1、第五章 液壓傳動調(diào)節(jié)與控制元件主要內(nèi)容：本章主要講述主要內(nèi)容：本章主要講述各類液壓控制閥的工作各類液壓控制閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用。原理、結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用。要掌握方向、壓力和流要掌握方向、壓力和流量控制閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、職能符號圖以量控制閥的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、職能符號圖以及在液壓系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。及在液壓系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。重點：單向閥、換向閥工作原理，三位滑閥中位重點：單向閥、換向閥工作原理，三位滑閥中位機(jī)能，溢流閥、減壓閥、順序閥的工作原理、性機(jī)能，溢流閥、減壓閥、順序閥的工作原理、性能和應(yīng)用，節(jié)流閥和調(diào)速閥工作原理、性能。能和應(yīng)用，節(jié)流閥和調(diào)速閥工作原理、性能。難點：是滑閥的液動

2、力、卡緊現(xiàn)象，三位換向閥難點：是滑閥的液動力、卡緊現(xiàn)象，三位換向閥的中位機(jī)能，溢流閥的靜態(tài)特性，調(diào)速閥的工作的中位機(jī)能，溢流閥的靜態(tài)特性，調(diào)速閥的工作原理。原理。1、液壓閥的作用 液壓閥是用來在液壓系統(tǒng)中改變油液的流動方向和調(diào)節(jié)其壓力和流量的元件2、液壓閥的分類 按用途：方向閥、壓力閥和流量閥 按操縱方式：手動閥、機(jī)動閥和電動閥 按結(jié)構(gòu)：滑閥、球閥、錐閥、等 按安裝聯(lián)接方式：板式閥、管式閥、疊加閥、插裝閥 按控制原理：普通閥、伺服閥、比例閥和數(shù)字閥 5.1 概述滑閥滑閥閥芯為多端圓柱體，閥芯相對閥體作軸向 運動；錐閥錐閥閥芯為錐柱體，閥芯相對閥體作軸向運動；轉(zhuǎn)閥轉(zhuǎn)閥閥芯為帶圓周方向槽的圓柱體，

3、閥芯相對閥體轉(zhuǎn)動；2. 按閥芯結(jié)構(gòu)按閥芯結(jié)構(gòu):3. 按控制方式按控制方式: 有手動操作、電磁鐵控制、比例電磁鐵控制、液壓控制等。4. 按安裝方式按安裝方式: 有板式閥、管式閥、疊加閥、插裝閥等。5.1 概述概述5.1 概述概述5.1 概述概述3、對液壓控制閥的要求 動作靈敏，安全可靠，沖擊和振動小，噪聲小 開啟時壓力損失小，關(guān)閉時泄露流量小 結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝、使用和維護(hù)，易于實現(xiàn)三化5.2 方向控制閥 方向控制閥是通過控制液體的流動方向來操縱執(zhí)行元件的運動。通常，方向控制閥可分為單向閥和換向閥兩大類。方向閥單向閥換向閥普通單向閥液控單向閥手動換向閥機(jī)動換向閥電磁換向閥電液換向閥液動換向閥方向

4、控制閥方向控制閥是用來改變液壓系統(tǒng)中各油路之間液流是用來改變液壓系統(tǒng)中各油路之間液流通斷關(guān)系的閥類。通斷關(guān)系的閥類。 單向閥只允許經(jīng)過閥的液流單方向流動，而不許單向閥只允許經(jīng)過閥的液流單方向流動，而不許反向流動。反向流動。單向閥有單向閥有和和兩種。兩種。 圖圖5.10 5.10 普通單向閥普通單向閥(b)5.2 方向控制閥一、單向閥1、普通單向閥 1）結(jié)構(gòu)和圖形符號(2)對單向閥的要求對單向閥的要求 開啟壓力要小。開啟壓力要小。能產(chǎn)生較高的反向壓力，反向的泄漏要小。能產(chǎn)生較高的反向壓力，反向的泄漏要小。正向?qū)〞r，閥的阻力損失要小。正向?qū)〞r，閥的阻力損失要小。0.03-0.1MPa閥芯運動平

5、穩(wěn)，無振動、沖擊或噪聲。閥芯運動平穩(wěn)，無振動、沖擊或噪聲。(3)單向閥的符號單向閥的符號 單向閥和其它閥組合后，成為組合閥，例如單向順序閥、單向節(jié)流閥等。AB圖圖5.105.10（C C） 單向閥的職能符號單向閥的職能符號5.2 方向控制閥2）工作原理3）功能和應(yīng)用 控制油液單向流動，防止油液反向流動 保護(hù)油泵，避免受外負(fù)載劇烈變化引起的液壓沖擊 作為背壓閥，提供回油阻力，使執(zhí)行元件運動平穩(wěn)ab25134圖中，用單向閥圖中，用單向閥5將系統(tǒng)和泵隔將系統(tǒng)和泵隔斷，泵開機(jī)時泵斷，泵開機(jī)時泵排出的油可經(jīng)單排出的油可經(jīng)單向閥向閥5進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)入系統(tǒng);泵停機(jī)時，單向泵停機(jī)時，單向閥閥5可阻止系統(tǒng)可阻止系統(tǒng)

6、中的油倒流。中的油倒流。 （1）用單向閥）用單向閥將系統(tǒng)和泵隔斷將系統(tǒng)和泵隔斷 (2)用單向閥將兩個泵隔斷用單向閥將兩個泵隔斷 在下圖中，在下圖中，1是低壓大流量泵，是低壓大流量泵，2是高壓小流量泵。低是高壓小流量泵。低壓時兩個泵排出的油合流，共同向系統(tǒng)供油。高壓時，單壓時兩個泵排出的油合流，共同向系統(tǒng)供油。高壓時，單向閥的反向壓力為高壓，單向閥關(guān)閉，泵向閥的反向壓力為高壓，單向閥關(guān)閉，泵2排出的高壓油排出的高壓油經(jīng)過虛線表示的控制油路將閥經(jīng)過虛線表示的控制油路將閥3打開，使泵打開，使泵1排出的油經(jīng)閥排出的油經(jīng)閥3回油箱，由高壓泵回油箱，由高壓泵2單獨往系統(tǒng)供油，其壓力決定于閥單獨往系統(tǒng)供油，

7、其壓力決定于閥4。這樣，單向閥將兩個壓力不同的泵隔斷，不互相影響。這樣，單向閥將兩個壓力不同的泵隔斷，不互相影響。2143(3) 用單向閥產(chǎn)生背壓用單向閥產(chǎn)生背壓 在右圖中，高壓油進(jìn)入缸在右圖中，高壓油進(jìn)入缸的無桿腔，活塞右行，有桿腔的無桿腔，活塞右行，有桿腔中的低壓油經(jīng)單向閥后回油箱。中的低壓油經(jīng)單向閥后回油箱。單向閥有一定壓力降，故在單單向閥有一定壓力降，故在單向閥上游總保持一定壓力，此向閥上游總保持一定壓力，此壓力也就是有桿腔中的壓力，壓力也就是有桿腔中的壓力，叫做背壓，在缸的回油路上保叫做背壓，在缸的回油路上保持一定背壓，可防止活塞的沖持一定背壓，可防止活塞的沖擊，使活塞運動平穩(wěn)。此種

8、用擊，使活塞運動平穩(wěn)。此種用途的單向閥也叫背壓閥。途的單向閥也叫背壓閥。背壓閥pb(4)用單向閥和其它閥組成復(fù)合閥用單向閥和其它閥組成復(fù)合閥 由單向閥和節(jié)流閥組成復(fù)合閥，叫單向節(jié)流閥。用單向由單向閥和節(jié)流閥組成復(fù)合閥，叫單向節(jié)流閥。用單向閥組成的復(fù)合閥還有單向順序閥、單向減壓閥等。在單向節(jié)閥組成的復(fù)合閥還有單向順序閥、單向減壓閥等。在單向節(jié)流閥中，單向閥和節(jié)流閥共用一閥體。當(dāng)液流沿箭頭所示方流閥中，單向閥和節(jié)流閥共用一閥體。當(dāng)液流沿箭頭所示方向流動時，因單向閥關(guān)閉，液流只能經(jīng)過節(jié)流閥從閥體流出。向流動時，因單向閥關(guān)閉，液流只能經(jīng)過節(jié)流閥從閥體流出。若液流沿箭頭所示相反的方向流動時，因單向閥的阻

9、力遠(yuǎn)比若液流沿箭頭所示相反的方向流動時，因單向閥的阻力遠(yuǎn)比節(jié)流閥為小，所以液流經(jīng)過單向閥流出閥體。此法常用來快節(jié)流閥為小，所以液流經(jīng)過單向閥流出閥體。此法常用來快速回油。從而可以改變缸的運動速度。速回油。從而可以改變缸的運動速度。5.2 方向控制閥2、液控單向閥 1）結(jié)構(gòu)和圖形符號(1)液控單向閥的工作原理和圖形符號液控單向閥的工作原理和圖形符號(1)簡式內(nèi)泄型液控單向閥簡式內(nèi)泄型液控單向閥 此類閥此類閥不帶卸荷閥芯不帶卸荷閥芯，無專門的泄油口無專門的泄油口。 簡式內(nèi)泄型液控單向閥簡式內(nèi)泄型液控單向閥1 1 閥體；閥體；2 2 閥芯；閥芯；3 3 彈簧；彈簧；4 4 閥蓋；閥蓋；55閥座；閥座

10、；6 6 控制活塞；控制活塞；7 7 下蓋。下蓋。A正向進(jìn)油口正向進(jìn)油口; B 正向出油口正向出油口 K 控制口控制口內(nèi)內(nèi)泄泄式式圖5.14(a) 帶卸荷閥的內(nèi)泄式液控單向閥2-主閥芯;3-卸荷閥芯; 5-控制活塞 123456ABK 若在控制口若在控制口K加控加控制壓力，先頂開卸荷閥制壓力，先頂開卸荷閥芯芯3，B腔壓力降低，腔壓力降低，活塞活塞5繼續(xù)上升并頂開繼續(xù)上升并頂開主閥芯主閥芯2，大量液流自，大量液流自B腔流向腔流向A腔，完成反腔，完成反向?qū)ā４碎y適用于反向?qū)ā４碎y適用于反向壓力很高的場合。向壓力很高的場合。圖5.14(b) 帶卸荷閥的液控單向閥(外泄式)2-主閥芯;3-卸荷閥芯

11、;5-控制活塞A-正向進(jìn)油口;B-正向出油口;K-控制口ABKKL123456AB (4)液控單向閥符號液控單向閥符號 ABKa內(nèi)泄式內(nèi)泄式ABKb外泄式外泄式5.2 方向控制閥2）工作原理3）功能及應(yīng)用 當(dāng)控制口無控制油液作用時，其功能與普通單向閥 完全一樣 當(dāng)控制口通有控制油液時，油液可雙向流動 液控單向閥常用來鎖緊執(zhí)行元件，又稱為液壓鎖5.2 方向控制閥 在右圖中，通過液控單在右圖中，通過液控單向閥往立式缸的下腔供袖，向閥往立式缸的下腔供袖，活塞上行。停止供油時，因活塞上行。停止供油時，因有液控單向閥，活塞靠自重有液控單向閥，活塞靠自重不能下行，于是可在任一位不能下行，于是可在任一位置懸

12、浮。將液控單向閥的控置懸浮。將液控單向閥的控制口加壓后，活塞即可靠自制口加壓后，活塞即可靠自重下行。重下行。 若此立式缸下行為若此立式缸下行為工作行程，可同時往缸的上工作行程，可同時往缸的上腔和液控單向閥的控制口加腔和液控單向閥的控制口加壓，則活塞下行，完成工作壓，則活塞下行，完成工作行程。行程。ABK(5) 用液控單向閥使立式缸活塞懸浮用液控單向閥使立式缸活塞懸浮 (6) 用兩個液控單向閥使液壓缸用兩個液控單向閥使液壓缸雙向閉鎖雙向閉鎖 將高壓管將高壓管A中的壓力作為控制壓中的壓力作為控制壓力加在液控單向閥力加在液控單向閥2的控制口上，液的控制口上，液控單向閥控單向閥2也構(gòu)成通路。此時高壓油

13、也構(gòu)成通路。此時高壓油自自A管進(jìn)入缸，活塞右行，低壓油自管進(jìn)入缸，活塞右行，低壓油自B管排出，缸的工作和不加液控單向管排出，缸的工作和不加液控單向閥時相同。同理，若閥時相同。同理，若B管為高壓，管為高壓，A管為低壓時，則活塞左行。若管為低壓時，則活塞左行。若A、B管均不通油時，液控單向閥的控制管均不通油時，液控單向閥的控制口均無壓力，閥口均無壓力，閥1和閥和閥2均閉鎖。這均閉鎖。這樣，利用兩個液控單向閥，既不影響缸的正常動作，又可樣，利用兩個液控單向閥，既不影響缸的正常動作，又可完成缸的雙向閉鎖。鎖緊缸的辦法雖有多種，用液控單向完成缸的雙向閉鎖。鎖緊缸的辦法雖有多種，用液控單向閥的方法是最可靠

14、的一種。閥的方法是最可靠的一種。12AB方向控制閥方向控制閥n單向閥普通單向閥方向控制閥方向控制閥n單向閥方向控制閥方向控制閥n液控單向閥液控單向閥方向控制閥方向控制閥n液控單向閥液控單向閥方向控制閥：方向控制閥：單向閥液控單向閥方向控制閥方向控制閥n液控單向閥5.2 方向控制閥二、換向閥 換向閥的功用是控制油液的通斷和流動方向，換向閥的功用是控制油液的通斷和流動方向，控制執(zhí)行元件的啟動、停止、變速和換向。控制執(zhí)行元件的啟動、停止、變速和換向。 換向閥的工作原理是通過改變閥芯在閥體中的換向閥的工作原理是通過改變閥芯在閥體中的位置來控制油口的連通或閉死狀態(tài)，從而控制油液位置來控制油口的連通或閉死

15、狀態(tài)，從而控制油液的流向的流向 換向閥的分類：滑閥和轉(zhuǎn)閥換向閥的分類：滑閥和轉(zhuǎn)閥5.2 方向控制閥二、換向閥1、滑閥的分類、滑閥的分類 根據(jù)閥體上進(jìn)、出油口的數(shù)量，可分為根據(jù)閥體上進(jìn)、出油口的數(shù)量，可分為“X X通閥通閥” 根據(jù)閥芯相對于閥體的位置（工作位置）的數(shù)量，根據(jù)閥芯相對于閥體的位置（工作位置）的數(shù)量， 可分為可分為“X X位閥位閥” 根據(jù)操縱方式，可分為手動閥、機(jī)動閥、電磁閥、根據(jù)操縱方式，可分為手動閥、機(jī)動閥、電磁閥、 液動閥、電液閥液動閥、電液閥 TPAB 如下圖，換向閥閥體2上開有4個通油口 P、A、B、T。換向閥的通油口永遠(yuǎn)用固定的字母表示，它所表示的意義如下：P壓力油口；壓

16、力油口；A、B工作油口；工作油口；T回油口回油口。PTBAPTBAP TA BTPABP TA BTPABTPABP TA BP TA BTPAB 下圖表示閥芯處于中位時的情況, 此時從P 口進(jìn)來的壓力油沒有通路。 A 、B 兩個油口也不和T口相通。TPAB 下圖表示人向一側(cè)搬動控制手柄，下圖表示人向一側(cè)搬動控制手柄，或者說閥芯，或者說閥芯處于處于的情況。此時的情況。此時P口和口和A口相通，壓力油經(jīng)口相通，壓力油經(jīng)P、A到其它到其它元件；從其它元件回來的油經(jīng)元件；從其它元件回來的油經(jīng)B、閥芯中心孔，閥芯中心孔，T 回油箱。回油箱。P TA B左位P TA BTPAB 下圖表示人向另一側(cè)搬動控制

17、手柄， 或者說閥芯處于時的情況。此時，從P口進(jìn)來的壓力油經(jīng)P、B 到其它元件。從其它元件回來的油經(jīng)A、T回油箱。右位表5.1中圖形符號的含義如下：n用方框表示閥的工作位置，有幾個方框就表示有幾“位”n方框內(nèi)的箭頭表示油路處于接通狀態(tài)，但箭頭方向不一定表示液流的實際方向n方框內(nèi)符號“”或“”表示該通路不通n方框外部連接的接口數(shù)有幾個，就表示幾“通”n一般，閥與系統(tǒng)供油路連接的進(jìn)油口用字母P表示；閥與系統(tǒng)回油路連通的回油口用T(有時用O)表示；而閥與執(zhí)行元件連接的油口用A、B等表示。有時在圖形符號上用 L 表示泄漏油口。n換向閥都有兩個或兩個以上的工作位置，其中一個為常態(tài)位，即閥芯未受到操縱力時所

18、處的位置，圖形符號中的中位是三位閥的常態(tài)位。利用彈簧復(fù)位的二位閥則以靠近彈簧的方框內(nèi)的通路狀態(tài)為其常態(tài)位。繪制系統(tǒng)圖時，油路一般應(yīng)連接在換向閥的常態(tài)位上。 5.2 方向控制閥5.2 方向控制閥3、三位換向閥的中位機(jī)能 中位機(jī)能三位換向閥的閥芯停留在中間位置時， 各油口保持不同連通方式所具有的控 制功能在分析三位閥的中位機(jī)能時，主要考慮以下問題：在分析三位閥的中位機(jī)能時，主要考慮以下問題： 系統(tǒng)保壓 系統(tǒng)卸荷 液壓缸快進(jìn) 液壓缸浮動或鎖緊5.2 方向控制閥5.2 方向控制閥5.2 方向控制閥 因因P口封閉，泵不能卸荷口封閉，泵不能卸荷 ，泵排出的壓力油只能從，泵排出的壓力油只能從溢流閥排回油箱。

19、溢流閥排回油箱。 可用于多個換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。當(dāng)一個分支中的換可用于多個換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。當(dāng)一個分支中的換向閥處于中位時向閥處于中位時, 仍可保持系統(tǒng)壓力，不致影響其它分仍可保持系統(tǒng)壓力，不致影響其它分支的正常工作。支的正常工作。P TA BO型機(jī)能型機(jī)能缸的兩腔被封閉缸的兩腔被封閉,活塞在任一位置均可停住活塞在任一位置均可停住, 且能承受且能承受一定的正向負(fù)載和反向負(fù)載，從靜止到啟動平穩(wěn)，一定的正向負(fù)載和反向負(fù)載，從靜止到啟動平穩(wěn)，1）O型機(jī)能型機(jī)能 閥芯處于中位時閥芯處于中位時, P,A,B,T 四個油口均被封閉，其特點四個油口均被封閉，其特點是：是：2）H型機(jī)能型機(jī)能 閥芯處于中位時,

20、P ,A,B,T 四個油口互通。P TA BH型機(jī)能型機(jī)能 雖然閥芯已除于中位，但缸的活塞無法停住。中位時雖然閥芯已除于中位，但缸的活塞無法停住。中位時油缸不能承受負(fù)載。油缸不能承受負(fù)載。 不管活塞原來是左行還是右行，缸的各腔均無壓力沖不管活塞原來是左行還是右行，缸的各腔均無壓力沖擊，也不會出現(xiàn)負(fù)壓。換向平穩(wěn)無沖擊，換向時無精度可言擊，也不會出現(xiàn)負(fù)壓。換向平穩(wěn)無沖擊，換向時無精度可言 泵可卸荷。泵可卸荷。 不能用于多個換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。因一個分支的換向不能用于多個換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。因一個分支的換向閥一旦處于中位，泵即卸荷，系統(tǒng)壓力為零，其它分支也就閥一旦處于中位，泵即卸荷，系統(tǒng)壓力為零，其它分

21、支也就不能正常工作了。不能正常工作了。H 型機(jī)能的特點如下：3）M型機(jī)能型機(jī)能 閥芯處于中位時閥芯處于中位時, A 、B 油口被封閉，油口被封閉，P、T 油口互通。油口互通。M型機(jī)能是取型機(jī)能是取O型機(jī)能的上半部型機(jī)能的上半部，H型機(jī)能的下半部組成的，型機(jī)能的下半部組成的，故兼有二者的特點。故兼有二者的特點。M型機(jī)能如下：型機(jī)能如下： 活塞可停在任一位置上，用能承受雙向負(fù)載。活塞可停在任一位置上，用能承受雙向負(fù)載。 制動時運動慣性引起缸的兩腔會出現(xiàn)壓力沖擊，從靜制動時運動慣性引起缸的兩腔會出現(xiàn)壓力沖擊，從靜止到啟動平穩(wěn)。止到啟動平穩(wěn)。 泵能卸荷。泵能卸荷。 不宜用于多個換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)不宜用于多個換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。P TA BM型機(jī)能型機(jī)能 此種機(jī)能目的是構(gòu)成差動連接油路，使單活塞桿缸此種機(jī)能目的是構(gòu)成差動連接油路，使單活塞桿缸的活塞增速。的活塞增速。4）P型機(jī)能型機(jī)能 閥芯處于中位時，閥芯處于中位時，P、A、B油口互通，油口油口互通，油口T被封閉。被封閉。P TA BP型機(jī)能型機(jī)能5.2 方向控制閥4、換向閥的典型結(jié)構(gòu) 1）手動換向閥圖圖5.17 三位四通手動換向閥三位四通手動換向閥彈簧復(fù)位方式彈簧復(fù)位方式鋼珠定位方式鋼珠定位方式 手動換向閥主要有彈簧復(fù)位和鋼珠定位兩種型式。 圖5.17(a)