液压传动第五章方向控制阀.

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1、本章提要本章提要本章提要本章提要本章提要本章提要液压控制阀按其作用可分为液压控制阀按其作用可分为、和和三大类。本章介绍方向控三大类。本章介绍方向控制阀。制阀。是用来改变液压系统中各油路之是用来改变液压系统中各油路之间液流通断关系的阀类。如单向阀、换向阀及压间液流通断关系的阀类。如单向阀、换向阀及压力表开关等。本章主要介绍方向控制阀和方向控力表开关等。本章主要介绍方向控制阀和方向控制回路。制回路。本章教学内容本章教学内容5.1 阀口特性与阀芯的运动阻力阀口特性与阀芯的运动阻力5.2 单向阀单向阀 5.3 换向阀换向阀5.4 方向阀在换向与锁紧回路中的应用方向阀在换向与锁紧回路中的应用5.5 液压

2、阀的连接方式液压阀的连接方式本章小结本章小结习习 题题 点 击 进点 击 进入入 相 应 章相 应 章节节http:/ 引用本教案内容，请注明出处引用本教案内容，请注明出处返回本页点击此返回本页点击此方方 向向 控控 制制 阀阀用于控制液流的流动方向；用于控制液流的流动方向； Directional Control Valve压压 力力 控控 制制 阀阀用于控制液流的压力大小；用于控制液流的压力大小； Pressure Control Valve流流 量量 控控 制制 阀阀用于控制液流的流量大小。用于控制液流的流量大小。 Flow Control Valve1. 按功能按功能:可用于控制液流的

3、压力、方向和流量的元件或装置称可用于控制液流的压力、方向和流量的元件或装置称为液压控制阀为液压控制阀(Hydraulic Control Valve)滑阀滑阀阀芯为多段圆柱体，阀芯相对阀体作轴向运动；锥阀锥阀阀芯为锥柱体，阀芯相对阀体作轴向运动；转阀转阀阀芯为带圆周方向槽的圆柱体，阀芯相对阀体转动。2. 按阀芯结构按阀芯结构:3. 按控制方式按控制方式:有手动操作(Manually-actuated)、电磁铁控制(Solenoid-actuated)、比例电磁铁控制(Proportional Solenoid-actuated)、液压控制(Hydraulic Pressure-actuated

4、)等。4. 按安装方式按安装方式:有板式(Subplate mounting)、管式(Threaded Connection)、叠加式(Sandwich plate design)、插装式(Cartridge)等。 滑阀 spool valve 锥阀 cone valve 转阀 rotational valve对于各种滑阀、锥阀、球阀、节流孔口，通过阀口的流量均可用下式表示：/20pAcqq(5-1) 式中:0A阀口通流面积(geometric area) ；p阀口前、后压差(differential pressure)；qc流量系数(discharge coefficient) ；液体密度(

5、liquid density) 。1、滑阀的流量系数、滑阀的流量系数流量系数Cq与雷诺数Re有关。对于滑阀，若阀口为锐边，可取Cq0.60.65。 2、锥阀的流量系数、锥阀的流量系数锥阀阀口流量系数约为Cq=0.770.82。阀体节流边阀体节流边阀体节流边阀体节流边阀中的可变节流口可以看成是由两条作相对运动的边线构成，故一个可变节流口可以看成是一对节流边。其中固定不动的节流边在阀体上，可以移动的节流边则在阀芯上。这一对节流边之间的距离就是阀的开度x。 阀体的节流边是在阀体孔中挖一个环形槽(或方孔、圆孔)后形成的，阀芯的节流边也是在阀芯中间挖出一个环形槽后形成的。阀芯环形槽与阀体环形槽相配合就可

6、以形成一个可变节流口(即阀口)。阀体节流边阀体节流边阀芯节流边阀芯节流边阀口阀口如果在阀芯上不开环形槽，而是直接利用阀芯的轴端面作为阀芯节流边图(a)，则阀芯受到液压力的作用后不能平衡，会给控制带来困难。通过在阀芯上开设环形槽，形成图(b)所示平衡活塞，则阀芯上所承受的液压力(Liquid Pressure)大部分可以得到平衡，施以较小的轴向力即可驱动阀芯。 阀芯节流边阀芯节流边平衡活塞平衡活塞Balanced Piston若进油道与阀芯环形槽相通，那么出油道必须与阀体的环形槽相通，阀口正好将两个通道隔开。 由于液压半桥有三个通道，因此必须在阀芯和阀体上共开出三个环形槽，让P、O、A分别与三个

7、环形槽相通，并且受控压力A要放在P和O的中间，以便于A能分别与P和O接通。进油口进油口Inlet回油口回油口Outlet工作油口工作油口Load Port进油口进油口回油口回油口工作油口工作油口液压半桥只有一个控制油口A(或B)，只能用于控制有一个工作腔的单作用缸或单向马达。三通阀就是液压半桥。液压半桥有两种布置方案： 第一种方案是将第一种方案是将A放在阀芯环形槽中，而将放在阀芯环形槽中，而将P、O两腔放在两腔放在阀体环形槽中阀体环形槽中如图如图(b)； 另一种方案是将另一种方案是将A放在阀体环形槽中，而将放在阀体环形槽中，而将P、O两腔放在两腔放在阀芯环形槽中阀芯环形槽中如图如图(C)。 进

8、油口进油口回油口回油口回油口回油口工作油口工作油口工作油口工作油口A腔进、回油阀口腔进、回油阀口B腔进、回油阀口腔进、回油阀口全桥应该有全桥应该有Ol、A、P、T、O2等等5个通道。相应地，阀芯个通道。相应地，阀芯和阀体应共有和阀体应共有5个环形槽个环形槽。回油口回油口回油口回油口回油口回油口回油口回油口进油口进油口进油口进油口工作油口工作油口工作油口工作油口工作油口工作油口工作油口工作油口液压全桥有两种布置方案。液压全桥有两种布置方案。第二种：将阀芯槽与阀体槽所对应的油口对换，让第二种：将阀芯槽与阀体槽所对应的油口对换，让A、B通道布置在阀芯环形槽中，通道布置在阀芯环形槽中，O1、P、O2布

9、置在阀体环形槽中布置在阀体环形槽中(三台肩式四通阀三台肩式四通阀)将将A、B通道布置在阀体通道布置在阀体环形槽中，将环形槽中，将O1、P、O2布置在阀芯环形槽中布置在阀芯环形槽中(1)作用在圆柱滑阀上的稳态液动力作用在圆柱滑阀上的稳态液动力(Bernoulli Force) 图5.7 作用在带平衡活塞的滑阀上的稳态液动力 cos)90coscos(212qvvvqFs(5.5) 压力分布压力分布Pressure Distribution阀芯阀芯Spool阀套阀套Valve Cover液动力方向液动力方向Bernoulli Force direction 图5.8 作用在锥阀上的稳态液动力 (a

10、)(a)外流式；外流式； (b)(b)内流式内流式 (5.9) (2)作用在锥阀上的稳态液动力作用在锥阀上的稳态液动力 外流式锥阀外流式锥阀2sincos2smvqssxpdCCFqvF内流式锥阀内流式锥阀 2sincos2smvqssxpdCCFqvF(5.10) (3)作用在滑阀上的液压卡紧力作用在滑阀上的液压卡紧力(Hydraulic Jamming Force) (5.13) )(27. 021ppKfldFt开一条均压槽时，K0.4；开三条等距槽时，K0.063；开七条槽时，K0.027。 (c)(c)倾斜倾斜(b)(b)顺锥顺锥(a)(a)倒锥倒锥单向阀只允许经过阀的液流单方向流动

11、，而不许反向流动。单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许反向流动。单向阀有单向阀有 图5.10 普通单向阀(b) 上图所示的阀属于管式连接阀上图所示的阀属于管式连接阀(Thread Connecting Valve)，此类阀的油口可通过管接头和油管相连，阀体的重，此类阀的油口可通过管接头和油管相连，阀体的重量靠管路支承，因此阀的体积不能太大太重。量靠管路支承，因此阀的体积不能太大太重。321ABAB3211阀体阀体(Valve Body)； 2阀芯阀芯(Spool)；3 弹簧弹簧(Spring)；直通式单向阀中的油流方向和阀的轴线方向相同。直通式单向阀中的油流方向和阀的轴线方向相同。直角式