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1、第第5章章 液壓控制閥液壓控制閥 本章介紹普通液壓控制閥的原理、結(jié)構(gòu)及在液壓系統(tǒng)中的作用。5-1 方向控制閥 5-2 壓力控制閥 5-3 流量控制閥 5-4 新型液壓閥 本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)：方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥。本章難點(diǎn)：本章難點(diǎn)：先導(dǎo)式溢流閥的工作原理及應(yīng)用。液壓控制閥在液壓系統(tǒng)中被用來(lái)控制液體的壓力、流量和流動(dòng)方向，保證執(zhí)行元件按照要求進(jìn)行工作，屬于控制元件。5-1 方向控制閥方向控制閥 方向控制閥用以控制液壓系統(tǒng)中油液流動(dòng)的方向或液流的通與斷，它們分為單向閥和換向閥兩大類。一、單向閥 用以防止液流倒流的元件。按控制方式不同，分為普通單向閥和液控單向閥兩大類。1、普通單向閥：

2、簡(jiǎn)稱單向閥 動(dòng)畫(huà)演示1閥體，2閥芯，3彈簧注）：?jiǎn)蜗蜷y中的彈簧僅用于使閥芯在閥體上就位，剛度較小，故開(kāi)啟壓力?。?.040.1）MPa。更換硬彈簧，可使其開(kāi)啟壓力達(dá)（0.20.6）MPa，便可當(dāng)背壓閥使用單向閥的應(yīng)用：1）裝在泵的出口，防止系統(tǒng)壓力沖擊影響泵2)分隔油路以防止干擾，開(kāi)啟壓力為：（0.040.1）MPa3)裝在回油路提供背壓，用以提高系統(tǒng)的速度剛性，開(kāi)啟壓力為：（0.20.6）MPa。2、液控單向閥動(dòng)畫(huà)演示 液控單向閥是一種通入控制壓力油后即允許油液雙向流動(dòng)的單向閥。當(dāng)控制口X未通壓力油時(shí)，其作用與普通單向閥相同，正向流通，反向截止；當(dāng)控制口X通入壓力油（即控制油）后控制活塞將閥

3、芯頂離閥體，油液正反向均可流動(dòng)。注意：控制壓力油油口不工作時(shí)，應(yīng)使其通回油箱，否則控制活塞難以復(fù)位，單向閥反向不能截止液流。液控單向閥的應(yīng)用：液控單向閥的應(yīng)用：保壓作用：如圖所示，當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)完成工件的壓制任務(wù)后，液壓缸上腔仍需要保持一定的高壓，此時(shí)液壓?jiǎn)蜗蜷y既可以靠其良好的單向密封性保持缸上腔的壓力，又可以在必要時(shí)（保壓完畢后）卸壓。支撐作用：當(dāng)需要活塞及其驅(qū)動(dòng)的部件向上抬起并停留時(shí)，液壓缸的下腔承受了因重力造成的油壓，使活塞有下降的趨勢(shì)。此時(shí)，在油路中串聯(lián)一液控單向閥，既可保證重物停留的位置，又可以在必要時(shí)（支撐完畢后）卸壓。雙向液壓鎖鎖緊回路其作用作用是使液壓缸能在任意位置上停留，且停

4、留后不會(huì)因外力作用而移動(dòng)位置。雙向液壓鎖是由兩個(gè)液控單向閥組成，它們共用一個(gè)閥體和控制活塞。A腔通油時(shí)，活塞下行，B腔回油（B1B）B腔通油時(shí)，活塞上行，A腔回油（A1A）若活塞到了需要停留的位置，則只要關(guān)閉A、B（將A、B與三位四通閥的中位相連）活塞便停止運(yùn)動(dòng)并雙向鎖緊。二、換向閥二、換向閥 換向閥作用是利用閥芯和閥體間相對(duì)位置的變化來(lái)接通、斷開(kāi)或改變系統(tǒng)中油液的流動(dòng)方向。1、分類2、工作原理分類型式按閥芯運(yùn)動(dòng)方式滑閥式換向閥、轉(zhuǎn)閥式換向閥按閥體上主油路的數(shù)量二通、三通、四通、五通按閥芯在閥體內(nèi)占據(jù)的工作位置數(shù)二位、三位、四位按控制方式手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁、液動(dòng)、氣動(dòng)、電液動(dòng)2、工作原理：3、換

5、向閥的職能符號(hào)、換向閥的職能符號(hào) 換向閥的工作狀態(tài)和聯(lián)通方式可用其職能符號(hào)較形象地表示：方格數(shù)表示換向閥的“位”數(shù)，即閥芯相對(duì)于閥體的工作位置數(shù)；“”表示油路聯(lián)通，但并不完全代表油液的流動(dòng)方向；“T”、“”表示油路被堵塞；每個(gè)方格內(nèi)“”的首、尾和“T”、“”與方格的交點(diǎn)數(shù)表示通路數(shù)閥體對(duì)外連接的主要油口數(shù)(不包括控制油口和泄漏油口）4、換向閥的中位機(jī)能、換向閥的中位機(jī)能 三位換向閥的閥芯在中間位置時(shí)，各通口間有不同的連通方式，可滿足不同的使用要求。這種連通方式稱為換向閥的中位機(jī)能中位機(jī)能。各種不同中位機(jī)能的滑閥，其閥體的結(jié)構(gòu)基本相同，只是閥芯的結(jié)構(gòu)形式不同。雙向鎖緊，各油口全部封閉，缸兩腔封閉

6、，系統(tǒng)不卸荷。液壓缸充滿油，從靜止到啟動(dòng)平穩(wěn)；制動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)慣性大，引起的液壓沖擊大；并聯(lián)的油缸不受影響。液壓泵卸荷，缸兩腔封閉、鎖緊。壓力油口P與缸兩腔連通，回油口封閉，可形成差動(dòng)回路。液壓泵不卸荷，缸兩腔通回油，活塞成浮動(dòng)狀態(tài)，在外力作用下可移動(dòng)。各油口全部連通，泵卸荷，活塞處于浮動(dòng)狀態(tài)，在外力作用下可移動(dòng)。泵卸荷，液壓缸一腔封閉，另一腔回油，活塞處于閉鎖狀態(tài)（只能單方向浮動(dòng)）。具體選用：具體選用：要求負(fù)載處于浮動(dòng)：選兩腔相通且回油的情形：H、Y機(jī)能；要求卸荷時(shí)：選P、T相通的形式：H、K、M機(jī)能；要求保壓時(shí)，選P口封閉的形式：O、Y型；要求執(zhí)行元件換向位置精度高，選A、B被封閉的形式：O、M

7、型；要求執(zhí)行元件啟動(dòng)平穩(wěn)性高，選A、B均不與T相通的形式：O、M、P型；要求執(zhí)行元件制動(dòng)平穩(wěn)性高，選選A、B均與T相通的形式：H、Y型；既要系統(tǒng)卸荷又換向精度高：選M機(jī)能；既保持系統(tǒng)壓力又負(fù)載浮動(dòng)：選Y機(jī)能。5、換向閥的操縱方式、換向閥的操縱方式6、幾種常用的換向閥、幾種常用的換向閥1、機(jī)動(dòng)換向閥：又稱行程閥，自然狀態(tài)下下位工作。機(jī)動(dòng)換向閥通常是彈簧復(fù)位式的二位閥，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，改變擋塊的迎角（或凸輪的外形）可使閥芯獲得合適的換位速度，以減小換向沖擊。它適用于速度和慣性較大的液壓系統(tǒng)（行程控制）。缺點(diǎn)：閥必須安裝在運(yùn)動(dòng)部件（液壓缸的執(zhí)行構(gòu)件）附近，油管較長(zhǎng)，壓力損失大。2、電磁換向閥：

8、利用電磁鐵通電吸合、斷電釋放控制閥芯運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)油路換向。它使用方便易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，應(yīng)用廣泛。但受電磁鐵吸力較小的限制，故適用于控制較小流量的回路（流量一般在100L/min以內(nèi)）。流量較大時(shí)應(yīng)選用液動(dòng)換向閥或電液換向閥。3、液動(dòng)換向閥：、液動(dòng)換向閥：利用液壓系統(tǒng)中控制油路的壓力油來(lái)推動(dòng)閥芯移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)換向。由于控制油路的壓力可以調(diào)節(jié)（利用減壓閥），可以形成較大的推力，故液動(dòng)換向閥可以控制較大流量的回路，且換向平穩(wěn)性高。當(dāng)控制油路的壓力油從控制口K2進(jìn)入滑閥右腔時(shí)，K1接通回路，閥芯向左移，右位工作；反之，K1接壓力油，K2回油時(shí)，閥芯右移，左位工作；當(dāng)K1、K2均通回油時(shí)，閥芯在兩端彈簧作用

9、下回到中位。采用液動(dòng)換向閥時(shí)，必須配置先導(dǎo)閥（控制主閥的閥，主閥控制住主油路的閥）來(lái)改變控制油路的流動(dòng)方向?？捎檬謩?dòng)滑閥或轉(zhuǎn)閥，也可用工作臺(tái)的擋鐵操縱行程滑閥，但較多的是采用電磁閥作先導(dǎo)閥將電磁閥與液動(dòng)閥組合起來(lái)，形成：4、電液換向閥、電液換向閥 如上頁(yè)圖所示：電液換向閥由具有Y型中位的電磁換向閥作為先導(dǎo)閥，控制（下方的）主換向閥液動(dòng)換向閥，最終控制主油路。左電磁閥通電先導(dǎo)閥左位工作控制油經(jīng)P A 左單向閥 主閥左腔主閥左位工作。此時(shí)回油經(jīng)B 右節(jié)流閥B 油箱 T。同理，右電磁鐵通電 主閥右位工作。職能符號(hào)：電液換向閥集中了電磁換向閥和液動(dòng)換向閥的優(yōu)點(diǎn)，既可以很方便的控制換向，又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)較大

10、流量回路的控制。幾點(diǎn)說(shuō)明：液動(dòng)閥兩端控制油路上的節(jié)流閥可以調(diào)節(jié)主閥的換向速度，從而使主油路的換向平穩(wěn)性得到控制；為保證液動(dòng)閥回復(fù)中位，電磁閥的中位必須是A、B、T油口互通?？刂朴涂梢匀∽灾饔吐罚▋?nèi)控），也可以取獨(dú)立油源（外控）。思考：執(zhí)能符號(hào)中六個(gè)油口分別接何處？5、手動(dòng)換向閥、手動(dòng)換向閥 通過(guò)控制手柄直接操縱閥芯的移動(dòng)，換向精度和平穩(wěn)性不高，適用于間歇?jiǎng)幼髑覠o(wú)需自動(dòng)化的場(chǎng)合。如圖（a）：向左推動(dòng)手柄左位工作；向右推動(dòng)手柄右位工作。彈簧復(fù)位。如圖（b）：為鋼球定位的手動(dòng)換向閥，與圖（a）的區(qū)別：手柄可在三個(gè)位置上定位，不推動(dòng)手柄，閥芯不會(huì)自動(dòng)復(fù)位。5-2 壓力控制閥壓力控制閥 壓力控制閥是用來(lái)

11、控制液壓系統(tǒng)中油液壓力或利用壓力信號(hào)實(shí)現(xiàn)控制（以液體壓力的變化來(lái)控制油路的通斷）的閥類。按其功能可分為溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等。本節(jié)主要介紹壓力閥的工作原理、調(diào)節(jié)性能、典型結(jié)構(gòu)及主要用途。一、溢流閥一、溢流閥 溢流閥的作用是將系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定在某一調(diào)定值上，從而進(jìn)行安全保護(hù)。按其調(diào)壓性能和結(jié)構(gòu)特征劃分，溢流閥可分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩大類。（一）、溢流閥的工作原理及典型結(jié)構(gòu)（一）、溢流閥的工作原理及典型結(jié)構(gòu)1、直動(dòng)式溢流閥：（、直動(dòng)式溢流閥：（用于低壓，p2.5MPa，反向不通）如下頁(yè)圖所示，直動(dòng)式溢流閥是利用系統(tǒng)中的油液作用力，直接作用在閥芯上與彈簧力相平衡的原理來(lái)控制閥芯的啟閉動(dòng)作，

12、以保證（油缸）進(jìn)油口處的油液壓力恒定。進(jìn)油口P處的壓力油經(jīng)閥芯的橫孔及阻尼孔作用在閥芯底部的錐孔表面上。當(dāng)進(jìn)口壓力較小時(shí)，閥芯在彈簧的作用下處于下端位置，P與T不能相通；當(dāng)進(jìn)口壓力升高，閥芯下端壓力油產(chǎn)生的作用力超過(guò)彈簧的壓緊力FS、穩(wěn)態(tài)軸向液動(dòng)力、閥芯的自重及摩擦力時(shí)，閥芯上升，閥門(mén)被打開(kāi)，將多余的油液排回油箱。閥芯上阻尼孔a用來(lái)增加液阻，以提高閥的工作平穩(wěn)性。調(diào)節(jié)螺母2，可改變彈簧的壓緊力，從而調(diào)節(jié)溢流閥的開(kāi)啟壓力。由閥芯間隙泄露到彈簧腔的油液，經(jīng)閥體上的孔b流回油箱T，以保證背壓為零。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高時(shí)，閥芯上移，閥口開(kāi)大，通流面積，溢流阻力，溢流量，進(jìn)而使系統(tǒng)壓力（出口接油箱）；當(dāng)壓力低

13、于調(diào)定壓力時(shí)，閥芯下降，閥口關(guān)小，溢流阻力，從而限制了系統(tǒng)壓力的繼續(xù)下降這就是溢流閥的穩(wěn)壓性能：將壓力控制在p調(diào)定值范圍內(nèi)。閥芯因溢流量變化波動(dòng)時(shí)，調(diào)壓偏差加大。因此，直動(dòng)溢流閥不適宜用于高壓系統(tǒng)。又由于彈簧所提供的預(yù)緊力是有限的，而且高壓時(shí)手動(dòng)調(diào)節(jié)較困難，2、先導(dǎo)式溢流閥、先導(dǎo)式溢流閥：（用于高壓，反向不通）由先導(dǎo)閥和主閥組成。前者用于控制主閥芯兩端的壓差，后者用于控制主油路的溢流。如上頁(yè)圖所示：主閥芯（綠色）上部小圓柱與先導(dǎo)閥體配合，中間大直徑外圓柱面與住閥體內(nèi)孔相配，下部錐體與主閥座相配合。主閥芯尾部的菌狀法蘭起導(dǎo)流作用，使溢流閥開(kāi)啟時(shí)閥芯對(duì)中，關(guān)閉時(shí)穩(wěn)定性增加。先導(dǎo)閥（橘紅色）由彈簧9

14、壓緊在先導(dǎo)閥座上。當(dāng)系統(tǒng)壓力油從進(jìn)油口P進(jìn)入主閥下腔時(shí)，壓力油經(jīng)阻尼孔5進(jìn)入上腔，再經(jīng)先導(dǎo)閥體上鉛垂小孔進(jìn)入先導(dǎo)閥最右腔，作用于先導(dǎo)閥芯右端。由于先導(dǎo)閥關(guān)閉，此時(shí)主閥芯上、下腔壓力相等，主閥芯在彈簧8作用下緊動(dòng)畫(huà)壓在閥座7上。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高，超過(guò)先導(dǎo)閥的開(kāi)啟壓力時(shí)壓力油頂開(kāi)先導(dǎo)閥，進(jìn)入左腔，通過(guò)先導(dǎo)閥體及主閥芯中間的鉛垂孔進(jìn)入T。此時(shí)由于阻尼小孔（0.81.2）的節(jié)流作用，使得主閥芯上腔的壓力p下腔壓力p，于是主閥抬起，進(jìn)出油腔相通，溢流閥溢流，從而將溢流閥進(jìn)口壓力維持在（主閥限定的）某調(diào)定值上。即：將系統(tǒng)壓力控制在p調(diào)定值范圍內(nèi)。遙控口遙控口K：與主閥上腔相通。當(dāng)K與遠(yuǎn)程調(diào)壓閥接通時(shí)，可實(shí)現(xiàn)

15、液壓系統(tǒng)的遠(yuǎn)程調(diào)壓（所調(diào)壓力低于先導(dǎo)閥所能設(shè)定壓力）；當(dāng)K接通油箱，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)卸荷。先導(dǎo)型溢流閥與直動(dòng)型溢流閥相比，有以下先導(dǎo)型溢流閥與直動(dòng)型溢流閥相比，有以下特點(diǎn)：特點(diǎn)：閥的進(jìn)口壓力由兩次比較得到，壓力值由先導(dǎo)閥調(diào)壓彈簧調(diào)節(jié)；主閥芯是靠液流流經(jīng)阻尼孔形成的壓力差開(kāi)啟的，主閥彈簧只起復(fù)位作用。調(diào)壓偏差只取決于主閥彈簧剛度，由于主閥彈簧剛度很小，故調(diào)壓偏差很小，控制壓力的穩(wěn)定性很高。通過(guò)先導(dǎo)閥的流量很小，約為主閥額定流量的1，因此其尺寸很小，即使是高壓閥，其彈簧剛度也不大。這樣一來(lái)閥的調(diào)節(jié)性能有很大改善。先導(dǎo)閥前腔有一控制口，用于卸荷和遙控。(二）溢流閥的應(yīng)用二）溢流閥的應(yīng)用1、為定量泵溢流穩(wěn)壓

16、 在定量泵液壓系統(tǒng)中，溢流閥通常接在泵的出口處，與通往系統(tǒng)的油路并聯(lián)。泵的供油一部分按速度要求由節(jié)流閥調(diào)節(jié)（q=Av）流往系統(tǒng)的執(zhí)行構(gòu)件，多余的油液經(jīng)被推開(kāi)的溢流閥流回油箱，溢流的同時(shí)穩(wěn)壓。此時(shí)p=p調(diào)定，溢流閥常開(kāi)。2、為變量泵提供過(guò)載保護(hù)、為變量泵提供過(guò)載保護(hù)如圖，執(zhí)行構(gòu)件速度由變量泵自身調(diào)節(jié)，不需要溢流；泵壓可隨負(fù)載變化，也不需穩(wěn)壓。但變量泵出口也常接一溢流閥，其調(diào)定壓力約為系統(tǒng)最大過(guò)載壓力的1.1倍。系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下溢流閥關(guān)閉，一旦過(guò)載，溢流閥打開(kāi)成為安全閥安全閥。思考：定量泵如何實(shí)現(xiàn)防護(hù)？答：（針對(duì)沖擊載荷）可以在泵出口處加一單向閥，但不具有穩(wěn)壓性。3、形成背壓、形成背壓作背壓閥

17、用作背壓閥用 將溢流閥裝在系統(tǒng)的回油路上，可對(duì)回油產(chǎn)生阻力，即造成執(zhí)行元件的背壓，從而提高執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。4、使泵卸荷、使泵卸荷作卸荷閥用作卸荷閥用 圖中先導(dǎo)式溢流閥對(duì)液壓泵起溢流穩(wěn)壓作用。當(dāng)二位二通電磁閥通電后，溢流閥的遙控口K接通油箱，此時(shí)主閥芯上腔壓力接近于零，主閥芯移到最大開(kāi)口位置。由于主閥芯彈簧剛度小，進(jìn)口壓力很低，泵輸出的油液便在極低的壓力下經(jīng)溢流閥回油箱從而實(shí)現(xiàn)在執(zhí)行機(jī)構(gòu)不工作時(shí)泵卸荷。5、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓 機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)中的泵、閥通常都組裝在液壓站上，為使操作人員就近調(diào)壓方便，可在控制工作臺(tái)上安裝一遠(yuǎn)程調(diào)壓閥1，實(shí)際就是直動(dòng)型溢流閥，將其進(jìn)油口與安裝在液壓站的

18、先導(dǎo)式溢流閥2的遙控口K相連。這相當(dāng)于給2除自身先導(dǎo)閥外，又加接了一個(gè)先導(dǎo)閥，調(diào)節(jié)1便可對(duì)2實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。顯然，1所能調(diào)節(jié)的最高壓力不得超過(guò)2自身的先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力，否則p由2決定。二、減壓閥二、減壓閥（反向不通）用于降低系統(tǒng)中某一支路的油壓，使同一系統(tǒng)（一個(gè)油源）能有兩個(gè)或多個(gè)不同壓力的回路。油液流經(jīng)減壓閥后不僅能使壓力降低，而且能保持恒定。減壓閥在夾緊、控制、潤(rùn)滑等需要穩(wěn)定的低壓回路中應(yīng)用較多。1、按調(diào)節(jié)要求分類按調(diào)節(jié)要求分類定值減壓閥，定值減壓閥，p出出=const定比減壓閥，定比減壓閥，p進(jìn)進(jìn)/p出出=const定差減壓閥，定差減壓閥，p進(jìn)進(jìn)-p出出=const 其中定差減壓閥和定比減

19、壓閥不單獨(dú)使用，與其它功能的閥組成組合閥；定值減壓閥簡(jiǎn)稱減壓閥，能使p出口低于p進(jìn)口，并能保持出口壓力近似恒定，應(yīng)用較多。2、工作原理、工作原理 液流流過(guò)減壓閥中縫隙產(chǎn)生壓力損失，使其出口壓力低于進(jìn)口壓力。如圖，p1為進(jìn)油口，p2為出油口。閥不工作時(shí)，閥芯在彈簧作用下處于最下端位置，閥的進(jìn)、出口是相通的，此時(shí)p1=p2。當(dāng)出口壓力增大，作用在閥芯下端的壓力大于彈簧力時(shí)，閥芯上移，閥口關(guān)?。▁R），液阻，p2 p1，閥處于工作狀態(tài)。若出口壓力，閥芯下移，閥口開(kāi)大，液阻，壓降，從而使出口壓力升到調(diào)定值；反之，若出口壓力，閥芯上移，閥口關(guān)小，液阻，壓降，從而使出口壓力下降到調(diào)定值。減壓、穩(wěn)壓原理。與

20、溢流閥類似，減壓閥也有先導(dǎo)式的，調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥調(diào)壓彈簧，可以調(diào)節(jié)出口壓力p2 的大小。如下頁(yè)圖所示，進(jìn)油口A流進(jìn)p1，經(jīng)減壓口f減壓后，降至p2，經(jīng)B流出。同時(shí)，p2經(jīng)主閥芯內(nèi)的徑向孔和軸向孔分別引入到主閥芯的左、右腔，進(jìn)而作用在先導(dǎo)閥錐上。當(dāng)出口壓力p2未達(dá)到先導(dǎo)閥的調(diào)定值時(shí)，先導(dǎo)閥關(guān)閉，主閥芯左右兩腔壓力相等，主閥芯在弱彈簧作用下處于最左端，減壓口開(kāi)度x為最大，壓降最小，閥處于非工作狀態(tài)；當(dāng)p2升高并超過(guò)先導(dǎo)閥的調(diào)定值時(shí)，先導(dǎo)閥被打開(kāi)，主閥彈簧腔的油便由泄油口Y流回油箱。油液流動(dòng)后由于主閥芯的阻尼孔會(huì)產(chǎn)生壓力差，主閥芯便在此壓力差下克服彈簧阻力右移x壓降 p2，直至達(dá)到調(diào)定值。反之，當(dāng)出口壓力

21、減小時(shí)，主閥芯左移，x，壓降，使出口壓力回升到調(diào)定值。結(jié)論：結(jié)論：減壓閥的閥芯由出口壓力控制，減壓閥的調(diào)定壓力即為出口壓力。3、減壓閥的特點(diǎn)（與溢流閥比較）、減壓閥的特點(diǎn)（與溢流閥比較）減壓閥保持出口壓力基本不變，而溢流閥保持進(jìn)口壓力基本不變；不工作時(shí)，減壓閥進(jìn)、出油口互通，溢流閥進(jìn)出油口不通；由于減壓閥的出口為系統(tǒng)內(nèi)的支油路（p20），減壓閥的先導(dǎo)閥上腔的泄漏口必須單獨(dú)接油箱；而溢流閥的出口是接油箱的，其導(dǎo)閥的彈簧腔和泄漏油可通過(guò)閥體上的通道和出油口相通，不必單獨(dú)外接油箱。保壓特性：即使減壓閥的出油口不輸出油液（如所連的夾緊支路油缸運(yùn)動(dòng)到底后），由于先導(dǎo)閥泄油仍未停止，減壓口仍有油液流動(dòng)，閥

22、就仍處于工作狀態(tài)，出口壓力也就保持調(diào)定值不變。4、減壓閥的應(yīng)用、減壓閥的應(yīng)用減壓回路此時(shí)溢流閥作用：將系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在調(diào)定值上。穩(wěn)壓回路：如圖，液壓缸1為工作缸，2為夾緊缸。節(jié)流閥和二位二通閥控制缸1的活塞速度（快進(jìn)、工進(jìn)）。速度變化動(dòng)能變化，而同一油缸的液壓油勢(shì)能不變壓力能變化；又：?jiǎn)挝恢亓康囊后w所具有的壓力能壓力水頭為 ，壓力能變化 p變化影響與之并聯(lián)的夾緊缸的進(jìn)油壓力發(fā)生變化。此時(shí)在缸2進(jìn)油路上串聯(lián)一減壓閥，在減壓閥工作狀態(tài)下，可使缸2得到穩(wěn)定的壓力。gpha單向減壓回路當(dāng)需要執(zhí)行元件正反向壓力不同時(shí)，可用圖示單向閥減壓回路。雙點(diǎn)劃線內(nèi)為組合閥。三、順序閥三、順序閥（反向不通）順序閥是利用

23、壓力信號(hào)來(lái)制閥口通斷的壓力閥，多用于控制多個(gè)執(zhí)行元件的順序動(dòng)作而得名。按控制油來(lái)源不同，順序閥可分內(nèi)控式和外控式兩種。前者用閥的進(jìn)油口壓力控制閥芯的啟閉，后者用外來(lái)的控制壓力油控制閥芯的啟閉（即液控順序閥）。順序閥也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種，前者用于低壓系統(tǒng)，后者用于高壓系統(tǒng)。1、工作原理、工作原理 如上頁(yè)圖所示為直動(dòng)式順序閥的工作原理及職能符號(hào)。當(dāng)進(jìn)口壓力p1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壓力大于彈簧的預(yù)緊力時(shí)，閥芯上移，閥口打開(kāi)，油液經(jīng)閥口從出油口流出，從而操縱另一執(zhí)行元件動(dòng)作。直動(dòng)式外控順序閥如下頁(yè)圖所示，區(qū)別在于下部有一控制油口K，閥芯的

24、啟閉是利用通過(guò)K的外部控制油來(lái)控制的。先導(dǎo)式順序閥結(jié)構(gòu)和工作原理先導(dǎo)式順序閥結(jié)構(gòu)和工作原理 如上頁(yè)圖為先導(dǎo)式順序閥。壓力油從進(jìn)油口進(jìn)入，可以經(jīng)阻尼孔和先導(dǎo)閥，由泄油口流回油箱。當(dāng)系統(tǒng)壓力不高時(shí)，先導(dǎo)閥關(guān)閉，主閥芯兩端壓力相等，復(fù)位彈簧將閥芯推向下端，順序閥進(jìn)出油口關(guān)閉；當(dāng)壓力達(dá)到調(diào)定值時(shí)，先導(dǎo)閥打開(kāi)，壓力油經(jīng)阻尼孔時(shí)形成節(jié)流，在主閥芯兩端形成壓差，此壓力差克服彈簧力，使主閥芯抬起，基礎(chǔ)油口打開(kāi)。2、順序閥與溢流閥比較：、順序閥與溢流閥比較：兩者在結(jié)構(gòu)上相似，但性能和功能上有很大區(qū)別：溢流閥出口通油箱，而順序閥出口接下一級(jí)執(zhí)行元件。即順序閥進(jìn)出油口都通壓力油，它的泄油口必須單獨(dú)引回油箱；溢流閥工

25、作狀態(tài)下閥芯處于半開(kāi)狀態(tài)，以保證進(jìn)口壓力=調(diào)定值，主閥芯開(kāi)口處節(jié)流作用強(qiáng)；順序閥工作狀態(tài)下閥芯處于全開(kāi)狀態(tài)，p1=p2，不節(jié)流，不降壓，無(wú)穩(wěn)壓作用。3、順序閥的應(yīng)用、順序閥的應(yīng)用 順序閥常用于實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件的順序動(dòng)作，或串聯(lián)在垂直運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行構(gòu)件上，用以平衡執(zhí)行構(gòu)件及其所帶運(yùn)動(dòng)部件的重量（詳見(jiàn)第7章中的平衡回路）。如下頁(yè)圖所示，將順序閥的壓力值調(diào)定到高于夾緊缸活塞移動(dòng)時(shí)的最高壓力。當(dāng)電磁閥斷電時(shí)，定位缸先動(dòng)作，定位完成后，油路（系統(tǒng)）壓力升高，打開(kāi)順序閥，夾緊缸動(dòng)作?；爻虝r(shí)，兩缸同時(shí)供油，同時(shí)動(dòng)作。上頁(yè)圖中左下角單向閥的作用：定位夾緊結(jié)束后，刀具對(duì)工件進(jìn)行加工，此時(shí)應(yīng)對(duì)兩缸的上腔進(jìn)行保壓。用單向閥

26、可以防止活塞上移（而向下由于活塞桿抵緊工件，動(dòng)不了）。下頁(yè)圖請(qǐng)同學(xué)們自行分析。四、壓力繼電器四、壓力繼電器 壓力繼電器是利用油液壓力來(lái)啟閉電氣觸電的一種液壓電氣轉(zhuǎn)換元件。當(dāng)油液壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定壓力時(shí)，壓力繼電器內(nèi)的微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，電路閉合，發(fā)出電信號(hào)，以控制電磁鐵、電磁離合器、繼電器等動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)卸壓、換向、執(zhí)行元件順序動(dòng)作、關(guān)閉電機(jī)、安全保護(hù)等。下頁(yè)圖所示為壓力繼電器的結(jié)構(gòu)原理和職能符號(hào)。動(dòng)畫(huà) 當(dāng)進(jìn)油口p處油液壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定壓力時(shí)，作用在柱塞1上的液壓力通過(guò)頂桿4合上微動(dòng)開(kāi)關(guān)3，從而發(fā)出電信號(hào)。電信號(hào)控制電氣元件（如電磁閥、電磁離合器等）動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的自動(dòng)控制。圖中2為調(diào)

27、節(jié)螺釘。如下頁(yè)圖所示為壓力繼電器在順序動(dòng)作回路中的應(yīng)用。5-3 流量控制閥流量控制閥作用：流量控制閥是靠改變閥口開(kāi)度大小來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)閥的流量，以達(dá)到調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度的目的。分類：普通流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥等。一、流量控制原理及節(jié)流口的節(jié)流特性一、流量控制原理及節(jié)流口的節(jié)流特性1、流量控制原理：見(jiàn)下頁(yè)圖節(jié)流閥串聯(lián)在定量液壓泵與油缸之間，液壓泵輸出的油液，一部分經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸，多余的油液經(jīng)溢流閥流回油箱。溢流是這種調(diào)速回路能夠正常工作的必要條件。【否則無(wú)溢流閥則節(jié)流閥不起調(diào)節(jié)流量作用，此時(shí)改變節(jié)流閥節(jié)流口的大小，只改變油液經(jīng)節(jié)流閥的壓力降，節(jié)流口小，流速快；節(jié)流口大，流速慢

28、，而總的流量是不變的，因而液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度不變（q=Av）】由于溢流閥有溢流，泵的出口壓力就是溢流閥的調(diào)定壓力并基本保持定值。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的通流面積，即可調(diào)節(jié)通過(guò)節(jié)流閥的流量，從而改變缸的運(yùn)動(dòng)速度。2、節(jié)流口的節(jié)流特性分析、節(jié)流口的節(jié)流特性分析 “節(jié)流口的節(jié)流特性分析”指的是分析影響通過(guò)節(jié)流口的流量大小的因素，從而找出提高流量穩(wěn)定性的措施。（L：孔長(zhǎng)）節(jié)流口通常有3種形式：薄壁小孔（L/d0.5）、短孔（0.5L/d0.4）和細(xì)長(zhǎng)孔（L/d4），三種節(jié)流口的流量特性曲線如下頁(yè)圖所示，它們均遵循：mpKAqp孔口前后壓差；A節(jié)流孔面積；m由孔口形狀決定的指數(shù)，薄壁小孔m=0.5；短孔0.5m1；細(xì)

29、長(zhǎng)孔m=1；K與節(jié)流口形狀、液體流態(tài)、油液性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，按有關(guān)公式并查表計(jì)算：小孔通流截面面積。：收縮斷面面積，：局部阻尼系數(shù)，TeTeCVCVqqAAAACCCCCCK/1/1/2 流量控制閥是依靠改變節(jié)流口大小來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)閥口的流量。當(dāng)流量閥的通流斷面積調(diào)定后，常要求通過(guò)節(jié)流口的流量q能保持不變，以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)獲得穩(wěn)定的速度。實(shí)際上，當(dāng)A調(diào)定后，還有許多因素影響q的穩(wěn)定性。由上式及上圖：壓差p對(duì)q的影響：p變化q變化。由上圖可知，在3種結(jié)構(gòu)形式的節(jié)流口中，通過(guò)薄壁小孔的流量受p改變的影響最?。╭CqBqA）；溫度對(duì)q的影響：溫度變化粘度變化變化K變化 q變化 溫度對(duì)細(xì)長(zhǎng)孔類節(jié)流口的影響比薄壁

30、類節(jié)流口大，因此，性能好的節(jié)流閥一般采用薄壁孔類節(jié)流口。節(jié)流口形狀：通過(guò)閥最小穩(wěn)定流量的大小是衡量流量閥性能的一個(gè)重要指標(biāo)。閥的最小穩(wěn)定流量與節(jié)流口的水力半徑（以小孔的濕周所折算成的圓的半徑R=A/x，A：通流截面面積，x：濕周長(zhǎng)）有關(guān)，R越大，最小穩(wěn)定流量越小，閥性能越好。從節(jié)流口的形狀看，圓形好于三角形，矩形好于（平板）縫隙。另外，節(jié)流閥的節(jié)流口可能因油液中的雜質(zhì)或氧化物（膠質(zhì)顆粒）而局部堵塞，這就改變了原有節(jié)流口通流面積的大小，使流量發(fā)生變化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)完全堵塞而出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。因此，節(jié)流口的抗堵塞性能也是影響流量穩(wěn)定性的重要因素。實(shí)踐證明，節(jié)流通道越短（薄壁小孔）、R越大，越不易堵塞。一般

31、流量控制閥的最小穩(wěn)定流量為0.05L/min。綜上所述：為保證流量穩(wěn)定，節(jié)流口的形式以薄壁小孔（圓形）為理想。通過(guò)節(jié)流口的油液應(yīng)嚴(yán)格過(guò)濾（防止堵塞），并適當(dāng)選擇節(jié)流閥前后的壓力差。因?yàn)閜過(guò)大，能量損耗大且油液易發(fā)熱；p過(guò)小，會(huì)使壓差變化對(duì)流量的影響增大（見(jiàn)流量特性曲線圖）一般取p=（0.20.3）MPa。二、節(jié)流閥的典型結(jié)構(gòu)二、節(jié)流閥的典型結(jié)構(gòu) 前頁(yè)圖為一普通節(jié)流閥的全閉合狀態(tài)，使用時(shí)通過(guò)1將3提高改變通流面積q改變。（當(dāng)壓力較高時(shí)，3受軸向力大，調(diào)節(jié)螺母困難，可卸載調(diào)節(jié)）。液壓系統(tǒng)中，執(zhí)行元件的負(fù)載發(fā)生變化時(shí)會(huì)引起系統(tǒng)壓力變化，而其運(yùn)動(dòng)速度由節(jié)流閥控制的流量確定。因此，負(fù)載的運(yùn)動(dòng)速度也相應(yīng)發(fā)

32、生變化。為了使流經(jīng)節(jié)流閥的流量不受負(fù)荷變化的影響，必須對(duì)節(jié)流閥前后的壓差進(jìn)行補(bǔ)償，使其保持在一個(gè)穩(wěn)定的值上。這種帶壓力補(bǔ)償?shù)牧髁块y稱為三、調(diào)速閥三、調(diào)速閥 調(diào)速閥由定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)而成的組合閥，其中節(jié)流閥用來(lái)調(diào)整流量，定差減壓閥用來(lái)自動(dòng)補(bǔ)償負(fù)荷變化的影響，使節(jié)流閥前后的壓差為定值，從而消除了負(fù)載變化對(duì)流量的影響。調(diào)速閥適用于執(zhí)行元件負(fù)載變化大，對(duì)運(yùn)動(dòng)速度要求穩(wěn)定的系統(tǒng)中。上頁(yè)圖為調(diào)速閥的結(jié)構(gòu)原理圖通過(guò)定差減壓閥的進(jìn)口壓力p1，出口壓力為p2，通過(guò)節(jié)流閥后降為p3，并進(jìn)入油缸。當(dāng)負(fù)載F變化時(shí)，p3和調(diào)速閥兩端壓差（p1 p3）隨之變化，但節(jié)流閥兩端壓差（p2 p3）卻不變。這是因?yàn)楫?dāng)F p

33、3減壓閥右側(cè)彈簧腔油壓增大閥芯左移減壓閥開(kāi)口度x減壓作用 p2（p2 p3）保持不變。當(dāng)F減小時(shí)同理。因此，通過(guò)調(diào)速閥的流量恒定。上頁(yè)圖為調(diào)速閥和節(jié)流閥的流量特性曲線。當(dāng)壓差很小時(shí)（p0.5MPa），兩條特性曲線相重合。這是因?yàn)?，此時(shí)調(diào)速閥中的減壓閥處于非工作狀態(tài)，調(diào)速閥只相當(dāng)于一個(gè)節(jié)流閥。要使調(diào)速閥正常工作，就必須保持有最小壓差：調(diào)速閥的最小穩(wěn)定工作壓差（閥的進(jìn)出口差p）為p（0.51）MPa，即：一般調(diào)速閥pmin=0.5MPa；高壓調(diào)速閥pmin=1MPa。5-4 新型液壓閥（簡(jiǎn)介）新型液壓閥（簡(jiǎn)介）本節(jié)重點(diǎn)介紹插裝閥、電液伺服閥和電液比例閥。一、插裝閥一、插裝閥 普通液壓閥在大流量系統(tǒng)

34、中，使用性能不理想，插裝閥具有通流能力大、密封性能好，一閥多機(jī)能，通用程度高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于大流量系統(tǒng)中。1、工作原理、工作原理 插裝閥由基本組件（閥芯4、閥套2、彈簧3及密封圈）插到特別設(shè)計(jì)加工的閥體5內(nèi)，配以蓋板1、先導(dǎo)閥（未畫(huà)出）組成的多功能復(fù)合閥。每個(gè)插裝閥基本組件有且只有兩個(gè)油口，故被稱為二通插裝閥。二通插裝閥的工作原理相當(dāng)于一個(gè)液控單向閥，插裝閥有A、B兩個(gè)油口，X為控制油口，錐面閥芯的開(kāi)閉決定了油口A、B的通斷。插裝閥與各種先導(dǎo)閥組合，可以組成2、插裝式方向閥、插裝式方向閥（1）單向閥將方向閥組件的控制口通過(guò)閥塊和蓋板上的通道與油口A或B直接溝通，可組成單向閥：（2）二通閥：由一

35、個(gè)二位三通電磁閥控制插裝閥組件控制腔的通油方式，可組成二位二通閥：圖示狀態(tài)下，錐閥開(kāi)啟，A、B相通；電磁閥通電后，且pA pB時(shí)，錐閥關(guān)閉，A、B油路切斷；（3）三通閥 由兩個(gè)插裝閥組件并聯(lián)而成，對(duì)外形成一個(gè)壓力油口、一個(gè)工作油口和一個(gè)回油口。圖示狀態(tài)下，A和T連通，A和P斷開(kāi)；電磁閥通電后，A和P連通，A和T斷開(kāi)。（4）四通閥 圖示狀態(tài)下，A和T連通、P和B連通；電磁閥通電后，A和P連通、B和T連通。3、插裝式壓力閥、插裝式壓力閥 用直動(dòng)式溢流閥作為先導(dǎo)閥來(lái)控制插裝主閥，在不同的油路連接下能構(gòu)成不同的壓力閥。下頁(yè)圖中當(dāng)A腔油壓升高到先導(dǎo)閥調(diào)定的壓力時(shí)，先導(dǎo)閥開(kāi)啟，油液通過(guò)主閥芯阻尼孔時(shí)造成兩

36、端壓差，使主閥芯克服彈簧阻力開(kāi)啟，A腔壓力油便通過(guò)打開(kāi)的閥口B溢回油箱，實(shí)現(xiàn)溢流穩(wěn)壓此時(shí)為溢流閥；當(dāng)二位二通閥通電時(shí)，便可作為卸荷閥使用。右圖表示B腔接一有載油路，則構(gòu)成順序閥。4、插裝式流量閥、插裝式流量閥 在二通插裝方向控制閥的蓋板上增加閥芯行程調(diào)節(jié)器，以調(diào)節(jié)閥芯的開(kāi)度，這個(gè)方向閥就兼?zhèn)淞苏{(diào)節(jié)流量的功能。若在二通插裝節(jié)流閥前串聯(lián)一個(gè)定差減壓閥，就可組成二通插裝調(diào)速閥。二、液壓伺服系統(tǒng)與電液伺服閥二、液壓伺服系統(tǒng)與電液伺服閥 伺服系統(tǒng)又稱隨動(dòng)系統(tǒng)或跟蹤系統(tǒng)，是一種自動(dòng)控制系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，執(zhí)行元件能夠自動(dòng)地、快速而準(zhǔn)確地按照輸入信號(hào)的變化規(guī)律而動(dòng)作。同時(shí)，系統(tǒng)還起到將信號(hào)功率放大的作用。（

37、一）、伺服系統(tǒng)的工作原理 上圖是一簡(jiǎn)單的液壓伺服系統(tǒng)原理圖。該系統(tǒng)的主要元件是滑閥1和液壓缸2，缸體與閥體固連，液壓泵以恒定壓力ps向系統(tǒng)供油。當(dāng)閥芯處于中間位置時(shí)，閥口關(guān)閉，閥沒(méi)有流量輸出，液壓缸不動(dòng)，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若閥芯向右移一段距離x，則a、b處便有一個(gè)相應(yīng)的開(kāi)口xv=x，壓力油經(jīng)油口a進(jìn)入液壓缸右腔，推動(dòng)缸體右移，液壓缸左腔的油液經(jīng)油口b流回油箱。由于缸體和閥體剛性固連，因此閥體也跟隨缸體一起右移，其結(jié)果使xv減小。當(dāng)缸體位移y=閥芯位移x時(shí)，閥的開(kāi)口量 xv=0，閥的輸出流量=0，液壓缸靜止不動(dòng)，處于一個(gè)新的平衡位置上。如果閥芯不斷地向右移動(dòng)，則液壓缸拖動(dòng)負(fù)載不停地向右移動(dòng)。如果

38、閥芯反向移動(dòng)，則液壓缸也反向跟隨運(yùn)動(dòng)。由此看出，液壓伺服系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：（1）、跟蹤 系統(tǒng)的輸出量（輸出信號(hào)或被控量）能自動(dòng)地、快速而準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)輸入量（輸入信號(hào)）的變化規(guī)律；（2）放大 移動(dòng)閥芯所需要的力很?。◣譔幾十N），但液壓缸輸出的力可達(dá)數(shù)千數(shù)萬(wàn)N。功率放大所需要的能量是由液壓能源供給的（3）反饋 把輸出的一部分或全部按一定方式回送到輸入端，和輸入信號(hào)進(jìn)行比較，這就是反饋?；厮偷男盘?hào)稱為反饋信號(hào)。若反饋信號(hào)不斷地抵消輸入信號(hào)的作用，則稱為負(fù)反饋。負(fù)反饋是自動(dòng)控制系統(tǒng)具有的主要特征。負(fù)反饋是自動(dòng)控制系統(tǒng)具有的主要特征。圖中的負(fù)反饋是通過(guò)閥體和缸體的剛性連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的，液壓缸的輸出位移y連續(xù)不

39、斷地回送到閥體上，與閥芯的輸入位移x相比較，其結(jié)果使閥口開(kāi)小。這是一種機(jī)械反饋。反饋還可以是電氣的、氣動(dòng)的、液壓的或它們的組合形式。（4）偏差 輸入信號(hào)與反饋信號(hào)的差值。圖中偏差就是閥口的開(kāi)口量 xv=xy。只要有xv存在，液壓缸就運(yùn)動(dòng)，直至缸體的輸出位移與閥芯的輸入位移一致為止。此時(shí)y=x，xv=0。綜上所述，液壓伺服控制的基本原理是：將反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相比較，當(dāng)兩者之間有偏差時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)就動(dòng)作起來(lái)，向著消除或減小偏差的方向努力，即：該偏差信號(hào)控制液壓能源輸送到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，直至偏差=0或足夠小，從而使系統(tǒng)的實(shí)際輸出與希望值相符。液壓伺服系統(tǒng)的工作原理可以用方塊

40、圖來(lái)表示：系統(tǒng)有反饋，方塊圖自行封閉，形成閉環(huán)。液壓伺服系統(tǒng)是一種閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高精度控制。（二）、液壓控制閥（二）、液壓控制閥 液壓控制閥是液壓伺服系統(tǒng)中的主要控制元件，其性能直接影響系統(tǒng)的工作性能。液壓控制閥將小功率的位移信號(hào)大功率的液壓信號(hào)，所以也稱為液壓放大器。常用的液壓控制閥有1、滑閥、滑閥 根據(jù)滑閥控制邊（起節(jié)流作用的工作邊）數(shù)目不同，可分為單邊、雙邊、和四邊滑閥。上圖為單邊滑閥的工作原理。單邊滑閥只有一個(gè)邊起控制液流的作用。壓力油進(jìn)入液壓缸的有桿腔后，經(jīng)過(guò)活塞上的固定節(jié)流口a進(jìn)入無(wú)桿腔，壓力由ps降為p1，然后再經(jīng)過(guò)閥口流回油箱。若液壓缸不受外載作用，則 ，液壓缸不動(dòng)

41、。當(dāng)閥芯左移時(shí)，開(kāi)口量xv增大，無(wú)桿腔壓力p1減小 缸體向左移動(dòng)。缸體和閥體剛性連接成一體，故閥體也左移 xv減小，直至平衡。211ApAps211ApAps2、噴嘴擋板閥：、噴嘴擋板閥：如圖所示為雙噴嘴擋板閥的工作原理。組成元件：擋板1；噴嘴2、3；固定節(jié)流小孔 4、5；活塞。噴嘴與擋板之間的間隙1、2構(gòu)成了兩個(gè)可變節(jié)流口。當(dāng)擋板處于中間位置時(shí)，兩個(gè)噴嘴與擋板的間隙相等，即：1=2，液阻相等，因此，p1=p2，液壓缸不動(dòng)。壓力油經(jīng)小孔4和5、縫隙1、2流回油箱。若擋板向左偏擺，則1減小，2增大，p1上升，p2下降，液壓缸左移。因噴嘴和缸體連接在一起，故噴嘴也向左移，形成負(fù)反饋。當(dāng)噴嘴跟隨缸體

42、移動(dòng)到擋板兩邊對(duì)稱位置時(shí)，液壓缸便停止運(yùn)動(dòng)。若擋板反向偏擺，則液壓缸也反向運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：與滑閥相比，優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，對(duì)油液污染不敏感缺點(diǎn)是：功率損耗大應(yīng)用：小功率系統(tǒng)，多級(jí)放大液壓控制閥的第一級(jí)。（三）電液伺服閥（三）電液伺服閥 電液伺服閥即使電液轉(zhuǎn)換元件，也是功率放大元件，它可將小功率的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成大功率的液壓信號(hào)。下圖是一個(gè)典型的電液伺服閥的結(jié)構(gòu)原理圖。它由電磁和液壓兩部分組成。電磁部分是一個(gè)力矩馬達(dá)，液壓部分是一個(gè)兩級(jí)液壓放大器。第一級(jí)是雙噴嘴擋板閥，稱前置放大器；第二級(jí)是滑閥，稱功率放大器。如圖：1永久磁鐵；2、4導(dǎo)磁體；3銜鐵；5線圈；6彈簧管；7擋板；8噴嘴；9滑閥

43、；10固定節(jié)流口；11過(guò)濾器。銜鐵與擋板通過(guò)彈簧管連接在一起，并由固定在閥座上的彈簧管支撐著。擋板2下端為一球頭，嵌放在滑閥的凹槽里。永久磁鐵把上下兩塊導(dǎo)磁體磁化成N極和S極。當(dāng)沒(méi)有控制電流時(shí)，銜鐵由彈簧管支撐在上下導(dǎo)磁體的中間位置，力矩馬達(dá)無(wú)輸出。當(dāng)有控制電流時(shí)，銜鐵被磁化，如果銜鐵的左端為N極，右端為S極，則由于同性相斥異性相吸的原理，銜鐵逆時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)，同時(shí)彈簧管彎曲變形，產(chǎn)生反力矩，直到電磁力矩與彈簧管反力矩相平衡為止。與此同時(shí)，擋板因隨銜鐵偏轉(zhuǎn)而發(fā)生撓曲，改變了它與兩個(gè)噴嘴之間的距離，造成 p1上升，p2下降，它們作用在滑閥的左右兩個(gè)端面上，使滑閥閥芯左移。通入伺服閥的壓力油經(jīng)濾油器

44、、兩個(gè)對(duì)稱的節(jié)流口和左右噴嘴流出，通向回油。當(dāng)擋板撓曲，造成滑閥閥芯左移，壓力油就從B口輸向液壓缸（圖中未畫(huà)出），由液壓缸回來(lái)的油則經(jīng)A口回油，從而實(shí)現(xiàn)功率放大?；y移動(dòng)時(shí)，擋板下端球頭跟著移動(dòng)，在銜鐵擋板組件上產(chǎn)生了一個(gè)轉(zhuǎn)矩，使擋板在兩噴嘴間的偏移量減小，這就是反饋?zhàn)饔谩７答佔(zhàn)饔玫慕Y(jié)果是使滑閥兩端的壓差減小。當(dāng)滑閥上的液壓作用力與擋板下端球頭因移動(dòng)而產(chǎn)生的彈性反作用力達(dá)到平衡時(shí)，滑閥便不再移動(dòng)，使得閥口保持在這一開(kāi)度上。流入線圈的控制電流越大，銜鐵偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩、擋板撓曲變形、滑閥兩端壓差及滑閥的偏移量就越大，伺服輸出的流量也越大。即這種閥的輸出流量與輸入電流成正比。輸入電流反向時(shí)，輸出流量也反

45、向。由上可知，電液伺服閥中電磁部分的作用，是把輸入電流轉(zhuǎn)矩，使銜鐵偏轉(zhuǎn)，所以一般稱它為力矩馬達(dá)。力矩馬達(dá)產(chǎn)生的力矩很小，無(wú)法直接操縱滑閥以產(chǎn)生足夠的液壓功率。所以采用兩級(jí)放大：噴嘴-擋板裝置使得微小電信號(hào)借助于擋板間隙的改變促使滑閥移動(dòng)，這是第一級(jí)放大器液壓前置放大器；滑閥在移動(dòng)后接通傳遞動(dòng)力的主回路，因而也是一個(gè)放大器功率放大器。電液伺服閥的圖形符號(hào)：（四）電液伺服系統(tǒng)實(shí)例（四）電液伺服系統(tǒng)實(shí)例 在要求高精度、快速響應(yīng)的裝置中，電液伺服系統(tǒng)獲得了廣泛的應(yīng)用。圖中1放大器；2電液伺服閥；3液壓缸；4機(jī)械手手臂；5電位器；6步進(jìn)電機(jī)。一般機(jī)械手應(yīng)包括4個(gè)伺服系統(tǒng)，分別控制機(jī)械手的伸縮、回轉(zhuǎn)、升降

46、和手腕的動(dòng)作。由于每個(gè)伺服系統(tǒng)的原理均相同，現(xiàn)以伸縮伺服系統(tǒng)為例，介紹它的工作原理。電位器是可變電阻器的一種。通常是由電阻體與轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)系統(tǒng)組成，即靠一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)在電阻體上移動(dòng)，獲得部分電壓輸出。當(dāng)電位器的觸頭處在中位時(shí)，觸頭上沒(méi)有電壓輸出。當(dāng)它偏離中位時(shí)，就會(huì)輸出相應(yīng)的電壓。電位器觸頭產(chǎn)生的微弱電壓，須經(jīng)放大器放大后才能對(duì)電液伺服閥進(jìn)行控制。電位器觸頭軸由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)的角位移和角速度由數(shù)字控制裝置發(fā)出的脈沖數(shù)和脈沖頻率控制。齒條固定在機(jī)械手手臂上，電位器殼體固定在齒輪上，所以當(dāng)手臂帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電位器同齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，形成負(fù)反饋。由數(shù)字控制裝置發(fā)出的一定數(shù)量的脈沖使得步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)

47、電位器的動(dòng)觸頭轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度i（假定為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)），動(dòng)觸頭偏離電位器中位，產(chǎn)生微弱電壓u1，經(jīng)放大器放大成u2后，輸入電液伺服閥的控制線圈，使伺服閥產(chǎn)生一定的開(kāi)口量。這時(shí)壓力油經(jīng)閥的開(kāi)口進(jìn)入液壓缸的左腔推動(dòng)活塞連同機(jī)械手手臂一起向右移動(dòng)，行程為xv；液壓缸右腔的液壓油經(jīng)伺服閥回油箱。由于電位器的齒輪與機(jī)械手手臂上的齒條相嚙合，手臂向右移動(dòng)時(shí)，電位器做順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電位器的中位與觸頭重合時(shí)，動(dòng)觸頭輸出電壓為零，電液伺服閥失去信號(hào)，閥口關(guān)閉，手臂停止移動(dòng)。手臂移動(dòng)的行程取決于脈沖數(shù)量，移動(dòng)的速度取決于脈沖頻率。當(dāng)數(shù)字控制裝置發(fā)出反向脈沖時(shí)，步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，手臂縮回。以下為機(jī)械手伸縮運(yùn)動(dòng)

48、伺服系統(tǒng)方塊圖：在該系統(tǒng)中，輸入信號(hào)為步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角i，輸出信號(hào)為液壓缸的位移，即機(jī)械手的位移xv；反饋信號(hào)為齒輪的轉(zhuǎn)角f；偏差信號(hào)為電位器的輸出電壓u，其中系數(shù)K為電位器的增益。最終，時(shí)，偏差信號(hào)u=0，系統(tǒng)停止運(yùn)動(dòng)。綜上所述，伺服系統(tǒng)是反饋控制系統(tǒng)。它是按照偏差原理來(lái)工作的。當(dāng)系統(tǒng)的反饋信號(hào)與輸入信號(hào)之間有偏差時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)就動(dòng)作起來(lái)，以達(dá)到消除（或減?。┐似畹哪康模瑥亩瓜到y(tǒng)的輸出量達(dá)到希望值。)(fiKu fi三、電液比例控制技術(shù)和電液比例閥三、電液比例控制技術(shù)和電液比例閥 電液比例控制是介于普通液壓閥的開(kāi)關(guān)式控制和電液伺服控制之間的控制方式。它能實(shí)現(xiàn)對(duì)液流的壓力和流量連續(xù)地、按比例地

49、跟隨控制信號(hào)而變化（例如要求工作臺(tái)在工作進(jìn)給時(shí)按慢、快、慢連續(xù)變化的速度實(shí)現(xiàn)進(jìn)給；或按一定精度模擬某個(gè)最佳控制曲線，實(shí)現(xiàn)壓力控制）。因此，它的控制性能優(yōu)于開(kāi)關(guān)式控制，與電液伺服控制相比，其控制精度和響應(yīng)速度較低，但成本低，抗污染能力強(qiáng)。電液比例控制的核心元件是電液比例控制閥，簡(jiǎn)稱比例閥比例閥。（一）電液比例控制閥（一）電液比例控制閥 當(dāng)今比例閥的主流，是以比例電磁鐵取代普通液壓閥的手調(diào)裝置或普通電磁鐵發(fā)展起來(lái)的。比例電磁鐵是一個(gè)電-機(jī)械比例轉(zhuǎn)換裝置，其外形與普通電磁鐵相似，但功能卻不相同。比例電磁鐵的吸力與通過(guò)其線圈的直流電流強(qiáng)度成正比。輸入信號(hào)在通入比例電磁鐵前，要先經(jīng)電放大器處理和放大。電

50、放大器多制成插接式裝置與比例閥配套供應(yīng)。比例閥也分為壓力閥、流量閥、方向閥三大類。1、比例壓力閥：可實(shí)現(xiàn)一閥多級(jí)調(diào)壓和無(wú)極調(diào)壓。用比例電磁鐵（移動(dòng)式力馬達(dá)）代替直動(dòng)型溢流閥的手調(diào)裝置，便構(gòu)成直動(dòng)式比例溢流閥。1位移傳感器；2比例電磁鐵；3推桿；4調(diào)壓彈簧。比例電磁鐵的推桿對(duì)調(diào)壓彈簧施加推力。隨著輸入比例電磁鐵的電信號(hào)強(qiáng)度的變化，便可改變調(diào)壓彈簧的壓縮量，該閥便連續(xù)地或按比例地遠(yuǎn)程控制其輸出油液的壓力。直動(dòng)型比例溢流閥可以直接使用，也可以將它作為先導(dǎo)閥與普通壓力閥的主閥相配，便可組成先導(dǎo)式比例溢流閥、比例順序閥、比例減壓閥。2、比例方向閥 兼有方向控制（運(yùn)行狀態(tài)下）和流量控制兩種功能。用比例電磁

51、鐵取代電磁換向閥的普通電磁鐵，便構(gòu)成了直動(dòng)型比例方向閥。由于使用了比例電磁鐵，閥芯不僅可以換位，而且換位的行程可以連續(xù)地或按比例地變化。因而連通油口間的通流面積也可以連續(xù)地或按比例地變化，所以比例換向閥不僅能控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向，而且能控制其速度。同樣，在大流量的情況下，應(yīng)采用先導(dǎo)型比例方向閥?！驹谝陨蟽蓮垐D中，比例電磁鐵的前端都帶有位移傳感器，這種電磁鐵稱為行程控制比例電磁鐵。位移傳感器能準(zhǔn)確測(cè)定比例電磁鐵的行程，并向電放大器發(fā)出電反饋信號(hào)。電放大器將將輸入信號(hào)和反饋信號(hào)加以比較后，再向電磁鐵發(fā)出糾正信號(hào)以補(bǔ)償誤差，這樣便能消除液動(dòng)力等干擾，保證準(zhǔn)確的閥芯位置?！?、比例流量閥 可實(shí)現(xiàn)一閥

52、多速控制和無(wú)級(jí)變速。1節(jié)流閥；2推桿；3比例電磁鐵 用比例電磁鐵取代節(jié)流閥或調(diào)速閥的手調(diào)裝置，以輸入的電信號(hào)控制節(jié)流口開(kāi)度，便可連續(xù)地、或按比例地遠(yuǎn)程控制其輸出流量。圖中節(jié)流閥閥芯由比例電磁鐵的推桿操縱，故節(jié)流口開(kāi)度便由輸入信號(hào)的強(qiáng)度決定。定差減壓閥的目的是保證節(jié)流口前后壓差為定值，使得輸入電流與輸出流量成對(duì)應(yīng)關(guān)系。（二）電液比例控制系統(tǒng)（二）電液比例控制系統(tǒng) 電液比例控制系統(tǒng)由電子放大及校正單元、電液比例控制元件、執(zhí)行元件及液壓源、工作負(fù)載及信號(hào)檢測(cè)處理等組成。下圖為比例溢流閥用于鋼帶冷軋卷取機(jī)的自控系統(tǒng)。1電位器；2滾輪；3卷筒；4馬達(dá)；5泵；6比例溢流閥；7放大器。軋機(jī)對(duì)卷取機(jī)的要求是：當(dāng)鋼帶不斷從軋輥下軋制出來(lái)時(shí)，卷取機(jī)應(yīng)以恒定的張緊力將其卷起來(lái)。卷取帶材的卷筒用液壓馬達(dá)拖動(dòng)，隨著卷筒直徑的增大，須增大轉(zhuǎn)矩，才能保證帶材張力不變（T=FR）?，F(xiàn)用杠桿端部的滾輪與卷筒接觸，并將滾輪直徑的變化量通過(guò)電位器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，放大后控制比例溢流閥，從而控制供油壓力p相應(yīng)增大，使液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩隨之增加。