液压阀芯上的作用力
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液压电磁阀原理
液压电磁阀是一种控制流体的阀门,它使用电磁力来控制阀门的开启和关闭。
其工作原理基于液压力的传递和电磁力的作用。
液压电磁阀主要由阀体、阀芯、电磁线圈和弹簧等部分组成。
当电磁线圈通电时,产生的电磁力作用在阀芯上,使其移动。
阀芯的运动会改变液压流体的通道,从而改变流体的流量或流向。
当电磁线圈断电时,由于弹簧的作用力,阀芯回到初始位置,恢复原来的通道状态。
液压电磁阀的工作原理可以简述如下:
1. 通电:当电磁线圈通电时,产生的电磁力作用在阀芯上,克服弹簧力,使阀芯移动。
2. 阀芯移动:阀芯的移动改变了液压流体的通道,控制流体的流量或流向。
3. 流体控制:通过改变液压流体的通道,液压电磁阀控制流体的流量或流向来实现不同的控制要求。
4. 断电:当电磁线圈断电时,由于弹簧的作用力,阀芯回到初始位置,恢复原来的通道状态。
液压电磁阀广泛应用于工业自动化控制系统中,常见的应用场景包括液压系统、气动系统、工业机械等。
通过控制液压电磁阀的通电状态,可以实现对流体的精确控制,提高自动化生产的效率和可靠性。
液压阀门原理液压阀门是液压系统中的重要组成部分,其工作原理决定了液压系统的性能和稳定性。
液压阀门主要用于控制液压系统中液压流体的流量、压力和方向。
一、液压阀门的基本原理液压阀门依靠阀芯、阀座和控制力来实现液压系统的控制和调节。
其基本原理如下:1. 阀芯和阀座:液压阀门的阀芯和阀座是控制液压流体流通的关键部件。
阀芯通过自身的运动来改变阀口的开启和关闭程度,从而调节液压系统中的流量或压力。
阀座则承受阀芯的压力,保证密封性能。
2. 控制力:液压阀门通常由控制力来控制阀芯的运动。
控制力可以是机械力、弹簧力或液压力。
通过改变控制力的大小或方向,可以实现阀芯的移动,从而改变阀口的开启程度。
3. 流体流通路径:液压阀门通过设定不同的流体流通路径来实现液压系统中液压能量的控制。
这些路径可以是串联、并联或混合串并联等组合形式,通过调节液压阀门的开关状态,可以改变流体的流量和方向。
二、常见液压阀门类型及其工作原理液压阀门根据其用途和工作原理的不同,可以分为多种类型。
下面介绍几种常见的液压阀门及其工作原理。
1. 定量阀:定量阀主要用于控制液压系统中的流量。
常见的定量阀有节流阀、溢流阀和单向阀等。
节流阀通过调节阀口的开启面积或形状,实现控制流体的流速和流量。
溢流阀则通过设定溢流口的开启压力,将过多的液压流体引导回油箱,保证系统的压力稳定。
单向阀则只允许流体在一个方向上通过,用于防止流体的倒流。
2. 比例阀:比例阀用于实现对液压系统中流量或压力的精确控制和调节。
比例阀根据输入信号的大小,控制阀芯的位置,从而改变阀口的开启程度,实现精确的流量或压力控制。
比例阀常用于需要精准控制的系统,如液压伺服系统和液压挖掘机等。
3. 逻辑阀:逻辑阀主要用于根据特定条件或输入信号的不同,实现系统中不同阀门的开关和组合。
逻辑阀可以根据预设的逻辑条件,控制液压系统中的各种操作,如顺序控制、方向控制和压力控制等。
逻辑阀在自动化控制系统中起到重要的作用,可以实现复杂的功能和操作。
液压平衡阀原理
液压平衡阀是一种常见的液压控制元件,其原理是利用阀芯的平衡作用来实现液压系统的平衡控制。
在液压系统中,由于液压油的流动和阀门的开关会产生不同的压力,而液压平衡阀可以通过调节阀芯的位置来平衡系统内的压力差,从而实现流量的控制和调节。
液压平衡阀的工作原理主要包括两个方面:阀芯的平衡作用和压力的平衡控制。
首先,阀芯的设计采用了一定的结构和材料,使得在液压油的作用下,阀芯能够在一定范围内实现平衡。
当液压系统内的压力发生变化时,阀芯会自动调节其位置,确保系统内的压力保持在设定的范围内。
其次,液压平衡阀通过阀芯的平衡作用来控制液压系统内的压力差。
当液压系统中的液压油流经阀门时,阀芯会根据系统内的压力差来调节自身的位置,从而改变阀门的开合程度,达到控制系统内液压油流量和压力的目的。
这种原理使得液压平衡阀可以在系统中起到平衡压力、控制流量的重要作用。
值得注意的是,液压平衡阀的原理虽然简单,但在实际应用中需要根据液压系统的工作要求和工作环境来选择合适的型号和参数,以确保其能够稳定可靠地工作。
同时,在使用液压平衡阀时,也需要定期检查和维护,以保证其正常工作和延长使用寿命。
总之,液压平衡阀是液压系统中的重要控制元件,其原理是通过阀芯的平衡作用和压力的平衡控制来实现对系统内液压油流量和压力的调节。
只有深入了解其原理和合理应用,才能更好地发挥其作用,从而保证液压系统的稳定运行。
2.3.2.4 作用在阀芯上的液动力问题当液流流经液压阀阀腔时,由于液流的动量发生变化,液流对液压阀会产生作用力,这个力称液动力,液动力是作用在阀芯上的主要轴向力之一。
液动力问题一直是液压界关注的一个重要问题,液动力不仅会影响阀的操纵力,而且还可能引起阀的自激振动,影响整个系统的稳定性和可靠性。
1. 作用在滑阀阀芯上的液动力图2.3-11a 所示为一四边滑阀,该滑阀具有两种不同油液进出形式的阀腔,如图2.3-11b 和c 所示。
b ) 出口节流c )进口节流a )四边滑阀图2.3-11滑阀的液动力计算对于某一固定的阀口开度x 来说,阀芯固定不动,阀腔中的流动为定常流动,液流对阀芯的作用力为稳态液动力。
图2.3-11a 为流体从阀腔流出时被节流的情况,选择阀腔进、出口过流断面及腔内壁面为控制面的控制体,运用式(2.3.6)得到阀芯所受轴向稳态液动力F s 为θρcos Qv F s -= (2.3.24)式中 v —滑阀节流口处的平均流速;θ—射流方向角,理想直角锐缘滑阀的射流角θ=690;Q —流量。
当流体反方向流动,即进口节流时,如图2.3-11b 所示,稳态液动力仍为式(2.3.24)。
应用阀口流速和流量公式,稳态液动力F s 的计算式还可以表示为θcos 2p wx C C F q v s ∆-= (2.3.25)式中 C v —流速系数,一般取0.98~0.99;C q —流量系数;Δp —阀口前后的压差;w ─阀口节流边周长,w=πd ;由于θ角总是小于900,因此不论流动方向如何,稳态液动力方向始终使阀口趋于关闭。
当阀芯处于运动状态时,阀口的开度x 变化而使流量随时间t 发生变化,阀腔内的液流速度也将随时间而变,因此属非定常流动的情况,此时除了上述稳态液动力以外,阀芯还受到轴向瞬态液动力F i ,F i 可由式(2.3.6)中第二项得到dtdQ L d v t F i ρτρ∂∂τ =-=⎰ (2.3.26) 式中 —当出口节流时取“-”,进口节流时取“+”;L —进、出口中心距离;由上式可知,对图2.3-11a 所示的出口节流情况,在滑阀开启过程中,由于流量增大,作用在阀芯上的瞬态液动力F i 指向左,使阀芯趋于关闭,而在滑阀关闭过程中使滑阀趋于开启。
液压同步阀工作原理
液压同步阀是一种用于实现多个执行元件的同步运动的液压元件。
其工作原理是基于液压系统中的压力差驱动,并借助阀芯的开合来控制液压油的流动,从而实现多个执行元件的同步移动。
液压同步阀由阀芯、阀体和阀座组成。
阀芯由弹簧和活塞组成,在无外力作用下,弹簧将阀芯向关闭状态推动。
当液压油进入阀体时,通过控制压力差的大小,可以克服弹簧力,使阀芯打开。
当阀芯打开时,液压油可以从一个入口流入阀体,并通过阀座进入执行元件。
同时,液压油可以从另一个出口流出阀体,从而实现液压油的循环流动。
阀芯打开的程度取决于液压系统中的压力差大小,通过调节控制压力差的力量大小,可以控制阀芯的开合程度,从而控制液压油的流量。
液压同步阀的工作原理还可以通过电磁阀实现。
通过控制电磁阀的开关状态,改变液压油的流动方向,从而实现执行元件的同步运动。
电磁阀的控制可以通过电气信号或操纵杆来实现,提供了更灵活的控制方式。
总之,液压同步阀通过控制阀芯的开合状态,调节液压油的流动,实现多个执行元件的同步运动。
其工作原理可以通过压力差驱动或电磁阀控制来实现。
通过调整控制压力差或电磁阀的开关状态,可以精确控制液压系统中的动作。
液压减压阀工作原理
液压减压阀是一种用于控制和调节液压系统压力的装置。
其工作原理基于负反馈控制原理,通过控制阀芯的开度,来调节系统中的压力。
液压减压阀由主阀芯、弹簧和阀体组成。
当压力超过设定值时,主阀芯会被压力对其施加的力推动向下移动,打开主阀芯与阀座之间的通道,将系统中多余的液压油流回油箱,以达到降低系统压力的目的。
在主阀芯工作的同时,弹簧也会受到压力的影响而发生变形。
当压力降低到设定值以下时,弹簧会将主阀芯向上推动,关闭通道,阻止液压油的流动。
这样,液压减压阀能够实现对液压系统压力的稳定控制。
需要注意的是,液压减压阀的调节范围是有限的。
如果系统中的压力超过了减压阀的最大调节范围,那么减压阀将无法控制系统压力,此时需要使用其他措施来降低系统压力,以避免对系统产生损坏。
总之,液压减压阀通过控制主阀芯的位置来调节系统压力,实现对液压系统的压力稳定控制。
其工作原理简单而可靠,广泛应用于各种工业领域中。
液压减压阀的工作原理
液压减压阀是一种常用的液压控制元件,用于控制液压系统中的压力,保护液压系统的正常运行以及防止系统因压力过高而损坏。
液压减压阀的工作原理主要包括以下几个方面:
1. 原理:液压减压阀利用阀芯和阀座之间的间隙变化来控制液压系统中的压力。
2. 结构:液压减压阀由阀体、阀芯、弹簧和阀座等部件组成。
阀芯通过被控制介质的压力作用在弹簧上形成力,使得阀芯保持在一定的位置。
3. 工作过程:当系统中的压力超过设定值时,压力作用在阀芯上,压力力大于弹簧力,弹簧被压缩,阀芯开始移动,打开阀座与阀芯之间的间隙,使得液压油从阀芯的通道中流过,流回低压侧或油箱中,从而减小系统中的压力。
4. 控制参数:液压减压阀的工作压力可以通过调整阀芯下的弹簧预紧力来实现,调整弹簧的预紧力可以改变阀芯与阀座之间的间隙,从而改变压力减小的速度。
总之,液压减压阀通过调整阀芯与阀座之间的间隙来控制液压系统中的压力,当系统中的压力超过设定值时,阀芯会自动打开,使得压力减小到设定值以内,保护液压系统的正常运行。
相连,回油口 T 与油箱相连,
次序阀进油口 P 与上一级液压元件相连,回油口 T 与下一
级液压元件相连接,先导式溢流阀的遥控口 K 与调压阀相
连接;减压阀的泄油口单独接入油箱。
4、统计阀有关性能参数。
5、将拆开的阀组装起来,并统计有关数据,更加深刻的理解
阀的工作原理。
五、实验成果分析与体会
直动式溢流阀工作原理:运用作用于阀芯上的液压力直接与弹簧力相平衡的原理来控制溢流压力。
先导式溢流阀工作原理:运用阻尼孔的作用,产生压力降,使抬起主阀芯,进、出油口接通,实现溢流作用。
减压阀工作原理:运用液体流过缝隙产生压降,使出口压力低于进口压力的压力控制阀。
次序阀的工作原理:运用油液压力作为控制信号来控制油路的通断,确保液压系统中多个执行元件的动作有一定的先后次序。
1、溢流阀与次序阀比较:两种阀构造上十分相似,但性能和功
效上有很大区别,重要有:溢流阀出口接油箱,次序阀出口接
下一级液压元件,溢流阀采用内泄漏,次序阀普通为外泄漏,
溢流阀打开时阀处在半开状态,开口处节流作用强,次序阀打
开时阀芯处在全打开状态,节流作用弱。
2、先导溢流阀与减压阀比较:相似点:溢流阀和减压阀同属压。
液压阀的工作原理
液压阀是一种用来控制流体流动的装置,其工作原理基于流体力学原理和压力控制原理。
液压阀通过改变阀芯的位置或形状,调节流体通道的开启面积,从而实现流体流速、压力和方向的控制。
液压阀的工作原理如下:
1. 通过阀芯位置的改变来控制流量:液压阀芯是阀门中的可移动部件,可以通过电磁力、机械力或压力差的作用,使其移动到不同的位置。
阀芯的位置决定了流体通道的开合程度,从而控制流量的大小。
2. 通过阀芯形状的改变来控制压力:液压阀芯的形状决定了流体在通过阀门时的压力变化。
当阀芯开启通道时,流体可以通过阀门,压力相对较低;而当阀芯关闭通道时,流体无法通过阀门,产生较高的压力。
3. 通过阀芯的移动来改变流体的方向:液压阀芯的位置变化可以改变流体的流动方向。
当阀芯处于某一位置时,流体只能从某个入口进入,通过阀门,并从某个出口流出。
改变阀芯的位置,可以使流体的流动方向发生变化。
液压阀通过以上原理实现对流体流动的控制,可以应用于液压系统中的各种控制任务,如压力控制、流量控制、方向控制等。
不同类型的液压阀具有不同的结构和工作原理,可根据实际需求选择适合的阀门进行使用。
液压阀的阀芯主要有滑阀和锥阀两种。
具有圆柱状轴肩的阀芯,沿轴向移动以接通或断开油路的圆柱滑阀通常指滑阀。
通过阀口开度的变化,其流量也随之变化,使流量得到调节。
通过改变锥阀阀芯与阀座之间的缝隙,以接通或断开油路的阀,称为锥阀。
锥阀能完全切断油路,对油液中杂质污染的敏感性小,结构简单,制造容易。
所以锥阀与滑阀一样为液压阀的主要结构之一。
因为两种结构不同,因此加工的方法既有相同点,也有不同点。
一般都是由专业生产厂家制造。
由于阀芯在阀体内需要运动,因此间隙的大小即要保证良好的密封性,又要保证较小的运动阻力。
在实际生产中,一般采用配合副的零件互相研配的方法来保证较小的配合间隙。
但是在成批和大量生产时,需要阀芯可以互换,这时配合间隙将适当放大一些,这就可能引起泄漏量的出现。
对于成批和大量生产的阀芯与阀体的公差及配合间隙推荐用如下所示:液压阀体与阀芯的公差与配合mm名义直径阀体公差阀芯公差最小间隙最大间隙6 +0.006 -0 +0 -0.004 0.0025 0.012512 +0.0075 -0 +0 -0.005 0.0050 0.017520 +0.010 -0 +0 -0.006 0.0075 0.023325 +0.0125 -0 +0 -0.0075 0.0125 0.032550 +0.015 -0 +0 -0.010 0.020 0.04575 +0.020 -0 +0 -0.0125 0.025 0.0575100 +0.020 -0 +0 -0.0125 0.032 0.0645125 +0.025 -0 +0 -0.015 0.043 0.083200 +0.030 -0 +0 -0.020 0.050 0.100对于往复或旋转运动的阀体与阀芯配合,建议取最小间隙。
最大间隙值等于最小间隙值加上两个零件的公差之和。
最小间隙值可以加在孔的名义尺寸上,也可以由阀芯的名义尺寸减去。
具体的阀芯加工需要根据产品的数量以及各个工厂的规模来决定,具体要求可以参考零件工艺手册等专业书籍。
液动力:流动液体作用在使其流速发生变化的固体壁面上的力液压卡紧现象:当液体流经圆锥环形间隙时,若阀芯在阀体孔内出现偏心,阀芯可能受到一个液压侧向力的作用。
当液压侧向力足够大时,阀芯将紧贴在阀孔壁面上,产生卡紧现象。
1.粘度:液体在外力作用下流动时,分子间聚力的存在使其流动受到牵制,从而沿其界面产生内摩擦力,该特性称为粘性。
2.条件粘度:(相对粘度)是根据特定测量条件制定的。
运动粘度:动力粘度卩和该液体密度P之比值。
3.恩氏粘度:表示的实际上只是与运动粘度成一定关系的值。
4.理想液体:既无粘性又不可能压缩的假想液体称为理想液体。
5.电液伺服阀:是一种接受模拟电信号后,相应输出调制的流量和压力的液压控制阀。
7.真空度:如果液体中某点处的绝对压力小于大气压力,这时该点的绝对压力比大气压力小的那部分压力值,称为真空度。
8.气穴现象:液压系统中,当流动液体某处的压力低于空气分离压时,原先溶解在液体中得空气就会游离出来,时液体产生大量的气泡,这种现象称为气穴现象。
9.液压阀:是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的,可分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。
10.节流调速回路:通过改变回路中流量控制元件通留截面的大小来控制流入执行元件或自执行元件流出的流量,以调节其运动速度。
11.容积调速回路:通过改变回路中变量泵或变量马达的排量来调节执行元件的运动速度的。
12.临界雷诺数:液流由层流转变为湍流时的雷诺数和由湍流转变为层流的雷诺数是不同的,后者数值小。
所以一般用后者作为判断流动状态的依据,称为临界雷诺数,记做Recr,小于该值时为层流,大于该值为湍流。
13.液压传动优缺点:优点1)在同等体积下,液压装置比电气装置产生更大的动力。
2)液压装置比较稳定。
3)液压装置能在大范围内实现无极调速,它还可以在运行的过程中进行调速。
4)液压传动易于对液体压力、流量或流动方向进行调节或控制。
5)液压装置易于实现过载保护。
液压电磁阀原理结构要点液压电磁阀是一种通过电磁力控制液压系统中液体流动的元件。
它由阀体、螺线管和机械弹簧等组成。
液压电磁阀的工作原理是依靠电磁力控制阀体的开启和关闭,从而控制液体的流动。
下面详细介绍液压电磁阀的原理和结构要点。
1.电磁工作原理:液压电磁阀的螺线管由电流流过时会产生电磁力,这个电磁力作用在阀体上,使阀体开启或关闭。
当电流施加在螺线管上时,螺线管内的线圈产生磁场,反向作用在阀芯上,克服了回弹强度和液压力的作用,使阀芯移动,当阀芯移动到一定位置时,阀芯的弹簧力超过电磁铁的吸力,阀芯关闭,停止液体流动。
2.液压工作原理:液压电磁阀通过液体的流动来控制阀门的开启和关闭。
当液压系统通电情况下,电磁阀的阀芯受到电磁力的作用而开启,液体从进口流入阀体,由于阀体内流通道的存在,液体流经阀体被导向到要进行控制的执行机构,此时执行机构实现动作。
当液压系统断电时,液压电磁阀的阀芯受到弹簧的作用而关闭,阻塞流通道,使液体无法流动。
1.阀体:液压电磁阀的阀体是整个电磁阀的外壳,承担着支撑和固定阀的功能,同时也是液体的流通通道。
阀体通常由铸铁或钢材制成,具有较高的强度和耐压性。
2.阀芯:液压电磁阀的阀芯是控制液体流动的关键部分。
阀芯是一个可以在阀体内移动的部件,它通过电磁力和机械弹簧的作用,实现阀的开启和关闭。
阀芯通常由不锈钢或硬质合金材料制成,具有较好的耐磨和耐腐蚀性能。
3.螺线管:液压电磁阀的螺线管是将电能转化为电磁力的关键组件。
螺线管通常由导电线圈绕制而成,它能使阀体的阀芯受到电磁力的作用,从而实现开启或关闭。
螺线管通常由绝缘耐热材料包覆,具有良好的绝缘和耐热性能。
另外,液压电磁阀还包括导通孔、外壳、密封圈、弹簧和调节螺钉等部件。
导通孔是控制液体流动的通道,外壳起到固定、支撑和保护阀体的作用,密封圈用于密封液体流动通道,弹簧用于实现阀芯的复位和关闭,调节螺钉用于调节阀体的灵敏度和动作速度。
总之,液压电磁阀的工作原理是通过电磁力控制阀体的开启和关闭,从而实现液体的流动控制。
液压阀门原理液压阀门是液压系统中不可或缺的元件,它起到控制流体流动的作用。
液压阀门的工作原理基于流体力学和控制理论,通过改变流体通道的形状和大小来控制液压系统中的流量、压力和方向。
本文将对液压阀门的原理进行详细介绍。
一、液压阀门的基本构造液压阀门由阀体、阀芯和阀盖等组成。
阀体是阀门的主体部分,通常由铸铁或铸钢制成,具有良好的强度和耐腐蚀性。
阀芯是控制流体流动的关键部件,通过上下移动来改变流道的开启程度。
阀盖则用于固定阀体和阀芯,确保阀门的正常工作。
二、液压阀门的工作原理液压阀门的工作原理可以归纳为两个方面:力平衡和流量平衡。
1. 力平衡原理液压阀门中的阀芯受到两个力的作用:弹簧力和液压力。
弹簧力使阀芯向关闭方向移动,而液压力则使阀芯向开启方向移动。
当两个力平衡时,阀芯的位置保持不变,从而实现流体通道的开启或关闭。
2. 流量平衡原理液压阀门的流量平衡原理是指通过改变流道的形状和大小来控制流体的流量。
阀芯在不同位置时,流道的开启面积不同,从而实现流量的控制。
当阀芯升起时,开启面积增大,流量增加;当阀芯下降时,开启面积减小,流量减小。
三、常见液压阀门的类型及其原理液压阀门根据其控制的参数和工作原理可以分为多种类型,下面将介绍几种常见的液压阀门及其原理。
1. 换向阀换向阀用于控制液压系统中流体的方向,常见的有二位二通换向阀、二位三通换向阀和三位四通换向阀。
其原理是通过阀芯的位置改变流道的连接,从而改变液压系统中流体的流向。
2. 溢流阀溢流阀用于控制系统中的压力,当系统压力达到设定值时,溢流阀打开,将多余的流体引导回油箱,以保持系统压力的稳定。
溢流阀的工作原理是通过调节开启面积来控制流量,从而控制系统的压力。
3. 比例阀比例阀用于控制液压系统中的流量,能够根据输入信号精确地控制流量的大小。
比例阀的工作原理是通过调节阀芯的位置和开启面积来实现对流量的精确控制,通常配合电磁调节器使用。
四、液压阀门的应用领域液压阀门广泛应用于各个领域的液压系统中,例如工程机械、冶金设备、船舶和航空航天等。
液压阀的基本结构主要包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内做相对运动的操纵装置。
阀芯的主要形式有滑阀、锥阀和球阀;阀体上除有与阀芯配合的阀体孔或阀座孔外,还有外接油管的进、出油口和泄油口;驱动阀芯在阀体内做相对运动的装置可以是手调机构,也可以是弹簧或电磁铁,有些场合还采用液压力驱动。
在工作原理上,液压阀是利用阀芯在阀体内的相对运动来控制阀口的通断及开口的大小,以实现压力、流量和方向控制。
液压阀工作时,所有阀的阀口大小、阀进、出油口间的压差以及通过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式(q=KA·Δp m),只是各种阀控制的参数各不相同而已.1.1液压阀块的结构特点按照结构和用途划分,液压阀块有条形块、小板块,盖板、夹板、阀安装底板、泵阀块、逻辑阀块、叠加阀块、专用阀块、集流排管和连接块等多种形式.实际系统中的液压阀块是由阀块体以及其上安装的各种液压阀、管接头、附件等元件组成。
(1)阀块体阀块体是集成式液压系统的关键部件,它既是其它液压元件的承装载体,又是它们油路连通的通道体.阀块体一般都采用长方体外型,材料一般用铝或可锻铸铁。
阀块体上分布有与液压阀有关的安装孔、通油孔、连接螺钉孔、定位销孔,以及公共油孔、连接孔等,为保证孔道正确连通而不发生干涉有时还要设置工艺孔。
一般一个比较简单的阀块体上至少有40—60个孔,稍微复杂一点的就有上百个,这些孔道构成一个纵横交错的孔系网络。
阀块体上的孔道有光孔、阶梯孔、螺纹孔等多种形式,一般均为直孔,便于在普通钻床和数控机床上加工。
有时出于特殊的连通要求设置成斜孔,但很少采用。
(2)液压阀液压阀一般为标准件,包括各类板式阀、插装阀、叠加阀等,由连接螺钉安装在阀块体上,实现液压回路的控制功能。
(3)管接头管接头用于外部管路与阀块的连接。
各种阀和阀块体组成的液压回路,要对液压缸等执行机构进行控制,以及进油、回油、泄油等,必须与外部管路连接才能实现。
(4)其它附件包括管道连接法兰、工艺孔堵塞、油路密封圈等附件。
液压阀的根本构造主要包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内做相对运动的操纵装置。
阀芯的主要形式有滑阀、锥阀和球阀;阀体上除有与阀芯配合的阀体孔或阀座孔外,还有外接油管的进、出油口和泄油口;驱动阀芯在阀体内做相对运动的装置可以是手调机构,也可以是弹簧或电磁铁,有些场合还采用液压力驱动。
在工作原理上,液压阀是利用阀芯在阀体内的相对运动来控制阀口的通断及开口的大小,以实现压力、流量和方向控制。
液压阀工作时,所有阀的阀口大小、阀进、出油口间的压差以及通过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式(q=KA·Δp m),只是各种阀控制的参数各不一样而已。
1.1液压阀块的构造特点按照构造和用途划分,液压阀块有条形块、小板块,盖板、夹板、阀安装底板、泵阀块、逻辑阀块、叠加阀块、专用阀块、集流排管和连接块等多种形式。
实际系统中的液压阀块是由阀块体以及其上安装的各种液压阀、管接头、附件等元件组成。
(1)阀块体阀块体是集成式液压系统的关键部件,它既是其它液压元件的承装载体,又是它们油路连通的通道体。
阀块体一般都采用长方体外型,材料一般用铝或可锻铸铁。
阀块体上分布有与液压阀有关的安装孔、通油孔、连接螺钉孔、定位销孔,以及公共油孔、连接孔等,为保证孔道正确连通而不发生干预有时还要设置工艺孔。
一般一个比拟简单的阀块体上至少有40-60个孔,稍微复杂一点的就有上百个,这些孔道构成一个纵横交织的孔系网络。
阀块体上的孔道有光孔、阶梯孔、螺纹孔等多种形式,一般均为直孔,便于在普通钻床和数控机床上加工。
有时出于特殊的连通要求设置成斜孔,但很少采用。
(2)液压阀液压阀一般为标准件,包括各类板式阀、插装阀、叠加阀等,由连接螺钉安装在阀块体上,实现液压回路的控制功能。
(3)管接头管接头用于外部管路与阀块的连接。
各种阀和阀块体组成的液压回路,要对液压缸等执行机构进展控制,以及进油、回油、泄油等,必须与外部管路连接才能实现。
(4)其它附件包括管道连接法兰、工艺孔堵塞、油路密封圈等附件。
液压单向阀工作原理
液压单向阀是液压系统中常用的一种阀门,它具有防止液体倒流、控制液体流
向的功能。
在液压系统中,液压单向阀起着至关重要的作用,下面我们来详细了解一下液压单向阀的工作原理。
液压单向阀是一种自动阀门,它通过液压力或者弹簧力来控制阀门的开启和关闭。
当液压单向阀处于关闭状态时,阀芯被弹簧或者液压力推向阀座,从而阻止液体倒流。
而当液压单向阀处于开启状态时,液体可以顺利通过阀门流向下游管路。
液压单向阀的工作原理可以简单分为两种类型,弹簧复位式和液压复位式。
弹簧复位式液压单向阀是通过弹簧力来控制阀芯的开启和关闭。
当液体压力大
于弹簧力时,阀芯会被推开,液体可以顺利通过阀门。
而当液体压力小于弹簧力时,弹簧会将阀芯推向阀座,阻止液体倒流。
液压复位式液压单向阀则是通过液压力来控制阀芯的开启和关闭。
当液体压力
大于弹簧力时,阀芯会被推开,液体可以顺利通过阀门。
而当液体压力小于弹簧力时,阀芯会被液压力推向阀座,阻止液体倒流。
除了以上两种基本工作原理外,液压单向阀还有一些特殊类型,如球型单向阀、蝶形单向阀等,它们的工作原理各有不同,但都是基于液压力或者弹簧力来控制阀芯的开启和关闭。
总的来说,液压单向阀的工作原理是通过液压力或者弹簧力来控制阀芯的开启
和关闭,从而实现阻止液体倒流或者控制液体流向的功能。
在液压系统中,液压单向阀的选择和使用对系统的安全和稳定起着至关重要的作用,因此对液压单向阀的工作原理有清晰的理解是非常必要的。
液压阀芯上的作用力 1 液压力在液压元件中,由于液体重力引起的液体压力差相对于液压力而言是极小的,可以忽略不计,因此,在计算时认为在同一容腔中液体的压力相同。
例:锥阀阀芯受到的液压作用力(阀座有倒角的)1) 当x=0时,阀芯受到的液压力为1214p d F ⋅=π2)当x>0时,阀芯受到的液压力有两部分组成F=F1+F2受p1作用的液压力F1:12112111112425050p x d p r F x d x d r )sin ()sin (.cos sin .αππααα-==-=-=受阀座倒角处压力p 的液压力F2:()........sin sin )()(sin ,)(sin )(sin sin sin ),sin (.cos sin .==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+==-+=∴+=+--=--=∴+=----==⋅⋅=⋅⋅≤≤-=-=⎰212221221122112112211121212111212212122伯努利方程---2222222阀口流量压力方程2流量连续方程---q 2225050r r m q m q m q m m q rdr p F x d x d d C p p p v v p p g v g p g v g p p p x d d C v p p x d d C v d d d p p x d C q v x r v x r d d d x d x d r πααρρρρραραραπαπαπααα上述计算比较复杂,如果阀座上的倒角尺寸较小,则工程上可以简化计算:即用中经来简化计算液压力:124p d F m ⋅=π,其中221d d d m +=2 阀芯受到的稳态液动力以滑阀为例将牛顿第二定律改写为动量定理:()d m dt=∑∑v F , 式中的F ,v 为向量。
1 稳态液动力分析在定常不可压缩情况下,dt 时间内,控制体内部液体的动量变化为0,流入和流出控制体的质量为m qdt ρ=,动量为别为:12,q q ρρ⋅⋅v v所以动量定理表示为:21()q ρ=-∑F vv ,注意,式中的12,,F v v 是向量。
2.1 直进斜出式图(a )所示状况,控制体在X 方向受到的外力为:022122(cos cos90)cos x F q v a v qv a ρρ=-=,方向为X 正方向。
环形阀口的平均流速2/()v q Dx π=,阀口流量压力方程2/d q C Dx p πρ=∆,所以流速22/d v C p ρ=∆,则x F K p x=⋅∆⋅,式中22cos d d K C C D a π=,称K 为液动力系数。
根据牛顿第三定律,控制体对阀芯的作用力Fs 的方向与Fx 的相反,即Fs=-Fx , Fs 是稳态流动的液体对阀芯的作用力,称为‘稳态液动力’。
由图(a )知,该稳态液动力的方向使阀口趋于关闭。
稳态液动力的大小s F K p x=∆⋅(液动力系数2cos d d K C C D aπ=)正比于阀口开度x ,稳态液动力相当于刚度为K p ∆的‘液压弹簧’。
1 稳态液动力分析2.2 斜进直出式图(b )所示状况,控制体在X 方向受到的外力为:021111(cos90cos )cos x F q v v a qv a ρρ=-=-,方向为X 负方向。
则控制体对阀芯的作用力Fs 的方向为X 正方向,图(b )所示,同样,该稳态液动力的方向使阀口趋于关闭。
2.3 不完整阀腔式图(c )所示为不完整阀腔结构,其稳态液动力大小及方向与图(b )所示的相同,11cos s x F F qv a ρ=-=,该稳态液动力的方向仍然使阀口趋于关闭。
但阀芯还受到向左的静压力作用,液体对阀芯的合力为:2112cos 4s A F F F qv a p D πρ=-=-,该合力的方向取决于稳态液动力与静压作用力之差,所以阀口可能趋于闭合,也可能趋于开启。
由上述分析可知稳态液动力的特性如下:无论阀腔是否完整,稳态液动力的方向总是使阀口趋于关闭。
稳态液动力的大小为s F K p x=⋅∆⋅,K 为液动力系数,2cos d d K C C D aπ=2.4 锥阀阀芯的稳态液动力0212(cos cos90)cos x F q v a v qv aρρ=-=又2sin 2/,/(sin )2/d d q C Dx a p v q Dx a C p πρπρ=∆==∆所以,22sin 2sin 2x d d F C D a p x K p xK C D a ππ=⋅∆⋅=⋅∆⋅=锥阀芯受到的稳态液动力为:2sin 2s x d F F K p xK C D a π=-=-⋅∆⋅=式中液动力系数 可见稳态液动力使锥阀芯趋于关闭。
2.4 稳态液动力总结总结:1)阀口处流速若不与阀芯轴线垂直,则阀芯轴向受到稳态液动力作用,稳态液动力的方向总是使阀口趋于关闭; 2)稳态液动力的大小为s F K p x=⋅∆⋅,式中x 为阀口的轴向开口量,p ∆为阀口的前后压差,K 为液动力系数,圆柱滑阀的K 为22cos d K C D aπ=,其中a 是阀口流速与阀芯轴线的夹角;锥阀的K 为2sin 2d K C D aπ=,其中2a 是锥阀芯的锥角。
2 稳态液动力的补偿措施3 滑阀稳态液动力的补偿措施3.1 特殊阀腔形状,补偿(减小)稳态液动力图(a )所示,压力腔的稳态液动力1s F 为:122s xF q v ρ=-,方向为X 负,指向左; 回油腔的稳态液动力2s F 为:2143()s x x F q v v ρ=-432,0x x s v v F >∴>,方向为X 正,指向右,抵消压力腔的液动力。
若阀芯两端颈部的锥角设计得当,补偿效果很好。
3.2 阀套上开多个径向小孔,补偿(减小)稳态液动力当液流进出控制体的射流角为90度时,则不会产生轴向液动力。
图(b )所示,将阀套上的通油孔用多个径向小孔来代替,只有那个未完全开启的小孔产生液动力,已开启的那些小孔不会产生液动力,所以稳态液动力就大为减小。
3 阀芯受到瞬态液动力示意图4 瞬态液动力阀口开度变化时流量也变化,阀腔内的流速随之改变,阀腔内的液体质量由于惯性将对阀芯产生一个瞬态作用力—瞬态液动力。
其作用方向始终与阀腔内液体的加速度方向相反。
若阀口增大,液流向外流动,图(a )所示,阀腔内液体的加速度向右,作用在阀芯上的瞬态液动力向左,使阀口趋于关闭;若阀口增大,液流向内流动,图(b )所示,阀腔内液体的加速度向左,作用在阀芯上的瞬态液动力向右,使阀口趋于开启,此时瞬态液动力对阀芯的运动是个不稳定的因素。
瞬态液动力Fi 可根据动量定理计算。
()i d mv F dt =,其中m AL ρ=当压差p ∆为常数时,将2/d q C Dx p πρ=∆代入动量定理表达式,得()()2i d Ld mv d Av dq dx dxF L L C DL p K dt dt dt dt dt ρρπρ====∆=上式表明,瞬态液动力与滑阀的位移速度成正比,因此它取到粘性阻尼的作用。
在阀芯受到的各种作用力中,瞬态液动力所占的比例不大,只在分析高响应阀(伺服阀或比例阀)时才予以考虑。
液压侧向力、均压槽5 滑阀阀芯受到的液压侧向力滑阀阀芯台肩的理论表面是圆柱,因制造误差而实际表面可能是圆锥,顺锥时(小头高压大头低压)阀芯会自动与孔轴线同轴。
当圆锥大头高压、小头低压(倒锥)时,阀芯受到不平衡径向力使阀芯偏离到孔轴线一侧,加大阀芯与孔表面摩擦,阀芯可能会出现卡死现象。
倒锥时的侧向力为1222()2[1]4(2)4r DLt p p t F et eπ-∆+=-∆+-式中, e---阀芯对阀体孔的偏心距;∆---偏心距为0时台肩大端的径向间隙。
t —阀芯台肩大小头半径之差;L--台肩长度;D —阀芯台肩名义直径。
在阀芯台肩上开周向均压槽,均压槽的深度和宽度一般为0.3-1mm 。
槽内液体压力处处相等,起径向平衡作用,基本消除液压侧向力,因此阀设计时,实际上均不计算液压侧向力。
6 弹性力在液压阀中,弹簧的应用极为普遍。
与弹簧相接触的阀芯或其它构件上所受到的弹性力为0()T F k x x =±式中,k --弹簧刚度;0x--弹簧预压缩量;x --弹簧附加变形量。
液压件中主要用圆柱弹簧。
7 重力和惯性力一般液压件的阀芯等运动件所受的重力与其它力相比可以忽略不计。
惯性力是指阀芯在运动时,因速度变化而产生的阻碍阀芯运动的力,它是一种质量力。
在分析阀芯静态特性时不考虑,但在动态分析时必须考虑惯性力,有时还要考虑液体质量所产生的惯性力,包括管道中液体质量的惯性力。