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液壓控制閥屬液壓系統的控制調節元件,用于控制液壓系統的液流方向、壓力和流量。可對執行元件的啟動、停止、運動方向、速度、動作順序、克服負載的能力等進行控制和調節,使工作裝置能按要求進行工作。
液壓控制閥的分類方法有多種,按其作用和結構的不同可分為方向控制閥、流量控制閥、壓力控制閥三大類。也可根據需要相互組合形成多種功能的組合閥,使液壓系統結構緊湊、連接簡單。
一、方向控制閥
方向控制閥用來控制液壓系統中油液流動方向,如單向閥、多路閥、換向閥、電液比例方向流量閥等。
(一)單向閥
單向閥在管路中只允許油液向一個方向流通,反向則被截止。從結構上分,單向閥分為直通式和直角式,閥芯有球型和錐型兩種。從控制方式上分,單向閥分為普通單向閥和液控單向閥。普通單向閥通常簡稱單向閥,又叫止回閥或逆止閥,它可用于液壓泵的出口,防止油液倒流;也可用于隔開油路之間的聯系,防止油路相互干擾;用作背壓閥,保持回路內有一定的液壓力;也可作旁通閥,與過濾器并聯使用,與順序閥、減壓閥、節流閥等并聯成組合閥。液控單向閥也稱單向閉鎖閥,實現液體正向流動,反向截止,在有控制壓力信號時又允許反向流動。液控單向閥的泄露方式有內泄式和外泄式兩種,在液流反向出口無背壓的液路中可用內泄式,否則用外泄式,以降低控制油的壓力。
對單向閥的基本要求是:通流時阻力小,截流時密封性好,動作靈敏,無撞擊和噪音。
(二)換向閥
換向閥是利用閥芯與閥體的相對移動來改變油路通或斷,從而改變油液流動方向。若閥芯與閥體作相對旋轉時,則為轉閥;若閥芯與閥體作相對軸向移動的,則為滑閥。圖3—40為滑閥的換向原理圖。當閥芯處于中間位置時,如圖3—40(a),壓力油進口P被堵住,與雙作用液壓缸相通的A口、B口亦封閉,液壓缸活塞不動;當閥芯右移時,如圖3—40(b),P口與A口,B口與T口相通,壓力油從P口經A口流入液壓缸無桿腔,而有桿腔內的油液則經B口、T口流回油箱,活塞向右移動;當閥芯在中間位置向左移動時,如圖3—40(c),P口與B口、A口與T口相通,壓力油從P口經B口進入液壓缸有桿腔,而無桿腔內的油液則經A口、T口流回油箱,活塞向左移動。
換向閥按不同的特征有多種分類方法。根據閥芯的運動方式,可分為轉閥式和滑閥式;按閥芯的操縱方式有:手動、機動、液動、電磁動、電液動等多種;按不同的工作位置數和通路數,有二位二通、二位三通、二位四通、三位三通、三位四通、三位五通、四位四通等多種。
換向閥的“位”是指閥芯在閥體內的工作位置數,即換向閥對液體流動方向的控制狀態的個數。換向閥的“通”是指在某一工作位置相通和被封閉的油口個數,即換向閥本體與系統連接的主油口的個數。上圖中的閥芯有三個位置,閥體上的接口數有4個,故稱三位四通閥,符號如圖3—40(d)。圖3—41為不同位置數和接口數的各種換向閥的符號。
多路換向閥是工程建設機械、專用汽車等廣泛應用的一種集中化結構、多種控制方式的換向閥。常用多個換向閥、單向閥、溢流閥、補油閥等組成。換向閥的個數由需要集中控制的執行機構的數量決定,具有結構緊湊、易于布置、操縱簡便等優點。多路閥的型號較多。按外形分為整體式和分片式;按各聯換向閥之間的油路連通關系分為并聯、串聯和串并聯等幾種形式。
二、流量控制閥
流量控制閥簡稱流量閥,在液壓系統中用來控制通過閥的液體流量,從而控制執行元件的運動速度。常用的流量閥按結構、原理和功用分為節流閥、調速閥、分流閥和電液比例流量閥等。
(一)節流閥
節流閥是一種最簡單最基本的流量控制閥,它以調節節流口的大小從而改變流量。節流口的形式有針式(針閥軸向移動改變節流口大小)、偏心槽式(閥芯上開有三角形或矩形偏心槽,轉動閥芯改變節流口大小)、軸向三角槽式(閥芯端部開有一個至三個三角形斜槽,閥芯軸向移動改變節流口大小)、周邊縫隙式(閥芯上開狹縫,使油液流進閥芯內孔后再流出,轉動閥芯改變節流口大小)、軸向縫隙式(軸套上開縫隙,軸向移動閥芯改變節流口大小)。
上述節流閥形式歸納起來為薄壁小孔、細長孔、介于二者間的節流孔三類。
(二)分流閥
分流閥又稱同步閥。若用一個液壓泵向幾個負載不同的液壓缸或液壓馬達同時供油時,能使各供油量相同或成一定比例,保證各執行元件的速度同步或成一定比例的控制元件,稱為分流閥。
(三)電液比例流量閥
電液比例流量閥又稱比例控制閥,是一種借助于給電磁鐵輸入模擬信號的方法產生比例磁力來控制閥芯的位置,對流量進行按比例控制的液壓元件。比例控制閥由比例調節機構和液壓閥兩部分組成。比例閥是介于一般閥和電液伺服閥之間的閥類。它的靜態輸人一輸出
特性(電流一流量或電流一壓力)和電液伺服閥相同,但其響應速度較慢,動態特性較差。比例閥的制造精度可降低些,與伺服閥相比,具有價廉、抗污染能力強的優點。
三、壓力控制閥
在液壓傳動系統中用來控制液體壓力和控制執行元件或電器元件在某一特定壓力下動作的閥稱為壓力控制閥。壓力控制閥是用來控制液壓傳動系統中油液的壓力,或通過油壓力的作用控制油路的通與不通,如溢流閥、減壓閥、順序閥等。
(一)溢流閥
溢流閥有多種用途,主要是起安全保護作用,若系統壓力超過調定值時,閥開啟,將油溢回油箱,從而限制系統的最大壓力,對液壓元件也起了過載保護作用;二是溢流定壓作用,在定量泵調速系統中,通常與節流閥并聯一個溢流閥,在調節油缸或馬達的運動速度時,將多余的油溢回油箱,并使系統壓力基本不變。