液压阀

§5-1 阀的作用和分类 一、作用 二、分类 控制液流的方向、压力和流量。 按用途： 方向阀、压力阀、流量阀 按连接方式：管式（螺纹L）、板式（B）、法兰式（F） 根据压力等级：低压、中压、中高压、高压。

三、对液压阀的基本要求 1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小； 2）油液流过时的压力损失小； 3）密封性能好； 4）结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性强。

§5-2 压力控制阀

工作原理：利用液压力与阀内弹簧力相平衡原 理工作的。 分类 按用途： 溢流阀 减压阀 顺序阀 压力继电器 按阀芯结构：滑阀 球阀 锥阀 按工作原理：直动式 先导式 工作原理：利用液压力与阀内弹簧力相平衡原 理工作的。

一、 溢流阀 1．溢流阀的功能 功能：利用阀芯上的液压作用力和弹簧力保持平衡，使阀的进口压力不超过或保持调定值； 保持系统压力恒定，即溢流定压； 防止系统过载，即安全保护。 2．典型结构及工作原理 类型：直动式溢流阀，先导式溢流阀。

（1）直动式溢流阀 1）结构和工作原理 结构：由阀体、阀芯、上盖、 弹簧、调节手柄等组成。 溢流阀的出油口一般接油箱 动画演示

（1）直动式溢流阀（续） 工作原理： 阀芯处于下位， ； 阀芯上升， ； p < pc ,阀口不开； 结论： 阀芯处于下位， ； 阀芯上升， ； p < pc ,阀口不开； p > pc ,溢流。 p — 进口油压 pc — 溢流阀的开启压力 结论： 利用阀芯上的液压作用力和弹簧力保持平衡，使阀的进口压力不超过或保持调定值；

（1）直动式溢流阀（续） 直动式溢流阀职能符号： p o

（1）直动式溢流阀（续） 2）结构特点： . 转动调节手柄，可调节弹簧预紧力， 从而调节溢流阀的开启压力。 . 转动调节手柄，可调节弹簧预紧力， 从而调节溢流阀的开启压力。 . 阀芯上的阻尼孔对阀芯的运动形成阻尼， 可避免阀芯振动，提高阀工作平稳性。 随着工作压力的提高，直动式溢流阀上的弹簧力要增加，弹簧刚度要相应增大，这使溢流量变化时溢流压力的波动加大，所以直动式溢流阀只宜用在低压系统。

（2） 先导式溢流阀 1）结构和工作原理 结构组成： 主阀：圆柱阀芯 先导阀：锥形阀芯 工作原理： 动画演示 结构：先导阀 主阀 P O 主阀弹簧 进油口 P 出油口 O 调节螺钉 锥阀芯 阀座 调压弹簧 遥控口K 阀体 主阀芯 主阀座 阀盖 1）结构和工作原理 结构组成： 主阀：圆柱阀芯 先导阀：锥形阀芯 工作原理： 动画演示 结构：先导阀 主阀 阻尼孔、压差Δp

不溢流 溢流

（2） 先导式溢流阀（续） 先导阀弹簧的作用：调节溢流压力 主阀弹簧的作用：主阀弹簧只用于克服主阀芯的摩擦力，因此弹 簧很软

（2） 先导式溢流阀（续） 先导式式溢流阀职能符号： 旧符号 直动式溢流阀职能符号：

（2） 先导式溢流阀（续） 2）结构特点： • 调节先导阀弹簧的预紧力，即可调节溢流压力； • 主阀弹簧用于克服主阀芯的摩擦力，因此弹簧很软 ； • 先导阀的承压面积和开口量均很小，调压弹簧刚度不必很大便能得到较高的溢流压力，故先导式溢流阀一般用于高压、大流量场合； • 先导式溢流阀有一个与主阀上腔相通的遥控口，通过遥控口还可以实现多级调压及系统卸荷等。

3. 溢流阀的结构特点 •主阀口常闭 •控制阀口打开的油液来自进油口 •泄油采用内泄方式

DBD型直动式溢流阀

实物

实物

4.溢流阀的主要性能参数 (1)基本参数： (2)稳态性能参数： 额定压力：指额定工况时的压力，—般指额定工况下的最大工作压力。 额定流量：指额定工况时的流量，一般指在压力损失值限定条件下所能通过的流量。 (2)稳态性能参数： 调压范围：指在通过额定流量时，调压手轮从全开至全关状态下、溢流阀进油口的压力变化范围。 卸荷压力：指在调定压力下，通过额定流量时，使溢流阀遥控口接油箱，即溢流阀处于卸荷状态时进、回油口的压差。该值与通道阻力和主阀弹簧预紧力有关，对直动式溢流阀则不存在卸荷压力。 压力损失：指在调压手轮处于全松位置，溢流阀通过额定流量时，进、回油口的压差。

4.溢流阀的主要性能参数（续） 开启特性：指溢流阀从关闭逐渐开启时，流经阀的流量和与之对应的进口压力之间的关系。开启特性一般用开启率来衡量，开启率即开启压力与调定压力的百分比。 闭合特性：指溢流阀从开启逐渐关闭时，流经阀的流量和与之对应的进口压力之间的关系。闭合特性一般用闭合率来衡量，闭合率即闭合压力与调定压力的百分比。 稳态压力-流量特性：即启闭特性，它是开启特性和闭合特性之总合。 最小稳定流量：一般规定为额定流量的15％。

5.静态特性 设:Xc:弹簧调整时的预压缩量 XRmax:溢流阀的阀口开度 开启压力： 调定压力(全流压力): 调压偏差:

5.应用 (1) 作安全阀（常闭） 作用：防止系统过载。

(2) 作溢流阀（常开） 作用：保持系统压力恒定

(3)卸荷或远程调压 卸荷 远程调压

(4) 作背压阀 放在系统回油路上

二、 减压阀 动画演示 作用：减低系统压力，并有稳压作用。 特点：出口压力控制阀芯动作， 有单独泄油口 工作原理：节流口产生压降Δp p2 = p1 -Δp ， p1一定，Δp ↑ ， p2↓。 ● p1< ps ,处于非工作状态， 不起减压作用； ● p1 > ps ,减压、稳压。 动画演示

稳压原理 ● p2 ↑→阀芯上移→阀口减小→ Δp ↑， p2= p1 -Δp ， p1一定，Δp ↑ ， p2↓； Δp↓， p2↑= ps 。 职能符号：

应用： 工作缸 夹紧缸 使夹紧缸获得稳定的低压。

三、 顺序阀 作用：控制多个执行元件动作顺序。 1.内控顺序阀 结构：出油口接二次油路，有单独泄 油口。 结构：出油口接二次油路，有单独泄 油口。 工作原理：p < ps ,进出口不通； p > ps ,接通。 特点：内部控制， 外部泄油。 职能符号：

应用： 控制液压缸动作顺序

2. 外控顺序阀 结构：控制油口。 工作原理：pK < ps ,不通； pK > ps ,进出口接通。 特点：外部控制， 外部泄油。 职能符号：

单向顺序阀

四、 压力继电器 作用：利用系统中压力变化，控制电路的通断。 微动开关 调节螺钉 顶杆 柱塞

工作原理： p > ps ,微动开关闭合，发出电信号。 p < ps ,微动开关断开，电信号撤销。 职能符号： 应用：1.控制电磁阀动作。 2.控制系统压力，出故障时，自动停车。

应用： 控制电磁阀，实现油缸顺序动作。

压力阀小结 作用：控制液压系统中的压力。 共性：利用液压力和弹簧力比较，控制阀口的 开与关；或控制开口大小。 溢流阀：控制进口压力 减压阀：控制出口压力 顺序阀：控制阀口通与不通，进而控制执行元件的 动作顺序。 压力继电器：利用系统中压力变化，控制电路的通断。 要求：掌握各种阀的工作原理及应用场合。

§5-2 方向控制阀

1. 作用 控制液流方向，从而改变执行元件的运动方向。 2. 分类 单向阀 换向阀

一、 单向阀 1. 普通单向阀 结构：阀体、阀芯、弹簧等

作用：只许油液单向流动，反向不通。 要求：正向流动阻力小，反向不通，密封好。 开启压力：0.03~0.05 MPa 背压阀：(单向阀的变形) 弹簧较硬 开启压力：0.2~0.6 MPa 背压：执行元件回油腔的压力。 职能符号：

应用： 锁紧油缸，避免向油泵倒灌。 平衡重物

2. 液控单向阀 组成：普通单向阀+小活塞缸 特点：a. 无控制油时，与普通单向阀一样， b. 通控制油时，正反向都可以流动。 职能符号：

应用： 锁紧油缸，避免倒灌。 控制重物下放速度。 液压锁

二、 换向阀 作用：改变油流方向 滑阀 分类 转阀 主体(阀体、阀芯） 组成 操纵定位装置

换向阀工作原理

换向阀工作原理 1 2

换向阀职能符号 换向阀的“通”和“位” 换向阀的“通”：是指阀体上与外部连通的油口数目，即有几个油口就叫几通阀； 换向阀的“位”：是指阀芯与阀体可能的相对位置，有几个位置就叫做几位阀。

换向阀职能符号 换向阀的“通”和“位” 换向阀的“通”：是指阀体上与外部连通的油口数目，即有几个油口就叫几通阀； 换向阀的“位”：是指阀芯与阀体可能的相对位置，有几个位置就叫做几位阀。

1. 主体部分 (1) 两位两通 P A 职能符号： 作用：控制油路的通与断

(2) 两位三通 职能符号： P A B 作用：控制液流方向

(3) 两位四通 职能符号： P — 压力油口 O — 回油口 A、B — 分别接执行元件的两腔 作用：控制执行元件换向

(4) 三位四通 职能符号： P A B O 作用：换向、停止。

(5) 两位五通 职能符号： P A B O1 O2 作用：换向、两种回油方式。

(6) 三位五通 P A B O1 O2 职能符号： 作用：换向、停止、回油不同。

两种回油方式 工进：有背压运动平稳 退回：快速畅通

2.操纵定位装置 (1)手动 作用：移动阀芯并使其保持在工作位置上。 三位四通手动换向阀 a.手柄控制，弹簧复位。 b.手柄控制，钢球定位。 应用：小流量，需徒手操作的场合。

结构图

(2) 机动

两位两通机动换向阀 挡块操纵，弹簧复位。 两位两通 常开 常闭 靠弹簧的方格表示常态 应用：行程控制的场合。（又叫行程阀）

用行程阀速度换接

（3） 电磁

两位三通电磁换向阀 电磁铁操纵，弹簧复位。 三位四通电磁换向阀 电磁铁操纵，弹簧对中 优点：易于实现自动化。 应用：小流量的场合。（q≤63 L/min ) 电磁铁吸力有限<120N

根据所用电源的不同分为：交流型、直流型、本整型 交流型：110V、220V、380V， 切换频率<30次/分，寿 命几百万次到1千万次。 直流型：12V、24V、110V，切换频率为120次/分，甚至可达300次/分，寿 命2千万次。 本整型：电磁铁本身带有半波整流器。 根据电磁铁的铁芯和线圈是否浸油分为： 干式、湿式和油浸式

实物

（4） 液动

三位四通液动换向阀 液体操纵，弹簧复位。 应用：高压，大流量的场合。（q≤160 L/min )

（5）电液动

应用：高压、大流量的场合。 （q≤1200 L/min) 电液联合控制，弹簧复位。 ●电磁控制先导阀动作， ●液体控制主阀芯动作， ●节流阀控制阀芯移动速度。 简化符号： 三位四通电液换向阀 应用：高压、大流量的场合。 （q≤1200 L/min)

实物

2.中位机能 三位滑阀在中间位置工作时，油路的连通方式。 O型 双向锁紧，系统保压。

M型 双向锁紧，油泵卸荷。

H型 油缸浮动，泵卸荷。

P型 差动连接。

Y型 油缸浮动，系统保压。

K型 单向锁紧，油泵卸荷。

中位机能 （1）当系统有保压要求时： ①选用油口P是封闭式的中位机能，如O、Y型。 这时一个液压泵可用于多缸的液压系统。 ②选用油口P和油口O接通但不畅通的形式，如X型。 系统能保持一定压力，可供压力要求小的控制油路使用； （2）当系统有卸荷要求时： 应选用油口P与O畅通的形式。如H、K、M型。这时液压泵可卸荷；

中位机能 （3）当系统对换向精度要求较高时： 应选用工作油口A、B都封闭的形式，如O、M型。这时液压缸的换向精度高，但换向过程中易产生液压冲击，换向平稳性差； （4）当系统对换向平稳性要求较高时： 应选用A口、B口都接通O口的形式，如Y型。这时换向平稳性好，冲击小。但换向过程中执行元件不易迅速制动，换向精度低；

中位机能 （5）若系统对起动平稳性要求较高时： 应选用油口A、B都不通O口的形式，如O、P、M型。这时液压缸某一腔的油液在起动时能起到缓冲作用，因而可保证起动的平稳性； （6）当系统要求执行元件能浮动时： 应选用油口A、B相连通的形式，如H型。可通过某些机械装置按需要改变执行元件的位置； （7）当要求执行元件能在任意位置上停留 选用A、B油口都与P口相通的形式(差动连接式液压缸除外)，如P型。这时液压缸左右两腔作用力相等，液压缸不动。

4.主要性能参数 (1)工作可靠性（电磁阀、电液阀、液动阀） 可靠的换向、复位；（与压力、流量有关） (2)压力损失 通过的流量影响压力损失； (3)内泄漏量 影响系统效率，使油液升温； (4)换向、复位时间 按系统要求合理选用； (5)换向频率 单位时间内的换向次数。（电磁阀：60次/min)

5.作用在滑阀上液压卡紧力 由于阀芯和阀孔的几何形状及相对位置均有误差，使液体在流经阀芯与阀孔间隙时产生了径向不平衡力。 这个不平衡力的存在，从而引起阀芯移动时的轴向摩擦阻力，称之为卡紧力。 如果阀芯的驱动力不足以克服这个阻力，发生卡紧现象。 消除：顺锥，锥部大端在低压腔 阀芯台肩上开均压槽 在阀芯的轴向加适当频率和振幅的颤振 精密过滤油液

换向阀小结 职能符号: 位: 阀芯的工作位置; 通: 阀体上油路的通道数; 机能: 中位时油路的连通方式。 O型 H型 P型 Y型 K型 控制方式: 手动 机动 电磁 液动 电液

手动 电磁 机动 液动 电液动

§6-4 流量控制阀

§6-4 流量控制阀 作用：控制流量，调节执行元件的运动速度。 分类：节流阀 调速阀 一、普通节流阀 结构：轴向三角槽 工作原理： 职能符号：

静态特性 1.流量特性 薄壁孔 细长孔 q∝ AT ，Δp=c，AT ↑ ，q↑。 C — 流量系数 AT — 节流口通流截面积 φ — 压差指数 q∝ AT ，Δp=c，AT ↑ ，q↑。

影响流量稳定的因素 AT 一定时 ，q变。 1) 压差对流量稳定性的影响 pA一定，当F变时，pB变。 即当F变时， Δp变，q变。

2) 温度对流量稳定性的影响 T变，η变，q变。 薄壁孔不受温度变化影响。 3) 节流口的阻塞 阻塞现象： 当Δp一定， AT 较小时 ， 流量时大时小甚至断流。 措施：加大水利半径、选择稳定性好的油液、 精心过滤。 薄壁孔不易附着、阻塞。 结论：薄壁式节流口流量特性好。

2. 最小稳定流量和流量调节范围 最小稳定流量 qmin= 0.05 L/min 流量调节范围： 流量特性曲线： 应用：运动平稳性要求不高的调速系统。

二、调速阀 动画演示 1.组成： 节流阀＋差压式减压阀(串连) 2. 工作原理 p1一定， p2↑→阀芯下移→ xR ↑→ ΔpR ↓→ pm↑， ΔpT = pm- p2 =C ; p2↓→阀芯上移→ xR ↓ → ΔpR ↑→ pm ↓， ΔpT = pm- p2 =C。 动画演示 节流阀：F变， Δp变， Q变。 调速阀： F变， ΔpT不变，Q不受负载变化的影响。

特性曲线 Δp——阀的进出口压差 节流阀：Δp=ΔpT = p1 – p2 调速阀：Δp= ΔpT+ ΔpR ※当F变化时，调速阀进出口压差Δp 变，不变的是Δ pT 。 要求：调速阀正常工作时，需要Δp > 0.4~0.5MPa （ Δp < 0.4MPa时减压阀不起作用，和普通节流阀一样） 应用：负载变化，运动平稳性要求高的调速系统。

职能符号： 简化符号

三、溢流节流阀 1.组成：节流阀＋差压式溢流阀 (并联) 2. 工作原理 p1一定，p2↑→阀芯下移→ xR ↑→ΔpR ↓ → pm↑，ΔpT = pm- p2 =C ; p2↓→阀芯上移→ xR ↓ →ΔpR ↑, → pm ↓，ΔpT = pm- p2 =C。 节流阀：F变， Δp变， Q变。 溢流阀： F变， ΔpT不变， Q不受负载变化的影响。 特点:液压泵供油时系统压力随负载而变化.系统功耗小,发热少.但弹簧刚度较调速阀大,使节流阀的前后的压差较大. 适用于:功率较大且对运动平稳性要求液压系统中.

职能符号： 简化符号

§6-5 控制阀的安装

§6-5 控制阀的安装

滑阀上的液动力 1．稳态液动力：阀芯移动完毕，开口固定之后，液流流经阀口时，因动量变化而作用在阀芯上的力。 稳态液动力可分解为轴向和径向。径向分力可以互相抵消。 稳态液动力对滑阀性能的影响是加大了操纵滑阀所需的力。在高压大流量场合，这个力将会很大，使阀芯的操纵成为突出的问题。应设法采取措施补偿或消除这个力。 轴向稳态液动力：

消除稳态液动力的方法： 研制特种形状的阀腔 阀套上开径向小孔 改变阀芯某些区段的颈部尺寸。 2．瞬态液动力：阀芯移动过程中（即开口大小发生变化时），阀腔中液流因加速或减速而作用在阀芯上的力。 瞬态液动力只与阀芯移动速度有关，即与阀口开度的变化率有关，而与阀口开度本身无关。

滑阀上的液压卡紧力 由于阀芯与阀孔的制造误差，引起几何形状不正确以及它们之间在工作中不正确的相对位置，当液流流经阀芯凸台与阀孔间隙时，压力在间隙中分布不均匀，而产生径向不平衡力，使阀芯在移动时阻力增加，这种现象称为液压卡紧现象。 产生液压卡紧现象的主要原因：滑阀副几何形状误差和同心度变化(偏心倒锥)所引起的径向不平衡液压力,即液压卡紧力。 消除液压卡紧力的措施: 在滑阀的阀芯上开几条环形均压槽。一般均压槽的尺寸是：宽0.3～0.5mm，深0.5～0.8mm，槽距1～5mm。开七条均压槽效果最佳。 为减小径向不平衡力，应严格控制阀芯和阀孔的制造精度。

其它结构形式阀 1. 电液伺服阀 2. 电液比例阀 3. 插装阀

1. 电液伺服阀：电液伺服阀是一种变电气信号为液压信号以实现流量或压力控制的转换装置。 其它结构形式阀 1. 电液伺服阀：电液伺服阀是一种变电气信号为液压信号以实现流量或压力控制的转换装置。 它充分发挥了电器信号具有传递快，线路连接方便，适于远距离控制，易于测量、比较和校正的优点，和液压动力具有输出力大、惯性小、反应快的优点。这两者的结合使电液伺服阀成为一种控制灵活、精度高、快速性好、输出功率大的控制元件。

其它结构形式阀

其它结构形式阀 2. 电液比例阀：它可根据输入的电信号连续地、按比例地控制液压系统中液流的压力、流量和方向．并可防止液压冲击。

其它结构形式阀 3. 插装阀：它的主要元件均采用插入式的连接方式，并且大部分采用锥面密封切断油路。

其它结构形式阀