液壓閥選型設(shè)計指南范圍本規(guī)范規(guī)定了液壓閥的設(shè)計原則、注意事項、液壓閥各項參數(shù)的選擇，以及例舉了液壓閥選型選型的案例。規(guī)范性引用文件下列文件的條款通過本規(guī)范的引用而成為本規(guī)范的條款。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T786.1流體傳動系統(tǒng)及元件圖形符號和回路圖.第1部分：用于常規(guī)用途和數(shù)據(jù)處理的圖形符號Q/SY015041液壓閥選用規(guī)范術(shù)語、符號及定義Q/SY015041確定的術(shù)語、符號和定義適用于本文件。壓力控制閥在液壓系統(tǒng)中,用來控制流體壓力的閥通稱為壓力控制閥。流量控制閥在液壓系統(tǒng)中,用來控制流體流量的閥統(tǒng)稱為流量控制閥。方向控制閥在液壓系統(tǒng)中,用來控制流體流動方向的閥通稱為方向控制閥。多路換向閥由兩個以上換向閥為主體的組合閥,在不同液壓系統(tǒng)中常將安全閥、單向閥、過載閥、補(bǔ)油閥、分流閥、制動閥等閥類組合在一起。公稱流量液壓閥名義上規(guī)定的流量。公稱通徑代表閥的通流能力的大小，對應(yīng)于閥的額定流量。額定壓力閥長期工作所允許的最高壓力。工作原理與結(jié)構(gòu)型式液壓閥的分類根據(jù)液壓閥在液壓回路中所起的作用,通常分為壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥、多路換向閥、截止閥、邏輯元件及其它七大類,七大類型的閥根據(jù)功能的不同又有所細(xì)分，詳見表1。表1液壓閥按功能分類表序號類型名稱序號類型名稱1壓力控制閥減壓閥3方向控制閥液控?fù)Q向閥平衡閥4多路換向閥多路閥順序閥先導(dǎo)閥壓力繼電器5截止閥蝶閥溢流閥閘閥2流量控制閥調(diào)速閥球閥分流閥6邏輯元件邏輯閥節(jié)流閥7其它優(yōu)先閥溫控閥充液閥3方向控制閥單向閥制動閥梭閥閥組電磁換向閥其它閥手動換向閥根據(jù)液壓閥的結(jié)構(gòu)，可分為滑閥、轉(zhuǎn)閥和座閥。滑閥為間隙密封，閥芯與閥口存在一定的密封長度。錐閥與球閥閥口關(guān)閉時為線密封，密封性能好且動作靈敏。而按安裝連接方式，液壓閥又可分為管式閥、板式閥、疊加閥、插裝閥。管式閥直接與油管連接，安裝方便，但系統(tǒng)分散，管路復(fù)雜，易出現(xiàn)漏油故障點(diǎn)。板式閥與疊加閥閥體進(jìn)出口通過連接板與油管連接，便于集成。插裝閥將閥芯、閥套組成的組件插入專門設(shè)計的閥塊內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同功能，結(jié)構(gòu)緊湊。液壓閥安裝連接方式壓力閥的工作原理與結(jié)構(gòu)某型號溢流閥性能曲線減壓閥（1）工作范圍（最大流量，最高進(jìn)口及二次壓力）（2）工作性能（壓力－流量特性曲線，壓力損失）某型號減壓閥性能曲線節(jié)流閥（1）工作范圍（最高工作壓力、流量，最小穩(wěn)定流量）（2）工作性能（壓力損失，流量穩(wěn)定性（壓力－流量曲線，溫度－流量曲線））某型號流量閥性能曲線換向閥（1）工作范圍（壓力、流量、功率極限，T口耐壓能力）（2）工作性能（壓力損失，最高換向頻率，響應(yīng)時間）（3）過渡機(jī)能圖10某型號換向閥工作性能極限圖11某型號換向閥壓力損失曲線閥的計算見附件實(shí)例。注意事項各液壓控制閥的額定壓力和額定流量一般應(yīng)與其使用壓力和流量相接近。對于可靠性要求較高的系統(tǒng)，閥的額定壓力應(yīng)高出其使用壓力較多。如果超額定壓力和額定流量工作，則易引起液壓卡緊和液動力并對閥的工作品質(zhì)產(chǎn)生不良影響；對于系統(tǒng)中的順序閥和減壓閥，其通過流量不應(yīng)遠(yuǎn)小于額定流量，否則易產(chǎn)生振動或其他不穩(wěn)定現(xiàn)象；對于流量閥，則應(yīng)注意其最小穩(wěn)定流量。對于采用單活塞桿液壓缸的系統(tǒng)，要注意活塞外伸和內(nèi)縮時的回油流量的不同：內(nèi)縮時無桿腔回油與外伸時有桿腔回油的流量之比，與兩腔有效工作面積之比相等。應(yīng)充分了解所選用的各種控制閥的使用說明和要求，使其在系統(tǒng)中有正確的安裝方位。例如，盡量使單向閥閥芯保持垂直向下壓在閥座上的位置，以免閥芯卡阻；應(yīng)盡量使換向滑閥保持軸線水平方位，以免閥芯、電磁鐵等零件的自垂引起換向和復(fù)位失常；分集流閥的閥芯應(yīng)為軸線水平方位，以免降低其同步精度。應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)系統(tǒng)壓力、流量合理選擇各閥的結(jié)構(gòu)（簡式還是復(fù)式？）及泄油方式（內(nèi)泄還是外泄？），選用外泄式閥時，應(yīng)注意將外泄口單獨(dú)接至油箱。根據(jù)系統(tǒng)布置和功能需要合理選擇各閥的安裝連接方式：管式、板式、疊加式、插裝式，板式、疊加式閥通用性強(qiáng)，配套閥塊油路簡單清晰，系統(tǒng)互換和可擴(kuò)展性強(qiáng)；螺紋插裝閥結(jié)構(gòu)緊湊，互換性較好（通過設(shè)計插裝塊，部分螺紋插裝閥也可以疊加式安裝）。換向閥的換向頻率不能超過閥的換向時間所規(guī)定的極限，否則無法完成完整的換向過程。因濕式電磁鐵換向閥銜鐵工作腔直接與回油相通，故換向閥回油口T的壓力不能超過規(guī)定的允許值。雙電磁鐵電磁閥的兩個電磁鐵不能同時通電，否則會使線圈發(fā)熱燒壞，在設(shè)計電控系統(tǒng)時應(yīng)使兩電磁鐵的動作互鎖。受液壓卡緊和液動力影響，10通徑以上的閥一般應(yīng)選用液動換向閥或電液換向閥，25通徑以上則應(yīng)選用大流量蓋板式插裝閥。電磁球閥換向過程中不會出現(xiàn)液壓卡緊現(xiàn)象，受液動力影響小，電磁球閥鋼球位移小，無軸向密封長度，反應(yīng)靈敏，響應(yīng)速度快，常用于高壓、換向頻率高的場合。為保證液控單向閥能反向正常開啟，液控單向閥的開啟和關(guān)閉控制面積比必須大于油缸無桿腔和有桿腔的有效工作面積比。液控單向閥與換向閥組合回路中，應(yīng)選用Y型或H型中位機(jī)能的換向閥，以保證中位時，液控單向閥控制口的壓力能立即釋放，單向閥立即關(guān)閉。但選用H型中位換向閥應(yīng)非常慎重，因為當(dāng)系統(tǒng)流量較大，而回油管細(xì)長或局部阻塞等其他原因使背壓過高時，液控單向閥閥芯無法可靠復(fù)位而使系統(tǒng)發(fā)生誤動作。疊加閥的疊加液控單向閥與節(jié)流閥組合時，應(yīng)使節(jié)流閥靠近油缸（液控單向閥與油缸直接），否則，當(dāng)油缸需要停止時，節(jié)流閥產(chǎn)生的回油背壓可能使液控單向閥不能及時關(guān)閉，有時還會反復(fù)開、關(guān)，使油缸產(chǎn)生沖擊。應(yīng)盡量選用壓力－流量特性較好的溢流閥（根據(jù)系統(tǒng)許用選用調(diào)壓范圍適當(dāng)?shù)囊缌鏖y，否則會使調(diào)壓偏差加大），以提高執(zhí)行器的速度負(fù)載特性和回路效率。普通減壓閥不能反向通油，需反向通油是必須用單向減壓閥。

（資料性附錄）

液壓閥設(shè)計選型案例溢流閥選型與設(shè)計案例攤鋪機(jī)熨平板拉緊液壓系統(tǒng)原理如圖A.1所示，工作時熨平板拉緊油缸由拉緊溢流閥保壓，系統(tǒng)回油（16×2300＝36.8L/min）經(jīng)拉緊溢流閥溢流，形成30～40bar左右的某一設(shè)定壓力將熨平板拉緊。圖A.1DLT90SC攤鋪機(jī)熨平板拉緊液壓系統(tǒng)原理所選用的溢流閥特性如圖A.2所示，圖（b）第4條曲線顯示該閥在36.8L/min流量下的最低設(shè)定壓力可調(diào)至12bar左右，實(shí)際工作過程中該閥使用狀況也一直正常。圖A.2原拉緊溢流閥特性曲線因貨源問題拉緊溢流閥曾臨時試用另一型號4通徑的溢流閥，調(diào)試發(fā)現(xiàn)該閥壓力最低只能調(diào)到70bar左右，查看其特性曲線（如圖A.3（a）所示）發(fā)現(xiàn)使用流量已超過其工作極限，更換成同型號6通徑（特性曲線如圖A.3（b）所示）溢流閥后工作正常。圖A.3替代使用的拉緊溢流閥特性曲線流量閥選型與設(shè)計案例攤鋪機(jī)振動系統(tǒng)在調(diào)試過程中偶見有振動自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，即發(fā)動機(jī)起機(jī)振動軸就緩慢轉(zhuǎn)動，拉油門之后轉(zhuǎn)速增加30～40rpm，用腳使勁踩住能使自轉(zhuǎn)停止，之前處理時將振動軸上打滿黃油也能消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。如圖A.4所示為攤鋪機(jī)振動系統(tǒng)原理，三通流量閥集成的電磁閥得電時，通過手柄調(diào)節(jié)節(jié)流口大小可控制振動轉(zhuǎn)速，當(dāng)三通流量閥集成的電磁閥失電時，A口流量經(jīng)電磁閥卸荷，振動動作理論上應(yīng)停止。圖A.4攤鋪機(jī)振動液壓系統(tǒng)原理排故過程中已排除管路錯接、控制邏輯等其他可能原因，確定故障點(diǎn)在于三通流量閥本身，查廠家樣本有如下描述：“3通流量閥出口R的允許背壓始終要低于油口A的常規(guī)負(fù)載壓力（至少相差8bar）”，推測該閥旁通卸荷時A口至R口間最大會形成近8bar的壓降，即使R口背壓為零，A口卸荷壓力也可能達(dá)到8bar。進(jìn)一步查樣本發(fā)現(xiàn)圖A.5所示旁通壓降曲線（S.3-3S），確認(rèn)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象由旁通閥壓降使A口壓力高引起。圖A.5三通流量閥旁通閥壓力－流量曲線將R口直接通油箱后測量A口壓力為7bar，而振動馬達(dá)出口壓力為5bar，證明振動軸裝配良好(調(diào)試時熨平板只拼裝了主段)，2bar的壓差就能使馬達(dá)（23cc/r）驅(qū)動振動軸克服負(fù)載自轉(zhuǎn)。因R口背壓已無法進(jìn)一步降低，最合理經(jīng)濟(jì)的辦法是通過在馬達(dá)回油口加背壓閥來處理，現(xiàn)場在馬達(dá)回油口加溢流閥做背壓閥后自轉(zhuǎn)現(xiàn)象消失。換向閥選型與設(shè)計案例一換向閥閥芯由一個工作位置向另一個工作位置切換的過程中，還存在著過渡位置，而過渡狀態(tài)機(jī)能往往容易被忽視而引發(fā)許多故障。如圖A.6(a)所示二級調(diào)壓回路，換向閥4實(shí)現(xiàn)液壓缸的前進(jìn)、后退和在任意位置停止三種工況，由換向閥3控制系統(tǒng)的三種壓力：p1、p2和零壓(卸荷)，其中p1、p2分別為溢流閥1和2的調(diào)定壓力。在液壓缸和換向閥4之間采用了兩根軟管連接。從工作原理上看是合理可行的，而實(shí)際運(yùn)行中該系統(tǒng)發(fā)生了軟管爆裂事故。圖A.6二級調(diào)壓回路圖A.7換向閥3的過渡狀態(tài)機(jī)能初步分析發(fā)現(xiàn)，軟管的選型和質(zhì)量沒有問題，回路中溢流閥的調(diào)定壓力也正常，因而極可能是閥3換向過程中，溢流閥根本就沒有起到限壓作用而使管路壓力過高。經(jīng)對管路和各液壓閥結(jié)構(gòu)、機(jī)能的綜合分析及相應(yīng)檢測知道，三位四通換向閥3的閥芯在換向過程中存在著兩個過渡位置，其過渡狀態(tài)機(jī)能如圖A.7所示，4個油口全部截止。在換向閥3由一個閥位向另一個閥位切換的過渡過程中，必須經(jīng)過一個閥口完全關(guān)閉的短暫過程，由于液壓泵輸出油無出路，造成系統(tǒng)壓力突然升高，反復(fù)的壓力沖擊使軟管疲勞爆裂(如果系統(tǒng)使用硬管，會使液壓泵損壞)。可見，換向閥3處于過渡狀態(tài)時，兩個溢流閥都起不到限壓作用，致使回路壓力瞬間升高，是軟管爆裂的根本原因。改用圖A.6(b)所示液壓系統(tǒng)，溢流閥1做遠(yuǎn)程調(diào)壓閥。在換向閥3的整個換向過程中，包括由一個閥位向另一個閥位切換的過渡過程，液壓泵的出口壓力總是可控制的，回路調(diào)壓特性見表A.1，表中p1、p2分別為溢流閥1、2的調(diào)定壓力，且p1<p2，避免了泵的輸出封閉，系統(tǒng)再沒有出現(xiàn)故障。換向閥選型與設(shè)計案例二電液換向閥由電磁換向閥和液動換向閥組成，其中電磁換向閥起先導(dǎo)作用，即用來改變液動換向閥控制壓力油的方向；液動換向閥作為主閥，其工作位置由電磁換向閥的工作位置相應(yīng)確定。由于電磁先導(dǎo)閥將控制信號放大為液壓力，電液換向閥可用于10通徑以上的大功率液壓系統(tǒng)。電液換向閥根據(jù)控制油和回油方式分為：內(nèi)控內(nèi)泄式、內(nèi)控外泄式、外控內(nèi)泄式、外控外泄式四種；按主閥芯回中方式又可分為：彈簧對中式、液壓對中式。（a）外控內(nèi)泄式，彈簧對中（b）內(nèi)控外泄式，液壓對中圖A.8電液換向閥對于外控式閥，由于控制油是從電液換向閥之外的油路單獨(dú)引入的，在使用時，無論內(nèi)泄還是外泄，均不存在什么問題。對以內(nèi)控方式供油的電液動換向閥，由于先導(dǎo)閥的供液口與主閥的P口是溝通的，若在中間位置是使泵卸荷的狀態(tài)，如M、H、K等中位機(jī)能，在中位時主油路不能為控制油路提供主閥芯換向所必須的控制壓力，因此不宜采取這種具有中位卸荷機(jī)能的內(nèi)控式電液換向閥。如果要采取這種形式，在應(yīng)用時一定注意配以預(yù)控壓力閥，使在卸荷狀態(tài)仍然具有一定的控