机动设备液压系统控制阀的分类及功用

2015-04-03■李婷

时代农机 2015年11期

关键词：平衡阀单向阀控制阀

■李　婷

机动设备液压系统控制阀的分类及功用

■李婷

机动设备的液压系统主要由动力组件（油泵）、执行组件（油缸或液压马达）、控制组件（各种阀）、辅助组件和工作介质等五部分组成。但液压系统的维护工作要求高，液压组件维修较复杂，且需有较高的技术水平；用油做工作介质，在工作面存在火灾隐患。

1　液压控制阀的分类

机动设备液压控制阀是液压传动系统中的控制调节组件，它控制油液的流动的方向、压力、流量，以满足执行组件所需要的压力、方向和速度的要求，从而使执行机构带动负载实现预定的动作。液压控制阀（又称液压阀）用来控制或调节液压系统压力高低、液流方向和流量大小，从而控制液压马达和液压缸的启动、停止、速度、方向、力的大小以及动作顺序等的液压组件。液压控制阀的类型很多，但所有的液压控制阀的一个共同特点，就是靠改变其阀口的信道关系或信道面积，即改变其阀口的“开”与“关”来进行控制。

根据其在机动设备液压系统中所起的作用可以分为：压力控制阀主要用来控制液压系统的压力，以及满足执行机构所需要的力或转矩，如溢流阀、减压阀、平衡阀、顺序阀等。流量控制阀主要用来控制液压系统油液的流量，以满足执行机构所需要的运动速度，如节流阀、调速阀、分流-集流阀等。方向控制阀主要用来控制液压系统液流的方向，以满足执行机构变换运动方向的需要。如单向阀、换向阀等。

按液压阀的操纵方法分有：手动式、脚踏式、换挡式、电磁式、液动式、气动式等多种。按液压阀芯的结构形状分为球阀、锥阀、转阀、板阀等。按液压阀与管路的连接方式可分为管接式（螺纹式连接、法兰式连接）、板接式及叠加式连接。为了简化结构、缩短管道、减少液压组件的数目、减少外泄露，常把两个或两个以上的阀类组件装在同一阀体内，或多个阀体组合形成复合阀，如单向减压阀、换向溢流阀、多路换向阀等。

在液压系统中，对液压阀的性能要求，主要有以下几点：动作灵敏、使用可靠，工作时冲击和振动要小，使用寿命长。油液流过液压时压力损失要小，密封性能要好，内泄漏要小，无外渗漏。结构紧凑，安装、维护、调整方便，通用性好。

2　溢流阀的功用原理

溢流阀能控制液压系统在达到调定压力时保持定状态。用于过载保护的溢流阀称为安全阀。当系统发生故障，压力高到可能造成破坏的限定值时，阀口会打开而溢流，以保证系统的安全。

溢流阀按结构形式分为直动式、差动式和先导式三种。直动式溢流阀是由阀芯、阀体、调压弹簧和调压手轮等组成。阀芯在调压弹簧的作用下压在阀座上，阀呈关闭状态。当作用在阀芯上的液压力大于弹簧力时，阀开启，高压油便通过阀口溢回油箱，使入口压力保持恒定。拧动调压手轮，可以改变弹簧的张紧力，从而改变溢流阀的开启压力。

溢流阀可以限制液压系统的最高压力，防止系统过载，当系统压力低于溢流阀的调定值，该阀处于常闭状态，没有油液从中溢出。若外负荷增大，系统的压力超过发的调定值时，溢流阀立即打开，让油液流回油箱，系统压力不再继续升高，从而防止系统过载，以免损坏液压组件。因此，这时的溢流阀又称安全阀。溢流阀还可以保持系统压力基本恒定。在节流调速系统中，液压泵输出的压力油只有一部分进入液压马达或液压缸，多余部分须经溢流阀分流，阀处于常开状态，这样就保持了系统的工作压力基本不变。

3　顺序阀与平衡阀的功用原理

（1）顺序阀。机动设备用油路的压力来控制执行组件动作顺序的压力控制阀成为顺序阀。顺序阀能使一个执行组件（如液压缸液压马达等）动作以后，再按顺序使其他执行组件动作。油泵产生的压力先推动液压缸运动，同时通过顺序阀的进油口作用在受压面上，当液压缸运动完全成后，压力高，作用在受压面的向上推力大于弹簧的调定值后，阀芯上使进油口与出油口相通，使液压缸运动。顺序阀按其结构的不同可分为直动式和先导式两种，按其控制方式的不同又有内控和外控式之分。直动式内控顺序阀的工作原理与直动式溢流阀相似，区别在于二次油路即出口压力不接回油箱，而接通某个执行组件，因此泄露回油口必须单独接回油箱；为了减少调压外空弹簧的刚度，设置了控制柱塞。将该阀下盖转过90。，并打开螺堵，则变成外控顺序阀。顺序阀可控制多个执行组件的动作顺序。对于外控顺序阀，阀芯的开启与一次油路无直接联系，弹簧力只需克服摩擦力，即可使阀芯复位；因此，外控油压可以较低。当一次油路压力达到顺序阀的设定压力之前，阀一直关闭，一旦达到设定压力，阀便开启，压力油进入二次油路，去驱动另一个执行组件。

（2）平衡阀。能起平衡作用的阀有平衡阀、内控顺序阀以及溢流阀与单向阀并联作平衡阀。平衡阀用于执行组件的回油端建立背压，使执行组件在负载变动时仍保持平稳运动，防止外力使油缸突然回落，防止液压马达出现“失速”等。为使液流能反向通过，平衡阀中设有单向阀。平衡阀的特性与顺序阀相同，它在机动设备中使用较多，对其使用性能起着不可忽视的作用。为了防止超速下降的危险，就需在回路中安装一个限制负载下降的平衡阀，也称限速阀。

4　流量控制阀的功用原理

在机动设备液压系统中，用以控制液体流量的阀统称流量控制阀。流量控制阀都是依靠改变阀口通流面积的大小或流通通道的长短来调节流量的，在定量液压泵的系统中，起到调节执行组件运动速度的目的。常用的流量控制阀有节流阀、调速阀、分流-集流阀及各种组合式流量阀。节流阀、调速阀在定量液压泵系统中的主要作用是与溢流阀配合组成三种节流调速系统，即进油流调速系统、回油节流调速系统和旁路节流调速系统。由于解忧调速功率损失较大，一般仅限于小功率或短暂的调速系统使用。分流-集流阀也是流量控制阀的一种。它可以使两个以上并联的执行组件，在承受不同负载时仍能获得相等或成一定比例的流量，从而使执行组件的运动速度保持同步或一定比例，故也称同步阀。

流量控制阀利用调节阀芯和阀体间的节流口面积和它所生的局部阻力对流量进行调节，从而控制执行组件的运动速度。流量控制阀按用途分为5种：节流阀在调定节流口面积后，能使载荷压力变化不大和运动均匀性要求不高的执行组件的运动速度基本上保持稳定。调速阀在载荷压力变化时能保持节流阀的进出口压差为定值。这样，在节流口面积调定以后，不论载荷压力如何变化，调速阀都能保持通过节流阀的流量不变，从而使执行组件的运动速度稳定。分流阀不论载荷大小，能使同一油源的两个执行组件得到相等流量的为等量分流阀或同步阀；得到按比例分配流量的为比例分流阀。集流阀作用与分流阀相反，使流入集流阀的流量按比例分配。分流集流阀兼具分流阀和集流阀两种功能。