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1、液压与气动技术 2020/1/29,液压与气动技术,液压与气动技术 2020/1/29,5-2 压力控制阀,作用：主要用来控制系统油液的压力。,分类：溢流阀、 减压阀、 顺序阀、 压力继电器,原理：利用阀心上的液压力与弹簧力 相平衡的原理进行工作。,液压与气动技术 2020/1/29,一、溢流阀,作用：溢流稳压 限压保护,分类：直动式 先导式,液压与气动技术 2020/1/29,直动式溢流阀,1、结构：阀体、阀芯和弹簧等,进油口P 泵出口（压力p),回油口O 油箱(压力p=0),液压与气动技术 2020/1/29,2、工作原理,p，p.AFt：阀芯上移， 阀口打开，p-O相通。 溢流稳压或限压
2、保护等,压力较小，p.A Ft：阀芯 处于最下端，阀口关闭。,【压力调节】调压螺帽，调节调定压力。,Ft,p.A,p称为调定压力或开启压力,进油口压力恒定 p = Ft/A,【动画演示】,液压与气动技术 2020/1/29,Ft直接与p.A平衡 称直动式 p高，弹簧K较大，不但手调困难，且q略有 变化，p变化较大 多用于低压小流量场合,4、职能符号,3、特点,预习：先导式油路通道和先导作用,【演示说明】,液压与气动技术 2020/1/29,Take a Break,液压与气动技术 2020/1/29,(二)先导式溢流阀,1、组成 先导阀：锥阀（A1） 弹簧（Ft1） 主 阀：滑阀（A） 弹簧（
3、Ft） 远程控制口K,K,液压与气动技术 2020/1/29,2、工作原理,当p较小，p1.A1 Ft1：,主阀上下压力相等(p1=p),先导阀关闭,p1.A+Ftp.A，主阀芯处于 最低位置主阀关闭。,液压与气动技术 2020/1/29,进油口压力恒定： p= Ft /A +p1,当油压p, p1.A1 Ft1：,先导阀打开,主阀两端产生压差(p1p):,p1.A+Ftp.A , 主阀芯上移 主阀打开。 溢流稳压或限压保护等。,【动画演示】,液压与气动技术 2020/1/29,K口接回油箱：主阀可在压力 很小的情况下即可开启,远程控制口K : 实现远程控制。,K口堵上：只有当压力pp调 先导
4、阀开启后，主阀才能开启,K,液压与气动技术 2020/1/29,黄冈科技职业学院,电气液压技术,液压与气动技术 2020/1/29,(3)特点,因有上部压力p1存在，弹簧可做较软， 调压方便；压力随流量变化波动小。 适用于高压大流量。,(4)图形符号,液压与气动技术 2020/1/29,(三)应用,1.过载保护“安全阀”,在变量泵供油系统中，溢流阀 常闭，液压系统一旦过载，溢流 阀立即开启，从而保证了系统的 安全。,正常工作时，溢流阀处于 关闭状态，过载时才会开启,液压与气动技术 2020/1/29,2. 溢流稳压“溢流阀”、 “稳压阀”,在许多定量泵供油系统中，流往 执行元件的油液由调速阀调
5、节，多 余的油液由溢流阀流回油箱，同时 溢流阀起到稳压的作用。,系统正常工作时，溢流阀处于开 启状态,液压与气动技术 2020/1/29,3.卸荷,当执行元件处于停止状态时， 让电磁阀通电，溢流阀的远程 控制口通过换向阀接回油箱。 溢流阀在压力很小（接近于0） 状况下会开启。 泵接近于空载运行，功耗小 卸荷,液压与气动技术 2020/1/29,4. 多级调压,电磁铁 “-”： p=pA,电磁铁 “+”：p=pB,调定压力：pB pA,液压与气动技术 2020/1/29,溢流阀,溢流阀原理,溢流阀功用,通用符号,远程控制口K的作用,pp调：溢流阀关闭,pp调：溢流阀开启,接回油箱，阀在p很小 的
6、情况下会开启,液压与气动技术 2020/1/29,二、减压阀,作用：降低油液压力，保持压力恒定。,在液压设备的夹紧系统、润滑系统和控制系统 中广泛使用,分类： 直动式 先导式 定值减压阀 定差减压阀,工作缸,夹紧缸,液压与气动技术 2020/1/29,1、结构,p1,p2,先导阀：锥阀（A1） 弹簧（Ft1） 主 阀：滑阀（A） 弹簧（Ft） 油 口：进油口 P1 出油口 P2,油液流经节流口产生压降,使出 口压力小于进口压力。 节流口的大小与阀芯位置有关,液压与气动技术 2020/1/29,进油口p1,节流口f,出油口p2,主阀上p3,先导阀左,液压与气动技术 2020/1/29,2、工作原
7、理,p2较低，p3.A1 Ft1：,先导阀关闭,主阀上下压力相等,p3.A+Ftp2.A，主阀芯处 于最低位置。 节流口f最大,不减压,液压与气动技术 2020/1/29,出口压力恒定： p2= Ft /A +p3,p2：当p3.A1 Ft1：,先导阀打开,主阀两端产生压差(p3 p2 ),p2.Ap3.A+Ft ,主阀上移 节流口f, 减压,【动画演示】,液压与气动技术 2020/1/29,3、职能符号,减压阀通用符号,液压与气动技术 2020/1/29,与溢流阀比较：,溢流阀,减压阀,控制信号：进口油液 能保持进口压力恒定,控制信号：进口油液 能保持出口压力恒定,内部回油,外部回油,阀口常
8、闭,阀口常开,一般安装在泵的出口,一般串联于支路,液压与气动技术 2020/1/29,【例】图示溢流阀调定压力 ps1= 4.5MPa，减压阀的调 定压力ps2=3MPa，活塞前进时，负荷F=1000N，活塞面 积A=20 10-4m2 ，求： 活塞在运动时和到达尽头时，A、B两点的压力。 当负载F=7000N时，A、B两点的压力是多少?,负荷F=1000N时: pw=F/A=0.5MPa,负荷F=7000N时: pw=F/A=3.5MPa,液压与气动技术 2020/1/29,Take a Break,液压与气动技术 2020/1/29,三、顺序阀,作用,控制多个执行元件动作顺序。,原理,pp
9、调 ：阀芯上移，开启， 执行元件动作,pp调 ：顺序阀关闭执行 元件不动,【动画演示】,定位缸,夹紧缸,液压与气动技术 2020/1/29,图形符号,内控顺序阀,外控顺序阀,液压与气动技术 2020/1/29,与溢流阀比较,溢流阀,顺序阀(内控),出油口接回油箱 保持进口压力恒定,出油口接到工作系统 进口压力随负载变化,进油中油液或外控K,控制油来源进油口油液,外部回油,内部回油,液压与气动技术 2020/1/29,四、压力继电器,作用：利用油液压力变化，控制电路的通断。,pp调 ：阀芯上移，微动 开关闭合，发出电信号,职能符号：,原理：,【动画演示】,液压与气动技术 2020/1/29,压力
10、控制阀,顺序阀： pp调，阀开启 阀不能稳压,溢流阀： pp调，阀开启 进口压力恒定,减压阀： pp调，阀减压 出口压力恒定,液压与气动技术 2020/1/29,第三节 压力控制阀,溢流阀 减压阀 顺序阀 压力继电器,压力控制阀是用来控制液压系统中油液压力或通过压力信号实现控制的阀类。通过液压作用力与弹簧力进行比较来实现对油液压力的控制。调节弹簧的预压缩量即调节了阀芯的动作压力，该弹簧是压力控制阀的重要调节零件，称为调压弹簧。,液压与气动技术 2020/1/29,溢流阀,按结构形式分 直动型溢流阀 先导型溢流阀,液压与气动技术 2020/1/29,直动式溢流阀工作原理 原始状态，阀芯在弹簧力的
11、作用下处于最下端位置，进出油口隔断。进口油液经阀芯径向孔、轴向孔作用在阀芯底端面，当液压力等于或大于弹簧力时，阀芯上移，阀口开启，进口压力油经阀口溢回油箱。此时阀芯受力平衡，阀口溢流满足压力流量方程。,阀芯受力：PA 与Fs,直动式溢流阀,液压与气动技术 2020/1/29,直动式溢流阀结构 直动型溢流阀由阀芯、阀体、弹簧、上盖、调节杆、调节螺母等零件组成。阀体上进油口旁接在泵的出口，出口接油箱。 分为：低压溢流阀（P型）、高压溢流阀 两者比较：高压阀总效率高、通流能力大、调压范围大、稳定性高,低压溢流阀,高压溢流阀,液压与气动技术 2020/1/29,直动型溢流阀特点,对应调压弹簧一定的预压
12、缩量 xo，阀的进口压力 p 基本为一定值。 由于阀开口大小 x 和 稳态液动力Fs的影响，阀的进口压力随流经阀口流量的增大而增大。当流量为额定流量时的阀的进口压力 ps 最大，ps称为阀的调定压力。 弹簧腔的泄漏油经阀内泄油通道至阀的出口引回油箱，若阀的出口压力不为零，则背压将作用在阀芯上端，使阀的进口压力增大。 对于高压大流量的压力阀，要求调压弹簧具有很大的弹簧力，这样不仅使阀的调节性能变差，结构上也难以实现。,液压与气动技术 2020/1/29,先导式溢流阀,结构 由先导阀和主阀组成。先导阀实际上是一个小流量直动型溢流阀，其阀芯为锥阀。主阀芯上有一阻尼孔，且上腔作用面积略大于下腔作用面积
13、，其弹簧只在阀口关闭时起复位作用。 图形符号,液压与气动技术 2020/1/29,一级同心式,二级同心式,三级同心式,按主阀芯与阀体的配合可分： 一级同心式 二级同心式 三级同心式,液压与气动技术 2020/1/29,先导式溢流阀原理：（三级同心式）,动画演示,液压与气动技术 2020/1/29,先导式溢流阀的原理演示,遥控口K的作用：控制P1变化使进口压力P2受到控制 讨论：当h孔堵塞或e孔堵塞后会产生什么后果,液压与气动技术 2020/1/29,先导型溢流阀特点,先导阀和主阀阀芯分别处于受力平衡，其阀口都满足压力流量方程。阀的进口压力由两次比较得到，压力值主要由先导阀调压弹簧的预压缩量确定
14、，主阀弹簧起复位作用。 通过先导阀的流量很小，是主阀额定流量的1，因此其尺寸很小，即使是高压阀，其弹簧刚度也不大。这样一来阀的调节性能有很大改善。 主阀芯开启是利用液流流经阻力孔形成的压力差。阻力孔一般为细长孔，孔径很小=0.81.2mm，孔长l = 812mm，因此工作时易堵塞，一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。 先导阀前腔有一控制口，用于卸荷和遥控。,液压与气动技术 2020/1/29,压力流量特性：阀在工作状态，溢流量q变化时进口压力变化情况。,启闭特性：阀在开启闭合过程中，压力流量间关系。,溢流阀的性能,压力调节范围：在规定的范围内调节时，阀的输出压力能平稳的升降，无突跳或迟滞现象。,
15、卸荷压力：当调压弹簧预压缩量等于零或主阀上腔经遥控口直接回油箱流经阀的流量为额定值时，溢流阀的进口压力。,静态特性,液压与气动技术 2020/1/29,压力超调：最大峰值压力与调定压力直之间差值 过渡时间：压力上升达到稳定调定值所需时间 压力稳定性：压力在调定值之间变化,动态特性：进口压力突变时，压力与时间之间的关系。,液压与气动技术 2020/1/29,溢流阀的应用,溢流阀旁接在泵的出口，用来限制系统压力的最大值，对系统起保护作用，称为安全阀。,电磁溢流阀还可以在执行机构不工作时使泵卸载。,溢流阀旁接在泵的出口，用来保证系统压力恒定，称为调压阀。,溢流阀接在执行元件的出口，用来保证系统运动平
16、稳性，称为背压阀,液压与气动技术 2020/1/29,先导式减压阀原理,减压阀,减压阀是利用液流流过缝隙产生压力损失，使其出口压力低于进口压力的压力控制阀。 按调节要求不同，有定值减压阀，定差减压阀，定比减压阀。其中定值减压阀应用最广，又简称减压阀。,液压与气动技术 2020/1/29,传统型先导式减压阀,新先型导式减压阀,定值减压阀结构,减压阀由压力先导阀和主阀组成。出口压力油引至主阀芯上腔和先导阀前腔，当出口压力大于减压阀的调定压力时，先导阀开启，主阀芯上移，减压缝隙关小，减压阀才起减压作用且保证出口压力为定值。,职能符号,液压与气动技术 2020/1/29,与先导型溢流阀比较： 减压阀是
17、出口压力控制，保证出口压力为定值；溢流阀是进口压力控制，保证进口压力为定值。 减压阀阀口常开；溢流阀阀口常闭。 减压阀有单独的泄油口；溢流阀弹簧腔的泄漏油经阀体內流道內泄至出口。 减压阀与溢流阀一样有遥控口。,减压阀的特点,液压与气动技术 2020/1/29,减压回路,减压阀的应用,减压阀用在液压系统中获得压力低于系统压力或使出口压力稳定的二次油路上，如夹紧回路、润滑回路和控制回路。必须说明，减压阀出口压力还与出口负载有关，若负载压力低于调定压力时，出口压力由负载决定，此时减压阀不起减压作用。,稳压回路,液压与气动技术 2020/1/29,直动式顺序阀,先导式顺序阀,顺序阀,顺序阀是一种利用压
18、力控制阀口通断的压力阀。 按结构可分为直动式和先导式；按控制油来源不同分内控和外控，按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。,液压与气动技术 2020/1/29,顺序阀的四种结构形式及符号,内控内泄,内控外泄,外控内泄,外控外泄,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。,液压与气动技术 2020/1/29,顺序阀的应用,内控外泄顺序阀与溢流阀非常相象：阀口常闭，进口压力控制，但是该阀出口油液要去工作，所以有单独的泄油口。 内控外泄顺序阀用于多个执行元件顺序动作。其进口压力先要达到阀的调定压力，而出口压力取决于负载。当负载压力高于阀的调定压力时，进口
19、压力等于出口压力，阀口全开；当负载压力低于调定压力时，进口压力等于调定压力，阀的开口一定。,液压与气动技术 2020/1/29,内控内泄顺序阀的图形符号和工作原理与溢流阀相同。多串联在执行元件的回油路上，使回油具有一定压力，保证执行元件运动平稳。如右图示阀3作背压阀。,外控内泄顺序阀等同于二位二通阀，可作卸载阀，如双泵供油回路中阀3是泵1的卸载阀。,外控外泄顺序阀可作液动开关和限速锁。如远控平衡阀可限制重物下降的速度。,液压与气动技术 2020/1/29,压力继电器,压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件。 其作用是实现执行元件的顺序控制或安全保护。 按结构特点分为柱塞式、弹簧管式和膜片式。图示为柱塞式压力继电器。主要零件包括柱塞1、调节螺钉2和电气微动开关3。压力油作用在柱塞下端，液压力直接与弹簧力比较。当液压力大于或等于弹簧力时，柱塞向上移压微动开关触头，接通或断开电气线路。反之，微动开关触头复位。,液压与气动技术 2020/1/29,工作原理：当压力达到调定值时，发电信号使电路接通 调节方式：螺钉2调整发信压力 返回区间：发信压力与断信压力之差,压力继电器的应用,如图所示，压力继电器用在顺序动作回路中。当执行元件工作压力达到压力继电器调定压力时，压力继电器将发出电信号，使电磁铁得电，换向阀换向，从而实现两液压缸的顺序动作。,