文档介绍：5-1 液压阀的分类及油液在阀内的运动
(1) 液压阀的分类(P 119)
液压阀是用来控制和调节液压系统中的油压、流量和液流方向的液压元件。根据用途和工作特点的不同,液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀三大类,它们的分类及作用如表5-6所示。
表5-6 液压阀的作用及分类
第五章液压控制阀
类别
作用
分类
压力控制阀
用于控制液流压力。其作用是:保持系统的油压恒定;限制液压系统的最高压力;利用回路压力来控制油缸的顺序动作;降低回路的压力及给液压回路以一定的背压等。
溢流阀
顺序阀
减压阀
压力继电器
流量控制阀
用于控制液流流量。其作用是:利用节流原理来调节通过回路的流量以控制液压机械的运动速度。
节流阀
调速阀
方向控制阀
用于控制液流的方向,以控制液压机械的运动方向和启停。
单向阀
换向阀
(2)油液在阀体内的运动及作用力
①.阀口流量公式及流量系数
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:
式中,Cq为流量系数,A为阀口通流面积,
Δp为阀口前、后压差,ρ为液体密度。
阀的结构形式主要有:滑阀、转阀、锥阀、球阀等。
通常,阀均由阀体、阀芯组成。
i).对于圆柱滑阀(图5-1),当Re>260时,Cq为常数。此时:
若阀口为锐边,则Cq=~;若阀口有不大的圆角或很小的倒角,则Cq=~。
通常,Re表示为,Re=4mυ/ν
式中:υ为油液流经滑阀阀口的平均速度,ν为油液的运动粘度,
m为滑阀阀口处液流的平均深度。M的计算详见P120。
ii).对于锥阀(图5-2),当Re很大时,Cq=~。
②.液动力
液流经过阀口时,由于流动方向和流速的改变,阀芯上会受到附加的作用力。
在阀口开度一定的稳定流动下,液动力为稳态流动力;当阀口开度发生变化时,还有瞬态液动力作用。
i).作用在圆柱滑阀上的稳态液动力:
此时,分解为轴向分力和径向分力(图5-3),由于阀芯结构的对称,通常径向力互相抵消,只有轴向的稳态动力Fs,Fs通常表示为:
Fs = ±ρqυ2cosθ。
ii).作用在圆柱滑阀上的瞬态液动力Ft:
瞬态液动力是滑阀在移动过程中(即开口大小发生变化时)阀腔中液流因加速或减速而作用于阀芯上的力。此力只与阀芯移动速度有关,与阀口开度本身无关。
所以,瞬态液动力Ft与滑阀的移动速度dx/dt成正比,它起粘性阻尼作用,KL为阻尼系数。
iii).作用在锥阀上的液动力:
(详见P125~126.)
③.作用在滑阀上的液压卡紧力
实际中,由于阀体或阀芯的几何形状、加工精度及杂质等原因,都会使液体在流过阀芯与阀孔间隙时产生径向不平衡力,称之为侧向力。
由于侧向力的存在,引起阀芯移动时的轴向摩擦阻力,称之为卡紧力。如果阀芯的驱动力不足以克服这个阻力,就会发生所谓的卡紧现象。(详见P120~128)
减小液压卡紧力,可采取以下措施:
i). 严格控制阀芯或阀孔的锥度(尽量减小t/Δ, t为大小端半径差、Δ为滑阀大端的径向间隙);
ii). 在阀芯凸肩上开均压槽,使阀芯在中心定位;
iii). 采用顺锥(图5-12 (b));
iv). 在阀芯的轴向加适当频率和振幅的颤振;
v). 精密过滤油液。
5-2 压力控制阀
压力控制阀种类繁多,可分为四种基本类型:溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器。
它们的共同特点是利用油液压力和弹簧力相平衡的原理来进行工作。
(1)、溢流阀
1)直动型溢流阀
按结构又分为:锥阀式、
球阀式、滑阀式三种。
当弹簧力大于液压力时,
阀口关闭;
当弹簧力小于液压力时,
阀口打开,
油液由锥阀阀口经回油
口溢回油箱。
2)先导型溢流阀
3)溢流阀的作用图5-37 溢流阀的职能符号
溢流阀的职能符号如图5-37所示。溢流阀的主要作用是:
防止液压系统过载,保护油泵和油路系统的安全,保持液压系统的压力恒定。
图5-37 溢流阀的职能符号