壓力控制閥分類

壓力控制閥是制壓力的閥的總稱。按用途分為溢流閥﹑減壓閥和順序閥。    在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中,控制油液壓力高低的液壓閥稱之為壓力控制閥，簡稱壓力閥。這類閥的共同點(diǎn)是利用作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理工作的。

一、壓力控制閥分類溢流閥的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理

溢流閥的主要作用是對液壓系統(tǒng)定壓或進(jìn)行安全保護(hù)。

（一）溢流閥的作用和性能要求

1．溢流閥的作用

在液壓系統(tǒng)中用來維持定壓是溢流閥的主要用途。它常用于節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，和流量控制閥配合使用，調(diào)節(jié)進(jìn)入系統(tǒng)的流量，并保持系統(tǒng)的壓力基本恒定。用于過載保護(hù)的溢流閥一般稱為安全閥。

2．液壓系統(tǒng)對溢流閥的性能要求

（1）定壓精度高 

（2）靈敏度要高

（3）工作要平穩(wěn)且無振動(dòng)和噪聲

（4）當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)密封要好，泄漏要小。



（二）壓力控制閥分類溢流閥的結(jié)構(gòu)和工作原理

常用的溢流閥按其結(jié)構(gòu)形式和基本動(dòng)作方式可歸結(jié)為直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種。

1.直動(dòng)式溢流閥


直動(dòng)式溢流閥是依靠系統(tǒng)中的壓力油直接作用在閥芯上與彈簧力等相平衡，以控制閥芯的啟閉動(dòng)作，溢流閥是利用被控壓力作為信號來改變彈簧的壓縮量，從而改變閥口的通流面積和系統(tǒng)的溢流量來達(dá)到定壓目的的。在執(zhí)行元件沒有拖動(dòng)全部負(fù)載時(shí)，系統(tǒng)壓力較低，閥口x關(guān)進(jìn)油口閉，無溢流。 隨著負(fù)載增加，系統(tǒng)壓力升高，彈簧2被壓縮，閥芯上升，直到P=Fs／A時(shí)，閥 門打開，開始溢流。起溢流、定壓作用。 

         定壓調(diào)節(jié)過程如下： 

         如果系統(tǒng)壓力升高，超過調(diào)定值，則閥口開度增大，溢流阻力減小，使系統(tǒng)壓力降至調(diào)定值； 如果系統(tǒng)壓力低于調(diào)定值，則閥口開度減小，溢流阻力加大，使系統(tǒng)的壓力升到調(diào)定值。由于閥口開度z值變化很小，彈簧力F可近似地視為常數(shù)，故系統(tǒng)壓力能被控制在調(diào)定值保持不變。 

2.壓力控制閥分類先導(dǎo)式溢流閥

圖-11所示為先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)示意圖，由于先導(dǎo)閥芯一般為錐閥，受壓面積較小，所以用一個(gè)剛度不太大的彈簧即可調(diào)整較高的開啟壓力 ，用螺釘調(diào)節(jié)導(dǎo)閥彈簧的預(yù)緊力，就可調(diào)節(jié)溢流閥的溢流閥壓力。

先導(dǎo)式溢流閥有一個(gè)遠(yuǎn)程控制口Ｋ，如果將K口用油管接到另一個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥（遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)和溢流閥的先導(dǎo)控制部分一樣），調(diào)節(jié)遠(yuǎn)程調(diào)壓閥的彈簧力，即可調(diào)節(jié)溢流閥主閥芯上端的液壓力，從而對溢流閥的溢流壓力實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓。但是，遠(yuǎn)程調(diào)壓閥所能調(diào)節(jié)的高壓力不得超過溢流閥本身導(dǎo)閥的調(diào)整壓力。當(dāng)遠(yuǎn)程控制口K通過二位二通閥接通油箱時(shí)，主閥芯上端的壓力接近于零，主閥芯上移到高位置．閥口開得很大。由于主閥彈簧較軟，這時(shí)溢流閥ｐ口處壓力很低,系統(tǒng)的油在低壓下通過溢流閥流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸荷。


（三）溢流閥的性能 

溢流閥的性能包括溢流閥的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。

1.靜態(tài)性能

(1)壓力調(diào)節(jié)范圍

壓力調(diào)節(jié)范圍是指調(diào)壓彈簧在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，系統(tǒng)壓力能平穩(wěn)地上升或下降，且壓力無突跳及遲滯現(xiàn)象時(shí)的大和小調(diào)定壓力。溢流閥的大允許流量為其額定流量，在額定流量下工作時(shí)溢流閥應(yīng)無噪聲、溢流閥的小穩(wěn)定流量取決于它的壓力平穩(wěn)性要求，一般規(guī)定為額定流量的15％。

(2)壓力*量特性 圖4－12  溢流閥的壓力流量特性圖。

 

    調(diào)定壓力-閥的溢流量達(dá)到額定溢流量qn時(shí)，所對應(yīng)的壓力pn稱為溢流閥的調(diào)定壓力。 

    開啟壓力-溢流閥剛開啟時(shí)，閥進(jìn)口的壓力p0稱為開啟壓力。 

    調(diào)壓偏差-調(diào)定壓力pn與開啟壓力p0的差值稱為調(diào)壓偏差，其值越小，性能越好。 

    可見先導(dǎo)式溢流閥要優(yōu)于直動(dòng)式溢流閥。 

啟閉特性是指溢流閥在穩(wěn)態(tài)情況下從開啟后到閉合的過程中，被控壓力與通過溢流閥的溢流量之間的關(guān)系。它是衡量溢流閥定壓精度的一個(gè)重要指標(biāo)，一般用溢流閥處于額定流量、調(diào)定壓力ｐs時(shí)，開始溢流的開啟壓力ｐk及停止溢流的閉合壓力ｐB(yǎng)分別與ｐs的百分比來衡量，前者稱為開啟比，后者稱為閉合比。

（3）卸荷壓力

當(dāng)溢流閥的遠(yuǎn)程控制口及與油箱相連時(shí),額定流量下的壓力損失稱為卸荷壓力。

二、減壓閥 

減壓閥是使出口壓力（二次壓力）低于進(jìn)口壓力（一次壓力）的一種壓力控制閥。

 作用：減低液壓系統(tǒng)中某一回路的油液壓力，使用一個(gè)油源能同時(shí)提供兩個(gè)或幾個(gè)不同壓力的輸出。

用途：減壓閥在各種液壓設(shè)備的夾緊系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中應(yīng)用較多。此外，當(dāng)油壓不穩(wěn)定時(shí)，在回路中串入一減壓閥可得到一個(gè)穩(wěn)定的較低的壓力。

分類：根據(jù)減壓閥所控制的壓力不同，它可分為定值輸出減壓閥、定差減壓閥和定比減壓閥。



（一）定值輸出減壓閥

1. 工作原理

    閥不工作時(shí)，閥芯在彈簧作用下處于下端位置，閥的進(jìn)、出油口是相通的，亦即閥是常開.

    若出口壓力增大，使作用在閥芯下端的壓力剛好大于彈簧力時(shí)，閥芯上移，關(guān)小閥口，這時(shí)閥處于工作狀態(tài)。

    若忽略其它阻力，僅考慮作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的條件，則可以認(rèn)為出口壓力基本上維持在某一定值——調(diào)定值上。 如出口壓力減小，閥芯就下移，開大閥口，閥口處阻力減小，壓降減小，使出口壓力回升到調(diào)定值 先導(dǎo)式減閥動(dòng)畫

    將先導(dǎo)式減壓閥和先導(dǎo)式溢流閥進(jìn)行比較，它們之間有如下幾點(diǎn)不同之處：

    (1)減壓閥保持出口壓力基本不變，而溢流閥保持進(jìn)口處壓力基本不變。

    (2)在不工作時(shí)，減壓閥進(jìn)、出油口互通，而溢流閥進(jìn)出油口不通。

    (3)為保證減壓閥出口壓力調(diào)定值恒定，它的導(dǎo)閥彈簧腔需通過泄油口單獨(dú)外接油箱；而溢流閥的出油口是通油箱的，所以它的導(dǎo)閥的彈簧腔和泄漏油可通過閥體上的通道和出油口相通，不必單獨(dú)外接油箱。

2．工作特性
(1)當(dāng)負(fù)載為零或負(fù)載所決定的壓力小于減壓閥的調(diào)定壓力時(shí)，減壓閥口常開，減壓閥處非工作狀態(tài)，這時(shí)減壓閥口相當(dāng)于一個(gè)通道，減壓閥出口油壓為零或?yàn)樾∮跍p壓閥調(diào)定壓力的某個(gè)數(shù)值；

    (2)當(dāng)負(fù)載壓力等于減壓閥調(diào)定壓力時(shí)，減壓閥口關(guān)小，減壓閥處工作(減壓)狀態(tài)，其出口壓力為所調(diào)定的額定值；

    (3)當(dāng)負(fù)載壓力大于減壓閥的調(diào)定壓力或?yàn)闊o窮大(液壓油推不動(dòng)負(fù)載、負(fù)載速度為零)時(shí)，減壓閥仍處于工作狀態(tài)，出口壓力仍為減壓閥的調(diào)定值。與前者不同的是此時(shí)負(fù)載流量(流徑減壓閥口通向負(fù)載的流量)已為零(因負(fù)載已停止運(yùn)動(dòng))，但仍有一部分流量經(jīng)減壓閥的導(dǎo)閥泄回油箱，因此，此時(shí)減壓閥閥口的流量并不為零。 

（二）定差減壓閥

    定差減壓閥是使進(jìn)、出油口之間的壓力差等于或近似于不變的減壓閥。 高壓油P1經(jīng)節(jié)流口XR減壓后以低壓P2流出，同時(shí)，低壓油經(jīng)閥芯中心孔將壓力 傳至閥芯上腔，則其進(jìn)、出油液壓力在閥芯有效作用面積上的壓力差與彈簧力相平衡,只要盡量減小彈簧剛度k和閥口開度XR，就可使壓力差△戶近似地保持為定值



（三）定比減壓閥

    定比減壓閥能使進(jìn)、出油口壓力的比值維持恒定。 

    選擇閥芯的作用面積A1和A2，便可得到所要求的壓力比，且比值近擬恒定。 

三、順序閥

在液壓系統(tǒng)中，除了需要進(jìn)行壓力的調(diào)控外，還常常需要根據(jù)油路壓力的變化來控制執(zhí)行元件之間的動(dòng)作順序，這時(shí)就要使用順序閥。圖4—14a為直動(dòng)式順序閥，圖4—14b為先導(dǎo)式順序閥。順序閥從結(jié)構(gòu)上可分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式；從控制方式上可分為內(nèi)控式和外控式。內(nèi)控式順序閥的工作原理與溢流閥很相似，區(qū)別在于順序閥的出油口p2不接油箱而是接后續(xù)的液壓元件。因此，泄油口L要單獨(dú)接油箱。再就是順序閥閥口的封油長度大于溢流閥，所以在進(jìn)口壓力p1低于調(diào)定值時(shí)，閥口全閉；當(dāng)進(jìn)口油壓達(dá)到調(diào)定值時(shí)閥口開啟，進(jìn)出油口接通，使后續(xù)元件動(dòng)作。


    圖4—14c所示為外控式液控順序閥，它與內(nèi)控式順序閥的區(qū)別在于閥芯上沒有與進(jìn)油口相通的孔，因而進(jìn)口油液不能進(jìn)入閥芯下腔。控制閥芯運(yùn)動(dòng)的油液由控制口K引入，閥芯啟閉由控制油液壓力是否達(dá)到調(diào)定值決定。調(diào)整調(diào)節(jié)手柄，改變彈簧壓力就能改變調(diào)定值。 

四、壓力繼電器

壓力繼電器是一種將液壓信號轉(zhuǎn)換成電信號的元件。圖4—15為其工作原理圖，壓力油經(jīng)控制口進(jìn)入柱塞A或膜片底部，當(dāng)壓力達(dá)到壓力繼電器的調(diào)定值時(shí)，柱塞A上移或膜片中間凸起頂動(dòng)柱塞B，通過錐面作用使鋼球平移，壓動(dòng)微動(dòng)電氣開關(guān)，發(fā)出電信號。由于摩擦力的存在，壓力降至調(diào)定值時(shí)，壓力繼電器并不是馬上復(fù)位，而是再降一定值時(shí)才復(fù)位，這個(gè)壓力稱為復(fù)位壓力。動(dòng)作壓力與復(fù)位壓力的差值為返回區(qū)間，其調(diào)節(jié)范圍為0．35～0．8MPa。壓力繼電器正確位置是在液壓缸和節(jié)流閥之間 。

(1)溢流閥：能控制液壓系統(tǒng)在達(dá)到調(diào)定壓力時(shí)保持恆定狀態(tài)。用於過載保護(hù)的溢流閥稱為安全閥。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障，壓力昇高到可能造成破壞的限定值時(shí)，閥口會(huì)打開而溢流，以保證系統(tǒng)的安全。
(2)減壓閥：能控制分支迴路得到比主迴路油壓低的穩(wěn)定壓力。減壓閥按它所控制的壓力功能不同，又可分為定值減壓閥(輸出壓力為恆定值)﹑定差減壓閥(輸入與輸出壓力差為定值)和定比減壓閥(輸入與輸出壓力間保持一定的比例)。
(3)順序閥：能使一個(gè)執(zhí)行元件(如液壓缸﹑液壓馬達(dá)等)動(dòng)作以后，再按順序使其他執(zhí)行元件動(dòng)作。油泵產(chǎn)生的壓力先推動(dòng)液壓缸1運(yùn)動(dòng)，同時(shí)通過順序閥的進(jìn)油口作用在面積A上，當(dāng)液壓缸1運(yùn)動(dòng)*成后，壓力昇高，作用在面積A的向上推力大於彈簧的調(diào)定值后，閥芯上昇使進(jìn)油口與出油口相通，使液壓缸2運(yùn)動(dòng)。