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流量控制阀

2012-07-14 17:27:25 来源：SH

概论

流量控制阀通过改变阀芯通流开口的大小，调节油液的流量，以控制执行元件的工作速度。常用的流量控制阀有节流阀、调速阀、分流阀、延时阀、计量阀以及与其它阀组合成一体的复合阀。

1. 节流口的形式及其特性

(1) 节流口的形式油液流经节流口会遇到阻力，因而减少了流量。阀口的通流面积越小，油液流动的阻力越大，同时所通过的流量也就越小。

1) 针阀式节流口阀芯端部为锥形，通过阀芯轴向移动调节环形通道大小，以调节流量。

2) 周向槽隙式节流口在中间有孔的阀芯上开出局部槽形切口，通过旋转阀芯，可以调整槽隙开口的大小。

3) 周向偏心槽式节流口在阀芯上开一个截面为三角形或矩形的偏心沟槽，通过旋转阀芯改变液流通道开口的大小。

4) 轴端槽隙式节流口在阀芯端部开出圆弧槽或三角槽，三角槽的横截面有矩形和三角形等形状，阀芯轴向移动能调整开口的大小。

5) 轴向缝隙式节流口在套式阀芯上开有轴向沟槽与阀芯内孔连通，轴向移动阀芯可以改变沟槽缝隙通流面积的大小。

6) 多孔串联式节流它是由若干节流小孔串联而成的，在节流作用相同和条件下，采用这种节流方式可以增大节流口直径，与其它节流口比较，不容易发生堵塞现象。

7) 螺旋槽式节流它将表面光滑的螺杆装入配合精度很高的圆柱孔内，油液通过螺旋槽从一方流至另一方，螺旋槽越长，沿程阻尼作用越大，节流作用就越明显。若轴向移动螺杆，改变螺旋槽的通流长度，可以调节流量的大小。

(2) 节流口的流量特性

上述各种节流口可以归纳为三种基本类型：①薄壁小孔节流，②细长小孔节流，③介于薄壁小孔和细长小孔之间的节流。

薄壁小孔节流指节流孔直径远远大于孔的长度，油液流过时产生局部压力损失；细长小孔节流指节流口直径远远小于长度，油液流过时产生沿程压力损失；第三种情况介于上述两者之间，节流口直径与长度相差不大，既有局部压力损失又有沿程压力损失。

我们将各种不同的节流方式的流量计算公式归纳为一般的节流流量方程，即

Q＝KFΔp^m

式中：Q——通过节流口的流量（cm³/s）

K——由节流口形式和液体性质决定的系数

F——节流口通流面积（cm²）

Δp——节流口前后压力差（kgf/cm²）

m——由节流类型决定的指数

从上式可以看出，当节流口形式确定之后，倘若节流口前后压力不变，只要改变节流口的通流面积即可调整油液的流量。

(3) 影响流量稳定的各种因素

1) 压力差Δp的变化对流量的影响根据流量方程，压力差越大，通过节流口的流量也就越大。而压力差对流量的影响程度又取决于它的指数m。薄壁小孔节流的m值为0.5，细长小孔节流的m值为1，介于两者之间的节流的m值为0.5~1之间。由此可以看出，薄壁小孔的m值*小，因而稳定性也*好，所以节流装置绝大部分采用薄壁小孔节流的形式。

2) 油温对流量的影响薄壁小孔的流量方程中的K值，不含有粘度因数μ，而细长小孔的流量方程中的K值却包含粘度因数μ。油温的变化影响油液的粘度，因而也影响流经细长小孔的流量。从这一点来讲，薄壁小孔节流也比细长小孔节流稳定。

3) 节流口堵塞对流量的影响节流口的堵塞受其形状和大小的影响，采用大截面的节流口如多孔串联式节流和螺旋槽式节流则不容易堵塞。另外，采用大水力半径的节流口也不容易堵塞。总而言之，对流量控制阀性能的主要要求是：压力差和油温的变化对流量的影响要小，阀口不易堵塞，*小稳定流量较低，压力损失小，泄漏少。

节流阀

1. 简式节流阀仅仅有节流部分的节流阀称为简式节流阀，它有固定式和可调式两种不同的类型。简式节流阀前后压力差随负载的变化而变化，因而会影响流量的稳定性，它只适用于负载变化较小的液压系统中。

节流阀主要用于调整执行元件和工作机构的运动速度，有时也用于背压回路。节流阀用于调速回路有三种基本方案，即进油节流、回油节流和傍路节流。

(1) 进油节流调速节流阀装在执行元件和液压泵之间的进油管路上。由于进油节流的回油路上没有背压，所以油缸运动的平稳性稍差，尤其是它不能承受负性负载，因而在采用进油节流回路时，常常在回油路上增设一个2~3 kgf/cm²的背压阀，以提高运动的平稳性。

这种调速方式调速范围较大（一般可达100以上），启动时冲击较小，便于进行压力控制，所以适用于一般负载变化较小的液压系统，如机床的进给运动和其它辅助装置。

(2) 回油节流调速节流阀装在执行元件和油箱之间的回油管路上，它与进油节流的不同之处为油缸的回油须经过节流阀才能流回油箱，因而形成背压，即使承受交变负载也能使油缸运动趋于平稳。此外，油液温度也不影响油缸的运动。但这种调速方式在油缸停止运动后，回油腔的油液往往经回油管路流回油箱，因而产生空隙，重新启动时，就会发生冲击。

回油节流调速的范围比进油节流调速稍大，它可达到更低的速度。它在轻载低速的情况下功率损失较大，所以一般用于负载变化较大及要求运动平稳的系统，如机床的运动系统。

(3) 傍路节流调速节流阀与执行元件并联，装在油泵和油箱之间的管路上。它的刚性*差，速度也*不稳定。它的调速范围也比前二种调速方法小得多。但是傍路节流调速的泵压力是随负载变化的，因此电机消耗的功率是随负载而变化的，因而效率较高，油液温升较低。

傍路节流调速一般用于动力较大，速度较快，调速范围较窄，速度稳定性要求不高的情况下，如刨床等。

除以上三种基本节流调速方案外，还有一种进出口同时节流调速。它在执行元件的进出油口各装一个节流阀，采用进出口同时节流的调速方法，调速范围大，低速稳定性好，往返速度差小，负载刚度高，但由于它两次节流，所以损失较大。

2. 单向节流阀它是能完成单向阀和节流阀两种职能的复合件。用于单方向节流调速，反方向快速运动的场合。

延时阀

延时阀是对执行元件的动作进行时间控制的阀。它通过控制油液的流量来控制阀的切换速度，从而控制油路的启闭和执行元件的动作时间。

延时阀主要用于以下几种情况：

1. 用于控制两个执行元件动作的时间间隔

2. 控制一个执行元件前后两个动作的时间间隔

3. 延时阀与液动换向阀配合使用可以调整换向阀的换向时间

流量控制阀的故障和排除

节流阀的故障和排除

现象	原因	措施
节流失灵调速范围不大	节流阀阀芯与孔间隙过大，发生泄漏	更换、修复磨损零件
	节流孔阻塞或滑阀卡住	清洗元件，更换液压油
	节流阀结构不良	选用节流特性好的节流口
	压力补偿调速器出入口压力差太小	调整机构增大压差，使之大于10kgf/cm²
	密封件损坏	更换密封件
运动速度不稳定有忽快忽慢现象	油液中杂质污物粘附在节流口边上，通油面积小使速度变慢	清洗元件，更换液压油
	节流阀性能差，由于振动使节流口变化	增加节流锁紧装置
	节流阀内外泄漏	检查零件精度和配合间隙，修正或更换超差的零件
	因负载的变化使速度突变	改用调速阀
	油温升高，油液粘度降低，使速度加快	采用温度补偿节流阀或调速阀，或者设法减少温升，并采取散热冷却措施
	系统中存在大量空气	排除空气
	阻尼装置阻塞	清洗元件，保持油液清洁