资源简介

(共42张PPT)
液压控制阀
项
目
四
主讲教师：
在液压传动系统中，除了需要液压泵供油提供动力，液压马达和液压缸驱动工作装置外，还需要各种各样的元件来对液压油的流动方向、压力和流量进行控制，以满足实际需要。这些液压控制元件便是液压控制阀，简称液压阀。
本项目主要介绍各种液压控制阀的相关知识。
项目导读
掌握液压控制阀的作用、分类和性能参数。
了解对液压控制阀的基本要求。
掌握方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀的作用、结构和工作原理。
项目目标
能够拆装、检测不同类型的液压控制阀。
技能目标
思政目标
培养脚踏实地、认真负责、求真务实、团结协作的工作作风。
培养执着专注、科学严谨、精益求精、追求卓越的工匠精神。
培养勇于探索、敢为人先、知难而进、乐于奉献的创新精神。
拆装方向控制阀
01
02
03
拆装压力控制阀
拆装流量控制阀
目录
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任务二 拆装压力控制阀
溢流阀
减压阀
顺序阀
压力继电器
红星液压设备厂实习生小黄需要对先导式溢流阀进行故障检测与维修。该液压阀通电后不工作，并伴有泄漏现象。高级工程师老王是小黄的师傅，他说：“如果液压阀出现了上述故障，原因有很多，如电磁线圈脱焊、阀芯卡死、密封装置松动或损坏。这时，需要将液压阀拆卸并仔细检查，才能发现具体问题。”
任务描述
一、准备
任务实训
工具准备：任务工单、先导式溢流阀、拆装工具（如内六角扳手、活动扳手、挑针、棉纱等）。
任务二 拆装压力控制阀
二、实施
① 全班学生自由分组，并推选出小组长，各组分配一个先导式溢流阀。
② 拆卸时，拧下螺钉，分开主阀和先导阀，并取出主阀弹簧和主阀阀芯。
③ 拧下先导阀上面的调节螺母和远程控制口螺塞。
④ 旋下液压阀阀盖，从先导阀中取出弹簧座、弹簧和先导阀阀芯。
三、评价
任务实训
请指导教师按照学生的实际表现情况进行评价，并将评价结果填入任务工单的考核评价表。学生结合自身表现和指导教师的评价，对本次任务进行总结。
任务二 拆装压力控制阀
一、溢流阀
溢流阀在液压传动系统中的作用主要有两个方面：
一是起溢流和稳压作用，保持液压传动系统的压力恒定；
二是起限压保护作用，防止液压传动系统过载。溢流阀通常接在液压泵出口处的油路上。
任务二 拆装压力控制阀
1
溢流阀的结构和工作原理
任务二 拆装压力控制阀
直动式溢流阀是依靠系统中的液压油直接作用在阀芯上与弹簧弹力相平衡，以控制阀芯启闭动作的溢流阀。如图所示的直动式溢流阀主要由调节杆、调节螺帽、调压弹簧、锁紧螺母、阀盖、阀体、阀芯、底盖等组成。其进油口P通系统，出油口T通油箱。进油口P到出油口T的油路为主油路，溢流阀不工作时，主油路是不通的。
1）直动式溢流阀
1—调节杆；2—调节螺帽；3—调压弹簧；4—锁紧螺母；5—阀盖； 6—阀体； 7—阀芯； 8—底盖
实物图 结构原理图 图形符号
直动式溢流阀
直动式溢流阀的工作原理是：当进油口压力不足以克服弹簧的预紧力，阀芯处于最下端位置时，P和T两油口互不相通，阀处于关闭状态；当进油压力升高，阀芯下端所受的油压推力超过弹簧的预紧力时，阀芯上移，阀口被打开，油口P和T连通，多余的液压油由P口经T口溢流回油箱。此时，被控制的液压油压力就不会再升高，且与弹簧弹力相平衡（忽略液动力、阀芯的自重和摩擦力）。
1）直动式溢流阀
任务二 拆装压力控制阀
实物图 结构原理图 图形符号
直动式溢流阀
1—调节杆；2—调节螺帽；3—调压弹簧；4—锁紧螺母；5—阀盖； 6—阀体； 7—阀芯； 8—底盖
当直动式溢流阀稳定工作时，作用在阀芯上的液压油压力和弹簧的预紧力的关系可用公式表示为
式中，
——进油口液压油压力；
——阀芯承受液压油压力的面积。
由上式可知，溢流阀可利用被控压力作为信号来改变弹簧的压缩量，从而改变阀口的流通面积和系统的溢流量来达到定压目的。
1）直动式溢流阀
任务二 拆装压力控制阀
如图所示，先导式溢流阀主要由先导阀和主阀两部分组成。其中，先导阀是一个小规格锥阀芯直动式溢流阀，其内的弹簧为调压弹簧，用来调定主阀上腔的压力；主阀为一节同心结构，用于控制主油路的溢流，其内的弹簧为平衡弹簧，刚度较小，仅是为了克服摩擦力使主阀阀芯及时复位而设置的。
2）先导式溢流阀
任务二 拆装压力控制阀
外观图 结构示意图 图形符号
先导式溢流阀
1—主阀弹簧；2—主阀阀芯；
3—阻尼孔； 4—先导阀阀芯；
5—调压弹簧；6—手轮
结构示意图 图形符号
先导式溢流阀
1—主阀弹簧；2—主阀阀芯；
3—阻尼孔； 4—先导阀阀芯；
5—调压弹簧；6—手轮
2）先导式溢流阀
先导式溢流阀有主油路、控制油路和泄油路3条油路。
主油路：从进油口P到出油口（溢流口）T的油路。
控制油路：从进油口P，经过阻尼孔到先导阀阀芯前腔的油路。
泄油路：先导阀被打开时，从先导阀弹簧腔经内部泄油通道到出油口T的油路。
任务二 拆装压力控制阀
当进油口P的压力低于调压弹簧的调定压力时，先导阀关闭，阀内无液压油流动，主阀上、下两腔液压油的压力相等，因而主阀阀芯在弹簧弹力的作用下处于最下端位置，主油路关闭，阀不溢流。
2）先导式溢流阀
任务二 拆装压力控制阀
1—主阀弹簧；2—主阀阀芯；
3—阻尼孔； 4—先导阀阀芯；
5—调压弹簧；6—手轮
结构示意图 图形符号
先导式溢流阀
当进油口P的压力升高时，先导阀进油腔油压随之升高。
当作用在先导阀阀芯上的压力大于调压弹簧的调定压力时，先导阀被打开，主阀阀芯上腔的液压油经先导阀，由出油口T流回油箱。
由于液压油经主阀阀芯上的阻尼孔流动，因而产生压力损失，使主阀阀芯上腔的压力低于下腔的压力，主阀阀芯两端产生压力差。当此压力差对主阀阀芯所产生的液压力超过平衡弹簧的作用力时，主阀阀芯便被抬起，进油口P和出油口T相通，从而达到溢流恒压的目的。
2）先导式溢流阀
任务二 拆装压力控制阀
1—主阀弹簧；2—主阀阀芯；
3—阻尼孔； 4—先导阀阀芯；
5—调压弹簧；6—手轮
结构示意图 图形符号
先导式溢流阀
当溢流阀起溢流恒压作用时，若不计阀芯自重和摩擦力，则作用于主阀阀芯上力的平衡方程为
即
由上式可知，先导式溢流阀是利用主阀阀芯上下两端的压力差所形成的作用力和弹簧弹力相平衡的原理进行压力控制的。
由于主阀上腔存在有压力，所以平衡弹簧的刚度可以较小，的变化也较小。
当先导阀的调压弹簧调整好以后，基本上恒定，因此溢流阀的进油口压力基本恒定。
2）先导式溢流阀
任务二 拆装压力控制阀
2
溢流阀的应用
任务二 拆装压力控制阀
当液压传动系统采用定量泵供油时，常在其进油路或回油路上设置节流阀或调速阀，并在定量泵的出口处并接溢流阀1，如图所示。
液压油的一部分进入液压缸工作，而多余的油经溢流阀1流回油箱，溢流阀1处于其调定压力下的开启状态。此时，溢流阀的作用即为溢流稳压，这是溢流阀最基本的作用。
1）溢流稳压
1、2—溢流阀；
3—节流阀
用溢流阀的溢流稳压回路
任务二 拆装压力控制阀
当液压传动系统采用变量泵供油时，执行元件的运动速度由变量泵自身调节，系统内没有多余的液压油需要溢流；变量泵的供油压力由负载决定，也不需要进行稳压。
这时，在变量泵出口处常并接一个溢流阀，其调定压力约为系统最大工作压力的1.1倍。在系统正常工作时溢流阀处于关闭状态，一旦过载，溢流阀便立即打开，从而保障系统的安全。因此，这种溢流阀又称为安全阀，如图所示。
2）限压保护
用溢流阀的安全保护回路
任务二 拆装压力控制阀
当液压传动系统工作时，由于各种原因常需要执行元件短时间地停止工作，此时不需要液压泵供油，但也不宜关闭电动机，因为频繁启停将大大缩短电动机和液压泵的寿命。因此，宜采用使泵卸荷的方法，即在液压泵不停止转动的情况下，使其在零压或在很低压力下运转，以减少功率损耗和噪声，降低系统发热，延长电动机和液压泵的寿命。此时所构成的回路称为卸荷回路。
3）使泵卸荷
任务二 拆装压力控制阀
如图所示为用先导式溢流阀的卸荷回路。用二位二通电磁换向阀与先导式溢流阀的远程控制口K相连。
当电磁铁通电时，换向阀左位工作，溢流阀远程控制口K与油箱连通，此时主阀阀芯上腔压力接近于零。因为主阀弹簧很软，所以主阀阀芯在进油口压力很低时即可迅速抬起，使溢流阀阀口全开，液压泵输出的液压油便在此低压下经溢流阀全部流回油箱。此时液压泵接近于空载运转，功耗很小，即处于卸荷状态。由于在实际中经常采用这种卸荷方法，因此便产生了将先导式溢流阀和微型电磁换向阀组合在一起的阀，称为电磁溢流阀。
3）使泵卸荷
用先导式溢流阀的卸荷回路
任务二 拆装压力控制阀
当液压传动系统需要随时调整压力时，可采用调压回路，如图所示。调压回路可实现两种不同的系统压力控制：由先导式溢流阀和直动式溢流阀各调一级（直动式溢流阀的调定压力低于先导式溢流阀的调定压力）。当电磁换向阀不通电即右位工作时，系统压力由直动式溢流阀调定；当电磁换向阀通电即左位工作时，系统压力由先导式溢流阀调定。
实际使用时，先导式溢流阀安装在最靠近液压泵的出口处，起安全保护作用；而远程调压阀（直动式溢流阀）则安装在操作台上，起调压作用。无论是哪个溢流阀起作用，溢流流量始终经主阀阀口流回油箱。
4）调整压力
用溢流阀的调压回路
任务二 拆装压力控制阀
将图中溢流阀2设置在液压缸的回油路上，可使液压缸的回油腔形成背压，用以消除负载突然减小或变为零时液压缸产生的前冲现象，从而提高运动部件运动的平稳性。因此这种用途的溢流阀又称为背压阀。
5）形成背压
1、2—溢流阀；
3—节流阀
用溢流阀的溢流稳压回路
二、减压阀
减压阀在液压传动系统中的作用是降低系统某一支路液压油的压力，使同一系统有两个或多个不同的压力。
减压阀的减压原理：利用液压油通过缝隙（液阻）降压，使出油口压力低于进油口压力，并保持出油口压力为确定值。缝隙愈小，压力损失愈大，减压作用就愈强。
任务二 拆装压力控制阀
二、减压阀
按调节要求不同，减压阀有3种：用于保持出油口压力为定值的定值减压阀，用于保持进、出油口压力差不变的定差减压阀，以及用于保持进、出油口压力成比例的定比减压阀。
定值减压阀应用最广，如不指明，通常所称的减压阀即是指定值减压阀。
定值减压阀也有直动式减压阀和先导式减压阀两种。其中，先导式减压阀性能优于直动式减压阀，应用更为广泛。
任务二 拆装压力控制阀
1
减压阀的结构和工作原理
如图所示为先导式减压阀结构示意图和图形符号，它的结构与先导式溢流阀相似，都是由主阀与先导阀两部分组成的。
任务二 拆装压力控制阀
1—主阀阀芯；2—主阀阀体；3—主阀弹簧；4—先导阀阀芯；5—先导阀阀体；
6—调压弹簧；7—调压螺帽；a—轴心孔；
b—阻尼孔；
c、d—通孔
先导式减压阀
结构示意图
先导式减压阀图形符号
减压阀的一般图形符号
1
减压阀的结构和工作原理
压力为的高压液压油由主阀的进油口流入，经减压缝隙后，压力降为的低压液压油由出油口流出。同时，出油口液压油一路经主阀阀芯上的轴心孔a进入主阀阀芯的下腔，另一路经过主阀阀芯上的阻尼孔b流到上腔，再由孔c、d作用于先导阀阀芯上。当出油口液压油的压力低于调压弹簧的调定压力时，先导阀阀芯关闭，主阀阀芯上、下两腔压力相等，主阀阀芯在弹簧弹力的作用下处于最下端，减压缝隙h的开度为最大，减压阀处于非工作状态，此时减压阀不起稳压作用。
任务二 拆装压力控制阀
结构示意图
先导式减压阀
图形符号
减压阀的一般图形符号
1—主阀阀芯；2—主阀阀体；3—主阀弹簧；4—先导阀阀芯；5—先导阀阀体；
6—调压弹簧；7—调压螺帽；a—轴心孔；
b—阻尼孔；
c、d—通孔
1
减压阀的结构和工作原理
当出油口压力达到调压弹簧的调定压力时，先导阀阀芯移动，阀口打开，主阀弹簧腔的液压油便由泄油口L流回油箱。液压油在主阀阀芯阻尼孔b内流动，产生压降，促使主阀阀芯上移，减压缝隙h开度减小，维持阀芯平衡，并且使出油口压力维持到恒定的调定值。
需要注意的是，在减压阀保持出油口压力恒定时，不管减压阀出油口液压油是否流动，此时仍有少量液压油通过减压阀进油口经先导阀阀芯和泄油口L流回油箱，减压阀处于工作状态。
任务二 拆装压力控制阀
结构示意图
先导式减压阀
图形符号
减压阀的一般图形符号
1—主阀阀芯；2—主阀阀体；3—主阀弹簧；4—先导阀阀芯；5—先导阀阀体；
6—调压弹簧；7—调压螺帽；a—轴心孔；
b—阻尼孔；
c、d—通孔
1
减压阀的结构和工作原理
当出油口压力达到调压弹簧的调定压力时，先导阀阀芯移动，阀口打开，主阀弹簧腔的液压油便由泄油口L流回油箱。液压油在主阀阀芯阻尼孔b内流动，产生压降，促使主阀阀芯上移，减压缝隙h开度减小，维持阀芯平衡，并且使出油口压力维持到恒定的调定值。
需要注意的是，在减压阀保持出油口压力恒定时，不管减压阀出油口液压油是否流动，此时仍有少量液压油通过减压阀进油口经先导阀阀芯和泄油口L流回油箱，减压阀处于工作状态。
任务二 拆装压力控制阀
结构示意图
先导式减压阀
图形符号
减压阀的一般图形符号
1—主阀阀芯；2—主阀阀体；3—主阀弹簧；4—先导阀阀芯；5—先导阀阀体；
6—调压弹簧；7—调压螺帽；a—轴心孔；
b—阻尼孔；
c、d—通孔
1
减压阀的结构和工作原理
当出油口压力达到调压弹簧的调定压力时，先导阀阀芯移动，阀口打开，主阀弹簧腔的液压油便由泄油口L流回油箱。液压油在主阀阀芯阻尼孔b内流动，产生压降，促使主阀阀芯上移，减压缝隙h开度减小，维持阀芯平衡，并且使出油口压力维持到恒定的调定值。
需要注意的是，在减压阀保持出油口压力恒定时，不管减压阀出油口液压油是否流动，此时仍有少量液压油通过减压阀进油口经先导阀阀芯和泄油口L流回油箱，减压阀处于工作状态。
任务二 拆装压力控制阀
结构示意图
先导式减压阀
图形符号
减压阀的一般图形符号
1—主阀阀芯；2—主阀阀体；3—主阀弹簧；4—先导阀阀芯；5—先导阀阀体；
6—调压弹簧；7—调压螺帽；a—轴心孔；
b—阻尼孔；
c、d—通孔
2
减压阀的应用
如图所示，液压泵的供油压力根据主系统的负载要求由溢流阀调定，回路中串联一个减压阀，使夹紧缸能获得较低而又稳定的夹紧力。减压阀的出油口压力可以在0.5MPa至溢流阀的调定压力范围内调节。当系统压力有波动时，减压阀出油口压力可稳定不变。
任务二 拆装压力控制阀
减压阀的应用
1—溢流阀；2—减压阀；3—单向阀；4—电磁换向阀；5—夹紧缸
图中单向阀的作用是：当主油路压力低于减压阀的调定值时，使夹紧油路和主油路隔开，防止倒流，令夹紧缸的夹紧力在短时间内保持不变，从而起到短时保压作用。
为了确保安全，夹紧回路中常采用带定位的二位四通电磁换向阀，或采用失电夹紧的二位四通电磁换向阀换向，防止在电路出现故障时松开工件造成事故。
三、顺序阀
在液压传动系统中，除了需要进行压力的调控外，还常常需要根据油路压力的变化来控制执行元件之间的动作顺序，这时可以使用顺序阀。
顺序阀是利用油路中压力的变化控制阀口启闭，以实现执行元件顺序动作的液压控制元件，它类似一个压力开关。
顺序阀按控制方式不同，可分为内控式和外控式（又称液控顺序阀）；按结构形式不同，可分为直动式和先导式。
直动式顺序阀用于低压系统，先导式顺序阀用于中高压系统。
任务二 拆装压力控制阀
1
顺序阀的结构与工作原理
如图所示为直动式内控顺序阀的工作原理图和图形符号。液压油自进油口经阀芯内部小孔作用于阀芯底部，对阀芯产生一个向上的作用力。
当液压油的压力较低时，阀芯在弹簧弹力的作用下处于下端位置，此时进油口与出油口不相通；当液压油的压力达到或超过调定值时，
阀便打开，此时进油口与出油口相通。顺序阀的调定
压力可以用调压螺母来调节。
任务二 拆装压力控制阀
1）直动式顺序阀
工作原理图 图形符号
直动式内控顺序阀
如图所示为直动式外控顺序阀的工作原理图和图形符号。它和直动式内控顺序阀的差别是直动式外控顺序阀下部没有连通进油口，而是有一个远程控制口K，阀芯的启闭是利用通入远程控制口K的外部控制油来控制的。
任务二 拆装压力控制阀
1）直动式顺序阀
工作原理图 图形符号
直动式外控顺序阀
先导式顺序阀如图所示，其阀芯的启闭原理与先导式溢流阀相同。
任务二 拆装压力控制阀
2）先导式顺序阀
先导式顺序阀
结构示意图
实物图
1—调节螺母；2—调压弹簧；3—锥阀；
4—主阀弹簧；5—主阀阀芯
图形符号
先导式顺序阀的缺点是外泄漏量过大。因先导阀是按顺序动作需要的压力调整的，当执行元件完成顺序动作后，压力将继续升高，使先导阀阀口开得很大，导致液压油从先导阀处大量外泄，因此在小流量液压传动系统中不宜使用这种结构的顺序阀。
顺序阀常与单向阀组合成单向顺序阀、
液控单向顺序阀等。
2
顺序阀的应用
如图所示为机床夹具上用顺序阀实现工件先定位后夹紧的顺序动作。
其中，A缸用于定位，B缸用于夹紧。首先设置顺序阀的调定压力，使。当液压油进入定位缸A的左腔，完成定位动作以后，系统压力升高；当达到顺序阀的调定压力时，顺序阀打开，液压油经顺序阀进入夹紧缸B的左腔，从而实现液压夹紧。
任务二 拆装压力控制阀
顺序阀的应用
四、压力继电器
压力继电器是一种将液压信号转变为电信号的转换元件。
当控制流体压力达到调定值时，它能自动接通或断开有关电路，使相应的电气元件（如电磁铁、中间继电器等）动作，以实现系统的预定程序及安全保护。
一般压力继电器都是通过压力和位移的转换使微动开关动作，借以实现其控制功能。
压力继电器有柱塞式、膜片式、弹簧管式和波纹管式等类型，其中以柱塞式最为常用。
任务二 拆装压力控制阀
如图所示为柱塞式压力继电器，其主要零件包括柱塞、限位挡块、调压弹簧、顶杆、调节螺杆和微动开关等。
液压油从继电器下端远程控制口K通入后作用在柱塞的底部，若其压力已达到调压弹簧的调定值，它便克服弹簧的弹力和柱塞表面的摩擦力推动柱塞上升，通过顶杆使微动开关的触点闭合，发出电信号。
任务二 拆装压力控制阀
四、压力继电器
1—柱塞；
2—限位挡块；3—调压弹簧；4—顶杆；
5—调节螺杆；6—微动开关
实物图
柱塞式压力继电器
结构示意图
图形符号
思政讲堂
2020年5月，徐工液压事业部再传市场捷报，旗下AMCA（阿马凯）液压技术有限公司凭借过硬的产品质量和一流的服务水平，一举斩获海工船舶用多路阀批量订单，进一步提升了徐工AMCA液压阀品牌在国内海工市场的影响力，为国产大吨位船舶设备提供强劲的核心力量。
……（详见教材）
任务二 拆装压力控制阀
任务二 拆装压力控制阀
课堂练习
先导式溢流阀的中主阀弹簧的作用是什么？若在装配时漏装了主阀弹簧，使用时会出现什么故障？
课堂小结
任务二 拆装压力控制阀
溢流阀
减压阀
顺序阀
压力继电器

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