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| 2.3 液压控制阀 在液压系统中，为使机构完成各种动作，就必须设置各种相应的控制元件—液压控制 阀，以用来控制或调节液压系统中液流的方向、压力和流量，以满足执行机构运动和力的要 求。液压控制阀根据其在系统中的用途不同，可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。 1．方向控制阀 在液压系统中，用以控制液流的方向的阀，称为方向控制阀简称方向阀。按其功能不同，可分为单向阀和换向阀两大类。 (1)单向阀 主要作用是控制油液流动方向。按阀芯的结构不同，可分为球阀式和锥阀式两种（图10.19）。  它主要由阀体、阀芯和回位弹簧等组成，工作时压力油从进油口P1流入，作用在阀芯上的液压力克服弹簧力和摩擦力将阀芯顶开，于是油液从出油口P2流出。当油液反向流入时，液压力和弹簧力将阀芯紧压在阀座上，阀口关闭，油路不通。单向阀常安装在泵的出口，防止系统的压力冲击影响泵的正常工作，或泵不工作时防止油液倒流回油箱。 为了减小油液正向通过时的阻力损失，弹簧刚度很小。一般单向阀的开启压力为0.03～0.05Mpa；当利用单向阀作背压阀时，应换上较硬的弹簧，使阀的开启压力达到0.2～0.6Mpa 除了一般的单向阀外，还有液控单向阀（图10.20），它由锥形阀阀芯和活塞组成。当控制油口K 不通压力油时，作用同普通单向阀，即只允许油液由P1流向P2口；当控制油口K通压力油时，推动活塞1右移并通过顶杆2使单向阀阀芯3顶起，P1与P2相通，油液可以在两个方向自由流通。当控制油进口的控制油路切断后，恢复单向流动。  (2)换向阀 换向阀是借助于阀芯与阀体之间的相对运动来改变油液流动方向的阀类。 按阀芯相对于阀体的运动方式不同，换向阀可分为滑阀（阀芯移动）和转阀（阀芯转 动）。按阀体连通的主要油路数不同，换向阀可分为二通、三通、四通等；按阀芯在阀体 内的工作位置数不同，换向阀可分为二位、三位、四位等；按操作方式不同，换向阀可分 为手动、机动、电磁动、液动、电液动等；按阀芯的定位方式不同，换向阀可分为钢球定 位和弹簧复位两种。 ①滑阀式换向阀换向原理和滑阀机能。 如图10.21所示的阀芯有三个工作位置(左、中、右称为三位），阀体上有四个通路O、A、B、P称为四通（P为进油口，O为回油口，A、B为通往执行元件两端的油口），此阀称为三位四通阀。当阀芯处于中位时（图10.21a），各通道均堵住。油缸两腔既不能进油，又不能回油，此时活塞锁住不动。当阀芯处于右位时(图10.21b)，压力油从P口流入，A口流出；回油从B 口流入，O口流回油箱。当阀芯处于左位时（图10.21c)，压力油从P口流入，B口流 出；回油由A口流入，O口流回油箱。图10.21d为三位四通阀的图形符号。  三位换向阀的阀芯在阀体中有左、中、右三个位置，左、右两位是使执行元件产生不同的运动方向，而在中间位置时的油口连接关系称为滑阀机能（即中位机能），下表所列为常见的三位四通换向阀的滑阀机能。  ②换向阀的图形符号 一个换向阀的完整图形符号应表明位置数、通数及操纵方式、复位方式和定位方式的符号。 方框表示阀的作用位置，方框数即“位数”，换向滑阀的位数分二位和三位。在一个方框 内，箭头或“┻”于方框交点数为油口通路数，即“通数”，通数有二通、三通、四通、五通 等。通常在相应位置的方框内表示油口的数目及通道的方向，其中“↑”、“↓”表示通路，“┻” 和“┳” 表示通路被阀芯堵死。滑阀的操纵方式有手动、机动、液动、电磁和电液动等多种型 式。 图10.22a为二位二通常闭式行程换向阀。当挡铁没有压住滚轮时,右位接入系统，油腔P与A不通。当挡铁压住滚轮使阀芯移动时，左位接入系统，油腔P和A接通。图10.22b为三位 四通电磁换向阀。lDT通电时，左位接入系统，这时进油口P和A相通，油口B和回油口O相通； 当2DT通电时，右位接入系统，这时进油口P与B相通，油口A和回油口O相通；当1DT与2DT均断 电时，处于中位，各油路均堵住。  2．压力控制阀 控制液压系统压力或利用压力作为信号来控制其他元件动作的阀称为压力控制阀。常用的压力阀有溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。它们的共同特点是：利用油液压力和弹簧力相平衡的原理来进行工作的 (1)溢流阀 溢流阀一般安装在泵的出口处，并联在系统中使用。它的作用是①溢流和稳压。②限压保护作用（又称安全阀）。③起背压阀作用。如果将溢流阀安装在液压缸的 回油路上，可以产生背压力，提高运动的平稳性。 溢流阀按结构类型及工作原理可分为直动式和先导式两种，下面介绍直动式溢流阀工作原理。 图10.23为直动式溢流阀及工作原理图，直动式溢流阀主要由阀体、阀芯、调压弹簧和调压螺钉等组成。压力油从进油口P作用于阀芯底面，阀芯底部受到向上的液压作用力F=PA（设工作腔有效面积为A)，而弹簧力为FS。当进油压力较小时，因F<Fs，故阀芯被推至最下端，阀口关闭，没有油液流回油箱。当进油压力升高到使F>Fs时，弹簧被压缩，阀芯上移，阀口打开，部分油液经回油口O流回油箱，限制系统压力继续升高，使压力保持在p=Fs/A。改变弹簧压力即可调节系统压力的大小，所以溢流阀工作时阀芯随着系统压力的变动而上下移动，从而维持系统压力近于恒定。  直动式溢流阀的特点是结构简单，反应灵敏。缺点是工作时易产生振动和噪声，而且压力波动较大。直动式溢流阀主要用于低压或小流量场合。 (2)减压阀 减压阀是一种利用液流流过缝隙产生压降的原理，使出口油压低于进口油压 的压力控制阀，以满足执行机构的需要。减压阀有直动式和先导式两种，一般采用先导式。 图10.24表示先导式减压阀的结构图和图形符号，它由两部分组成，即先导阀调压，主阀减压。工作时液压油从进油口P1进入，经主阀缝隙h流到出油口P2，送往执行机构。主阀芯下端有轴向沟槽a，阀芯的中心有阻尼小孔b，减压油可经过槽口a、阻尼孔b、油室c和孔d通到 先导阀的右端并给锥阀一个向左的液压力。当负载较小，出油口压力小于调定压力时不开，主阀芯的上下两端的油压相等，主阀芯在平衡弹簧作用下压至最低位置，主阀芯与阀体形成 的狭缝h最大，油液流过时压力损失最小，这时减压阀处于非工作状态，位常开。当负载较大 时，出油口压力达到调定压力时，锥阀打开控制油开始流动，主阀芯上的阻尼孔b有油液流 过，产生压力降，使得主阀芯上端油压小于下端油压，主阀芯在压力差的作用下克服平衡弹 簧的作用而上移，使主阀口的狭缝h减小，产生压力降。此压力降能自动调节，使出油口油压 稳定在调定值上，此时减压阀处于工作状态。当负载更大时，节流口h将更小，压力降更大， 使出油口压力稳定在调定值上。  (3)顺序阀 顺序阀是用来控制液压系统中两个或两个以上工作机构的先后顺序。顺序串 联于回路上，它是利用系统中的压力变化来控制油路通断的。顺序阀分为直动式和先导式；又可分为内控式和外控式，压力也有高低压之分。应用较广的是直动式。  图10.25是一种直动式顺序阀的结构，其结构和工作原理与直动式溢流阀基本相似，不同的是顺序阀的出口不是通油箱，而是通往另一工作油路，故需要单独的泄油口L，Pl为进油口，P2为出油口。当进口油压低于弹簧调定值时，阀芯处于最低位置，阀口封闭，油液不能 通过顺序阀；当进口油压高于弹簧调定值时，阀芯被向上顶起，使阀口开启，形成通路，使油液通过顺序阀流向执行元件。 小结：顺序阀与溢流阀的区别: a. 溢流阀的出油口通往油箱，顺序阀的出油口一般通往另一工作油路；顺序阀的进出油口都是有一定压力的。 b．溢流阀打开时，进油口压力基本上保持在调定值，出口压力近似为零；而顺序阀打开后，进油压力可以继续升高。 c．溢流阀的内部泄漏可以通过出油口回油箱；而顺序阀因出油口不是通往油箱的，所以要有单独的泄油口 （4）压力继电器 压力继电器是利用液压系统中的压力变化来控制电路的通断，从而 将液压信号转变为电器信号，以实现顺序控制和安全保护作用。  图10.26所示为单柱塞式压力继电器。压力油自油口P通入作用在柱塞的底部，当其压力已达到调定值时，便克服上方弹簧阻力和柱塞摩擦力作用推动柱塞上升，通过顶杆触动微动开关发出电信号。限位挡块可在压力超载时保护微动开关。 编辑整理：曾保国 |
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