液壓傳動(dòng)第11講壓力閥2

1、液液 壓壓 傳傳 動(dòng)動(dòng)黃黃 朗朗 寧寧模塊五模塊五 壓力控制閥壓力控制閥課題二課題二 液壓鉆床液壓回路液壓鉆床液壓回路 知識(shí)點(diǎn) 減壓閥、順序閥的結(jié)構(gòu)及工作原理 減壓閥、順序閥的應(yīng)用 技能點(diǎn) 正確連接和安裝各類(lèi)壓力控制回路一、任務(wù)的引入一、任務(wù)的引入 如圖所示為液壓鉆床工作示意圖，鉆頭的進(jìn)給和工件的夾緊都是由液壓系統(tǒng)來(lái)控制的。由于加工的工件不同，加工地所需的夾緊力也不同，所以工作液壓缸A的夾緊力必須能夠固定在不同的壓力值，同時(shí)，為了保證安全，鉆頭液壓缸必須在夾緊液壓卸夾緊力達(dá)到規(guī)定值時(shí)才能推動(dòng)鉆動(dòng)進(jìn)給。要達(dá)到這一要求，系統(tǒng)中應(yīng)采用什么樣的液壓元件來(lái)控制這些動(dòng)作呢？它們又是如何工作的呢？ 二、任務(wù)

2、分析二、任務(wù)分析 分析上述任務(wù)可以知道，要控制夾緊液壓缸的夾緊力，就要求輸入端的液壓油壓力能夠隨輸出 端的壓力降低而自動(dòng)減小，實(shí)現(xiàn)這一功能的液壓元件就是減壓閥。 此外，系統(tǒng)還要求進(jìn)給液壓缸必須在夾緊液壓缸夾緊力達(dá)到規(guī)定值時(shí)才能動(dòng)作，即動(dòng)作前需要通過(guò)檢測(cè)夾緊缸的壓力，把夾緊缸的壓力作為控制進(jìn)給缸動(dòng)作的信號(hào)，這在液壓系統(tǒng)中可以使用順序閥通過(guò)壓力信號(hào)來(lái)接通和斷開(kāi)液壓回路從而達(dá)到控制執(zhí)行元件動(dòng)作的目的。那么減壓閥和順序閥在系統(tǒng)中是如何工作的呢？下面就一起來(lái)學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)。三、相關(guān)知識(shí)三、相關(guān)知識(shí)（一）減壓閥（一）減壓閥 1、概述、概述 1）減壓閥：減壓閥是一種利用液流流過(guò)隙縫產(chǎn)生壓降的原理，使出口壓

3、力低于進(jìn)口壓力的壓力控制閥。 2）作用：減壓閥主要用于降低并穩(wěn)定系統(tǒng)中某一支路的油液壓力，常用于夾緊、控制、潤(rùn)滑等油路中。 3）工作原理：利用進(jìn)口壓力油流經(jīng)縫隙時(shí)產(chǎn)生壓力損失的原理使出口油液的壓力低于進(jìn)口壓力，并能自動(dòng)調(diào)節(jié)縫隙大小，從而保持出口壓力恒定。 4）分類(lèi)： (1) 按結(jié)構(gòu)形式分為：直動(dòng)式和先導(dǎo)式減壓閥。 (2) 按調(diào)節(jié)要求分為：定壓輸出減壓閥、定差減壓閥和定比減壓閥。 定壓輸出減壓閥：保證出口壓力為定值。 定差減壓閥：保證進(jìn)出口壓力差不變。 定比減壓閥：保證進(jìn)出口壓力成比例。左上為先導(dǎo)式，其它為直動(dòng)式2、直動(dòng)式減壓閥、直動(dòng)式減壓閥直動(dòng)式減壓閥的工作原理及圖形符號(hào)直動(dòng)式減壓閥的工作原理

4、及圖形符號(hào)調(diào)節(jié)螺釘閥體彈簧閥芯出油口進(jìn)油口調(diào)節(jié)調(diào)壓螺帽改變彈簧預(yù)壓縮量，便可調(diào)節(jié)溢流閥調(diào)整壓力。 1）工作原理：）工作原理： (1)當(dāng)閥心處在初始位置時(shí)，閥的進(jìn)、出口連通。 (2)閥芯的移動(dòng)由出口處的壓力控制，出口壓力未達(dá)到調(diào)定壓力時(shí)閥口全開(kāi)、閥芯不工作。 (3)當(dāng)出口壓力達(dá)到調(diào)定壓力時(shí)，閥芯上移，閥口關(guān)小，閥處于工作狀態(tài)了，出口壓力基本上維持在某一定值的調(diào)定值上。 (4)如出口壓力減小，閥心下移，閥口開(kāi)大，閥口處阻力減小，壓降減小使出口壓力回升到調(diào)定值上。反之，如出口壓力增大，閥心上移，閥口關(guān)小，閥口處阻力加大，壓降增大，使出口壓力下降到調(diào)定值上。 2）作用）作用：減壓閥是使出口壓力低于進(jìn)口

5、壓力的一種壓力控制閥。其作用是用來(lái)減低液壓系統(tǒng)中某一回路的油液壓力，使用一個(gè)油源能同時(shí)提供兩個(gè)或幾個(gè)不同壓力的輸出。 3）應(yīng)用）應(yīng)用：減壓閥在各種液壓設(shè)備的夾緊系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中應(yīng)用較多。此外，當(dāng)油液壓力不穩(wěn)定時(shí)，在回路中串入一減壓閥可得到一個(gè)穩(wěn)定的較低的壓力。 4）對(duì)減壓閥的基本要求）對(duì)減壓閥的基本要求：出口壓力維持恒定，不受入口壓力和通過(guò)流量大小的影響。 (1)減壓閥保持出口處壓力基本不變，而溢流閥保持進(jìn)口處壓力基本不變。 (2)在不工作時(shí)，減壓閥進(jìn)出口互通，而溢流閥進(jìn)出口不通。 (3)為保證減壓閥出口壓力調(diào)定值恒定，它的導(dǎo)閥彈簧腔需通過(guò)泄油口單獨(dú)外接油箱，而溢流閥的出油口是通油箱

6、的，所以它的導(dǎo)閥彈簧腔和泄漏油可通過(guò)閥體上的通道和出油口接通，不必單獨(dú)外接油箱。3、先導(dǎo)式減壓閥、先導(dǎo)式減壓閥1）先導(dǎo)型溢流閥構(gòu)造先導(dǎo)型溢流閥構(gòu)造 先導(dǎo)式減壓閥與溢流閥的先導(dǎo)式相似，但彈簧腔的泄漏油單獨(dú)引回油箱；而主閥部分與溢流閥不同的是，閥口常開(kāi)，在安裝位置，主閥芯在彈簧力作用下位于最下端、閥的開(kāi)口最大，不起減壓作用。引到先導(dǎo)閥前腔的是閥的出口壓力油，保證出口壓力位定值。先導(dǎo)式減壓閥 先導(dǎo)閥調(diào)壓，主閥減壓 2）工作原理：）工作原理： 當(dāng)出口油壓p2低于先導(dǎo)閥調(diào)整壓力時(shí)，錐閥4關(guān)閉，閥芯1上下兩腔油壓相等，這時(shí)閥芯1在彈簧2的作用下，處于最下位置，開(kāi)口量變大，油液流經(jīng)狹縫時(shí)壓力損失減小，出口油

7、壓p2因而上升，直至上升到先導(dǎo)閥的調(diào)定值。出口處的一部分油液經(jīng)小孔a作用到閥芯1的下端，并通過(guò)阻尼孔b進(jìn)入閥芯1上腔，上腔的油壓又作用到錐閥4上。如果出口油壓p2上升到超過(guò)調(diào)整壓力時(shí)，錐閥4被頂開(kāi)，于是上腔的油液從泄油口流回油箱，上腔壓力降低，使得閥芯l上腔的油壓低于下腔的油壓。這時(shí)，閥芯1在壓力差的作用下而上移，開(kāi)口量減小，又使油液經(jīng)過(guò)狹縫產(chǎn)生的局部壓力損失增大，出口油壓p2也隨著下降，直至降到先導(dǎo)閥的調(diào)定值為止，閥芯1又處于新的平衡。由此可知減壓閥是利用出油口油液的壓力作用在閥芯1上與彈簧力和部分油液壓力平衡，自動(dòng)地按著輸出壓力的變化調(diào)節(jié)開(kāi)口量的大小，使出油口壓力p2保持恒定，始終穩(wěn)定在先

8、導(dǎo)閥的調(diào)定值上。 (1)與先導(dǎo)型溢流閥比較： 減壓閥是出口壓力控制，保證出口壓力為定值；溢流閥是進(jìn)口壓力控制，保證進(jìn)口壓力為定值。 減壓閥閥口常開(kāi)；溢流閥閥口常閉。 減壓閥有單獨(dú)的泄油口；溢流閥彈簧腔的泄漏油經(jīng)閥體內(nèi)流道內(nèi)泄至出口。 減壓閥與溢流閥一樣有遙控口。（2）減壓閥用在液壓系統(tǒng)中獲得壓力低于系統(tǒng)壓力的二次油路上，如夾緊回路、潤(rùn)滑回路和控制回路。必須說(shuō)明，減壓閥出口壓力還與出口負(fù)載有關(guān)，若負(fù)載壓力低于調(diào)定壓力時(shí)，出口壓力由負(fù)載決定，此時(shí)減壓閥不起減壓作用。返回3）減壓閥的特點(diǎn)與功用）減壓閥的特點(diǎn)與功用 1) 系統(tǒng)向一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供高壓時(shí)，利用減壓閥可同時(shí)向另一執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供較低的壓力，且兩

9、個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的負(fù)載不會(huì)相互影響缸的動(dòng)作，見(jiàn)圖。減壓閥的應(yīng)用之一 2）因?yàn)闇p壓閥出口壓力穩(wěn)定，所以在有些回路中，雖然不需要減壓，但為了獲得穩(wěn)定的壓力也加上減壓閥。例如，用壓力控制的閥，象液控?fù)Q向閥、液控順序閥，在這些閥的控制油路中有時(shí)加上減壓閥，目的不是為了減壓而是使控制壓力穩(wěn)定，以免因壓力波動(dòng)使它們產(chǎn)生誤動(dòng)作。 3）有的液壓系統(tǒng)在工作循環(huán)的某一階段需要低壓大流量而在其它階段需要高壓小流量。解決此問(wèn)題的方案之一是系統(tǒng)需要低壓大流量時(shí)由蓄能器向系統(tǒng)供應(yīng)低壓流量。此種蓄能器的充油方式為：將主回路的高壓油經(jīng)減壓閥后再向蓄能器充油。減壓閥的應(yīng)用之二 4）限制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用力：圖所示中的液壓缸是個(gè)夾緊缸。當(dāng)

10、活塞杠通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)工件時(shí)，活塞的運(yùn)動(dòng)速度為零，因減壓閥的作用仍能使缸工作腔中的壓力基本恒定，故可保持恒定的夾緊力，不致使夾緊力過(guò)大。但應(yīng)注意此時(shí)必須使用先導(dǎo)式減壓閥才行。（三）順序閥（三）順序閥左為先導(dǎo)，右為直動(dòng)順序閥 1、概述、概述 1)順序閥的作用 ：以壓力為控制信號(hào)，使多個(gè)執(zhí)行元件按設(shè)計(jì)順序動(dòng)作。 2)順序閥分類(lèi) (1)按結(jié)構(gòu)分 直動(dòng)式：適用于低壓。 先導(dǎo)式：適用于高壓。 (2) 按控制壓力來(lái)源分類(lèi) 內(nèi)控式：控制閥芯開(kāi)啟的壓力油來(lái)自順序閥進(jìn)口。 外控式：控制閥芯開(kāi)啟的壓力油從外控口外部引入。 (3) 按泄油方式分類(lèi) 內(nèi)泄式：彈簧腔內(nèi)的油液直接從出油口泄漏。 外泄式：彈簧腔內(nèi)的油液直接從外

11、泄油口泄漏到油箱 2、構(gòu)造、構(gòu)造閥體主要構(gòu)造特點(diǎn)：兩個(gè)沉割槽，控制油道、泄油道。上閥蓋主要構(gòu)造特點(diǎn)：彈簧腔，泄油口，泄油道下閥蓋主要構(gòu)造特點(diǎn)：控制油道，控制活塞，螺堵。 1-控制活塞 2-閥芯 3-彈簧 4-閥體 5-調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3、工作原理、工作原理1）直動(dòng)式順序閥工作原理）直動(dòng)式順序閥工作原理 當(dāng)進(jìn)油口壓力 較低時(shí)，閥芯在彈簧作用下處于下端位置，進(jìn)油口和出油口不相通。當(dāng)作用在閥芯下端的油液的液壓力大于彈簧的預(yù)緊力時(shí)，閥芯向上移動(dòng)，閥口打開(kāi)，油液便經(jīng)閥口從出油口流出，從而操縱另一執(zhí)行元件或其它元件動(dòng)作。由圖可見(jiàn)，順序閥和溢流閥的結(jié)構(gòu)基本相似，不同的只是順序閥的出油口通向系統(tǒng)的另一壓力油路，而溢流

12、閥的出油口通油箱。此外，由于順序閥的進(jìn)、出油口均為壓力油，所以它的泄油口L必須單獨(dú)外接油箱。 2）先導(dǎo)式順序閥工作原理）先導(dǎo)式順序閥工作原理1-先導(dǎo)閥體2-主閥芯3-先導(dǎo)級(jí)測(cè)壓孔4-先導(dǎo)閥芯5-阻尼孔6-調(diào)壓彈簧7-噴管8-控制管路X控制油口 Y泄漏口 A進(jìn)油口 B-出油口 I進(jìn)油腔 II出油腔 A口油液壓力小于6的彈簧力時(shí)，先導(dǎo)閥芯4處于最左端，油液無(wú)流動(dòng)，主閥芯2處于最下端，A和B口隔斷。 A口油液壓力大于6的彈簧力時(shí)，先導(dǎo)閥芯4向右移動(dòng)，I腔的油液通過(guò)5、7以及4和1形成的環(huán)型縫隙，進(jìn)入II腔，從而油液發(fā)生流動(dòng)，導(dǎo)致5產(chǎn)生壓降，利用該壓差克服主閥芯2所受彈簧力作用，主閥芯向上移動(dòng)，A和B

13、口溝通。 應(yīng)用場(chǎng)合 由于先導(dǎo)閥處的泄漏量大大減少，可以用于高壓大流量或高壓小流量的場(chǎng)合。 內(nèi)控內(nèi)泄 內(nèi)控外泄 外控內(nèi)泄 外控外泄 通過(guò)改變上蓋或底蓋的裝配位置可得到內(nèi)控外泄、內(nèi)控內(nèi)泄、外控外泄、外控內(nèi)泄四種結(jié)構(gòu)類(lèi)型。4、常用的幾種順序閥、常用的幾種順序閥5、圖形符號(hào)、圖形符號(hào) 1）溢流閥排出的油，不做功直接回油箱；順序閥排出的油通向另一液壓回路，輸出的油有一定壓力，做工。 2）溢流閥的泄油通過(guò)閥的內(nèi)部通道以及排油口直接回油箱。順序閥除壓力p2很低時(shí)用內(nèi)泄式順序閥，多數(shù)情況采用外泄式順序閥，其泄油口單獨(dú)回油箱。 3）溢流閥和減壓閥的閥芯要不斷浮動(dòng)以保持進(jìn)油口壓力(溢流閥)和出油口壓力(減壓閥)基

14、本為恒定。順序閥的閥心不需隨時(shí)浮動(dòng)，只有開(kāi)或關(guān)兩種位置。 4）溢流閥和減壓閥處于工作狀態(tài)時(shí)，溢流口和減壓口都是開(kāi)啟的。溢流口和減壓口關(guān)閉時(shí)都不算工作狀態(tài)安全閥例外。這類(lèi)閥叫常通式閥。對(duì)它們的閥芯和閥體之間的密封性沒(méi)有特殊或嚴(yán)格的要求。順序閥則不然，它的開(kāi)啟位置是工作位置，它的關(guān)閉位置也是工作位置。因?yàn)樵陉P(guān)閉位置順序閥需維持一定的進(jìn)口壓力p2，以免影響其它回路的工作。因此對(duì)順序閥的閥芯和閥體之間的密封性有一定要求。 5）和溢流閥相同，順序閥中有彈簧，所以也存在靜態(tài)調(diào)壓偏差，即閥到達(dá)最大開(kāi)口時(shí)的壓力和閥芯剛起動(dòng)時(shí)的壓力差。自然，希望這兩個(gè)壓力的差值越小越好。 先導(dǎo)式順序閥的調(diào)壓偏差比直動(dòng)式順序閥的

15、要小，但先導(dǎo)式順序閥的泄漏也較大，除去壓力很高的場(chǎng)合，以選擇直動(dòng)式順序閥較好。 6）溢流口和減壓口上的壓力降都比較大。希望流過(guò)順序閥的液流在閥中形成的壓力損失越小越好。一般均為0.20.4MPa。 7）在溢流口和減壓口上形成的壓力降是需要的，它們的開(kāi)口量較小。需要順序閥有較小的壓力降，故它的開(kāi)口量也較大。7、順序閥的功用、順序閥的功用 1）用于多個(gè)執(zhí)行元件順序動(dòng)作：閥進(jìn)口壓力達(dá)到閥的調(diào)定壓力，而出口壓力取決于負(fù)載。當(dāng)負(fù)載壓力高于閥的調(diào)定壓力時(shí)，進(jìn)口壓力等于出口壓力，閥口全開(kāi)；當(dāng)負(fù)載壓力低于調(diào)定壓力時(shí)，進(jìn)口壓力等于調(diào)定壓力，閥的開(kāi)口一定。 如圖所示為定位夾緊回路，要求先定位后夾緊。如圖示液壓泵供

16、油，一路至主系統(tǒng)，另一路經(jīng)減壓閥、單向閥、換向閥至定位缸的上腔，推動(dòng)活塞下行進(jìn)行定位。定位后缸的活塞停止運(yùn)動(dòng)，順序閥打開(kāi)，壓力油進(jìn)入夾緊液壓缸的上腔，推動(dòng)活塞下行，進(jìn)行夾緊。 2）作背壓閥用：串聯(lián)在執(zhí)行元件的回油路上，使回油具有一定壓力，保證執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。如圖示閥3。 3）作卸載閥：順序閥等同于二位二通閥，如雙泵供油回路中閥3是泵1的卸載閥。 4）作平衡閥用和限速鎖：可限制垂直運(yùn)動(dòng)部件在泵不工作時(shí)，因自重而加快下降的速度。 5）保證油路的最低壓力：如圖所示，當(dāng)液壓缸I的活塞開(kāi)始上升后，在壓力超過(guò)順序閥A的調(diào)整壓力時(shí)液壓缸II才動(dòng)作；這樣在液壓缸II動(dòng)作時(shí)，不致因壓力過(guò)低，而使液壓缸I的活塞

17、在自重作用下下落。四、任務(wù)實(shí)施四、任務(wù)實(shí)施 前面我們學(xué)習(xí)了有關(guān)減壓閥和順序閥的知識(shí)，下面就利用所學(xué)知識(shí)來(lái)來(lái)完成液壓鉆床的液壓回路設(shè)計(jì)。 因?yàn)殂@床液壓系統(tǒng)要求進(jìn)給液壓缸必須在夾緊液壓缸夾緊力達(dá)到規(guī)定值時(shí)才能動(dòng)作，即動(dòng)作前需要通過(guò)檢測(cè)夾緊缸的壓力，把夾緊缸的壓力作為控制進(jìn)給缸動(dòng)作的信號(hào)，這在液壓系統(tǒng)中可以使用順序閥通過(guò)壓力信號(hào)來(lái)接通和斷開(kāi)液壓回路從而達(dá)到控制執(zhí)行元件動(dòng)作的目的。一、減壓回路一、減壓回路 減壓回路的功用是使系統(tǒng)中的某一部分油路具有較系統(tǒng)壓力低的穩(wěn)定壓力。最常見(jiàn)的減壓回路通過(guò)定值減壓閥與主油路相連,如圖a所示。回路中的單向閥供主油路壓力降低(低于減壓閥調(diào)整壓力)時(shí)防止油液倒流，起短時(shí)保

18、壓之用，減壓回路中也可以采用類(lèi)似兩級(jí)或多級(jí)調(diào)壓的方法獲得兩級(jí)或多級(jí)減壓,圖b所示為利用先導(dǎo)型減壓閥1的遠(yuǎn)控口接一遠(yuǎn)控溢流閥2，則可由閥1、閥2各調(diào)得一種低壓，但要注意，閥2的調(diào)定壓力值一定要低于閥1的調(diào)定壓力值。二二 、增壓回路、增壓回路增壓回路的組成：4增壓器二二 、增壓回路、增壓回路1.單作用增壓回路2.雙向增壓回路 三、保壓回路三、保壓回路 有的機(jī)械設(shè)備在工作過(guò)程中，常常要求液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)在其行程終止時(shí)，保持壓力一段時(shí)間，這時(shí)需采用保壓回路。所謂保壓回路，也就是使系統(tǒng)在液壓缸不動(dòng)或僅有工件變形所產(chǎn)生的微小位移下穩(wěn)定地維持住壓力，最簡(jiǎn)單的保壓回路是使用密封性能較好的液控單向閥的回路，但是閥類(lèi)

19、元件處的泄漏使得這種回路的保壓時(shí)間不能維持太久。 1、利用液壓泵保壓的保壓回路 利用液壓泵的保壓回路也就是在保壓過(guò)程中,液壓泵仍以較高的壓力(保壓所需壓力)工作,此時(shí),若采用定量泵則壓力油幾乎全經(jīng)溢流閥流回箱,系統(tǒng)功率損失大,易發(fā)熱,故只在小功率的系統(tǒng)且保壓時(shí)間較短的場(chǎng)合下才使用；若采用變量泵，在保壓時(shí)，泵的壓力較高,但輸出流量幾乎等于零。因而,液壓系統(tǒng)的功率損失小，這種保壓方法且能隨泄漏量的變化而自動(dòng)調(diào)整輸出流量，因而其效率也較高。 2、利用蓄能器的保壓回路 1）利用蓄能器-壓力繼電器的保壓回路 2）利用蓄能器-卸荷閥的保壓回路這種蓄能器借助蓄能器來(lái)保持系統(tǒng)壓力，補(bǔ)償系統(tǒng)泄漏。圖中所示為利用虎鉗做工件的夾緊。將換向閥移到閥左位時(shí)，活塞前進(jìn)將虎鉗夾緊，這時(shí)泵繼續(xù)輸出的壓力油將蓄能器充壓，直到卸荷閥被打開(kāi)卸載，此時(shí)作用在活塞上的壓力由蓄能器來(lái)維持并補(bǔ)充液壓缸的漏油作用在活塞上，當(dāng)工作壓