图5-7溢流阀的静态特性曲线
图5-8溢流阀的启闭特性曲线
b.溢流阀的启闭特性启闭特性是表征溢流阀性能好坏的重要指标,一般用开启压力比率和闭合压力比率表示。当溢流阀从关闭状态逐渐开启,其溢流量达到额定流量的1%时所对应的压力,定义为开启压力k,k与调定压力s之比的百分率,称之为开启压力比率。当溢流阀从全开启状态逐渐关闭,其溢流量为其额定流量的1%时,所对应的压力定义为闭合压力k,k与调定压力s之比的百分率,称之为闭合压力比率。开启压力比率与闭合压力比率越高,阀的性能越好。一般开启比率应≥90%,闭合比率应≥85%。图5-8为溢流阀的启闭特性曲线。曲线1为先导式溢流阀的开启特性,曲线2为闭合特性。
c.溢流阀的压力稳定性系统在工作时,由于油泵的流量脉动及负载变化的影响,导致溢流阀的主阀芯一直处于振动状态,阀所控制的油压也因此产生波动。衡量溢流阀的压力稳定性用两个指标度量:一是在整个调压范围内阀在额定流量状态下的压力波动值,二是在额定压力和额定流量状态下,3min内的压力偏移值。上述两个指标越小,溢流阀的压力稳定性就越好。
d.溢流阀的卸荷压力将溢流阀的遥控口与油箱连通后,油泵处于卸荷状态时,溢流阀进出油口压力之差称之为卸荷压力。溢流阀的卸荷压力越小,系统发热越少,一般溢流阀的卸
a,最大不应超过0.45a。 荷压力不大于0.2
e.压力调节范围 溢流阀的压力调节范围是指溢流阀能够保证性能的压力使用范围。溢流阀在此范围内调节压力时,进口压力能保持平稳变化,无突跳、迟滞等现象。在实际情况下,当需要溢流阀扩大调压范围时,可通过更换不同刚度的弹簧来实现。如国产调压范围为
pppp?p?pMPMPMPa的高压溢流阀,更换四种刚性不等的调节弹簧可实现0.5~7MPa、3.5~
MPa、7~21MPa和14~35MPa四种范围的压力调节。 14
12~31.5
f.许用流量范围 溢流阀的许用流量范围一般是指阀额定流量的15%~100%之间。阀在此流量范围内工作,其压力应当平衡、嗓声小。
② 动态特性 溢流阀的动态特性,是指在系统压力突变时,阀的响应过程中所表现出的性能指标。图5-9为溢流阀的动态特性曲线。此曲线的测定过程是:将处于卸荷状态下的溢流阀突然关闭时(一般是由小流量电磁阀切断通油池的遥控口),阀的进口压力迅速提升至
最大峰值,然后振荡衰减至调定压力,再使溢流阀在稳态溢流时开始卸荷。经此压力变化循环过程后,可以得出以下动态特性指标:
图5-9溢流阀的动态特性曲线
a.压力超调量 最大峰值压力与调定压力之差,称之为压力超调量,用?p表示。压力超调量越小,阀的稳定性越好。
b.过渡时间 指溢流阀从压力开始升高达到稳定在调定压力所需的时间,用符号t表示。过渡时间越小,阀的灵敏性越高。
c. 压力稳定性 溢流阀在调压状态下工作时,由于泵的压力脉动而引起系统压力在调定压力附近产生有规律的波动,这种压力的波动可以从压力表指针的振摆看到,此压力振摆的大小标志阀的压力稳定性。阀的压力振摆越小,压力稳定性越好。一般溢流阀的压力振摆应
a。 小于0.2
2.先导型溢流阀
先导型溢流阀是由先导阀和主阀组成。先导阀用以控制主阀芯两端的压差,主阀芯用于控制主油路的溢流。图5-10(a)所示为一种板式连接的先导型溢流阀的结构原理图。由图可见,先导型溢流阀由先导阀1和主阀2两部分组成。先导阀就是一个小规格的直动型溢流阀,而主阀阀芯是一个具有锥形端部、上面开有阻尼小孔的圆柱筒。
MP (a) (b) (c)
图5-10先导型溢流阀工作原理
(a)结构原理图 (b)一般符号或直动型符号 (c)先导型符号
在图5-10(a)中,油液从进油口P进入,经阻尼孔R到达主阀弹簧腔,并作用在先导阀锥阀阀芯上(一般情况下,外控口K是堵塞的)。当进油压力不高时,液压力不能克服先导阀的弹簧阻力,先导阀口关闭,阀内无油液流动。这时,主阀芯因前后腔油压相同,故被主阀弹簧压在阀座上,主阀口亦关闭。当进油压力升高到先导阀弹簧的预调压力时,先导阀口打开,主阀弹簧腔的油液流过先导阀口并经阀体上的通道和回油口T流回油箱。这时,油液流过阻尼小孔R,产生压力损失,使主阀芯两端形成了压力差,主阀芯在此压差作用下克服弹簧阻力向上移动,使进、回油口连通,达到溢流稳压的目的。调节先导阀的调压螺钉,便能调整溢流压力。更换不同刚度的调压弹簧,便能得到不同的调压范围。
先导型溢流阀的阀体上有一个远程控制口K,当将此口通过二位二通阀接通油箱时,主阀芯上端的弹簧腔压力接近于零,主阀芯在很小的压力下便可移动到上端,阀口开至最大,这时系统的油液在很低的压力下通过阀口流回油箱,实现卸荷作用。如果将K口接到另一个远程调压阀上(其结构和溢流阀的先导阀一样),并使打开远程调压阀的压力小于先导阀的调定压力,则主阀芯上端的压力就由远程调压阀来决定。使用远程调压阀后便可对系统的溢
流压力实行远程调节。
溢流阀的图形符号如图5-10(b)、(c)所示。其中,图5-10(b)所示为溢流阀的一般符号或直动型溢流阀的符号;图5-10(c)为先导型溢流阀的符号。图5-11所示为先导型溢流阀的一种典型结构。先导型溢流阀的稳压性能优于直动型溢流阀。但先导型溢流阀是二级阀,其灵敏度低于直动型阀。
图5-11先导型溢流阀
1-阀体 2-主阀套 3-弹簧 4-主阀芯 5-先导阀阀体 6-调节螺钉 7-调节手枪 8-弹簧 9-先导阀阀芯 10-先导阀阀座 11-柱塞 12-导套 13-消振垫
3.溢流阀的应用
溢流阀在每一个液压系统中都有使用。主要应用有:
1)作溢流阀用 在图5-12所示用定量泵供油的节流调速回路中,当泵的流量大于节流阀允许通过的流量时,溢流阀使多余的油液流回油箱,此时泵的出口压力保持恒定。
图5-12溢流阀起溢流定压的作用
图5-13溢流阀作安全阀用
2)作安全阀用 在图5-13由变量泵组成的液压系统中,用溢流阀限制系统的最高压力,防止系统过载。系统在正常工作状态下,溢流阀关闭;当系统过载时,溢流阀打开,使压力油经阀流回油箱。此时,溢流阀为安全阀。
3)作背压阀用 在图5-14所示的液压回路中,溢流阀串联在回油路上,溢流产生背压,使运动部件运动平稳性增加。
4)作卸荷阀用 在图5-15所示的液压回路中,在溢流阀的遥控口串接一小流量的电磁
阀,当电磁铁通电时,溢流阀的遥控口通油箱,此时液压泵卸荷。溢流阀此时作为卸荷阀使用。
图5-14溢流阀作背压阀用
图5-15溢流阀作卸荷阀用
5.2.3减压阀
减压阀是使其出口压力低于进口压力,并使出口压力可以调节的压力控制阀。在液压系统中减压阀用于降低或调节系统中某一支路的压力,以满足某些执行元件的需要。
对减压阀的主要要求是:出口压力维持恒定,不受入口压力、通过流量大小的影响。 减压阀按其工作原理亦有直动型和先导型之分。按其调节性能又分为是保证出口压力为定值的定值减压阀;保证进出口压力差不变的定差减压阀;保证进出口压力成比例的定比减压阀。其中定值减压阀应用最广,简称减压阀。这里只介绍定值减压阀。
1.直动型减压阀
1)直动型减压阀工作原理和结构
图5-16(a)所示为直动型减压阀的工作原理,图5-16(b)所示为直动型或一般减压阀符号,当阀芯处在原始位置上时,它的阀口是打开的,阀的进、出口沟通。这个阀的阀芯由出口处的压力控制,出口压力末达到调定压力时阀口全开,阀芯不工作。当出口压力达到调定压力时,阀芯上移,阀口关小,整个阀处于工作状态了。如忽略其他阻力,仅考虑阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的条件,则可以认为出口压力基本上维持在某一固定的调定值上。这时如出口压力减小,阀芯下移,阀口开大,阀口处阻力减小,压降减小,使出口压力回升到调定值上。反之,如出口压力增大,则阀芯上移,阀口关小,阀口处阻力加大,压降增大,使出口压力下降到调定值上。
图5-16直动型减压阀工作原理
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