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液压控制阀与液压控制回路.doc


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、压力阀、流量阀的类型
【答】(1)方向阀方向阀的作用概括地说就是控制液压系统中液流方向的,但对不同类型的阀其具体作用有所差别。方向阀的种类诸多,常用方向阀按构造分类如下:单向阀:l一般单向阀2液控单向阀一般单向阀换向阀:1转阀式换向阀
液控单向阀
2滑阀式换向阀:手动式换向阀、机动式换向阀、电动式换向阀、液动式换向阀、电液动换向阀。
手动式换向阀
电液动换向阀
(2)压力控制阀
溢流阀:直动式、先导式溢流阀
直动式溢流阀
先导式溢流阀
减压阀:直动式、先导式减压阀
顺序阀:直动式、先导式顺序阀
压力继电器
(3)流量控制阀
节流阀调速阀
………….
,换向阀的通和位
【答】换向阀的控制方式有手动式、机动式、电动式、液动式、电液动式五种。换向阀的通是指阀体上的通油口数,有几种通泊口就叫几通阀。换向阀的位是指换向阀阀芯与阀体的互相位置变化时,所能得到的通泊口连接形式的数目,有几种连接形式就叫做几位阀。如一换向阀有4个通油口,3种连接形式,且是电动的,则该阀全称为三位四通电磁(电动)换向阀。

【答】选择换向阀时应根据系统的动作循环和性能规定,结合不同元件的具体特点,合用场合来选用。①根据系统的性能规定,选择滑阀的中位机能及位数和通数。②考虑换向阀的操纵规定。如人工操纵的用手动式、脚踏式;自动操纵的用机动式、电动式、液动式、电液动式;远距离操纵的用电动式、电液式;规定操纵平稳的用机动式或主阀芯移动速度可调的电液式;可靠性规定较高的用机动式。③根据通过该阀的最大流量和最高工作压力来选用(查表)。最大工作压力和流量一般应在所选定阀的范畴之内,最高流量不得超过所选阀额定流量的120%,否则压力损失过大,引起发热和噪声。若没有合适的,压力和流量大某些也可用,只是经济性差某些。④除注意最高工作压力外,还要注意最小控制压力与否满足规定(对于液动阀和电液动换向阀)。⑤选择元件的联接方式一一管式(螺纹联接)、板式和法兰式,要根据流量、压力及元件安装机构的形式来拟定。⑥流量超过63L/min时,不能选用电磁阀,否则电磁力太小,推不动阀芯。此时可选用其她控制形式的换向阀,如液动、电液动换向阀。
,曲线的比较分析
【答】溢流阀的特性曲线溢流阀的启动压力o当阀入口压力不不小于PK1时,阀处在关闭状态,其过流量为零;当阀入口压力不小于k1时,阀启动、溢流,直动式溢流阀便处在工作状态(溢流的同步定压)。图中pb是先导式溢流阀的导阀启动压力,曲线上的拐点m所相应的压力pm是其主阀的启动压力。当压力不不小于民。时,
导阀关闭,阀的流量为零;当压力不小于pb(不不小于此2)时,导阀启动,此时通过阀的流量只是先导阀的泄漏量,故很小,曲线上pbm段即为导阀的工作段;当阀入口压力不小于此2时,主阀打开,开始溢流,先导式溢流阀便进入工作状态。在工作状态下,元论是直动式还是先导式溢流阀,其溢流量都是随人口压力增长而增长,当压力增长到丸z时,阀芯上升到最高位置,阀口最大,通过溢流阀的流量也最大一为其额定流量毡,这时入口的压力pn叫做溢流阀的调定压力或全流压力。从上述曲线可看出溢流阀的定压并非绝对不变,而是随过流量Q的变化而变化(波动)的。这是由于:流量增长,阀口开大,主阀芯上移,主阀弹簧压缩量增长、弹簧力加大,稳态液动力加大(其方向与弹簧力相似),故使阀入口压力增长的成果。曲线工作段的斜
率越大,定压精度越高(发生单位或相似流量变化时引起压力的变化量越小)。定压精度常用调压偏差和启动比来度量。调定压力pn与启动压力PK之差,称为调压偏差,其值越小,阐明曲线越陡,斜率越大,定压精度越高。但是调压偏差又不能真正阐明定压精度,例如,对于同一调压偏差2×105pa而言,当额定压力为100×105pa时,其压力的最大波动率为2%;当额定压力为10×105pa时,压力的最大波动率为20%,可见两者调压偏差虽相似,但定压精度却一高一低(显然前者较高)。因此调压偏差(又称为绝对定压精度)
局限性以阐明问题。因此需进一步用相对定压精度启动比一一启动压力PK与调定压力丸之比此/ρn来衡量定压精度,并且其值越大越好。例如,仍以上述为例:同是调压偏为2×105pa,对于额定压力为100×105pa而言,其启动压力为98×105pa;对额定压力为10×105pa,其启动压力为8×105pao则两者的启动比,即相对定压精度分别为:98×105/1OO×105=98%;8×105/10×105=80%。98%>80%,显然前者定压精度高。这样就解决了对于不同的压力级别(额定压力)在采用调压偏差(绝对定压精度)判断定压精度时所导致的误解。

【答】在使用先导式溢流阀控制系统压力时,若因某种因素(如卫生条件、安全因素等)致使溢流阀的直接操纵不便时,可以选择一相对稳妥之处,对溢流阀实行操纵,控制,即远程调压控制。在远程控制时,实行远程控制的压力阀可以是直动式溢流阀,先导式溢流阀,也可是远程调压阀自身(其构造与先导式溢流阀的导阀部分相似)。此外,应将先导式溢流阀导阀弹簧顶死,这样才干使远程调压阀的调压不受限制,否则远程调压阀的调压范畴只能在先导式溢流阀导阀的调定压力之内进行。

【答】减压阀是控制其出口压力为某一常值的,因此但愿该值不受其她因素影响为好,然而这是不也许的。事实上,当通过减压阀的流量或一次压力(入口压力)发生变化时,二次压力(出口压力)都要变化(波动)。二次压力随流量或一次压力变化而变化的大小,称为减压阀的定压精度。变化小,则定压精度高;反之,则定压精度低。
、减压阀、顺序阀作用的区别,顺序阀作溢流阀的应用
【答】从宏观上讲,溢流阀的作用是稳定阀的入口压力,减压阀是稳定阀的出口压力,而顺序阀则是接通(当顺序阀工作时)或切断(当顺序阀关闭时)某一油路。顺序阀可以做溢流阀使用(只是性能稍差),只要将其入口和液压泵相***,出口连接油箱即可。如直动式顺序阀做直动式溢流阀用即是一例。
,单向阀能否做背压阀用
【答】背压腔里的液压力称为背压力(即背压,也叫回油压力)。从广义上讲,液压缸运动时,液压油流出的那个腔都叫背压腔,或回泊腔。但一般所指的背压腔或回油腔却是液压缸迈进,特别是工进时的背压腔或回油腔。背压力(即背压)的方向与进油腔液压力相反,消耗了部分功率,但却增长了运动的平稳-性,特别在外负载忽然变小并减为零时,能对系统起缓冲作用。背压阀就是为背压腔建立背压用的,使从回油腔流回油箱的油液导致一定阻力即背压力。背压力不易过大,否则功率损失过大,效率减少;也不易过小,否则不起作用。
由背压实质可知,能做背压阀的有:节流阀、调速阀、溢流阀、顺序阀、单向阀等。其中,溢流阀做背压阀最佳,能保持背压恒定;而单向阀做背压阀时,因其弹簧刚度太软,故应将单向阀换上较硬的弹簧,~。

【答】根据系统的不同规定,结合具体阀的性能、特点,选择相应的阀。所选阀的调压范畴和额定流量均应不小于系统规定的数值。当规定保持系统压力基本恒定,避免系统过载,使系统卸荷或导致背压时,选用溢流阀;当系统有两种压力,其中有一种是较低压力或限制执行机构作用力时,可选用减压阀;当规定执行机构有顺序动作时可选用顺序阀或压力继电器。压力继电器尚有安全保护作用。类型选好后,再按该阀所在系统的最大工作压力和该阀通过的最大实际流量选用该阀的规格。
,影晌最小稳定流量的重要因素
【答】节流阀最小稳定流量的物理意义是:节流阀的最小稳定流量必须低于液压系统的最低速度所决定的流量值,这样才干保证系统低速运动时的速度稳定性o在选用流量阀时,最小稳定流量是选择指标之一。
节流口的流量公式为q=CdA▽pm,式中Cd为与节流口形状、液体流态、油液性质等因素有关的系数;AT为节流口的过流断面积;▽p为节流口的前后压差;m为节流口指数:<m<1。由上述公式可看出影响节流口最小稳定流量的因素有:
①压差▽p:由上式可知,m值越大,▽p的变化对流量q影响越大。因此,薄壁孔式节流口(m~)比细长孔式节流口(m=1)要好。
②油液温度。油液温度直接影响泊液粘度,油液粘度变化对与油液粘度有关的细长孔式节流口的流量影响较大,对薄壁孔式节流口影响则很小。此外,对于同一种节流口,在小流量时,节流口的过流断面较小,节流口的长径比相对较大,因此此时泊温影响也较大。
③节流口的堵塞。流量阀工作时,节流口的过流断面一般是很小的,当系统速度较低时特别如此。因此节流口很容易被油液中所含的金属屑、尘埃、砂土、渣泥等机械杂质和高温高压下油液氧化所生成的胶质沉淀物、氧化物等杂质所堵塞。节流口被堵塞的瞬间,油液断流,随之压力不久憋高,直到把堵塞的小孔冲开,使得流量又忽然加大之后又堵塞,又冲开……如此过程不断反复,就导致了周期性的流量脉动,使流量不稳。
,一般采用的节流类型
【答】流量阀在液体流经阀口时,通过变化节流口过流断面的大小或液流通道长短的形式来变化液阻(压力降、压力损失),进而控制通过阀口的流量,以达到调节执行元件的运动速度的目的。因此,与此相应流量阀节流口的构造形式也有近似薄壁孔型和近似细长孔型两种。但一般采用近似薄壁孔型。因这种类型的流量基本不受泊温(粘度)的影响。
,备自的应用场合
【答】图5·36为调速阀与节流阀的性能曲线。横坐标AP为阀两端压差;纵坐标q为阀的过流量。由图可见,在压差▽p较小时Q(▽p<▽pmin时),调速阀的性能与一般节流阀相似,即两者曲线重叠。这是由于较小的压差不能使调速阀中的减压阀芯抬起,减压阀芯在弹簧力作用下处在最下端,阀口最大,不起减压作用,整个调速阀就相称于一种节流阀的成果。
当Aρ▽Pmin>后,不管压差如何变化,调速阀的过流量都是不变的(即流量只决定于过流断面积大小),因此速度平稳。故为使调速阀正常工作,其两端压差必保证▽p=~。对于节流阀,其性能曲线呈近似抛物线形,其过流量随两端压差变化明显,因此速度不稳定。有关节流阀的应用场合,即应用于:进口、出口、旁路节流调速回路中;应用做背压阀;和差压式变量泵构成容积节流调速回路等。具体油路图此处不再赘画。有关调速阀,但凡节流阀可应用的场合,调速阀都能应用,所不同的是调速阀
的性能好,故常用于对速度稳定性规定较高的系统中。

【答】在选用流量阀时,应根据系统规定结合不同流量阀的具体性能,考虑如下几种问题:
①系统对流量稳定性的规定,规定高的选用调速阀;否则选用节流阀。
②系统的工作压力,所选阀的额定压力应不小于系统的最高工作压力。
③所选阀的额定流量应不小于该阀通过的最大实际流量。
④所选阀的最小稳定流量应不不小于由该阀所控制的系统最低速度所决定的流量值。

【答】液压回路和液压系统都是由液压元件构成的,因此对各类阀的职能符号必须牢记、会画。这是分析和设计液压回路、液压系统的基本之一。最佳能对职能符号说出所相应元件的工作原理,这样反过来又有助于职能符号的对的理解和记忆。各类元件的职能符号(新旧对照)见本书后附录。
何谓液压基本回路,基本回路的类型,调速回路与其她回路的匹配关系
【答】所谓液压基本回路就是由某些液压件构成的、完毕特定功能的油路构造。某个液压系统,不管是简朴还是复杂,都是由某些液压基本回路构成的。其类型如:用来完毕调节执行元件(液压缸或液压马达)速度的调速回路;用来完毕控制液压系统全局或局部压力的调压、减压回路或增压回路;用来完毕变化执行元件运动方向的换向回路等,都是液压系统中常用的基本回路。在液压系统中,调速回路的性能往往对整个系统的性能起着决定的影响,特别是那些对执行元件的运动规定较高的液压系统(如机床液压系统)特别如此。因此,调速回路在诸多液压回路中占有突出的地位,其她基本回路则常是环绕着调速回路来匹配的。例如:采用了节流调速后,泊液的循环方式必采用开式回路(容积调速回路则常采用闭式回路);采用进口或出口节流调速后,则必采用由定量泵和溢流阀构成的调压回路;采用旁路节流调速或容积调速回路时,则必采用由泵和溢流阀构成的安全回路等。
、类型
【答】一般,调速回路应满足如下规定:
①能在规定的范畴内调出所需的执行元件的速度,满足所规定的最大速比。
②能提供驱动执行元件所需要的力或力矩o
③负载变化时,已调好的速度稳定不变或在容许的范畴内变化,即液压系统应具有足够的刚性。
④功率损失要小。
按速度的调节措施分,调速回路有如下三种型式:
①节流调速。即由定量泵供油,依托流量控制阀调节流入或流出执行元件的流量实现变速。
②容积调速。即依托变化变量泵和(或)变量液压马达的排量来实现变速。
③容积节流调速(联合调速)。即依托变量泵和流量控制阀的联合调速。其调速实质是由流量控制阀调节变量泵的排量,使其输出的流量和流量控制阀所控制的流量相等(当不考虑泄漏时)或相适应(考虑泄漏时)。
二、重点、难点及解题技巧
重点
本章讲的重要是常用多种阀,以达到对常用阀的合理选择,对的使用。故常用换向阀(手动式、机动式、电动式、液动式、电液动式)、压力阀(溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器)、流量阀(一般节流阀、调速阀)的作用、工作原理、职能符号及阀的应用是本章重点。
在换向阀中,以滑阀式电磁阀和电液换向阀为重点,且三位四通电磁阀和电液换向阀又是应用最广泛的一类阀。对滑阀的机能,特别是常用的0、H、P、Y、M等五种中位机能应达到一看就能辨认的水平。
在压力阀中,先导式溢流阀是重点,并能对的分析溢流阀的流量一压力特性曲线。对先导式溢流阀理解透了,就不难理解减压阀、顺序阀和压力继电器的工作原理了。在流量阀中,一般节流阀和调速阀是重点。要掌握调速阀能稳定速度的实质(是由于不管负载如何变化,调速阀中的前置减压阀都能保证调速阀中的节流阀前后压差不变的成果),对的理解、比较一般节流阀和调速阀的流量特性曲线,从而进一步阐明调速阀的长处。
在诸多的液压基本回路中,调速回路往往是核心。因此,调速的方式(节流调速、容积调速、容积节流调)及其相应的具体调速回路是重点之一。
一方面应掌握:①三种节流调速回路(一般节流阀和调速阀的节流调速回路)的基本工作原理、调速特性(速度一负载特性)的比较及各自合用场合。②三种泵一液压马达的容积调速回路的基本工作原理及恒转矩特性、恒功率特性、容积一节流调速回路的调速实质。③液压缸的差动连接回路的作用及典型迅速运动回路。另一方面,液压泵或系统的卸荷及典型的卸荷回路,泵或液压系统的双级调压的实现条件,液压缸的同步回路同步精度不高的因素及带补正装置的同步回路的工作原理,与液压缸回路相比,液压马达回路的重要问题及其解决措施等也是本章的重点内容。

直动式溢流阀与先导式溢流阀的流量一压力特性比较;减压阀的作用;调速阀的基本工作原理是本章的难点。从直动式溢流阀与先导式溢流阀的流量一压力特性曲线可看出,直动式溢流阀的调压偏差不小于先导式,即其曲线斜率不不小于先导式。这是由于直动式溢流阀阀芯上的调压弹簧直接与阀的人口油压相对抗,为使弹簧能在较小的压缩量下获得足够的弹簧力(液压力),弹簧刚度较大(远不小于先导式溢流阀主阀芯上的平衡弹簧刚度,否则弹簧将加长,阀体将增大),这就使得启动压力(克服弹簧力、刚刚顶起阀芯的液压力)与额定压力(将阀芯顶到最高位置、弹簧压缩量为最大时的液压力,即全流压力)之差一一调压偏差加大(不小于先导式溢流阀的调压偏差),故使曲线斜率不不小于先导式溢流阀,在流量发生相似或单位变化时,阀人口压力的波动量直动式溢流阀不小于先导式,其定压精度低于先导式。又由于在
高压大流量下,特别是在高压下,直动式溢流阀的弹簧力(变形量)较大,人工操作(旋转调节螺母)很费力,故直动式溢流阀合用于低压、小流量系统o而先导式溢流阀则因其调压偏差小(主阀芯上的平衡弹簧刚度很软),启动比大,定压精度高,调节省力[调压弹簧刚度虽然很大,但导阀(锥阀)的有效承压面积很小,故弹簧力自然减小,调节省力、灵活]而合用于高压大流量系统。
减压阀的作用是减压、稳压:将较高的人口压力扣减低为较低的出口压力P2(即减压),并使P2稳定在所调定的数值上(即稳压)。当负载(减压支路的负载)为零或负载所决定的压力不不小于减压阀的调定压力时,减压阀口常开,减压阀处非工作状态,这时减压阀口相称于一种通道,减压阀出口油压为零或为不不小于减压阀调定压力的某个数值;当负载压力等于减压阀调定压力时,减压阀口关小,减压阀处工作(减压)状态,其出口压力为所调定的额定值;当负载压力不小于减压阀的调定压力或为无穷大(液压油推不动负载、负载速度为零)时,减压阀仍处在工作状态,出口压力仍为减压阀的调定值。与前者不同的是此时负载流量(流径减压阀口通向负载的流量)已为零(因负载已停止运动),但仍有一部分流量经减压阀的导阀泄回油箱,因此,此时减压阀阀口的流量并不为零。这一点有些初学者理解不透,判断常常有误。

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