05L/min。综上所述,为保证稳定流量,节流口的形式以薄壁小孔较为理想。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除2.节流口的结构形式节流口的结构形式图 629 为几种常用的节流口的结构形式。(1)针阀式节流口,如图 629(a)所示。(2)偏心式节流口,如图 629(b)所示。(3)轴向三角槽式节流口,如图 629(c)所示。(4)周向缝隙式节流口,如图 629(d)所示。(5)轴向缝隙式节流口,如图 629(e)所示。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 629 节流口的形式项目六 液
46、压控制阀的分析、选用与故障排除3.节流阀的结构与图形符号节流阀的结构与图形符号图 630 是节流阀的结构和图形符号。图中的节流口是轴向三角槽式,油液从进油口 P1进入,经阀芯上的三角槽节流口后,由出油口 P2 流出。转动把手可使阀芯作轴向移动,以改变节流口的通流面积。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 630 节流阀项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除4.节流阀的应用节流阀的应用普通节流阀由于负载和温度的变化对其流量稳定性影响较大,因此只适用于负载和温度变化不大或速度稳定性要求较低的液压系统,其主要应用有:(1)应用在定量泵与溢流阀组成的节流调速系统中,起节流调速作用。(2)在流量
47、一定的某些液压系统中,改变节流阀节流口的通流截面积将导致阀的前后压力差改变。此时,节流阀起负载阻尼作用,简称为液阻节流口。通流截面积越小,则阀的液阻越大。(3)在液流压力容易发生突变的地方安装节流阀,可延缓压力突变的影响,起保护作用。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除二、二、调速阀调速阀调速阀是由节流阀和减压阀串联而成的组合阀。节流阀用以调节调速阀的输出流量,减压阀能使节流阀前后的压力差 p 不随外界负载而变化,保持定值,从而使流量达到稳定。1.调速阀工作原理及图形符号调速阀工作原理及图形符号调速阀工作原理如图 631 所示。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除在图 631(a)中,
48、液压泵出口(即调速阀进口)压力 p 1由溢流阀调整,基本上保持恒定。图 631(b)为调速阀的工作原理简图。图 630(c)是调速阀的图形符号,其大致表达了调速阀由定差减压阀与节流阀串联而成的原理,图 630(d)所示则为简化的图形符号。上述调速阀是先减压后节流型的结构,调速阀也可以是先节流后减压型的,两者的工作原理和作用情况基本相同。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 631 调速阀工作原理项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除2.调速阀的静态特性调速阀的静态特性节流阀和调速阀流量 q 与阀进、出口压差 p 的关系如图 632 所示。从图中可看出,节流阀的流量随压差的变化比较大。而
49、当压差大于一定数值后,通过调速阀的流量就不随调速阀前后压差的改变而变化。在调速阀压差较小的区域内,这一段流量特性就和节流阀相同。所以要使调速阀正常工作,就必须保证有一最小压差。一般调速阀中此压差为 0.5MPa,高压调速阀中为 1MPa。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 632 调速阀的静态特性项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除3.调速阀的流量温度补偿调速阀的流量温度补偿图 631 中的调速阀仅消除了负载变化对流量的影响,但温度变化的影响依然存在。对速度稳定性要求高的系统,所用的调速阀应带有流量的温度补偿装置,即使用温度补偿的调速阀。温度补偿调速阀与普通调速阀的结构基本相似,主
50、要区别在于前者的节流阀阀芯上连接着一根温度补偿杆,如图 633 所示。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除图 633 温度补偿调速阀原理图项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除4.调速阀的应用调速阀的应用调速阀的优点是流量稳定性好,缺点是压力损失大,常用在负载变化大、对速度控制精度要求较高的定量泵供油的节流调速系统中,有时也用于变量泵供油的容积节流调速液压系统中。在定量泵供油节流调速液压系统中,调速阀可与溢流阀配合组成串联节流(进口节流、出口节流、进出口节流)调速回路和并联(旁路)节流调速回路。项目六 液压控制阀的分析、选用与故障排除在使用调速阀时应注意以下几个问题:(1)调速阀通常不能
