《液压与气压传动教学课件》5.2压力控制阀.ppt

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1、5.2压力控制阀,常用的压力控制阀：溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器。功能简介：可控制液压系统中油液的压力（溢流阀、减压阀）或通过压力信号实现系统的控制（顺序阀、压力继电器）。原理简介：利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力平衡的原理进行工作。,5.2压力控制阀,学习内容溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器工作原理；溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器图形符号；溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器作用；,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),左下两个为直动时，右上为先导式溢流阀,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),溢流阀分为直动式-Spring loaded type re

2、lief valve（a）先导式-Pilot operated relief valve（b）,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),直动式：系统中的压力油直接作用在阀芯上，利用产生的液压力与阀芯的弹簧力相互作用，控制阀芯的启闭。一般用于低压小流量场合，如图5-1；当对阀芯采用适当措施，也可用于高压大流量场合，如图5-2。先导式：由先导阀和主阀组成，广泛用于高压、大流量场合。,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),直动式工作原理,P,T,图5-1直动式溢流阀,直动式溢流阀工作过程中受力分析当油压大于开启压力时，锥阀阀芯被顶起，开始溢流；不考虑阀芯重力、摩擦力以及液动

3、力的情况下，阀芯受力方程为：为阀口的开度，为弹簧的预压缩量，工作过程中，变化较小，且，可认为进口压力基本恒定，实现溢流定压的作用。,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),图5-1存在的问题由于工作压力的提高，导致直动式溢流阀的弹簧力及其弹簧刚度增加，装配困难。锥阀处的流量公式为，可知当 变化，也将变化，故溢流压力的波动较大，所以图5-1所示的直动式溢流阀只适用于低压系统。,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),DBD型直动溢流阀，如图5-2,针对图5-1存在的问题，在结构上进行了改进偏流盘1：其上的环形槽可改变液流

4、方向，补偿锥阀2的液动力；此外由于液流方向的改变，产生一个与弹簧力相反方向的射流力。阻尼活塞3：增加运动阻尼，为锥阀2导向，提高了阀的工作稳定性。由于以上结构变化，该结构的直动式溢流阀可用于高压大流量场合。,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),P-B63B型直动式溢流阀,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),P-B63B型直动式溢流阀,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),先导式溢流阀,P,T,符号,图5-3 三节同心式先导式溢流阀,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),先导式溢流阀工作原理,5.2压力控制阀溢流阀(relief val

5、ve),先导式溢流阀工作原理,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),先导式溢流阀工作原理,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),图5-3工作过程分析系统压力低于先导阀的调定压力，油液无流动，上下腔压力相等，弹簧力作用，主阀芯处于最下端，P口与T口断开；系统压力大于先导阀的调定压力，先导阀被打开，油液流动，由于阻尼孔产生压差，当主阀芯两端液压作用力之合力大于弹簧力，主阀芯向上移动，P口与T口接通。综上，可知先导阀起调压控制作用，主阀起主流量溢流作用。,图5-3溢流过程受力分析主阀芯受力方程为：先导阀阀芯受力方程为：联立两式：,5.2压力控制阀溢流阀(relief va

6、lve),5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),图5-3溢流过程受力分析由于主阀弹簧的作用力只是克服阀芯运动时的摩擦力，因此选用较软的弹簧，即 很小，且，所以先导阀的溢流流量较主阀小的多，可认为：所以溢流时，进油口压力由先导阀的弹簧决定；而主阀芯溢流时，流量的变化对进油口压力的影响较小，故可用于大流量、高压的场合。,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),下面简单介绍二节同心式溢流阀结构,图5-4 二节同心式溢流阀,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),与图5-3比较，图5-4的特点：二节同心，所以结构简单，加工和装配方便。主阀芯和阀套通用化程度好，便于

7、批量生产。通流面积大，在相同开启情况下，其通流能力大。,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),Y-25B型先导式溢流阀,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),Y-25B型先导式溢流阀,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),溢流阀的静态特性即溢流阀在稳定工况时的性能。1、压力调节范围：调压弹簧在规定的范围内调节，系统压力能平稳上升或下降，且压力无突变及迟滞现象时的最大和最小调定压力。,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),2、启闭特性：溢流阀在稳态情况下从开启到闭合的过程中，被控压力与通过溢流阀的溢流量之间的关系，是衡量溢流阀定压精度的重要

8、指标。,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),3、卸荷压力：先导阀的遥控口通油箱，此时卸荷，则额定流量下溢流阀进、出油口的压力差为卸荷压力，通常希望越小越好。4、最大允许流量和最小稳定流量：前者为额定流量，后者通常为额定流量的15，取决于对压力平稳性要求。,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),动态特性即溢流阀在瞬态工况时的性能。1、压力超调量：最高瞬时压力峰值与调定压力值pn的差值，是衡量动态定压误差及稳定性的重要指标，要求小于30。2、响应时间：从起始稳态压力p0与最终稳态压力ps之差的10上升到90的时间，该时间越小，说明溢流阀响应越快。3、过渡过程时间：从0

9、.9（psp0）的压力到瞬时过渡过程的最终时刻之间的时间，该时间越小，表明动态过渡过程越短。,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),4、升压时间：流量阶跃变化时，从0.1（pnp0）到0.9（pn-p0）的时间，与响应时间一致，该值越小，阀的动态性能越好。5、卸荷时间：卸荷信号发出后，由0.9（pn-p0）至0.1（pn-p0）的时间，该值越小，阀的动态性能越好。,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),溢流阀的作用溢流定压作用，此时主阀芯处于常开状态，系统压力由溢流阀调定值调定。安全作用，主阀芯处于常闭状态，系统压力由负载决定，当系统压力达到溢流阀调定值，主阀芯打开

10、，起过载保护作用。,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),溢流阀的作用利用溢流阀的遥控口，可以实现远程多级调压，具体内容在回路中将详细介绍。将溢流阀接在系统回油路上，作背压阀用。,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),溢流定压作用,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),安全作用,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),远程多级调压,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),背压,5.2压力控制阀溢流阀(relief valve),对溢流阀的性能要求定压精度要高，即静态压力超调要小。灵敏度要高，即动态超调量要小。工作平稳，振动和噪声

11、小。阀关闭时，密封要好，泄漏要小。,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),左上为先导式，其它为直动式,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),简介减压阀亦称压力调节阀，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。可以限制二次压力，即输出压力。只要输入压力（一次压力）超过调定的数值，二次压力即不受一次压力的影响而保持不变，该内容仅针对定值减压阀。综上，减压阀作用是降低系统某一支路的油液压力，使同一系统有两个或多个不同压力，且该压力可以保持定值、定比或定差。,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),减压阀分类按结构形式分为

12、：直动式和先导式减压阀。按调节要求分为：定压输出减压阀、定差减压阀和定比减压阀。定压输出减压阀：保证出口压力为定值。定差减压阀：保证进出口压力差不变。定比减压阀：保证进出口压力成比例。,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),直动式减压阀工作原理,1阀芯 2弹簧,A0,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),直动式减压阀工作原理进口油液压力p1小于减压阀调定值（由弹簧2调定）时，阀芯1处于最下端，减压口或节流口最大，此时p1p2。进口油液压力p1大于减压阀调定值（由弹簧2调定）时，阀芯1向上移动，弹簧被压缩，达到新的平衡，减压口或节流口变小，产生压降，导致p1p

13、2，从而实现出口压力下降，即减压。,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),直动式减压阀力平衡方程式 弹簧刚度；弹簧预压缩量；弹簧变化量；由于，如果弹簧刚度比较小，则减压阀出口压力 可基本稳定。该类型减压阀的调节精度受弹簧影响较大，高压大流量场合，弹簧刚度会较大，节流口的微小变化都会造成较大的出口压力波动，所以只适合中低压、小流量的液压系统。,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),出口压力控制式先导型定压输出减压阀,先导阀调压，主阀减压,先导阀,主阀,先导型减压阀工作过程描述，控制阀芯向下运动，阀开口最大，无减压作用；，控制阀芯向上运动，阀开口，（减压口或节流

14、口进出口压差），导致；出口压力由先导阀调压弹簧决定。,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),先导式减压阀力平衡方程式主阀阀芯受力平衡方程：由于，所以（1）先导阀阀芯受力平衡方程：由于，所以（2）,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),先导式减压阀力平衡方程式联立（1）（2）可知：由于主阀弹簧刚度很小，先导阀有效作用面积 远小于主阀有效作用面积，可认为：综上，出口压力 主要取决先导阀弹簧的选用和调定，且基本恒定。,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),进口压力控制式先导型定压输出减压阀,

15、1-阀体2-主阀芯3-阀套4-单向阀5-主阀弹簧6-控制油流量恒定器7-先导阀8-调压弹簧I-固定阻尼孔II-可变阻尼,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),J-10B型先导式减压阀,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),J-10B型先导式减压阀,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),定差减压阀,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),定比减压阀,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),减压阀应用1,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),减压阀应用1,5.2压力控制阀减压阀(Reducing

16、 valve),减压阀应用1,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),减压阀应用1,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),减压阀应用1,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),减压阀应用1,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),减压阀应用2,已知：1DT得电，在A缸活塞运动过程中，试分析a、b两点压力的变化情况？,5.2压力控制阀减压阀(Reducing valve),减压阀应用3,溢流阀调定压力为6MPa，减压阀调定压力为4MPa，无杆腔面积为，则外负载F分别为0N、1000N、4000N、6000N，10000N时，A、B

17、点压力是多少，活塞运动状态或位置如何？,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),左为先导，右为直动顺序阀,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),顺序阀作用以压力为控制信号，使多个执行元件按设计顺序动作。顺序阀分类按结构分类直动式：适用于低压。先导式：适用于高压。,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),按控制压力来源分类内控式：控制阀芯开启的压力油来自顺序阀进口。外控式：控制阀芯开启的压力油从外控口外部引入。按泄油方式分类内泄式：弹簧腔内的油液直接从出油口泄漏。外泄式：弹簧腔内的油液直接从外泄油口泄漏到油箱。,5.2压力控制阀顺序阀(Seque

18、nce valve),直动式顺序阀工作原理,1-控制活塞 2-阀芯 3-弹簧 4-阀体 5-调节机构,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),直动式顺序阀与溢流阀的区别：顺序阀出口接负载油路，溢流阀接油箱；溢流阀的进口最高压力由调压弹簧限定，顺序阀进口压力由工况决定；溢流阀弹簧腔与出油口相通，而出口与负载油路相通的顺序阀的泄油口应单独接回油箱，以免弹簧腔有油压。直动式顺序阀应用场合：弹簧刚度大，且工作时阀口开度大、阀芯行程较大，启闭特性不好，用于压力较低的场合（8MPa）。,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),带单向阀的直动式顺序阀（DZ10D）,1-壳体

19、2-控制活塞 3-压力弹簧 4-调整装置 5-单向阀,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),带单向阀的直动式顺序阀工作原理A进油，B出油时，相当于直动式顺序阀。进油口压力低于顺序阀调定值，在弹簧力作用下，顺序阀主阀芯关闭，进出油口不通；进油口压力大于顺序阀调定值，顺序阀主阀芯打开，进出油口相通，进出油口压力取决外负载；B进油，A出油时，单向阀打开，顺序阀不起作用。,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),X-B25B型直动式顺序阀,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),X-B25B型直动式顺序阀,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence va

20、lve),先导式顺序阀（DZ型）,1-先导阀体2-主阀芯3-先导级测压孔4-先导阀芯5-阻尼孔6-调压弹簧7-喷管8-控制管路,X控制油口 Y泄漏口 A进油口 B-出油口 I进油腔 II出油腔,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),应用场合由于先导阀处的泄漏量大大减少，可以用于高压、大流量或小流量的场合。先导式顺序阀（DZ型）受力情况A口的压力油通过3作用于先导阀芯4的左端面。先导阀芯4的右端面受6的弹簧力的作用。,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),先导式顺序阀工作原理A口油液压力小于6的弹簧力时，先导阀芯4处于最左端，油液无流动，主阀芯2处于最下端，A

21、和B口隔断。A口油液压力大于6的弹簧力时，先导阀芯4向右移动，I腔的油液通过5、7以及4和1形成的环型缝隙，进入II腔，从而油液发生流动，导致5产生压降，利用该压差克服主阀芯2所受弹簧力作用，主阀芯向上移动，A和B口沟通。,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),先导式顺序阀（该类型在先导阀处泄漏量较大，不易在小流量场合使用）,a-外控式 b-内控式 c-一般符号或直动式顺序阀 d-先导式顺序阀符号,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),顺序阀顺序作用应用,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),顺序阀顺序作用应用,5.2压力控制阀顺序阀(Se

22、quence valve),顺序阀顺序作用应用,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),顺序阀顺序作用应用,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),顺序阀顺序作用应用,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),顺序阀顺序作用应用,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),顺序阀作平衡阀应用,为了避免活塞杆和重物在下降过程出现加速，利用顺序阀起平衡作用,5.2压力控制阀顺序阀(Sequence valve),顺序阀起卸荷阀作用,5.2压力控制阀,溢流阀、减压阀和顺序阀之区别,5.2压力控制阀压力继电器,右：活塞压力继电器HED1；左及下：弹簧管式压力继电器HED2及3,5.2压力控制阀压力继电器,工作原理利用液体的压力信号来启闭电气触点的液压电气转换元件。分类柱塞式。膜片式。弹簧管式。波纹管式。,5.2压力控制阀压力继电器,柱塞式压力继电器,1-外壳2-柱塞3-顶杆4-弹簧5-调节螺钉6-微动开关7-机械挡销,5.2压力控制阀压力继电器,弹簧管压力继电器,1-弹簧管 2-微型开关 3-开关杆,