液压及电磁阀知识培训.docx
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液压及电磁阀知识培训
液压及电磁阀应用
培训教程
2009年1月21日
-24日
第一章液压控制阀
第一节液压控制阀的分类
1.概述
在液压系统中，用于控制和调节工作压力的高低、流量大小以及改变流量方向的元件，统称为液压控制阀。
液压控制阀通过对工作液体的压力、流量以及流液方向的控制与调节，从而可以控制液压执行元件的开启、停止和换向，调节其运动速度和输出扭矩（或力）。
2.液压控制阀的分类
按功能分类
（1）压力控制阀用于控制或调节液压系统或回路压力的阀，如溢流阀、减压阀、顺序阀压力继电器等；
（2）方向控制阀用于控制或调节液压系统或回路中方向及其通和断，从而控制执行元件的运动方向及其启动、停止的阀。
如单向阀、换向阀等；
（3）流量控制阀用于控制或调节液压系统或回路中工作液体流量大小的阀。
如节流阀、调速阀、分集流阀等
按阀的控制方式分类
液压控制阀按控制方式可分为：
（1）开关（或定值）控制阀：
借助于通断型电磁铁及手动、机动、液动等方式，将阀芯位置或阀芯上的弹簧设定在某一工作状态，使液流的压力、流量或流向保持不变的阀。
这类阀属于常见的普通液压阀
（2）比例控制阀：
采用比例电磁铁（或力矩马达）将输入信号转换成力或阀的机械位移，使阀的输出（压力、流量）也按照其输入量连续、成比例地进行控制的阀，比例控制阀一般属于开环控制阀，现在也很多用在闭环系统中。
（3）伺服控制阀：
其输入信号（电量、机械量）多为偏差信号（输入信号与反馈信号的差值），阀的输出量（压力、流量）也按照其输入量连续、成比例地进行控制的阀。
这类阀的工作性能类似于比例控制阀，但具有较高的动态瞬应和静态性能，多用于要求较高的、响应快的闭环液压控制系统。
（4）数字控制阀：
用于数字信息直接控制的阀类。
第二节压力控制阀
压力控制阀（简称压力阀）是用来控制液压传动系统或气压传动系统中流体压力的一种控制阀。
常用的压力阀有：
溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。
大型H型钢现场采用的压力控制阀种类很多，如表3-1所示：
序号
名称
型号
生产厂家
1.
减压溢流阀
3DR10P5-6X/100Y/OOM
REXROTH
2.
减压溢流阀
3DR10P5-6X/315Y/OOM
REXROTH
3.
减压溢流阀
3DR16P5-5X/100Y/OOM
REXROTH
4.
比例减压阀
3DREME10P6X/100YG24K4V
REXROTH
5.
先导式溢流阀
DB20-2-5X/315
REXROTH
6.
直动式溢流阀
DBDS10K-1X/200
REXROTH
7.
直动式溢流阀
DBDS10K-1X/315
REXROTH
8.
直动式溢流阀
DBDS10P-1X/200
REXROTH
9.
直动式溢流阀
DBDS10P1X/315
REXROTH
10.
直动式溢流阀
DBDS20K1X/315
REXROTH
11.
直动式溢流阀
DBDS20P1X/200
REXROTH
12.
溢流阀
DBDS30K1X/200
REXROTH
13.
直动式溢流阀
DBDS6P1X/400
REXROTH
14.
电磁溢流阀
DBW20A-3N-5X/350G24N9K4
REXROTH
15.
先导式溢流阀
DBW20B-2-5X/315-6EG24N9K4SO160
REXROTH
16.
板式减压阀
DR10DP1-4X/210YMDN10
REXROTH
17.
减压阀
DR20-5-5X/200Y
REXROTH
18.
减压阀
DRC5-52/100YS0173
REXROTH
19.
减压阀
DRC5-52/100YS0177
REXROTH
20.
减压阀
DRC5-52/315YS0173
REXROTH
21.
比例减压溢流阀
DRE6-1X/100MG24K4M
REXROTH
22.
压力补偿器
ZDC16P2XM
REXROTH
23.
压力补偿器
ZDC25P-2X/X
REXROTH
针对具有代表性的，现场易出故障的压力控制阀的工作原理和结构进行分析。
DR型先导式减压阀
2.1.1结构分析
其组成主要包括带主阀插件（3）的主阀
（1）和带压力调节组件的先导阀
（2）。
在静态位置，阀常开，油液可自由地从油口B经主阀芯插件（3）进入油口A。
油口A的压力作用于主阀芯的底侧。
同时作用于先导阀
（2）中的球阀（6）上，经节流孔（4）作用于主阀芯（3）的弹簧加载侧，并且流经油口（5）。
同样，压力经节流孔（7）、控制油路（8）、单向阀（9）和节流孔（10）作用于球阀（6）上。
根据弹簧（11）的设定，在球阀（6）前部、油口（5）中和弹簧腔（12）内建压，保持控制活塞（13）处于开启位置。
油液可自由地从油口B经主阀芯插件（3）流入油口A，直至油口A的压力超过弹簧（11）的设定值，并打开球阀（6）、控制活塞（13）移至关闭位置。
当油口A的压力与弹簧设定压力之间达到平衡时，获得期望的减压压力。
控制油经控制油路（15）由外部从弹簧腔（14）泄回油箱。
通过安装一个可选的单向阀（16）可实现从油口A至B的自由返回流动。
压力表接口（17）用于油口A的减压压力监测。
3DR型先导式减压阀
2.2.1结构分析
3DR型减压阀是三通先导式减压阀，起到减压溢流作用。
减压阀主要包括带控制阀芯
（2）的主阀
（1）和带调压装置（10）的先导控制阀（3）。
在静态位置，阀常开，油液可自由地从油口P经主阀芯
（2）进入油口A。
油口A的压力通过孔（4）作用于主阀芯的右侧压缩弹簧。
同时通过节流孔（6）作用于主阀
（2）的弹簧一侧（6）上，经通道（5）作用于先导球阀（7）。
根据弹簧（11）的设定，在球阀（7）之前和通道（5）中建压，保持控制阀芯
（2）处于开启位置。
油液可自由地从油口P经主阀芯流入油口A，直至油口A的压力超过弹簧（11）的设定值，并打开球阀（7）
当油口A的压力与弹簧设定压力之间达到平衡时，获得期望的减压压力。
如果油口A的压力在外力的作用下继续升高，主阀芯
（2）继续压向弹簧（9），这样油口A通过腔（8）与油口T相连，多余的压力油泄回油箱，从而确保减压压力不变。
先导油的回油必须外泄到Y口，Y口油液要无背压自由回油箱。
压力表连接（14）用于油口A的减压压力监测。
机能符号
DB/DBW型先导式溢流阀
2.3.1结构分析
概述：
DB和DBW型压力控制阀是先导式溢流阀。
它们用于限制（DB型），或用电磁铁限制及卸荷系统压力（DBW型）。
该溢流阀（DB型）的组成主要包括带主阀芯插件（3）的主阀
（1）和带压力调节组件的先导阀
（2）。
DB型溢流阀油路A中的压力作用于主阀芯（3）上。
同时，压力经带节流孔（4）和（5）的控制通路（6）和（7），作用在主阀芯（3）的弹簧加载侧及先导阀
（2）的球（8）上。
如果A口的压力超过弹簧（9）的设定值，球（8）克服弹簧力（9）而使先导阀开启。
该信号经控制信道（10）和（6）从A口内部获取。
主阀芯（3）弹簧加载侧的油液经过控制通路（7）、节流孔（11）和球阀（8）流入弹簧腔（12）。
对DB...-5X/..-..型它由控制通路（13）内部引入油箱，而对DB..5X/..Y..型经控制通路（14）它由外部引入油箱。
节流孔（4）和（5）在主阀芯（3）两端产生压降，因此A到B连接通道被打开。
油液由A口流向B口，而设定工作压力保持不变。
溢流阀借助油口X（15）可对不同压力（二级压力）卸荷或切换。
DB/DBW型先导式溢流阀
2.4.1结构分析
ZDR6D型减压阀是叠加式结构三通直动式减压阀，它对次级回路有减压功能。
用于系统压力减压。
其组成主要包括阀体
（1）、控制阀芯
（2）、压缩弹簧（3）和调节组件（4）以及可选单向阀。
由调节组件（4）设定二次压力。
DA型在静态位置，该阀常开，油液可自由地从油口A1流向油口A2。
油口A2压力经控制油路（5）同时作用于压缩弹簧对面的活塞面积上。
当油口A2的压力超过弹簧（3）设定值时，控制阀芯
（2）移至控制位置，油口A2的压力保持稳定。
信号和控制油经控制油道（5）从油口A2内部提供。
如果油口A2的压力由于外力作用于执行器而继续升高，阀芯就继续向压缩弹簧（3）方向移动。
这样油口A2经控制活塞
（2）上的台肩（9）与油箱连通。
足够的油液流回油箱，以防止压力进一步升高。
弹簧腔（7）经孔（6）至油口T（Y）由外部泄油至油箱。
压力表接口（8）用于阀的二次压力监测。
第三节方向控制阀
方向控制阀用于控制或调节液压系统或回路中方向及其通和断，从而控制执行元件的运动方向及其启动、停止的阀。
如单向阀、换向阀等；
大型H型钢现场采用的主要方向控制阀表4-1所示：
序号
名称
型号
生产厂家
1.
电磁换向阀
3WE10B3X/CG24N9K4
REXROTH
2.
电磁换向阀
4WE10D3X/CG24N9K4
REXROTH
3.
电磁换向阀
4WE6D6X/EG24N9K4
REXROTH
4.
电磁换向阀
4WE6D6X/OFEG24N9K4
REXROTH
5.
电磁换向阀
4WE6Y6X/EG24N9K4/B12
REXROTH
6.
电液换向阀
4WEH16HD7X/OF6EG24N9ETSK4/B10D3
REXROTH
7.
电液换向阀
4WEH16J7X/6EG24N9ETSK4/B10D3
REXROTH
8.
手动换向阀
4WMM6J-5X
REXROTH
9.
手动换向阀
DH-0113
ATOS
10.
手动换向换向阀
DH-0141
ATOS
11.
手动换向阀
DH-0153
ATOS
12.
电磁换向阀
DHI-0631
ATOS
13.
电磁换向阀
DHU-0631/2/A-X
ATOS
14.
电磁换向阀
DHU-0713-X
ATOS
15.
电磁换向阀
DKU-1713-X24DC+SP667
ATOS
16.
电磁换向阀
DKU-1751/2-X24DC+SP667
ATOS
17.
单向阀
CIT-06-04-50
YUKEN
18.
单向阀
CRG-06-04-50
YUKEN
19.
单向阀
CRG-10-04-50
YUKEN
20.
电磁换向阀
DPHU-1713/D-X24DC+SP667
ATOS
21.
电液换向阀
DPHU-2713/D/H9-X24DC+SP667
ATOS
22.
电液换向阀
DPHU-2751/D/H9/L2-X24DC+SP667
ATOS
23.
电液换向阀
DPHU-3713/D/H9-X24DC+SP667
ATOS
24.
方向插件
LC32A05D7X
REXROTH
25.
方向插件
LC32A20E7X
REXROTH
26.
方向插件
LC40A05D7X
REXROTH
27.
方向插件
LC40B20E7X/-004
REXROTH
28.
方向插件
LC50A20E7X
REXROTH
29.
方向插件
LC63A20E7X
REXROTH
下面主要针对具有代表性的，方向控制阀的工作原理和结构进行分析。
4WEH...型方向阀
型号4WEH...型方向阀WEH型方向阀是一种电-液操作的方向滑阀。
它们用于控制液流的开启、停止和方向。
此类阀组成主要包括阀体
（1）、主控制阀芯
（2）、一个或两个复位弹簧（）和（），带一个或两个电磁铁：
电磁铁“a”（），电磁铁“b”（）的先导阀（4）。
主阀阀芯由弹簧或液压力保持在中位或初始位置。
在初始位置，两个弹簧腔（6）和（8）通过先导阀无压的油箱连通。
经过控制油路（7）向先导阀（4）供油。
控制油可以由内部或外部供给（外部供给油口X）。
当先导阀操作时，如电磁铁“a”得电，先导滑阀（10）向左移动，因此弹簧腔（8）获得先导油压力而弹簧腔（6）保持无压状态。
先导压力施压于主阀芯的左端，并克服弹簧力（），其结果，主阀的P至B和A至T被接通。
当电磁铁断电，先导阀回复至初始位置（带定位机构滑阀除外），弹簧腔（8）向油箱卸荷。
控制油从弹簧腔经先导阀排入Y口。
控制油可内部或外部供油和回油（外部经油口Y）。
可选择的应急手动操作（9），在电磁铁不通电情况下，可对先导滑阀（10）进行操作。
LC...型二通插装阀
二通插装阀设计成插件结构，用于整体集成块。
带油口A和B的主阀组件插入控制块上尺寸符合DlNISO7368标准的插孔，并用控制盖板封闭。
在大多数情况下，盖板的作用，就是作为主阀组件控制侧与先导阀之间的连接件。
采用适合的先导阀来控制主阀，主阀组件能承担压力、方向或者节流功能、或它们的组合功能。
通过不同通径的阀和执行器独特的流量变化需要相匹配，可以实现特殊的经济型结构设计。
如果主阀组件能承担一种以上的功能，特殊的经济型结构就能达到。
方向功能
二通插装阀的基本组成主要包括控制盖板
（1）和插件
（2）。
控制盖板含有控制孔、根据功能需要可选择的行程限位器、液压控制的方向座阀或梭阀。
另外，方向滑阀或方向座阀可以安装在控制盖板的上面。
插件的组成主要包括阀套（3）、调整圈（4）（仅适用至
通径32）、座阀（5）、可选择带阻尼锥颈（6）、或不带阻尼锥颈（7）、以及复位弹簧（8）。
功能说明
二通插装阀的驱动取决于压力。
因此对阀的驱动，这里有三个重要的承压面积:
A1,A2,A3.阀座的面积（A1）作为100%、根据类型，环形面积（A2）为面积（A1）的7%或50%。
因此面积比A1:
A2或是14,3:
1，或是2:
1。
面积（A3）等于A1＋A2。
由于A1:
A2面积比不同，因此，环形面积A2也不同。
面积A3在阀座面积A1为100%时，可能是107%,也可能是150%。
基本应用：
面积A1和A2的作用在阀开启方向。
面积A3和弹簧的作用在阀关闭方向。
合成力的有效方向（开启力或关闭力）决定了两通插装阀的开关状态。
二通插装阀的流动方向可以从A至B，也可以从B至A。
如果作用于面积A3的控制压力来自油口B或者控制油由外部供给，油口A则关闭，且无泄漏。
第四节流量控制阀
流量控制阀用于控制或调节液压系统或回路中工作液体流量大小的阀。
如节流阀、调速阀、分集流阀等
序号
名称
型号
生产厂家
1.
二通流量控制阀
2FRM10-3X/50LB
REXROTH
2.
二通流量控制阀
2FRM16-3X/160LB
REXROTH
3.
二通流量控制阀
2FRM6B3-7-2X/25QR
REXROTH
4.
叠加式流量控制阀
Z2FRE6CB2-2X/60RV
REXROTH
5.
叠加式流量控制阀
Z2FRM6CB2-2X/6QRV
REXROTH
6.
双单向节流阀
Z2FS10-20/S2
REXROTH
7.
双单向节流阀
Z2FS10-5-3X/V
REXROTH
8.
双单向节流阀
Z2FS16-3X/S
REXROTH
9.
双单向节流阀
Z2FS62-4X/2Q
REXROTH
10.
双单向节流阀
Z2FS6-2-4X/2QV
REXROTH
11.
双单向节流阀
Z2FS6-30/SDN6
REXROTH
12.
双单向节流阀
Z2FS6-30/SDN6
REXROTH
13.
双单向节流阀
Z2FS10-1-20
REXROTH
14.
双单向节流阀
Z2FS10-1-3X
REXROTH
15.
双单向节流阀
Z2FS16-1-5X
REXROTH
16.
双单向节流阀
Z2FS16B1-5X
REXROTH
17.
双单向节流阀
Z2FS6-1-6X
REXROTH
Z2FS...型双单向节流阀
4.1.1结构分析
Z2FS16型阀是叠加式设计的双路单向节流阀。
该阀用于限制来自一个或两个工作油口的主流量或控制流量。
两个对称设置的单向节流阀在一个方向上限定流量，（通过调整节流阀芯），在相反方向上允许自由流通。
用于进口节流控制时，油液从油口A流经节流口
（1）到达工作油口。
节流阀芯（）可借助于调节螺钉（5）进行轴向调整，从而可以设定节流口
（1）。
同时，油口A中的油液通经道
（2）到节流阀芯（）的弹簧加载侧（3）。
产生的压力与弹簧共同作用，使节流阀芯（）保持在节流位置。
油液从执行器回流推动节流阀芯（），允许油液自由流过。
此时阀作为单向阀工作。
根据型号（S或S2），节流口可以起进口或出口节流的控制作用。
限制主流量为了改变执行器的速度（主流量限制），双路单向节流阀是而安装于方向控制阀和底板之间。
限制控制流量对液控方向阀，双路单向节流阀用作控制阻尼调节，在此情况下，它被安装于主阀和控制阀之间。
第五节比例控制阀（含高频响阀）
采用比例电磁铁（或力矩马达）将输入信号转换成力或阀的机械位移，使阀的输出（压力、流量）也按照其输入量连续、成比例地进行控制的阀。
现场使用的比例阀主要有下表中的几种：
序号
名称
型号
生产厂家
1.
伺服比例控制阀
4WRDE10V50L-5X/6L24K9/MR
REXROTH
2.
伺服比例控制阀
4WRDE16V1-200L-5X/6L24K9M
REXROTH
3.
伺服比例控制阀
4WRDE16W1-125L-5X/6L24K9M
REXROTH
4.
伺服比例控制阀
4WRDE25R500R-5X/6L24K9/MR
REXROTH
5.
比例控制阀
4WREE10W1-25-2X/G24K31F1V
REXROTH
6.
比例控制阀
4WREE6W18-2X/G24K31/F1V
REXROTH
7.
比例控制阀
4WREE6W1-16-2X/G24K31F1V
REXROTH
8.
比例控制阀
4WRSE10/V1-25-3X/G24K0/F1V
REXROTH
9.
比例伺服控制阀
4WRTE10V-50L-4X/6EG24ETK31F1M
REXROTH
10.
比例控制阀
4WRZ16W8-150-7X/6EG24N9K4+Z4
REXROTH
11.
比例控制阀
4WRZ25W6-220-7X/G24N9K4
REXROTH
12.
比例控制阀
4WRZE10W8-25-7X/6EG24KN9ETK31F1/D3M
REXROTH
13.
比例控制阀
4WRZE10W8-50-7X/6EG24N9ETK31F1/D3M
REXROTH
14.
比例控制阀
4WRZE16W8-150-7X/6EG24N9ETK31F1/D3M
REXROTH
15.
比例控制阀
4WRZE25W8-220-7X/6EG24N9ETK31/F1D3M
REXROTH
16.
比例控制阀
4WRZE32W8-360-7X/6EG24N9ETK31/F1D3M
REXROTH
4WRDE...型比例伺服控制阀（高频响阀）
5.1.1结构和功能
4WRDE型阀是三级高频响方向阀。
该阀可用于开环控制或闭环调节液流的大小和方向，但主要用于闭环调节回路中。
阀主要由下列部分组成：
（1）二级先导控制阀由力矩马达
（1）和由喷嘴挡板阀构成的液压放大器（5），和用作流量放大级的阀芯衬套组件（6）（用以控制第三级（7））组成。
（2）第三级（7）用于流量控制。
（3）感应式位移传感器（8），连接第三级主阀芯（10）的磁芯（9）。
通过内置电子放大器实现阀闭环控制信号逻辑连接，位置检测系统反馈，和先导阀的控制。
给定值/实际值比较得到的差动电压经过电子控制器放大，并作为控制偏差量传递到阀的第一级。
这个信号推动两个控制喷嘴（,）之间的挡板
（2）。
因而在两个控制腔（,）产生了压差。
控制阀芯（4）因此被推动，并通过相应的液流流到弹簧腔（or）。
阀芯（10）和带磁芯（9）的位移传感器（8）一直运动，直到实际值和给定值信号再一次相等。
在控制条件下，主阀芯（10）一直被保持在给定值所对应的位置。
阀芯行程和给定值成正比。
通过阀芯（10）相对于控制边（13）的位置，形成相应的与流量成正比的阀口开度。
阀的动态特性通过电子放大器优化。
电子放大器内置于阀上（振荡器，解调器）
零点调节由厂家预先设定，通过闭环控制电子放大器内的电位器，零点能在名义行程±10%范围内调整。
移去阀盖尾部的插头，可以对内置闭环电子放大器进行操作。
5.1.2机能符号
5.1.3阀连端子接线
4WREE...型比例控制阀
5.2.1结构和功能原理
该二位四通和三位四通比例方向阀为直控，板式结构；由比例电磁.操作，比例电磁.带中心螺纹，圈可单独拆卸，电磁.的控制可通过外部放大器（WRA型）或内置的放大器（WRAE型）实现。
结构：
该阀由下列部分组成：
－带安装底面的阀体
（1）
－带弹簧（3和4）的控制阀芯
（2）
－带中心螺纹的电磁铁（5和6）
－位移传感器（7）
－可选带内置放大器（8）
－机械零位调整（9），
工作原理：
－电磁铁（5和6）不带电时，对中弹簧（3和4）将控制阀芯
（2）保持在中位
－比例电磁铁得电被激励后，会直接推动控制阀芯
（2），例如：
控制电磁.“b”（6）被激励，控制阀芯
（2）被推向左侧，位移与输入电信号成比例，这时，P口至A口及B口至T口通过阀芯与阀体形成的节流沟通并具有渐进的流量特性。
电磁铁（6）失电控制阀芯
（2）被对中弹簧（3）重新推回中位
在电磁铁失电的情况下，阀芯
（2）在电磁跌复位弹簧的作用保持在机械中位。
这对机能符号“V”的阀芯来说，与液压中位无关！
当阀用于闭环控制而关闭时，阀芯则置于液压中位。
必须避免回油管路中的油全部排空，必要时在回路中安装背压阀（背压约2bar）。
5.2.2机能符号
5.2.3阀连端子接线
4WRZ...型比例控制阀
5.3.1结构和功能原理
先导控制阀型号3DREP6...，该先导阀是一个由比例电磁铁控制的三通减压阀，它的作用是将一个输入的电信号转化为一个与其成比例的压力输出信号，可用于所有的4WRZ...和5WRZ...型比例阀的控制。
比例电磁铁是可调式，湿式直流电磁.结构，带中心螺纹，线圈可单独拆卸；电磁铁控制可通过外部放大器（WRZ型）或内置的放大器（WRZE型）来实现。
结构：
该阀主要由下列部分组成：
（1）带有安装底面的壳体
（1）；
（2）装有压力测量活塞（3和4）的控制阀芯
（2）；
（3）带中心螺纹电磁铁（5和6）；
（4）可选带内置放大器（7）。
工作原理：
（1）当电磁铁（5和6）不带电时，对中弹簧将控制阀芯（2
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