单向阀的工作原理及性能用途

  • 时间:2021-01-20 09:39
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  (1)定义 单向阀是在液压系统中只允许液流沿一个方向通过,而反方向流动被截止的阀。它的作用类似于电路中的二极管。 (2)工作原理 单向阀的工作原理:当A腔的压力油所产生的液压力克服作用在阀心上的B腔压力油所产生的液压力以及弹簧力和摩擦阻力时,阀心开启,油液从A 腔流向B腔,此时称为正向流动,如图a所示。当压力油从B腔流入时,由弹簧力和B腔油压力共同作用,使阀心紧紧压在阀座上,油液流动被切断,称为反向截

  (1)定义 单向阀是在液压系统中只允许液流沿一个方向通过,而反方向流动被截止的阀。它的作用类似于电路中的二极管。 (2)工作原理 单向阀的工作原理:当A腔的压力油所产生的液压力克服作用在阀心上的B腔压力油所产生的液压力以及弹簧力和摩擦阻力时,阀心开启,油液从A 腔流向B腔,此时称为正向流动,如图a所示。当压力油从B腔流入时,由弹簧力和B腔油压力共同作用,使阀心紧紧压在阀座上,油液流动被切断,称为反向截止,如图b所示。由此可得单向阀的开启条件为: 式中 PAA腔压力(Pa); PBB腔压力(Pa); Ft弹簧力(N); Ff作用在阀心上的摩擦阻力(N); W阀心重力(N)(仅在垂直安装时需要考虑,在大多数情况下可忽略不计); A阀座口的面积(m2)。 (3)典型结构 普通单向阀有直通式单向阀和直角式单向阀两种。直通式单向阀,它一般为管式安装。其中图a、图b分别为钢球式直通单向阀和锥阀式直通单向阀。钢球式单向阀结构简单,但在密封性能上不如锥阀式。因为当阀心被挤压出凡尔线后,由于钢球无导向部分,一旦发生滚动后,凡尔线移位,在阀心与阀座间形成细缝,增加了反向截止时的泄漏。 锥阀阀心的凡尔线与阀座不会发生相对移动,它与阀座接触线相跑合,密封性愈来愈好。并且球阀由于没有导向部分,在工作时容易产生振动,一般用在流量较小的场合。相对来说锥阀式虽然加工要求较钢球式高一些,但是它的导向性好、密封可靠,因此应用最广。 直角式单向阀,它的流道设计为直角形式,一般为板式安装。管式安装的单向阀尺寸小巧紧凑,可以直接安装在管路中。而板式安装的单向阀在回路中的装拆比较方便,但需另行设置安装底板。同时,管式锥阀阀心的单向阀由于油液要流过阀心上的过流孔,所以它的流动阻力损失要大于直角式单向阀。并且,从结构上说,直角式单向阀更换弹簧比直通式的方便。 (4)单向阀的主要性能 对单向阀的基本要求是:正向流动阻力损失小,反向时密封性好,动作灵敏。 它的主要性能为:正向最低开启压力、反向泄漏和正向流动压力损失。 1)正向最低开启压力pk 使阀心刚开启的A腔最低压力。 在式(12-24)中令pB=0,可得正向最低开启压力 pA Ft +Ff+W (12-25) 针对不同的应用场合,对单向阀的正向最低开启压力有不同的要求。如只作为控制液流单向流动的单向阀,可选用开启压力较低的单向阀;若作为系统的背压阀使用,则应选用开启压力较高的单向阀。对于同一个单向阀,不同等级的开启压力可以通过更换单向阀的弹簧来实现。 2)反向泄漏是指液流反向进入时阀座孔处的泄漏量。一个性能良好的单向阀应做到反向无泄漏或泄漏量极微小。当系统有较高保压要求时,应选用泄漏量小的结构,如锥阀式。 3)压力损失即单向阀通过额定流量时所产生的压力降。它包含两部分,一部分为由于弹簧力、摩擦力等造成的开启压力损失,另一部分为液流的流动损失。为了减少压力损失,可以选用开启压力低的单向阀。 (5)用途及选用要点 单向阀的应用主要有以下几种: 1)安置在液压泵的出油口,可防止当泵检修或多泵合流系统停泵时油液倒流; 2)在系统中作为背压阀; 3)安装在不同油路之间,防止油路相互干扰; 4)与其它液压阀如节流阀、顺序阀、减压阀等组合成单向控制阀,执行单向通流功能,如单向节流阀、单向顺序阀、单向减压阀、高低压泵回路切换用卸荷阀、蓄能器回路卸荷阀等; 5)其它需要控制液流单向流动的场合:如单向阀群组的半桥和全桥与其它阀组成的回路。 在具体选用时,除了要根据需要合理选择开启压力外,还应特别注意工作时流量应与阀的额定流量相匹配,因为当通过单向阀的流量远小于额定流量时,单向阀有时会产生振动。流量越小,开启压力越高,油中含气越多,越容易产生振动。

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