1.液压阀的作用
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,因此它可分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。一个形状相同的阀,可以因为作用机制的不同而具有不同的功能。压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制系统的压力和流量,而方向阀则利用通流通道的更换控制油液的流动方向。这就是说,尽管液压阀存在着各种各样不同的类型,它们之间还是保持着一些基本共同之点的。例如,在结构上,所有的阀都由阀体、阀芯(转阀或滑阀)和驱使阀芯动作的元、部件(如弹簧、电磁铁)组成;在工作原理上,所有阀的开口大小,阀的进、出口间压差以及流过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式,只是各种阀控制的参数各不相同而已。
2.液压阀的分类
液压控制阀的种类繁多,除了不同品种、规格的通用阀外,还有许多专用阀和复合阀。就液压阀的基本类型来说,通常按以下方式进行分类。
(1)按用途分
1)压力控制阀。用来控制和调节液压系统中液流的压力或利用压力控制的阀类称为压力控制阀,如溢流阀、减压阀、顺序阀、电液比例溢流阀、电液比例减压阀等。
2)流量控制阀。用来控制和调节液压系统中液流流量的阀类称为流量控制阀,如节流阀、调速阀、分流阀、电液比例流量阀等。
3)方向控制阀。用来控制和改变液压系统中液流方向的阀类称为方向控制阀,如单向阀、换向阀等。
以上三类阀可互相组合,成为复合阀,以减少管路连接,使结构更为紧凑,提高系统效率,如单向行程调速阀等。
(2)按控制方式分
1)开关阀或定值控制阀。这是最常见的一类液压阀,又称为普通液压阀。此类阀采用手动、机动、电磁铁和控制液压油等控制方式启闭液流通路、定值控制液流的压力和流量。
2)伺服控制阀。这是一种根据输入信号(电气、机械、气动等)及反馈量成比例地连续控制液压系统中液流的压力、流量的阀类,又称为随动阀。伺服控制阀具有很高的动态响应和静态性能,但其价格昂贵、抗污染能力差,主要用于控制精度要求很高的场合。
3)电液比例控制阀。电液比例控制阀的性能介于普通液压阀和伺服控制阀之间,它可以根据输入信号的大小连续地、成比例地控制液压系统中液流的参量,满足一般工业生产对控制性能的要求。与伺服控制阀相比,电液比例控制阀具有结构简单、价格较低、抗污染能力强等优点,因而在工业生产中得到广泛应用。但电液比例控制阀存在中位死区,工作频宽比伺服控制阀低。电液比例控制阀又分为两种,一种是直接将开关定值控制阀的控制方式改为比例电磁铁控制的普通电液比例控制阀,另一种是带内反馈的新型电液比例控制阀。
4)数字控制阀。用计算机数字信息直接控制的液压阀称为电液数字阀。数字控制阀可直接与计算机连接,不需要数-模转换器。与比例控制阀、伺服控制阀相比,数字控制阀具有结构简单、工艺性好、价廉、抗污染能力强、重复性好、工作稳定可靠、放大器功耗小等优点,如高速开关阀。在数字控制阀中,最常用的控制方法有增量控制型和脉宽调制(PWM)型。数字控制阀的出现至今已有30多年,但其发展速度不快,应用范围也不广。其主要原因是,增量控制型存在分辨率限制,而PWM型主要受两个方面的制约:一是控制流量小且只能单通道控制,在流量较大或要求方向控制时难以实现;二是有较大的振动和噪声,影响可靠性和使用环境。此外,数字控制阀由于按照载频原理工作,故控制信号频宽比模拟器件低。
(3)根据结构形式分 液压控制阀一般由阀芯、阀体、操纵控制机构等主要零件组成。根据阀芯结构形式的不同,液压控制阀又可以分为以下几类。
1)滑阀类。滑阀类的阀芯为圆柱形,通过阀芯在阀体孔内的滑动来改变液流通路开口的大小,以实现液流压力、流量及方向的控制。
2)提升阀类。提升阀类有锥阀、球阀、平板阀等,利用阀芯相对阀座孔的移动来改变液流通路开口的大小,以实现液流压力、流量及方向的控制。(www.xing528.com)
3)喷嘴挡板阀类。喷嘴挡板阀是利用喷嘴和挡板之间的相对位移来改变液流通路开口大小,以实现控制的阀类。该类阀主要用于伺服控制和比例控制元件。
(4)根据连接和安装方式分
1)管式阀。管式阀阀体上的进、出油口通过管接头或法兰与管路直接连接。其连接方式简单,自重小,在移动式设备或流量较小的液压元件中应用较广。其缺点是阀只能沿管路分散布置,装拆维修不方便。
2)板式阀。板式阀由安装螺钉固定在过渡板上,阀的进、出油口通过过渡板与管路连接。过渡板上可以安装一个或多个阀。当过渡板安装有多个阀时,又称为集成块。安装在集成块上的阀与阀之间的油路通过块内的流道沟通,可减少连接管路。板式阀由于集中布置且装拆时不会影响系统管路,因而操纵、维修方便,应用十分广泛。
3)插装阀。插装阀主要有二通插装阀、三通插装阀和螺纹插装阀。二通插装阀是将其基本组件插入特定设计加工的阀体内,配以盖板、先导阀组成的一种多功能复合阀。因插装阀基本组件只有两个油口,因此被称为二通插装阀,简称插装阀。该阀具有通流能力大、密封性好、自动化和标准化程度高等特点。三通插装阀具有液压油口、负载油口和回油箱油口,起到两个二通插装阀的作用,可以独立控制一个负载腔。但由于通用化、模块化程度远不及二通插装阀,因此未能得到广泛应用。螺纹式插装阀是二通插装阀在连接方式上的变革,由于采用螺纹连接,使其安装简捷方便,整个体积也相对减小。
4)叠加阀。叠加阀是在板式阀基础上发展起来的结构更为紧凑的一种形式。阀的上下两面为安装面,并开有进、出油口。同一规格、不同功能的阀的油口和安装连接孔的位置、尺寸相同。使用时根据液压回路的需要,将所需的阀叠加并用长螺栓固定在底板上,系统管路与底板上的油口相连。
(5)按操纵方法分 液压阀按操纵方法可分为手动式液压阀、机动式液压阀、电动式液压阀、液动式液压阀和电液动式液压阀等多种。
3.对液压阀的基本要求
各种液压阀,由于不是对外做功的元件,而是用来实现执行元件(机构)所提出的力(力矩)、速度、变向的要求的,因此对液压控制阀的共同要求如下:
1)动作灵敏、性能好、工作可靠且冲击振动小。
2)油液通过阀时的液压损失要小。
3)密封性能好。
4)结构简单紧凑、体积小,安装、调整、维护、保养方便,成本低廉,通用性大,寿命长。
4.液压控制阀的性能参数
液压阀的规格大小用通径Dg(单位为mm)表示。Dg是阀进、出油口的公称尺寸,它和实际尺寸不一定相等。
对于不同类型的各种阀,也有使用其他参数表征其工作性能的。一般有额定压力、流量,以及压力损失、开启压力、允许背压、最小稳定流量等,同时在产品样本中给出若干条特性曲线,供使用者确定不同状态下的性能参数值。
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