溢流阀的结构特点是内泄式的,所以出口压力会影响到进口压力的,即进口压力等于弹簧产生压力加上出口压力,当出口串联一个溢流阀后,相当于前一个溢流阀的出口变成了后一个溢流阀的开启压力。所以,此时总调定压力变成了两者的和。两个溢流阀并联,液压泵的出口压力由调压较低的一个溢流阀决定。
在液压传动系统中.控制油液压力高低的液爪阀称为压力控制阀。简称压力阀。这类阀的共同点是利用作用在阀芯仁的液压力和弹簧力相平衡的原理工作的。
在具体的液压系统中.工作需要的下同,对爪力控制的要求也就各不相同。有的阀需要限制液压系统的最高压力。如安全阀;有的阀需要稳定液压系统中某处的压力值(或者压力差、压力比等).如溢流阀、减压阀等定压阀:还有的阀是利用液压力作为信号控制其动作,如顺序阀、压力继电器等。
常用的溢流阀按其结构形式和基本动作方式可归结为直动式溢流阀和先导式溢流阀两种。
1)直动式溢流阀
直动式溢流阀依靠系统中的压力油直接作用在阀芯上与弹簧力等相平衡,以控制阀芯的启闭动作.图5-12(a)所示是一种低压一红动式溢流阀,P是进油日。T是回油口.进口压力油经阀芯4中间的阻尼孔作用在阀芯的底部端而上,当进油压力较小时,阀芯在调压弹簧2的作用下处于下端位置,将P和T两油口隔开。当油压力升高,在阀芯下端所产生的作用力超过弹簧的压紧力.此时,阀芯上升,阀口被打开。将多余的油液排回油箱,阀芯上的阻尼孔用来对阀芯的动作产生阻尼。以提高阀的工作平衡性,调整螺帽1可以改变弹簧的压紧力.这样也就调整了溢流阀进口处的油液压力。图5-12(b)为其职能符号。
溢流阀是利用被控压力作为信号来改变弹簧的压缩量。从而改变阀口的通流面积和系统的溢流量来达到定压目的。当系统压力升高时.阀芯卜升,阀口通流面积增加,溢流量增大.进而使系统压力下降。溢流阀内部通过阀芯的平衡和运动构成栖这种负反馈作川是其定压作用的基本原理。由图5-12(a)还可看出。在常位状态下.溢流阀进、出油口之问是不相通的,而且作用在阀芯上的液压力是山进口油液压力产生的,经溢流阀芯的泄漏油液经内泄漏通道进人回油口了T。
2)先导式溢流阀
图5-13所示为先导式溢流阀的结构原理和职能符号。该阀由先导阀与主阀两部分组成,是利用主阀芯6左右两端受压表面的作用力差与弹簧力相平衡来控制阀芯移动的。压力油通过进油口进人P腔后,再经孔e和f进入阀芯的左腔,同时油液又经阻尼小孔d进入阀芯的右腔并经c孔和b孔作用于先导调压阀锥阀上,与弹簧3的弹簧力平衡。当系统压力P较低时.锥阀4闭合,主阀芯6左右腔压力近乎相等,溢流日关闭。P、T不通.主阀芯在弹簧5的作用下,处于最左端。当系统压力升高并大于先导阀弹簧3的调定压力时,锥阀4被打开.主阀芯右腔的压力油经锥阀4,小孔a,回油腔T流回油箱。这时山于上阀阀芯6的阻尼孔d的作用产生压降.所以阀芯6右腔的压力低于左腔的压力,当阀芯6左右两端压力差超过弹簧5的作用力时,阀芯向右推.进油腔P和回油腔T接通,实现溢流作用。调节螺帽1。可通过弹簧座2调节调压弹簧3的压紧力甲从而调定液压系统的压力。但当用一油管将远控口K与其他压力控制阀相连时.主阀芯右腔的油压就可以由设在别处的另一个压力阀控制,而不受自身的先导阀凋控口从而实现溢流阀的远程控制口当远控口与油箱连通,相当于先导阀调定值为零.其主阀芯在进口油压很低时即可右移,使泵卸荷.以减少能量损耗与泵的磨损。
先导式溢流阀的导阀作用是控制系统的压力.即控制主阀的开启和关闭,主阀的作用是泄油。导阀弹簧和主阀弹簧的区别是:导阀弹簧为硬弹簧,需要调节,用来控制系统压力;主阀弹簧为软弹簧,不需要调节.用来克服主阀芯的摩擦力和惯性力。
当液压系统过载时,溢流阀打开,泵出的油通过溢流阀返回泵的进油口处,就相当于返回油箱了。或许是为了减少管路,或许受空间限制,返回油箱的管路不方便连接。总之,这种连接方法,是符合使用要求的。
图a中,三个溢流阀串联,溢流阀的结构是内泄式的,即其弹簧腔是与出口相通的,所以如果一个溢流阀出口串联一个溢流阀,油液要想流回油箱,必须把两个溢流阀都打开,打开后面溢流阀需要一定的进口压力,等于其调定压力,而其进口是跟前一个溢流阀出口相接的,对前面的溢流阀来说,其出口压力为后面溢流阀的调定压力,这部分压力也是弹簧腔的压力,所以此时要想打开溢流阀,进口压力必须克服其弹簧作用力和弹簧腔液压力,即进口压力等于两者的和,对溢流阀来说,串联时的泵压力等于所以溢流阀调定压力的和。
图b中,实际是远程调压,先导型溢流阀的遥控口是跟进口相通的,所以当泵的压力上升到2MPa时,第一个溢流阀没有打开,但是其进口油液通过遥控口进入了第二个溢流阀,它被打开,泵的油液经过第二个溢流阀流回油箱,其它两个溢流阀是打不开的,实际上第三个溢流阀没用。溢流阀并联或者远程调压时,泵的压力是等于最小的调定压力的。
简单地说,溢流阀是压力控制阀,节流阀是流量控制阀。
节流阀:是一个最简单又最基本的流量控制阀,其实质相当于一个可变的节流口。
溢流阀:控制信号来源是进口,并保持进口的压力近似恒定不变,出口接油箱,溢流阀在常态下阀口是常闭的。
节流阀:
节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门。将节流阀和单向阀并联则可组合成单向节流阀。节流阀和单向节流阀是简易的流量控制阀,在定量泵液压系统中,节流阀和溢流阀配合,可组成三种节流调速系统,即进油路节流调速系统、回油路节流调速系统和旁路节流调速系统。节流阀没有流量负反馈功能,不能补偿由负载变化所造成的速度不稳定,一般仅用于负载变化不大或对速度稳定性要求不高的场合。
对节流阀的性能要求是:
·流量调节范围大,流量一压差变化平滑;
·内泄漏量小,若有外泄漏油口,外泄漏量也要小;
·调节力矩小,动作灵敏。
节流阀(throttle valve)的外形结构与截止阀并无区别,只是它们启闭件的形状有所不同。节流阀的启闭件大多为圆锥流线型,通过它改变通道截面积而达到调节流量和压力。节流阀供在压力降极大的情况下作降低介质压力之用。
介质在节流阀瓣和阀座之间流速很大,以致使这些零件表面很快损坏-即所谓汽蚀现象。为了尽量减少汽蚀影响,阀瓣采用耐汽蚀材料(合金钢制造)并制成顶尖角为140~180的流线型圆锥体,这还能使阀瓣能有较大的开启高度,一般不推荐在小缝隙下节流。
节流阀具有以下特点:
1、构造较简单,便于制造和维修,成本低。
2、调节精度不高,不能作调节使用。
3、密封面易冲蚀,不能作切断介质用。
4、密封性好较差。
节流阀按通道方式可分为直通式和角式两种;按启闭件的形状分,有针形、沟形和窗形三种。节流阀的安装与维护应注意以下事项:
该阀经常需要操作,因此应安装在易于方面便操作的位置上。
安装时要注意介质方向与阀体所标箭头方向保持一致。
节流口堵塞原因:
1、油液中的机械杂质或因氧化析出的胶质、沥青、碳渣等污物堆积在节流缝隙处。
2、由于油液老化或受到挤压后产生带电的极化分子,而节流缝隙的金属表面上存在电位差,故极化分子被吸附到缝隙表面,形成牢固的边界吸附层,吸附层厚度一般为5~8微米,因而影响了节流缝隙的大小。以上堆积、吸附物增长到一定厚度时,会被液流冲刷掉,随后又重新附在阀口上。这样周而复始,就形成了流量的脉动。
3、阀口压差较大时,因阀口温度高,液体受挤压的程度增强,金属表面也更易受摩擦作用而形成电位差,因此压差大时容易产生堵塞现象。
减轻节流口堵塞的措施:
1、选择水力半径大的薄刃节流口。
2、精密过滤并定期更换油液。
3、适当减小节流口前后的压差。
4、采用电位差较小的金属材料、选用抗氧化稳定性好的油液、减小节流口表面粗糙度。
节流阀的应用
由于节流阀的流量不仅取决于节流口面积的大小,还与节流口前后的压差有关,阀的刚度小,故只适用于执行元件负载变化很小且速度稳定性要求不高的场合。
对于执行元件负载变化大及对速度稳定性要求高的节流调速系统,必须对节流阀进行压力补偿来保持节流阀前后压差不变,从而达到流量稳定
溢流阀:
一种液压压力控制阀。在液压设备中主要起定压溢流作用和安全保护作用。
定压溢流作用:在定量泵节流调节系统中,定量泵提供的是恒定流量。当系统压力增大时,会使流量需求减小。此时溢流阀开启,使多余流量溢回油箱,保证溢流阀进口压力,即泵出口压力恒定(阀口常随压力波动开启)。
安全保护作用:系统正常工作时,阀门关闭。只有负载超过规定的极限(系统压力超过调定压力)时开启溢流,进行过载保护,使系统压力不再增加(通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高10%~20%)。
实际应用中一般有:作卸荷阀用,作远程调压阀,作高低压多级控制阀,作顺序阀,用于产生背压(串在回油路上)。
溢流阀一般有两种结构:1、直动型溢流阀 。2、先导型溢流阀
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