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压力阀,用来控制液压传动系统中油液的压力,以满足执行元件所要求的力和转矩,常见的包括溢流阀、减压阀、顺序阀和平衡阀。
01溢流阀溢流阀是利用弹簧的压力来调节、控制液压油的压力大小,通过阀口的溢流,调定系统工作压力或限定其最大工作压力,防止系统过载。如上图所示,当进油口液压油的压力小于溢流阀设定的压力时,阀芯被弹簧压在液压油的流入口,溢流阀处于闭合状态,液压油无法进入阀体内,也不能从出油口流向油箱。随着系统压力的逐步升高,当液压油的压力超过溢流阀设定的压力时,也就是液压油作用在阀芯上产生的力大于弹簧力时,阀芯被液压油顶起,溢流阀开启(如下图)。此时,液压油从进油口流向出油口,流回到油箱。
进油口液压油的压力越大,阀芯被顶起得越高,溢流阀油口开启面积越大,液压油经溢流阀流回油箱的流向也就越大。如果液压油的压力小于或等于弹簧压力,则阀芯在弹簧力的作用下重新复位,封住液压油进口,溢流阀在此闭合。
常见的溢流阀类型有直动式和先导式两种:
1.直动式溢流阀,直接利用液压力与弹簧力相平衡,以控制阀芯的启闭动作,从而保证进油口压力基本恒定。
直动式溢流阀的特点是:弹簧很硬,导致结构十分笨重,调压不方便,所以常常用于低压系统中的安全阀使用;由于惯性和负载的存在,稳压精度不够理想;结构简单、便宜,但是工作时容易产生振动和噪音。
2.先导式溢流阀:由先导阀(即直动式溢流阀)和主阀组成,利用先导阀的调定压力,来控制液压油的压力大小。如上图所示,当液压油进入进油口后,随着节流小孔进入先导阀的进油口,液压油也同时进入到主阀芯的上腔体内。当进油口液压油的压力小于先导阀设定的压力时,先导阀芯被弹簧压在先导阀的流入口,先导阀进油口处于闭合状态,此时节流小孔两侧的液压油压力相等,主阀芯上下作用的液压油压力相等,主阀芯在主阀弹簧的作用下,顶在主阀进油口,液压油不能从进油口流向出油口。
当进油口液压油的压力大于先导阀设定的压力时,先导阀芯开启,液压油从先导阀进油口流入出油口回到油箱。先导阀进油腔的油量减少,主阀进油口的液压油就会通过节流小孔流进来,补充流失的液压油。此时节流小孔内就产生液体流动,当液体通过节流小孔时,压力降低,即此时主阀进油口的液压油压力大于先导阀进油口的压力,主阀进油口的液压油压力大于主阀上腔体内压力,也就是作用于主阀芯下端面的压力大于作用于主阀芯上端面的压力,主阀芯被抬起,主阀进油口与出油口连通,起到溢流稳压的作用。02减压阀减压阀是将进口压力减至某一需要的出口压力,并依靠介质本身的能量,使出口压力自动保持稳定的阀门。a)减压阀图形符号b)工作原理示意图
减压阀
当出口②的压力低于设定压力时,①到②的通道保持开启;当出口②的压力超过设定压力时,会推动阀芯往下,克服弹簧力,关小甚至完全关闭通道,减小流量。
减压阀的性能特点:减压阀是控制其出口压力为某一常值的,因此希望该值不受其他因素影响。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)都会变化。
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。
03顺序阀顺序阀,是指在具有二个以上分支回路的系统中,根据回路的压力等来控制多个执行元件动作顺序的阀。其结构和动作原理与溢流阀相似,不同的是:溢流阀的出口接油箱,顺序阀的出口直接接执行元件,有专门的卸油口。按照控制方式的不同,顺序阀可以分为直控顺序阀和外控顺序阀;按照结构的不同,可以分为直动式和先导式两种。
顺序阀的进出口压力由液压系统工况来决定,当进口压力低于弹簧的调定压力时,阀口关闭;当进口压力超过弹簧的调定压力时,阀口开启,接通油路,出口压力油对下游负载做功。
04平衡阀平衡阀的主要作用是减少或平衡管道各部分的压力差或流量差,以使管道两侧的压力处于平衡状态。
其工作原理是:油液从阀口②到阀口①自由流通,阀口①至阀口②的液流被截止,只有当p1和p3作用于阀芯上的力大于弹簧力时,阀芯左移,负载口与出口连通,开始调节流量。当控制口压力不足以开启阀芯时,阀口关闭。阀口①至阀口②液流被截止,起到锁止的功能。
平衡阀是一种特殊的阀门,允许执行元件以一定的速度提升或下放重物并且能够保持在某一位置不动,以满足实际工作要求。安装时需注意其安装方向。
05压力阀的选型有的压力控制阀都有一个共同点,都是通过作用在阀芯上的力和弹簧上的力达到平衡的效果。
根据系统的不同要求,结合具体阀的性能、特点,选择相应的压力阀。所选阀的调压范围和额定流量均应大于系统要求的数值。具体可参考以下原则:
1.当要求保持系统压力基本恒定,防止系统过载,使系统卸荷或造成背压时,选用溢流阀;2.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;3.当要求执行机构有顺序动作时可选用顺序阀或压力继电器。压力继电器还有安全保护作用。4.类型选好后,再根据液压阀所在系统的最大工作压力,以及液压阀通过的最大实际流量选取具体的规格。编辑液压说来源
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