液压元件与系统 第3版 教学课件 作者 李壮云 14_第十四章　水压控制阀.pptx

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1、ZW主编第十四章　水压控制阀第一节　水压控制阀的关键技术难题第二节　几种水压控制阀的结构及特点第一节　水压控制阀的关键技术难题1.腐蚀问题2.气蚀问题3.拉丝侵蚀与泄漏问题4.压力冲击、振动和噪声5.设计理论和设计方法6.水介质的污染控制问题1.腐蚀问题由于水(特别是海水)有较强的腐蚀性，同时海水又是一种强电解质，因此材料本身不仅要有较强的耐腐蚀性能，而且不同材料组合使用时要有较好的防电偶腐蚀能力。当腐蚀与磨损同时存在时，它们相互促进，使零件加速失效。2.气蚀问题气蚀分为气体气蚀和汽化气蚀两种。由于液压油的汽化压力很低

2、，同时空气在液压油中的溶解度较高，所以油压阀的气蚀主要表现为气体气蚀。相同条件下空气在水中的溶解度约为在液压油中的20%，而水的汽化压力(50℃时为0.012MPa)比液压油(50℃时为1.0×10-9MPa)高107倍，因此，水压控制阀中起主导作用的是汽化气蚀。3.拉丝侵蚀与泄漏问题由于水的粘度低(仅为液压油的1/50~1/40)，因而在同样的压力差作用下，水的流速远高于液压油，高速流体将对配合面产生很强的冲刷作用，久而久之会在零件表面形成一条条丝状凹槽，破坏工作表面。4.压力冲击、振动和噪声水的密度比油大10%，弹

3、性模量比油大50%，使得水的压力冲击比矿物油大，易产生水锤现象。加上水的粘度低，粘性阻尼小以及气蚀的作用，使得水压控制阀(尤其是高压、大流量水压阀)中振动、噪声问题十分突出，必须在结构上进行合理设计，使流体在流场中形成合适的压力和流速变化规律，以减小压力冲击，并增加阀芯的运动阻尼，使水压阀有良好的工作稳定性。5.设计理论和设计方法由于水介质的理化特性与矿物油有很大差别，因而水压控制阀节流口处的流量系数、流量-压力特性、气蚀特性等与油压阀完全不同。6.水介质的污染控制问题这里的污染控制包含两层含义，一是对水介质中细菌和微

4、生物含量的控制，二是对固体污染物的控制，水介质中细菌和微生物含量过高，则可能会因为外泄漏而污染环境或产品(如食品、药品等)；另外，细菌和微生物附着在元件表面形成一层生物膜，会加剧腐蚀。第二节　几种水压控制阀的结构及特点1.水压压力控制阀2.水压流量控制阀3.水压方向控制阀4.水压电液控制阀1.水压压力控制阀图14-1　Danfoss直动式水压溢流阀结构图1—阀座　2—阀芯　3—活塞套　4—阻尼腔5—调压弹簧　6—调压螺杆　7—活塞　8—阀体1.水压压力控制阀1)阀芯与阀座采用平板阀结构，且阀芯采用不锈钢进行强化处理，以

5、提高表面硬度，不仅结构简单，加工方便，而且提高了阀的抗气蚀和拉丝侵蚀性能。2)阀芯与活塞接触处采用球面结构，有利于阀芯自动调节平衡位置及保证阀口关闭时的密封性能。3)活塞与活塞套之间设置了阻尼腔4，增大了阀芯的运动阻尼，提高了溢流阀的工作稳定性。4)活塞套采用高分子材料，活塞采用金属基体表面喷涂陶瓷材料，以减小摩擦，避免该摩擦副发生粘着磨损。2.水压流量控制阀图14-2　Danfoss水压节流阀结构图1—阀体　2—手柄　3—阀芯4—两级节流阀口　5—塑料锥体2.水压流量控制阀1)阀芯与阀体构成两级节流阀口，降低了每个阀

6、口的工作压差，提高了节流阀的抗气蚀性能。2)在阀芯头部镶嵌了一个塑料锥体，在节流阀关闭时利用塑料锥体与金属阀体的配合面密封，使节流阀在关闭时能实现零泄漏。3.水压方向控制阀图14-3　Danfoss水压调速阀结构图1—阀体　2—压力补偿阀阀芯　3—节流阀阀芯4—小孔　5—手轮　6—顶杆7—阻尼螺塞　8—弹簧3.水压方向控制阀1)主阀和先导阀阀口均为平板阀结构。2)阀芯与阀座分别采用工程塑料和不锈钢(304或316不锈钢)，以保证阀口关闭时的密封性能。3)先导阀芯为浮动式平板结构，具有一定的自位能力，有利于阀芯端面与阀座

7、的贴合，以保证其密封性能；同时，由于先导阀孔的直径很小，因而只需较小的弹簧力就可起密封作用，进而降低了所需的电磁力。图14-5　Hauhinco水压电液比例方向节流阀结构图1—阀体　2—复位弹簧　3—比例电磁铁4—顶杆　5—阀芯　6—阀套4.水压电液控制阀4.水压电液控制阀图14-6　Ebara带位置反馈的水压电液比例方向节流阀原理图1—位移传感器　2—比例电磁铁　3—阻尼孔　4—阀套　5—阀芯　6—静压支承　7—推杆4.水压电液控制阀图14-7　Ebara两级水压电液伺服阀结构原理图1—喷嘴挡板阀　2—力矩马达　3—

8、阀套　4—滑阀　5—静压支承　6—位移传感器