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| 2.3 液壓控制閥 在液壓系統(tǒng)中，為使機構完成各種動作，就必須設置各種相應的控制元件—液壓控制 閥，以用來控制或調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中液流的方向、壓力和流量，以滿足執(zhí)行機構運動和力的要 求。液壓控制閥根據(jù)其在系統(tǒng)中的用途不同，可分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥三大類。 1．方向控制閥 在液壓系統(tǒng)中，用以控制液流的方向的閥，稱為方向控制閥簡稱方向閥。按其功能不同，可分為單向閥和換向閥兩大類。 (1)單向閥 主要作用是控制油液流動方向。按閥芯的結構不同，可分為球閥式和錐閥式兩種（圖10.19）。  它主要由閥體、閥芯和回位彈簧等組成，工作時壓力油從進油口P1流入，作用在閥芯上的液壓力克服彈簧力和摩擦力將閥芯頂開，于是油液從出油口P2流出。當油液反向流入時，液壓力和彈簧力將閥芯緊壓在閥座上，閥口關閉，油路不通。單向閥常安裝在泵的出口，防止系統(tǒng)的壓力沖擊影響泵的正常工作，或泵不工作時防止油液倒流回油箱。 為了減小油液正向通過時的阻力損失，彈簧剛度很小。一般單向閥的開啟壓力為0.03～0.05Mpa；當利用單向閥作背壓閥時，應換上較硬的彈簧，使閥的開啟壓力達到0.2～0.6Mpa 除了一般的單向閥外，還有液控單向閥（圖10.20），它由錐形閥閥芯和活塞組成。當控制油口K 不通壓力油時，作用同普通單向閥，即只允許油液由P1流向P2口；當控制油口K通壓力油時，推動活塞1右移并通過頂桿2使單向閥閥芯3頂起，P1與P2相通，油液可以在兩個方向自由流通。當控制油進口的控制油路切斷后，恢復單向流動。  (2)換向閥 換向閥是借助于閥芯與閥體之間的相對運動來改變油液流動方向的閥類。 按閥芯相對于閥體的運動方式不同，換向閥可分為滑閥（閥芯移動）和轉(zhuǎn)閥（閥芯轉(zhuǎn) 動）。按閥體連通的主要油路數(shù)不同，換向閥可分為二通、三通、四通等；按閥芯在閥體 內(nèi)的工作位置數(shù)不同，換向閥可分為二位、三位、四位等；按操作方式不同，換向閥可分 為手動、機動、電磁動、液動、電液動等；按閥芯的定位方式不同，換向閥可分為鋼球定 位和彈簧復位兩種。 ①滑閥式換向閥換向原理和滑閥機能。 如圖10.21所示的閥芯有三個工作位置(左、中、右稱為三位），閥體上有四個通路O、A、B、P稱為四通（P為進油口，O為回油口，A、B為通往執(zhí)行元件兩端的油口），此閥稱為三位四通閥。當閥芯處于中位時（圖10.21a），各通道均堵住。油缸兩腔既不能進油，又不能回油，此時活塞鎖住不動。當閥芯處于右位時(圖10.21b)，壓力油從P口流入，A口流出；回油從B 口流入，O口流回油箱。當閥芯處于左位時（圖10.21c)，壓力油從P口流入，B口流 出；回油由A口流入，O口流回油箱。圖10.21d為三位四通閥的圖形符號。  三位換向閥的閥芯在閥體中有左、中、右三個位置，左、右兩位是使執(zhí)行元件產(chǎn)生不同的運動方向，而在中間位置時的油口連接關系稱為滑閥機能（即中位機能），下表所列為常見的三位四通換向閥的滑閥機能。  ②換向閥的圖形符號 一個換向閥的完整圖形符號應表明位置數(shù)、通數(shù)及操縱方式、復位方式和定位方式的符號。 方框表示閥的作用位置，方框數(shù)即“位數(shù)”，換向滑閥的位數(shù)分二位和三位。在一個方框 內(nèi)，箭頭或“┻”于方框交點數(shù)為油口通路數(shù)，即“通數(shù)”，通數(shù)有二通、三通、四通、五通 等。通常在相應位置的方框內(nèi)表示油口的數(shù)目及通道的方向，其中“↑”、“↓”表示通路，“┻” 和“┳” 表示通路被閥芯堵死�；y的操縱方式有手動、機動、液動、電磁和電液動等多種型 式。 圖10.22a為二位二通常閉式行程換向閥。當擋鐵沒有壓住滾輪時,右位接入系統(tǒng)，油腔P與A不通。當擋鐵壓住滾輪使閥芯移動時，左位接入系統(tǒng)，油腔P和A接通。圖10.22b為三位 四通電磁換向閥。lDT通電時，左位接入系統(tǒng)，這時進油口P和A相通，油口B和回油口O相通； 當2DT通電時，右位接入系統(tǒng)，這時進油口P與B相通，油口A和回油口O相通；當1DT與2DT均斷 電時，處于中位，各油路均堵住。  2．壓力控制閥 控制液壓系統(tǒng)壓力或利用壓力作為信號來控制其他元件動作的閥稱為壓力控制閥。常用的壓力閥有溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。它們的共同特點是：利用油液壓力和彈簧力相平衡的原理來進行工作的 (1)溢流閥 溢流閥一般安裝在泵的出口處，并聯(lián)在系統(tǒng)中使用。它的作用是①溢流和穩(wěn)壓。②限壓保護作用（又稱安全閥）。③起背壓閥作用。如果將溢流閥安裝在液壓缸的 回油路上，可以產(chǎn)生背壓力，提高運動的平穩(wěn)性。 溢流閥按結構類型及工作原理可分為直動式和先導式兩種，下面介紹直動式溢流閥工作原理。 圖10.23為直動式溢流閥及工作原理圖，直動式溢流閥主要由閥體、閥芯、調(diào)壓彈簧和調(diào)壓螺釘?shù)冉M成。壓力油從進油口P作用于閥芯底面，閥芯底部受到向上的液壓作用力F=PA（設工作腔有效面積為A)，而彈簧力為FS。當進油壓力較小時，因F<Fs，故閥芯被推至最下端，閥口關閉，沒有油液流回油箱。當進油壓力升高到使F>Fs時，彈簧被壓縮，閥芯上移，閥口打開，部分油液經(jīng)回油口O流回油箱，限制系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高，使壓力保持在p=Fs/A。改變彈簧壓力即可調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力的大小，所以溢流閥工作時閥芯隨著系統(tǒng)壓力的變動而上下移動，從而維持系統(tǒng)壓力近于恒定。  直動式溢流閥的特點是結構簡單，反應靈敏。缺點是工作時易產(chǎn)生振動和噪聲，而且壓力波動較大。直動式溢流閥主要用于低壓或小流量場合。 (2)減壓閥 減壓閥是一種利用液流流過縫隙產(chǎn)生壓降的原理，使出口油壓低于進口油壓 的壓力控制閥，以滿足執(zhí)行機構的需要。減壓閥有直動式和先導式兩種，一般采用先導式。 圖10.24表示先導式減壓閥的結構圖和圖形符號，它由兩部分組成，即先導閥調(diào)壓，主閥減壓。工作時液壓油從進油口P1進入，經(jīng)主閥縫隙h流到出油口P2，送往執(zhí)行機構。主閥芯下端有軸向溝槽a，閥芯的中心有阻尼小孔b，減壓油可經(jīng)過槽口a、阻尼孔b、油室c和孔d通到 先導閥的右端并給錐閥一個向左的液壓力。當負載較小，出油口壓力小于調(diào)定壓力時不開，主閥芯的上下兩端的油壓相等，主閥芯在平衡彈簧作用下壓至最低位置，主閥芯與閥體形成 的狹縫h最大，油液流過時壓力損失最小，這時減壓閥處于非工作狀態(tài)，位常開。當負載較大 時，出油口壓力達到調(diào)定壓力時，錐閥打開控制油開始流動，主閥芯上的阻尼孔b有油液流 過，產(chǎn)生壓力降，使得主閥芯上端油壓小于下端油壓，主閥芯在壓力差的作用下克服平衡彈 簧的作用而上移，使主閥口的狹縫h減小，產(chǎn)生壓力降。此壓力降能自動調(diào)節(jié)，使出油口油壓 穩(wěn)定在調(diào)定值上，此時減壓閥處于工作狀態(tài)。當負載更大時，節(jié)流口h將更小，壓力降更大， 使出油口壓力穩(wěn)定在調(diào)定值上。  (3)順序閥 順序閥是用來控制液壓系統(tǒng)中兩個或兩個以上工作機構的先后順序。順序串 聯(lián)于回路上，它是利用系統(tǒng)中的壓力變化來控制油路通斷的。順序閥分為直動式和先導式；又可分為內(nèi)控式和外控式，壓力也有高低壓之分。應用較廣的是直動式。  圖10.25是一種直動式順序閥的結構，其結構和工作原理與直動式溢流閥基本相似，不同的是順序閥的出口不是通油箱，而是通往另一工作油路，故需要單獨的泄油口L，Pl為進油口，P2為出油口。當進口油壓低于彈簧調(diào)定值時，閥芯處于最低位置，閥口封閉，油液不能 通過順序閥；當進口油壓高于彈簧調(diào)定值時，閥芯被向上頂起，使閥口開啟，形成通路，使油液通過順序閥流向執(zhí)行元件。 小結：順序閥與溢流閥的區(qū)別: a. 溢流閥的出油口通往油箱，順序閥的出油口一般通往另一工作油路；順序閥的進出油口都是有一定壓力的。 b．溢流閥打開時，進油口壓力基本上保持在調(diào)定值，出口壓力近似為零；而順序閥打開后，進油壓力可以繼續(xù)升高。 c．溢流閥的內(nèi)部泄漏可以通過出油口回油箱；而順序閥因出油口不是通往油箱的，所以要有單獨的泄油口 （4）壓力繼電器 壓力繼電器是利用液壓系統(tǒng)中的壓力變化來控制電路的通斷，從而 將液壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娖餍盘�，以實現(xiàn)順序控制和安全保護作用。  圖10.26所示為單柱塞式壓力繼電器。壓力油自油口P通入作用在柱塞的底部，當其壓力已達到調(diào)定值時，便克服上方彈簧阻力和柱塞摩擦力作用推動柱塞上升，通過頂桿觸動微動開關發(fā)出電信號。限位擋塊可在壓力超載時保護微動開關。 編輯整理：曾保國 |
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