第三章 液压控制阀
本 章 提 要
本章主要内容是各种方向控制阀、压力控制阀及流量控制阀的类型、工作原理、典型结构及其应用。通过本章学习应达到如下要求:①重点掌握各种控制阀的结构、工作原理及实际应用,②掌握各种控制阀的特点及使用条件:③牢记各种控制阀的职能符号,并能用职能符号绘制简单的液压回路;④弄清各种阀之间的区别与联系;⑤能够对压力控制回路中指定点进行压力分析或确定.这是本章的重点也是难点,望学习时给予足够的重视。 一、填空题
1.滑阀机能为_____型的换向阀,在换向阀处于中间位置时油泵卸荷;而______型的换向阀处于中间位置时可使油泵保持压力(每空白只写出一种类型)。
答:M;O。
2.顺序阀如果用阀的进口压力作为控制压力,则称该阀为_______式。 答:内控式。
3.调速阀是由______和节流阀串联而成的。 答:压差式减压阀。
4.溢流节流阀是由差压式溢流阀和节流阀_____联构成的。 答:并联。
5.采用出口节流的调速系统,若负载减小,则节流阀前的压力就会______。
答:增大。
6.节流阀流量公式q?CdA(?p)m,节流口形状近似细长孔时,指数m接近于______;近似薄壁孔时,指数m接近于______。 答:1,0.5。
7.当溢流阀通过______流量时,进口处的压力称为全流压力;全流压力与_______之差称为静态调压偏差。
答:额定,开启。
8.产生滑阀卡紧现象的主要原因是_______所引起的径向不平衡力,减小该力的方法是________。
答:滑阀副几何形状误差和中心线不重合,在阀芯上开均压槽。
9.滑阀的瞬态液动力只与阀的_______有关,而与阀的________无关。 答:阀芯的移动速度,阀口开度本身。
10.弹簧对中型电液阀,先导阀的中位应选_______型。 答:Y。
11.液压控制阀按其用途可分________阀、________阀和_________阀三大类。 答:方向控制阀,压力控制阀,流量控制阀。
12.方向控制阀按其用途可分为_______和_______两大类。 答:单向阀,换向阀。
13.如图1所示,设溢流阀的调整压力为p0,关小节流阀a和b的节流口,得节流阀a的前端压力为p1,后端压力为p2,若再将节流口b完全关死,此时节流阀a的前端压力为_____;后端压力为_______。
答:p0,p0
14.如图2所示,开启压力分别为0.2MPa,0.3MPa,0.4MPa的三个单向阀实现串联或并联,当O点刚有油液流过时,p点压力各为:串联(图a)时p=_________,并联(图b)时p=________。
答:0.9MPa,0.2MPa。
图1 图2
15.方向控制阀主要有________和________两大类。 答:单向阀,换向阀。
16.单向控制阀主要有________和________两类。 答:普通单向阀,液控单向阀。 17.按操纵方式分,换向阀主要有_________、________、_________、_________、________五种类型。
答:手动式,机动式,电磁式,液动式,电液动式。
18.电磁换向阀所使用的电磁铁分为______电磁铁和_______电磁铁两类。 答:直流电磁铁,交流电磁铁。
19.压力控制阀有_________、_________、_________、_________四大类。 答:溢流阀,顺序阀,减压阀,压力继电器。
20.溢流阀能保持________处的压力稳定,而减压阀能保持________处的压力稳定。 答:入口,出口。
21.溢流阀的阀口常____,而减压阀的阀口常____。 答:常闭,常开。
22.液压控制阀按结构形式可分为:______、_______、______、______和球阀五大类。 答:滑阀,锥阀,转阀,喷嘴挡板式。
23.根据结构不同,溢流阀可分为_________、_________两类。 答:直动式,先导式。
24.液压控制阀按连接方式可分为_________、_________、_________、_________、_________四种形式。
答:管式连接、板式连接、叠加式连接、插装式连接。
25.直动型溢流阀可分为_________、_________、_________三种形式。 答:锥阀式,球阀式,滑阀式。
26.溢流阀卸荷压力是指:当溢流阀作卸荷阀用时,额定流量下进、出油口的_________称卸荷压力。
答:压力差。
27.顺序阀的功用是以________使多个执行元件自动地按先后顺序动动作。 答:系统压力为信号。
28.流量控制阀是通过改变________的局部阻力的大小,从而实现对流量的控制。 答:节流口通流面积或通流通道的长短。
29.减压阀是使出口压力低于进口压力的________。 答:压力控制阀。
30.定压输出减压阀有________和________两种结构形式。 答:直动式,先导式。
31.调速阀中的定差减压阀的作用是保持________________不变。 答:节流阀前后压差。 二、问答题
1.何谓控制阀?它可分哪些类型?
答:在液压系统中,用于控制系统中液体的压力、流量和液流方向的元件,总称为液压控制阀。按用途可分为,压力控制阀,流量控制阀和方向控制阀三大类。
2.简述直动式溢流阀和先导式溢流阀的工作原理,并定性分析其进口压力和流量发生微小波动时,如何调节进口压力保持不变。
答:直动式溢流阀的工作原理:压力油直接作用在阀芯下端,超过弹簧预调力时,阀芯开启,压力油经此溢出,压力降低时,弹簧力使阀芯关闭。
先导式溢流阀的工作原理:用直动式溢流阀作先导阀控制主阀动作压力,压力油经阻尼孔至主阀阀芯上部,并通至先导阀。当压力小于调定压力时,先导阀及主阀皆关闭。压力增至调定值时,先导阀即开启,一部分油液经阻尼孔、先导阀及主阀中心孔流回油箱,使主阀芯两端形成压力差,主阀开启溢流。
3.解释概念:开启压力、调定压力、额定压力、稳态特性、动态特性、压力超调,启闭特性。
答:开启压力——在压力油作用下溢流阀刚刚开始溢流时的油液压力为开启压力。 调定压力——溢流阀某个调压弹簧在规定范围内调节时,所确定的压力叫调定压力。
稳态特性——指在稳定状态情况下,溢流阀某些参数之间的关系。
动态特性——指溢流阀被控参数在发生瞬态变化情况下,某些参数间的关系。 压力超调——是溢流阀动态特性的一项重要指标,即阀开启的瞬间,系统油液压力比调整压力高出的值。
启闭特征——指阀在启闭时,由于摩擦力的方向不同而造成的开启与闭合压力特性曲线不重合的特性。
额定压力——液压阀进、出口允许的最高压力差。 4.结合溢流阀的特点回答问题: ①先导式溢流阀主阀芯的阻尼孔有何作用?可否加大或堵死?有何后果? ②遥控口可否接油箱,如这样会出现什么现象? ③遥控口的控制压力可否是任意的?与先导阀的限定压力有何关系? ④溢流阀的进出口可否反接?原因如何? 答:①先导式溢流阀阻尼孔的作用是当油液流过时产生压降,使阀芯顶端的压力小于底端的油液压力,通过这个压差作用使阀芯开启,使主阀的弹簧刚度降低,溢流阀在溢流量变化时控制压力变化较小。
阻尼孔不可加大或堵死,若阻尼孔加大,使液流产生降压过小,上下压力基本相等,主阀没有压差使之开启(液体从先导阀口溢出但流量很小)。若将阻尼孔堵死,先导阀就失去对主阀的压力调节作用,当进油压力很低时,就能使主阀打开溢瀛,由于主阀弹簧力很小,因此系统建立不起压力。若减小阻尼孔,对提高主阀芯运动平稳性,起减振作用,效果更为显著,但过小时,将会使溢流阀开启时的压力超调量增大,过渡过程时间加长。
②在当溢沉阀使用时,遥控口不能接油箱,若这样会使系统或油泵卸荷,系统不能建立起压力。
③遥控口的压力可以是任意的,当遥控口压力大于先导阀的限定压力时,先导阀对主阀才起控制作用。否则,先导阀不起控制作用,主阀芯受遥控压力控制。
④溢流阀进、出口不可反接。反接时,主阀芯始终打不开,不起稳压、溢流作用。使系统超压。
5.顺序阀可作溢流阀吗?溢流阀可作顺序阀吗? 答:顺序阀可作溢流阀使用,即当内控式顺序阀出口直接连抽箱,就相当于一个溢流阀。 溢流阀不可直接作顺序阀使用,必须把溢流阀的泄油口通道堵死,另钻新孔向外引出泄漏油液,即可当顺序阀使用。
6.画出以下各种方向阀的职能符号,二位四通电磁换向阀,二位五通手动换向阀,二位三通液压换向阀,双向液压锁,三位四通P型机能转阀,三位五通液压换向阀。
答:各符号如图3所示。
图3
7.从原始状态时阀口状况、什么压力控制阀芯移动,进出口压力状况;泄油方式起的作
用等项目比较溢流阀,减压阀,顺序阀的异同,列表说明之。
答:见表1所示.
表1 溢流阀 减压阀 顺序阀 相同点 1)都是通过阀芯开闭或改变阀芯与阀座的通流面积达到控制压力的目的; 2)液流通过三种阀的开口时,压降、流量与开口的关系基本上是相同的。 不二次压力为控制压力 一次压力为控制压力 同控制压力 一次压力为控制压力 点 进、出口压进油口压力恒定,出油口压出口压力恒定,进口压当阀开启时进口压力力 力回油箱。 力高于出口压力的某等于出口压力 一波动值。 泄油方式 内泄式 联接方式 并联在油路中 作用 外泄式 串联在油路中 外泄式 串联在油路中 使多个执行元件依次先后动作 阀口状况 当压力低于调定值时,阀口无论压力高于还是低当压力低于调定值是常闭的。 于调定值,阀口均常时,阀口常闭。 开。 起稳压、溢流或起限压和安减压、稳压 全保护作用。 8.选泽换向滑阀。 ①要求阀处手中位时液压泵可卸荷;②要求阀处于中位时不影响其它执行元件动; ③要求换向平稳;④要求对液压缸进行差动控制;⑤要求阀处于中位时执行元件处于浮动状态;⑧要求阀处于中位时可短时锁紧执行元件;
答:所选滑阀如图4所示(答案不是唯一的)。
图4 图5
9.调速阀在使用中,进出油口能反接吗?进出油口反接会出现怎样的情况?
答:调速阀在使用中进、出油不能反接;进出油口反接,减压阀阀口开启最大,不起减压、稳压作用,仅是一个普通的节流阀而不为调速阀。
10.将溢流节流阀装在回油路上,能否起速度稳定作用?
答:如图5所示:当溢流节流阀装在回油路上时,节流阀出口压力为零,差压式溢流阀在弹簧的一腔油液压力也为零。当液压缸回油进入溢流节流阀的无弹簧腔时,只要克服软弹簧的作用力,就能使溢流口开度最大。这样,油液基本上不经节流阀而由溢流口直接回油箱,溢流节流阀两端的压力差很小,在液压缸回油腔建立不起背压,故无法对液压缸实现速度的稳定与调节。
11.有哪些阀可以在液压系统中作为背压阀使用?
答:可以做背压阀的有溢流阀、单向阀、顺序阀以及节流阀。
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