项目5：液压控制元件 项目目标： 1.液压阀的种类、工作原理、结构； 2.液压阀的应用。 3.掌握常见液压阀的故障排除方法。 教学任务：1.液压阀的种类、工作原理、结构； 2.液压阀的应用。 学时数：10 教学重点：液压阀的种类、工作原理、结构； 难点：常见液压阀的故障排除方法。 教学方法：讲授法 教学媒体：多媒体 教学过程： 第5章液压控制元件 在液压传动系统中，液压控制元件主要用来控制液压执行元件运动的方向、承载的能力和运动的速度，以满足机械设备工作性能的要求。按其用途可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。 5.1液压控制元件概述 液压控制阀是液压系统的控制元件，其作用是控制和调节液压系统中液体流动的方向、压力的高低和流量的大小，以满足执行元件的工作要求。 5.1.1对液压控制元件的基本要求 （1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小，使用寿命长。 （2）油液通过液压控制阀时压力损失小。 （3）密封性能好，内泄漏少，无外泄漏。 （4）结构简单紧凑，体积小。 （5）安装、维护、调整方便，通用性好。 5.1.2液压控制阀的分类 1.按用途分 液压控制阀可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。这三类阀还可根据需要互相组合成为组合阀，使得其结构紧凑，连接简单，并提高了效率。 2.按控制原理分 液压控制阀可分为开关阀、比例阀、伺服阀和数字阀。 3.按安装连接形式分
（1）管式连接 （2）板式连接 （3）叠加式连接 （4）插装式连接 5.2方向控制阀 方向控制阀用以控制液压系统中液流的方向和通断，分为单向阀和换向阀两类。 5.2.1单向阀 1.普通单向阀 普通单向阀简称单向阀，其作用是控制油液只能按一个方向流动，而反向截止。如图5-1所示，它由阀体1、阀芯2、弹簧3等零件组成。图5-1（a）所示为管式单向阀，图5-1（b）所示为板式单向阀。压力油从进油口P1流入，作用于锥形阀芯2上，当克服弹簧3的弹力时，顶开阀芯2，经过环形阀口（对于图5-1（a）还要经过阀芯上的四个径向孔）从出油口P2流出。当液流反向时，在弹簧力和油液压力作用下，阀芯锥面紧压在阀体的阀座上，则油液不能通过。 图5-1普通单向阀 1—阀体;2—阀芯;3—弹簧 为了保证单向阀工作灵敏可靠，单向阀中的弹簧刚度一般都较小。单向阀的开启压力为0.035～0.05MPa，通过其额定流量时的压力损失一般不超过0.1～0.3MPa。若更换刚度较大的弹簧，使其开启力达到0.2～0.6MPa，则可作背压阀使用。 2.液控单向阀 图5-2（a）所示为液控单向阀，它由普通单向阀和液控装置两部分组成。当控油口K不通入压力油时，其作用与普通单向阀相同。当控油口K通入压力油时，推动活塞1、顶杆2，将阀芯3顶开，使P2和P1接通，液流在两个方向可以自由流动。为了减小活塞1移动的阻力，设有一外泄油口L。
5.3电液伺服阀 电液伺服阀既是电液转换元件，又是功率放大元件。它能够将输入的微小电气信号转换为大功率的液压信号(流量与压力)输出。根据输出液压信号的不同，电液伺服阀和比例阀可分为电液流量控制伺服阀和比例阀和电液压力控制伺服阀和比例阀两大类。 电液伺服阀控制精度高、响应速度快，是一种高性能的电液控制元件，在液压伺服系统中得到了广泛的应用。的电液控制元件在液压伺服系统中得到了广泛的应用
在电液伺服系统中，电液伺服阀将电气部分与液压部分连接起 来，实现整个系统的控制策略和执行元件的动作。所以，电液伺服阀 的性能，特别是其电液伺服阀的动特性和稳定性，直接影响到整个液 的性能特别是其电液伺服阀的动特性和稳定性直接影响到整个液 压系统乃至机械设备的可靠性和寿命。电液伺服阀的发展史就是一部 力图获得速度更快、精度更高、稳定性更好的创新史。 伺服阀： 电液伺服阀：将输入的微小电气信号转换为大功率的液压信号电液伺服阀将输入的微小电气信号转换为大功率的液压信号（流量或压力）输出。 气液伺服阀：将输入的气动信号转换为液压信号 机液伺服阀： 绝大多数伺服阀是电液伺服阀。
电液伺服阀的发展历史 1.早期。 这门学科作出了突出贡献的人可以肯定的说是Ktesbios。公元前247年 公元前 到285年，生活在亚历山大城的古埃及人Ktesbios发明了很多液压伺服机构。其中最为杰出的一种是水钟，他设计的水钟可以显示长达一个月的准确时间。其原理是通过节流孔将浮标显示的液面高度与容器形成个准确时间其原理是通过节流孔将浮标显示的液面高度与容器形成一个闭环反馈系统。从某种意义上说，这种浮标已经具备现代液压伺服阀的雏形。 1795年，约瑟夫布拉马应用帕斯卡原理制作了水压机，1796年，莫 · 兹利为了使水压机更好的工作，设计了水压机泵的密封装置—皮碗密封。而它是我们现在密封技术的初形。到了18世纪末期，蓄能器在英国出现。199世纪早期，开始采用油液代替水成为液压系统的介质，同时方向控制阀采用电信号进行驱动。
第六章液压辅助元件 在液压系统中，蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、管件等元件属于辅助元件，这些元件结构比较简单，功能也较单一，但对于液压系统的工作性能、噪声、温升、可靠性等，都有直接的影响。因此应当对液压辅助元件，引起足够的重视。在液压辅助元件中，大部分元件都已标准化，并有专业厂家生产，设计时选用即可。只有油箱等少量非标准件，品种较少要求也有较大的差异，有时需要根据液压设备的要求自行设计。 第一节滤油器 一、滤油器的作用及性能 1．滤油器的作用 在液压系统中，由于系统内的形成或系统外的侵入，液压油中难免会存在这样或那样的污染物，这些污染物的颗粒不仅会加速液压元件的磨损，而且会堵塞阀件的小孔，卡住阀芯，划伤密封件，使液压阀失灵，系统产生故障。因此，必须对液压油中的杂质和污染物的颗粒进行清理，目前，控制液压油洁净程度的最有效方法就是采用滤油器。滤油器的主要功用就是对液压油进行过滤，控制油的洁净程度 2．滤油器的性能指标 滤油器的主要性能指标主要有过滤精度、通流能力、压力损失等，其中过滤精度为主要指标。 (1）过滤精度滤油器的工作原理是用具有一定尺寸过滤孔的滤芯对污物进行过滤。过滤精度就是指，滤油器从液压油中所过滤掉的杂质颗粒的最大尺寸（以污物颗粒平均直径d表示）。 目前所使用的滤油器，按过滤精度可分为四级：粗滤油器（d≥0.1mm）、普通滤油器（d≥0.01mm）、精滤油器（d≥0.001mm）和特精滤油器（d≥0.0001mm）。 过滤精度选用的原则是：使所过滤污物颗粒的尺寸要小于液压元件密封间隙尺寸的一半。系统压力越高，液压件内相对运动零件的配合间
隙越小，因此，需要的滤油器的过滤精度也就越高。液压系统的过滤精度主要取决于系统的压力。表6-1为过路精度选择推荐值。 表6-1滤油器过滤精度推荐值 系统类型润滑系 统 传动系统伺服系 统 压力 /MPa 0~2.5144
第五节液压辅助元件 1010 下列滤油器中一次性使用的是。 A．金属纤维型 B．金属网式 C．纸质 D．缝隙式 1011 下列滤油器中属于纵深型的是。 A．金属网式 B．金属线隙式 C．缝隙式 D．纤维型 1014 当滤器的绝对过滤精度为100μm时，表明该滤器后。 A．不含100μm以上污染颗粒 B．100μm以上污染颗粒浓度不到滤器前的 l／20 C．100μm以上污染颗粒浓度不到滤器前的 1／75 D．100μm以上污染颗粒浓度不到滤器前的 1／100 1015 滤油器的压降随使用时间增加的速度与有关。 A．过滤精度 B．有效过滤面积 C．油液品质 D．A与B与C 1016 滤油器在达到其规定限值之前可以不必清洗或更换滤芯。 A．压力降 B．过滤精度 C．过滤效率 D．进口压力 1017 滤油器位于压力管路L时的安全措施中通常不包括。 A．设污染指示器 B．设压力继电器 C．设并联单向阀 D．滤器置于溢流阀下方 1020 过滤比βx的数值达到＿时，x值（μm）即被认为是滤油器的绝对过滤精度。 A．50 B．75 C．99．9 D．100 1021 下列滤器中属表面型的是滤油器。 A．纤维型 B．纸质 C．线隙式 D．金属粉末烧结型 1023 下列滤油器中滤油精度要求较高的是。 A．金属网式 B．金属线隙式 C．金属纤维式 D．金属缝隙式 1024 滤油器的过滤比（βx值）的定义是。 A．滤油器上游油液单位容积中大于某尺寸x的颗粒数 B．滤油器下游油液单位容积中大于某尺寸x的颗粒数 C．A／B D．B／A 1025 滤油器的过滤精度常用作为尺寸单位。 A．μm B．mm C．nm D．mm2 1026 国际标准化组织以来评定滤油器过滤精度。 A．绝对过滤尺度 B．过滤效率 C．过滤比 D．滤芯孔隙直径 1027 滤油嚣的性能参数不包括。 A．过滤精度 B．额定压差 C．额定流量 D．使用寿命 1032 下列滤油器中属不可清洗型的有。 A．网式 B．纸质 C．线隙式 D．磁性 1034 下列滤油器中作为精滤器使用的有。
第五章液压控制阀（习题五） 一、名词解释： 1．换向阀的中位机能 2．节流阀的最小稳定流量 二、填空题(请在括号中填入正确答案. ， 1．溢流阀阀口常，先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。定值减压阀阀口常，先导阀弹簧腔的泄漏油必须。 2．三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T间的通路有各种不同的联结形式，以适应各种不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的。 3．直动式溢流阀的阻尼孔的作用是而先导式溢流阀的阻尼孔的作用是。 4．压力继电器的作用是。5．减压阀与顺序阀的主要区别是（1），（2），（3）。6．调速阀是由和节流阀而成，旁通型调速阀是由和节流阀而成。7．压力阀主要是通过和平衡的原理来工作的。 8．电液换向阀中先导阀的中位机能应选用型。液压系统采用三位四通换向阀换向，若要求需要液压泵卸荷、液压缸锁紧时，可采用的中位机能为型。 9．液压控制阀按其用途可分为、和三大类，分别调节、控制液压系统中液流的、和。 10．换向阀的中位机能是。11．当溢流阀进口压力低于调整压力时，阀口是的，溢流量为，当溢流阀进口压力等于调整压力时，阀口是的，溢流阀开始。 12．压力继电器是一种能将转变为的转换装置。压力继电器能发出电信号的最低压力和最高压力的范围，称为。 13．调速阀可使速度稳定，是因为其节流阀前后的压力差。 14．调速阀可使速度稳定，是因为其节流阀前后的压力差_ _。 15．按阀芯运动的控制方式不同，换向阀可分为、、、、换向阀。
16．电液换向阀是由和组成。前者的作用是；后者的作用是。 17．在进油路节流调速回路中，当节流阀的通流面积调定后，速度随负载的增大而。18．在容积调速回路中，随着负载的增加，液压泵和液压马达的泄漏，于是速度发生变化。19．单向阀的作用是，正向通过时应，反向时应。 20．溢流阀是利用和弹簧力相平衡的原理来控制的油液压力。 21．液压基本回路是指由某种液压元件组成的，用来完成的回路，按其功用不同，可分为、和回路。 三、单选题（请在正确答案的序号填入问题的括号内） 1．利用三位四通换向阀形式的中位机能可使液压泵卸荷。 A. O型 B. M型 C. P型 D. Y型 2．减压阀工作时保持。 A. 进口压力不变 B. 出口压力不变 C. 进出口压力都不变 D. 以上都不对 3．溢流阀。 A．常态下阀口是常开的B．阀芯随系统压力的变动而移动 C．进出油口均有压力D．一般连接在液压缸的回油油路上 4．在液压系统中，可作背压阀。 A. 换向阀 B. 减压阀 C. 液控顺序阀 D. 单向阀 5．节流阀的节流口应尽量做成式。 A. 薄壁孔 B. 短孔 C. 细长孔 D. 都可以 6．常用的电磁换向阀是控制油液的。 A. 流量 B. 压力 C. 方向 D. 流量和方向 7．在液压系统图中，与三位阀连接的油路一般应画在换向阀的位置上。 A. 左位 B. 右位 C. 中位 D. 都可以 8．大流量的系统中，主换向阀应采用换向阀。 A. 电磁 B. 电液 C. 手动 D. 机动 9．节流阀是控制油液的。 A. 流量 B. 方向 C. 流量和方向 D. 压力 10．在液压系统中，定量泵节流调速系统中溢流阀的作用是。 A. 溢流稳压 B. 背压 C. 流量和方向 D. 卸荷 11．液压系统的最大工作压力为10MPa，安全阀的调定压力应为。 A. 等于10Mpa B. 小于10Mpa C. 大于10MPa
一.填空题： 1.流量控制阀是通过改变来改变（节流口通流面积或通流通道的长短）局部阻力的大小，从而实现对流 量的控制。 2.通过流量控制阀节流口的流量大小与（流量系数K）、（节流口通流面积A）、（节流口前后压力差 Δp）和（由节流口形状决定的节流阀指数m）有关。 3.调速阀是由（定差减压阀）和节流阀（串联）而成，旁通型调速阀是由（差压式溢流阀）和节流阀（并 联）而成。 4.调速阀比节流阀的调速性能好，这是因为无论调速阀出口（负载）如何变化，节流口前后的（压力差） 基本稳定，从而使（输出流量）基本保持恒定。 5.温度补偿调速阀的原理，是采用一个温度补偿杆。当系统温度升高时，温度补偿杆自动（伸长），节 流口的面积自动（减小）；通过节流口的流量（得到补偿）。 6.液压控制阀按连接方式可分为（螺纹连接阀）、（法兰连接阀）、（板式连接阀）、（叠加式连接阀）、 （插装式连接阀）五类。 7.插装阀由（控制盖板）、（阀体）、（阀套）和（弹簧）组成。 8.液压伺服控制和电液比例控制技术其控制（精度）和响应的（快速性）远远高于普通的液压传动系统。 9.液压伺服阀是一种通过改变输入信号，（连续）、（成比例）的控制（流量）和（压力）进行液压控 制的控制方式。 10.电液伺服阀通常由（电气-机械转换装置）、（液压放大器）和（反馈（平衡））机构三部分组成。 11.比例阀可以通过改变输入电信号的方法对压力、流量进行（连续）控制。比例 判断题： 1.流量控制阀有节流阀、调速阀、溢流阀等。（×） 2.节流阀和调速阀分别用于节流和调速，属于不同类型的阀。（×） 3.通过节流阀的流量与节流阀的通流截面积成正比，与阀两端的压力差大小无关。（×） 4.当插装阀的远控口通油箱时，两个工作油口不相通。（×） 5.插装阀可实现大流量通过。（√） 选择题： 1.节流阀是控制油液的（） A、流量 B、方向 C、压力（a） 2.节流阀的节流口应尽量做成（）式。 A、薄壁孔 B、短孔 C、细长孔（A） 3.与节流阀相比较，调速阀的显着特点是（）。 A．流量稳定性好B．结构简单，成本低C．调节范围大D．最小压差的限制较小（a） 4.当调速阀两端压差大于1MPa时，随着两端压差增大，通过调速阀流量。( ) A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定（c） 5.压力继电器是（）控制阀。 A、流量 B、压力 C、方向（b） 6.对液压系统控制精度和响应速度来说，下面哪个说法是正确的。（） A. 开关控制>电液比例控制>液压伺服控制； B. 电液比例控制>液压伺服控制>开关控制； C. 开关控制>液压伺服控制>电液比例控制； D.液压伺服控制>电液比例控制>开关控制。（d） 液压回路题