液壓系統(tǒng)控制元件ppt課件

液壓控制元件作用 在液壓傳動系統(tǒng)中 液壓控制元件主要用來控制液壓執(zhí)行元件運動的方向 承載的能力和運動速度的大小以滿足機械設備工作性能的要求 控制液流的方向 壓力和流量 液壓控制元件 1 液壓控制閥的分類 方向控制閥 用于控制液壓油的流動方向 壓力控制閥 用于控制液壓油的壓力大小 流量控制閥 用于控制液壓油的流量大小 1 按功能 可用于控制液壓油的壓力 方向和流量的元件或裝置稱為液壓控制閥 概述 2 滑閥 閥芯為多端圓柱體 閥芯相對閥體作軸向運動 錐閥 閥芯為錐柱體 閥芯相對閥體作軸向運動 轉閥 閥芯為帶圓周方向槽的圓柱體 閥芯相對閥體轉動 2 按閥芯結構 3 按控制方式 1 開關或定值控制閥 借助于手動操作 如手輪 手柄等 電磁鐵 液壓控制等控制液壓油通路的開閉 或定值控制液流的方向 壓力 流量 這類閥最為常見 稱開關閥 2 比例控制閥 這類閥利用與輸入 輸出參數成比例的電信號 使其按一定的規(guī)律成比例地控制系統(tǒng)中液壓油的流動方向 壓力和流量 此類閥多用于開環(huán)程序控制系統(tǒng) 如電液比例流量閥 電液比例換向閥等 3 4 按液壓閥的安裝連接方式 3 伺服控制閥 輸入信號對輸出信號 流量 壓力 進行連續(xù) 成比例地控制 與比例閥不同的是 其動態(tài)性能和靜態(tài)性能好 主要用于快速 高精度的控制系統(tǒng)中 液壓閥的連接方式有五種 螺紋連接閥體油口上帶標準螺紋的閥稱為管式閥 將管式閥的油口用螺紋管接頭和管道連接 并由此固定在管路上 法蘭連接它是通過閥體上的螺釘孔 每油口多為4個螺釘孔 與管件端部的法蘭 用螺釘連接在一起 4 3 板式連接閥的各油口均布置在同一安裝平面上 并留有連接螺釘孔 這種閥稱為板式閥 如電磁換向閥多為板式閥 將板式閥用螺釘固定在與閥有對應油口的平板式或閥塊式連接體上 4 疊加式連接 由閥 方向閥 壓力閥 流量閥等 及底板塊組成 每個閥同時起單個閥和通道孔的作用 將閥按標準參數做成圓筒形專用元件 然后將這些元件插入不同的閥體 或集成塊 得到不同組合的一種集成形式 5 插裝式連接 5 液壓控制閥性能參數 1 公稱通徑 2 額定壓力 液壓閥主油口的名義尺寸叫做公稱通徑 單位為mm 它代表液壓閥閥的通流能力大小 閥的通徑一旦確定之后 與其配套的管道的規(guī)格也就確定了 液壓閥長期正常工作所允許的最高壓力 液壓控制閥性能的基本要求 動作靈敏 使用可靠 沖擊小 振動小 噪聲小 壽命長 液體流過時壓力損失小 密封性好 結構緊湊 易于安裝 調整和維護 液壓閥的公稱通徑 指閥的進出油口的名義尺寸 而不是閥的進出油口的實際尺寸 如公稱通徑為20mm的電液動換向閥 進出油口的實際尺寸是21mm 公稱通徑僅僅是為了表示閥的規(guī)格 而進出油口的實際尺寸 必須滿足液壓油流動速度和其他設計參數的要求 管路的公稱通徑指管道的名義內徑 6 方向控制閥 7 方向控制閥 作用 方向控制閥用來控制液壓系統(tǒng)中油液流動的方向或液流的通與斷 它包括單向閥和換向閥兩類 分類 單向閥換向閥 8 單向閥只允許經過閥的液流單方向流動 而不許反向流動 單向閥有普通單向閥和液控單向閥兩種 單向閥 視頻 普通單向閥 正向導通 反向不通 9 普通單向閥工作原理 動畫 10 1一閥體 2一闊芯 3一彈簧 A一進油口 B一出油口 管式閥 板式閥 圖5 11普通單向閥 直通式 直角式 普通單向閥按進出油液流動方向的不同 分為直通式和直角式 11 上圖所示的閥屬于管式連接閥 此類閥的油口可通過管接頭和油管相連 閥體的重量靠管路支承 因此閥的體積不能太大太重 直通式單向閥中的液壓油流動的方向和閥的軸線方向相同 12 直角式單向閥的進出油口A P1 B P2 的軸線均和閥體軸線垂直 圖所示的閥屬于板式連接閥 閥體用螺釘固定在機體上 閥體的平面和機體的平面緊密貼合 閥體上各油孔分別和機體上相對應的孔對接 用 O 形密封圈使它們密封 13 2 對單向閥的要求 開啟壓力要小 能產生較高的反向壓力 反向的泄漏要小 正向導通時 閥的阻力損失要小 閥芯運動平穩(wěn) 無振動 沖擊或噪聲 不但單向閥有管式連接和板式連接之分 其它閥類也有管式連接和板式連接之分 大多數液壓系統(tǒng)都采用板式連接閥 14 用途 泵出口處防沖擊 倒流 支路處起分隔作用 單向閥與其它閥組合形成復合閥 例如單向順序閥 單向節(jié)流閥等 15 液控單向閥 動畫 1 液控單向閥的工作原理和圖形符號 控制口通壓力油時 液流可反向自由通過 實現兩個方向的通流 控制口通油箱時 目的是使閥心可靠復位 同普通單向閥 比普通單向閥多一個控制油口K A口進油時 作用同普通單向閥 16 1 簡式內泄型液控單向閥 此類閥不帶卸荷閥芯 無專門的泄油口 控制活塞背腔的油與反向油液一起流出 故稱為內泄式 簡式內泄型液控單向閥1 閥體 2 閥芯 3 彈簧 4 閥蓋 5 閥座 6 控制活塞 7 下蓋 A 正向進油口 B 正向出油口K 控制口 控制活塞的背腔 17 1 簡式外泄型液控單向閥 此類閥不帶卸荷閥芯 有專門的泄油口 外泄油口通油箱 故可用于較高壓力系統(tǒng) P1 正向進油口 P2 正向出油口K 控制口 18 3 帶卸荷閥的液控單向閥 若在控制口K加控制壓力 先頂開卸荷閥芯3 A腔和B腔之間產生微小的縫隙 使B腔壓力降低 活塞5繼續(xù)上升并頂開主閥芯2 大量液流自B腔流向A腔 完成反向導通 此閥適用于反向壓力很高的場合 內泄式 圖5 14 a 帶卸荷閥的內泄式液控單向閥 2 主閥芯 3 卸荷閥芯 5 控制活塞 2 3 4 5 6 A B 19 4 液控單向閥符號 20 液控單向閥的應用 鎖緊油缸 避免倒灌 控制重物下放速度 液壓鎖 設計要求 21 右圖中 用單向閥5將系統(tǒng)和泵隔斷 泵開機時泵排出的油可經單向閥5進入系統(tǒng) 泵停機時 單向閥5可阻止系統(tǒng)中的油倒流 普通單向閥和液控單向閥的應用 1 用單向閥將系統(tǒng)和泵隔斷 22 2 用單向閥產生背壓在右圖中 高壓油進入缸的無桿腔 活塞右行 有桿腔中的低壓油經單向閥后回油箱 單向閥有一定壓力降 故在單向閥上游總保持一定壓力 此壓力也就是有桿腔中的壓力 叫做背壓 其數值不高一般約為0 5MPa 在缸的回油路上保持一定背壓 可防止活塞的沖擊 使活塞運動平穩(wěn) 此種用途的單向閥也叫背壓閥 pb 普通單向閥和液控單向閥的應用 23 3 用單向閥和其它閥組成復合閥由單向閥和節(jié)流閥組成復合閥 叫單向節(jié)流閥 用單向閥組成的復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 當液流沿箭頭所示方向流動時 因單向閥關閉 液流只能經過節(jié)流閥從閥體流出 若液流沿箭頭所示相反的方向流動時 因單向閥的阻力遠比節(jié)流閥為小 所以液流經過單向閥流出閥體 此法常用來快速回油 從而可以改變缸的運動速度 普通單向閥和液控單向閥的應用 24 在右圖中 通過液控單向閥往立式缸的下腔供袖 活塞上行 停止供油時 因有液控單向閥 活塞靠自重不能下行 于是可在任一位置懸浮 將液控單向閥的控制口加壓后 活塞即可靠自重下行 若此立式缸下行為工作行程 可同時往缸的上腔和液控單向閥的控制口加壓 則活塞下行 完成工作行程 4 用液控單向閥使立式缸活塞懸浮 普通單向閥和液控單向閥的應用 25 5 用兩個液控單向閥使液壓缸雙向閉鎖將高壓管A中的壓力作為控制壓力加在液控單向閥2的控制口上 液控單向閥2也構成通路 此時高壓油自A管進入缸 活塞右行 低壓油自B管排出 缸的工作和不加液控單向閥時相同 同理 若B管為高壓 A管為低壓時 則活塞左行 若A B管均不通油時 液控單向閥的控制口均無壓力 閥1和閥2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的一種 1 2 A B 普通單向閥和液控單向閥的應用 26 換向閥 視頻 作用 改變油流方向 組成 主體 閥體 閥芯 操縱定位裝置 分類 滑閥 轉閥 27 換向閥的工作原理 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用固定的字母表示 它所表示的意義如下 P 壓力油口 P pressure壓力A B 工作油口 T 回油口 T tank油箱 P T B A 彈簧對中型 28 P T B A 換向閥的工作原理 彈簧對中型 29 換向機能 1 換向閥的 通 和 位 通 和 位 是換向閥的重要概念 不同的 通 和 位 構成了不同類型的換向閥 位 Position 一指閥芯的位置 通常所說的 二位閥 三位閥 是指換向閥的閥芯有兩個或三個不同的工作位置 位 在符號圖中用方框表示 所謂 二通閥 三通閥 四通閥 是指換向閥的閥體上有兩個 三個 四個各不相通且可外部 即液壓系統(tǒng) 連接的油口數目 不同油道之間只能通過閥芯移位時閥口的開關來連通 30 表不同的 通 和 位 的滑閥式換向閥主體部分的結構形式和圖形符號 31 表5 1中圖形符號的含義如下 用方框表示閥的工作位置 有幾個方框就表示有幾 位 方框內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 方框內符號 或 表示該通路不通 方框外部連接的接口數 或油口數 有幾個 就表示幾 通 一般 閥與系統(tǒng)供油路連接的進油口用字母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 閥的操縱方式畫在方框的左右兩側 32 表5 1中圖形符號的含義如下 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 利用彈簧復位的二位閥則以靠近彈簧的方框內的通路狀態(tài)為其常態(tài)位 繪制系統(tǒng)圖時 油路一般應連接在換向閥的常態(tài)位上 換向閥的命名要順序的表明其 位 通 及控制能源方式 或操縱方式 如 三位四通電磁換向閥 二位二通機動換向閥 33 換向閥主體部分結構型式 1 二位二通 職能符號 作用 控制油路的通與斷 主體部分 動畫素材 34 2 二位三通 職能符號 作用 控制液流方向 35 3 二位四通 職能符號 作用 控制執(zhí)行元件換向 P 壓力油口T 回油口A B 分別接執(zhí)行元件的兩腔 動畫 36 4 三位四通 職能符號 作用 換向 停止 T 動畫素材 37 6 三位五通 職能符號 作用 換向 停止 回油不同 動畫 38 2 滑閥機能滑閥式換向閥處于中間位置或原始位置時 閥中各油口的連通方式稱為換向閥的滑閥機能 兩位閥和多位閥的機能是指閥芯處于原始位置時 閥各油口的通斷情況 三位閥的機能是指閥芯處于中位時 閥各油口的通斷情況 三位閥的滑閥機能也稱中位機能 三位閥有多種機能現只介紹最常用的幾種 39 l 二位二通換向閥二位二通換向閥其兩個油口之間的狀態(tài)只有兩種 通或斷 二位二通換向閥的滑閥機能有 常閉式 O型 即油路是斷開的 常開式 H型 即油路是接通的 圖5 15二位二通換向閥的滑閥機能 二位閥的原始位置 若為手動控制 則是指控制手柄沒有動作的位置 若為液壓控制則是指失壓的位置若為電磁控制則是指失電的位置 二位閥的常態(tài)位常指靠近彈簧的方格 40 2 三位四通換向閥三位四通換向閥的滑閥機能有很多種 常見的有表5 3中所列的幾種 中間一個方框表示其原始位置 左右方框表示兩個換向位 其左位和右位各油口的連通方式均為直通或交叉相通 所以只用一個字母來表示中位的型式 O型機能 41 滑閥機能 表5 3 2 換向閥的 42 因P口封閉 泵不能卸荷 泵排出的壓力油只能從溢流閥排回油箱 可用于多個換向閥并聯的系統(tǒng) 當一個分支中的換向閥處于中位時 仍可保持系統(tǒng)壓力 不致影響其它分支的正常工作 O型機能 缸的兩腔被封閉 活塞在任一位置均可停住 且能承受一定的正向負載和反向負載 1 O型機能閥芯處于中位時 P A B T四個油口均被封閉 其特點是 43 2 H型機能閥芯處于中位時 P A B T四個油口互通 H型機能 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載 不管活塞原來是左行還是右行 缸的各腔均無壓力沖擊 也不會出現負壓 換向平穩(wěn)無沖擊 換向時無精度可言 泵可卸荷 不能用于多個換向閥并聯的系統(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 其它分支也就不能正常工作了 H型機能的特點如下 44 3 M型機能閥芯處于中位時 A B油口被封閉 P T油口互通 M型機能是取O型機能的上半部 H型機能的下半部組成的 故兼有二者的特點 M型機能如下 活塞可停在任一位置上 用能承受雙向負載 缸的兩腔會出現壓力沖擊或負壓 依活塞原來的運動方向而定 活塞有前沖 泵能卸荷 不宜用于多個換向閥并聯的系統(tǒng) M型機能 45 此種機能目的是構成差動連接油路 使單活塞桿缸的活塞增速 4 P型機能閥芯處于中位時 P A B油口互通 油口T被封閉 P型機能 46 小結 單向閥和換向閥是液壓系統(tǒng)中控制液壓油流動方向的元件 單向閥分成兩類 即普通單向閥 簡稱單向閥 和液控單向閥 單向閥只允許液流向一個方向通過 液控單向閥具有普通單向閥的功能 并且只要在控制口通以一定壓力的控制油液 油流反向也能通過 單向閥和液控單向閥用于回路需要單向導通的場合 也用于各種鎖緊回路 換向閥既可用來使執(zhí)行元件換向 也可用來切換油路 換向閥的各種結構形式中 滑閥式用得較多 而各種操縱形式的換向閥中 則以電磁和電液換向閥用得較多 因為它易于實現自動化 換向閥的圖形符號明確地表示了閥的作用原理 工作位置數 通路數 通斷狀態(tài)以及操縱方式等 應予以足夠的重視 并能熟練掌握 方向控制閥的應用 方向控制回路 47 換向閥小結 職能符號 位 閥芯的工作位置 通 閥體上油路的通道數 機能 中位時油路的連通方式 控制方式 48