液壓與氣動控制技術(shù)(辛連學(xué))4液壓控制元件-方向

1、第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 第二節(jié)第二節(jié) 方向控制回路方向控制回路實訓(xùn)項目實訓(xùn)項目本章小結(jié)本章小結(jié)思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題液壓控制閥概述液壓控制閥概述 液壓控制閥是液壓系統(tǒng)的控制元件，其作用是控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中液體流動的方向、壓力的高低和流量的大小，以滿足執(zhí)行元件的工作需要。按用途不同可分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥三大類。液壓回路是能實現(xiàn)某種規(guī)定功能的液壓元件的組合，是液壓系統(tǒng)的組成部分。按完成的功能不同可分方向控制回路、壓力控制回路和速度控制回路等。本章主要介紹方向控制閥的種類、結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用，并進行方向控制回路的油路分析。（單擊

2、下面錄像可觀看）第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 常用的方向控制閥有單向閥和換向閥。單向閥主要用于控制油液的單向流動；換向閥主要用于改變油液的流動方向或接通或者切斷油路。一、單向閥一、單向閥1.普通單向閥 普通單向閥的作用，是使油液只能按一個方向流動，而反向截止。如圖4-1所示是一種管式普通單向閥的結(jié)構(gòu)和職能符號。2.液控單向閥 如圖4-2為液控單向閥的結(jié)構(gòu)和職能符號。 第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 3.單向閥的應(yīng)用通常在液壓油泵的出油口處設(shè)置單向閥以防止油液倒流，可以防止由于系統(tǒng)壓力突然升高，油液倒流損壞油泵，如圖4-3(a)所示。 將單向閥放置在

3、回油路上可作背壓閥用，此時應(yīng)將單向閥換上較硬的彈簧，使其開啟壓力達到0.20.6MPa。如圖4-3(b)所示為采用液控單向閥的鎖緊回路。在垂直放置液壓缸的下腔管路上安裝液控單向閥，就可將液壓缸（負載）較長時間保持（鎖定）在任意位置上，并可防止由于換向閥的內(nèi)部泄漏引起帶有負載的活塞桿下落。第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 二、換向閥二、換向閥換向閥的作用是利用閥芯對閥體的相對運動，使油路接通、關(guān)斷或變換油流的方向，從而實現(xiàn)液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動機構(gòu)的啟動、停止或變換運動方向。換向閥的種類很多，其分類見表4-1。表4-1 換向閥的分類分類方式類型按閥的操縱方式分

4、手動、機動、電磁動、液動、電液動換向閥按閥芯位置數(shù)和通道數(shù)分二位三通、二位四通、三位四通、三位五通換向閥按閥芯的運動方式分滑閥、轉(zhuǎn)閥和錐閥按閥的安裝方式分管式、板式、法蘭式、疊加式、插裝式第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路常用的換向閥閥芯在閥體內(nèi)作往復(fù)滑動，稱為滑閥?；y是一個有多段環(huán)形槽的圓柱體，其直徑大的部分稱凸肩，凸肩與閥體內(nèi)孔相配合。閥體內(nèi)孔中加工有若干段環(huán)形槽，閥體上有若干個與外部相通的通路口，并與相應(yīng)的環(huán)形槽相通（圖4-4）。第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 1換向閥的工作原理 圖為換向閥的工作原理圖。圖示狀態(tài)下，液壓缸兩腔不通壓力油，活塞處于停止?fàn)顟B(tài)。若使閥芯1左移，閥體2的

5、油口P和A連通、B和T連通，則壓力油經(jīng)P、A進入液壓缸左腔，右腔油液經(jīng)B、T流回油箱，活塞向右運動；反之，若使閥芯右移，則油口P和B連通、A和T連通，活塞向左運動。第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 1換向閥的工作原理 換向閥滑閥的工作位置數(shù)稱為“位”，與液壓系統(tǒng)中油路相連通的油口數(shù)稱為“通”。常用換向閥的結(jié)構(gòu)原理和圖形符號見表4-2。第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 1換向閥的工作原理 第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 2換向閥圖形符號的規(guī)定和含義用方框數(shù)表示閥的工作位置數(shù)，有幾個

6、方框就是幾位閥。在一個方框內(nèi)，箭頭“”或堵塞符號“”或“”與方框相交的點數(shù)就是通路數(shù)，有幾個交點就是幾通閥，箭頭“”表示閥芯處在這一位置時兩油口相通，但不表示流向，“”或“”表示此油口被閥芯封閉（堵塞）不通流。三位閥中間的方框和二位閥靠近彈簧的方框為閥的常態(tài)位置（即未施加控制號以前的原始位置）。在液壓系統(tǒng)原理圖中，換向閥的圖形符號與油路的連接，一般應(yīng)畫在常態(tài)位置上。工作位置應(yīng)按“左位”畫在常態(tài)位的左面，“右位”畫在常態(tài)位右面的規(guī)定。同時在常態(tài)位上應(yīng)標(biāo)出油口的代號?？刂品绞胶蛷?fù)位彈簧的符號畫在方框的兩側(cè)。第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 3三位四通換向閥的中

7、位機能換向閥處于常態(tài)位置時，其各油口的連通關(guān)系稱為滑閥機能。三位換向閥的常態(tài)為中位，因此，三位換向閥的滑閥機能又稱為中位機能。不同機能的三位閥，閥體通用，僅閥芯臺肩結(jié)構(gòu)、尺寸及內(nèi)部通孔情況有區(qū)別。 第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 4幾種常用的換向閥（1）手動換向閥手動換向閥是用手動桿操縱閥芯換位的換向閥。分彈簧自動復(fù)位和彈簧鋼珠定位兩種。為自動復(fù)位式手動換向閥。放開手柄1、閥芯2在彈簧3的作用下自動回復(fù)中位，該閥適用于動作頻繁、工作持續(xù)時間短的場合，操作比較完全，常用于工程機械的液壓傳動系統(tǒng)中。第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路(2)機動換向閥機動換向

8、閥又稱行程換向閥，它利用安裝在運動部件上的擋塊或凸塊，推壓閥芯端部滾輪使閥芯移動，從而使油路換向。常用的有二位二通（常閉和常通）、二位三通、二位四通和二位五通等多種。圖4-7（a）所示為二位二通常閉式機動換向閥。在圖示狀態(tài)下，閥芯3被彈簧4頂向上端，油口P和A不通。當(dāng)擋鐵壓下滾輪1經(jīng)推桿2使閥芯3移到下端時，油口P和A連通。圖4-7（b）為其圖形符號。第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 4幾種常用的換向閥（3）電磁換向閥電磁換向閥簡稱電磁閥，利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放而直接推動閥芯來控制液流方向。它是電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)

9、之間的信號轉(zhuǎn)換元件。它操縱方便、布局靈活，有利于提高自動化程度，因此應(yīng)用最廣泛，當(dāng)然必須指出，由于電磁鐵的吸力有限(120N)，因此電磁換向閥只適用于流量不太大的場合。第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 4幾種常用的換向閥(4)液動換向閥液動換向閥是利用控制油路的壓力油來改變閥芯位置的換向閥。廣泛用于大流量（閥的通徑大于10mm）的控制回路中。（5）電液換向閥電液換向閥由電磁換向閥和液動換向閥組合而成。電磁換向閥為先導(dǎo)閥，它用來改變控制油路的方向；液動換向閥為主閥，它用來改變主油路的方向。這種閥的優(yōu)點是用反應(yīng)靈敏的小規(guī)格電磁閥方便地控制大流量的液動閥換向。第

10、四章 液壓方向控制閥和方向控制回路換向回路用于控制液壓系統(tǒng)中液流方向，從而改變執(zhí)行元件的運動方向。運動部件的換向，一般可采用各種換向閥來實現(xiàn)。在容積調(diào)速的閉式回路中，也可以利用雙向變量泵控制油流的方向來實現(xiàn)液壓缸(或液壓馬達)的換向。方向控制回路有換向回路和鎖緊回路。一、換向回路一、換向回路1. 換向閥組成的換向回路（1）電磁換向閥組成的換向回路第二節(jié)第二節(jié) 方向控制回路方向控制回路第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路一、換向回路一、換向回路（2）液動換向閥組成的換向回路:在機床夾具、油壓機和起重機等不需要自動換向的場合,常常采用手動換向閥來進行換向。2. 雙向變量泵換向回路:這種換向回路比普

11、通換向閥換向平穩(wěn)，多用于大功率的液壓系統(tǒng)中，如龍門刨床、拉床等液壓系統(tǒng)。第二節(jié)第二節(jié) 方向控制回路方向控制回路第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路二、鎖緊回路二、鎖緊回路鎖緊回路的作用是使執(zhí)行元件能在任意位置上停留，以及在停止工作時，防止在受力的情況下發(fā)生移動。鎖緊精度較高。 采用O、M型換向閥的鎖緊回路，由于滑閥式換向閥不可避免地存在泄漏，密封性能較差，鎖緊效果差，只適用于短時間的鎖緊或鎖緊程度要求不高的場合。第二節(jié)第二節(jié) 方向控制回路方向控制回路第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路鎖緊回路2鎖緊回路1一、任務(wù)引入一、任務(wù)引入如圖所示為汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)在工作中由液壓傳動系統(tǒng)帶動兩個前輪進行往

12、復(fù)運動，那么液壓傳動系統(tǒng)中控制轉(zhuǎn)向的是哪些元件呢?這些元件是如何在系統(tǒng)中工作的呢? 二、任務(wù)分析二、任務(wù)分析只要使液壓油進人驅(qū)動汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動的液壓缸的不同工作腔，就能使液壓缸帶動轉(zhuǎn)向機構(gòu)完成往復(fù)運動。這種能夠使液壓油進入不同的液壓缸工作油腔從而實現(xiàn)液壓缸不同的運動方向的元件我們把它稱為換向閥。換向閥是如何改變和控制液壓傳動系統(tǒng)中油液流動的方向、油路的接通和關(guān)閉，從而來改變液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)的呢? 轉(zhuǎn)向機構(gòu)在工作時，需要自動地完成往復(fù)運動，液壓泵由電動機驅(qū)動后，從油箱中吸油，油液經(jīng)濾油器進入液壓泵，油液在泵腔中從入口低壓到泵出口高壓，通過溢流閥、節(jié)流閥、換向閥進入液壓缸左腔或右腔，推動活

13、塞使工作臺向右或向左移動?，F(xiàn)要求繪制和連接轉(zhuǎn)向機構(gòu)液壓控制回路。實訓(xùn)項目五實訓(xùn)項目五 汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)液壓控制回路汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)液壓控制回路 第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路實訓(xùn)項目五實訓(xùn)項目五 汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)液壓控制回路汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)液壓控制回路 第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路三、任務(wù)實施三、任務(wù)實施因為轉(zhuǎn)向機構(gòu)在工作時，需要自動地完成往復(fù)運因為轉(zhuǎn)向機構(gòu)在工作時，需要自動地完成往復(fù)運動，所以選擇二位四通雙作用電磁換向閥控制雙動，所以選擇二位四通雙作用電磁換向閥控制雙作用雙出桿液壓缸帶動工作臺實現(xiàn)所需的運動要作用雙出桿液壓缸帶動工作臺實現(xiàn)所需的運動要求。轉(zhuǎn)向機構(gòu)液壓控制回路如圖

14、所示。求。轉(zhuǎn)向機構(gòu)液壓控制回路如圖所示。四、操作步驟四、操作步驟1 1、能看懂換向回路圖，并能正確選用元器件。、能看懂換向回路圖，并能正確選用元器件。2 2、在工作臺上合理布置各元器件，規(guī)范安裝元、在工作臺上合理布置各元器件，規(guī)范安裝元器件。器件。3 3、用油管正確連接元器件的各油口。、用油管正確連接元器件的各油口。4 4、檢查各油口連接情況后，啟動液壓泵，觀察、檢查各油口連接情況后，啟動液壓泵，觀察并控制執(zhí)行元件運動。并控制執(zhí)行元件運動。一、任務(wù)引入一、任務(wù)引入汽車起重機由汽車發(fā)動機通過傳動裝置驅(qū)動工作，由于汽車輪胎支承能力有限，且為彈性變形體，坐也是很不安全，故在起重作業(yè)前必須放下前后支腿

15、，使汽車輪胎架空，用支腿承重。在行駛時又必須將支腿收起，輪胎著地。要確保支腿停放在任意位置并能可靠地鎖住而不受外界影響而發(fā)生漂移或竄動。應(yīng)選用何種液壓元件來實現(xiàn)這一功能呢？實際應(yīng)用中常在每一個支腿液壓缸的油路中設(shè)置一個由兩個液控單向閥組成的雙向液壓鎖來實現(xiàn)。二、任務(wù)分析二、任務(wù)分析液壓傳動系統(tǒng)中執(zhí)行機構(gòu)(液壓缸或活塞桿)的運動是依靠換向閥來控制的，而換向閥的閥芯和閥體間總是存在著間隙，這就造成了換向閥內(nèi)部的泄漏。若要求執(zhí)行機構(gòu)在停止運動時不受外界的影響，僅依靠換向閥是不能保證的，這時就要利用單向閥來控制液壓油的流動，從而可靠地使控制執(zhí)行元件能停在某處而不受外界影響。實訓(xùn)項目六實訓(xùn)項目六 汽車起

16、重機支腿的控制回路汽車起重機支腿的控制回路第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路三、任務(wù)實施三、任務(wù)實施如圖4-18所示便是采用液控單向閥的鎖緊回路。在這種回路中液壓缸的進、回油路中都串接液控單向閥，活塞可以在行程的任何位置鎖緊，其鎖緊精度只受液壓缸內(nèi)少量的內(nèi)泄漏影響，因此，鎖緊精度較高。四、操作步驟四、操作步驟1. 熟悉方向閥的類型，能看懂鎖緊回路圖；2.選擇相應(yīng)元器件，在實驗臺上組建回路并檢查回路的功能是否正確；3.觀察運行情況，對使用中遇到的問題進行分析和解決；4.完成實驗經(jīng)老師檢查評估后，關(guān)閉油泵，拆下管線，將元件放回原來位置。實訓(xùn)項目六實訓(xùn)項目六 汽車起重機支腿的控制回路汽車起重機支腿

17、的控制回路第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路本本章章小小結(jié)結(jié)知識要點單向閥的種類、結(jié)構(gòu)及工作原理換向閥的類型、結(jié)構(gòu)及工作原理換向閥的滑閥機能換向回路和鎖緊回路的工作原理技能要點基本換向回路的油路分析正確連接、安裝并運行基本換向回路第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路本本章章小小結(jié)結(jié) 單向閥和換向閥是液壓系統(tǒng)中控制液流方向的元件。 單向閥分成兩類：普通單向閥(簡稱單向闊)，它只允許液流向一個方向通過；液控單向閥，它具有普通單向閥的功能，并且只要在控制口通以一定壓力的控制油液，油流反向也能通過。單向閥和液控單向閥用于油路需要單向?qū)ǖ膱龊?，也用于各種鎖緊回路。

18、 換向閥既可用來使執(zhí)行元件換向，也可用來切換油路。換向閥的各種結(jié)構(gòu)形式中，滑閥式用得較多。而各種操縱形式的換向閥中，則以電磁和電液換向閥用得較多，因為它易于實現(xiàn)系統(tǒng)自動化。換向閥的圖形符號明確地表示了閥的作用原理、工作位置數(shù)、通路數(shù)、通斷狀態(tài)以及操縱方式等，應(yīng)予以足夠的重視，并能熟練掌握。 方向控制回路是指在液壓系統(tǒng)中，起控制執(zhí)行元件的起動、停止及換向作用的液壓基本回路。它包括有換向回路和鎖緊回路等。重點講解采用O型或M型機能的三位換向閥的鎖緊回路和采用液控單向閥的鎖緊回路。一、填空題填空題1根據(jù)用途和工作特點的不同，控制閥主要分為三大類_ _、 _ 、 _ 。2方向控制閥用于控制液壓系統(tǒng)中液

19、流的_ _和_ _。3換向閥實現(xiàn)液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動機構(gòu)的_ 、_ _或變換運動方向。4換向閥處于常態(tài)位置時，其各油口的連通關(guān)系稱為滑閥機能。常用的有_ _ 型、_ _ 型、_ _ 型和_ _ 型等。5方向控制閥包括 和 等。6單向閥的作用是使油液只能向 流動。7 是利用閥芯和閥體的相對運動來變換油液流動的方向、接通或關(guān)閉油路。8方向控制回路是指在液壓系統(tǒng)中，起控制執(zhí)行元件的 、 及換向作用的液壓基本回路；它包括 回路和 回路。第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路二、選擇題二、選擇題1對三位換向閥的中位機能，缸閉鎖，泵不卸載的是（ ）；缸閉鎖，泵卸載的是（ ）；缸浮動，泵卸載的是（ ）；缸浮動，泵不卸載的是（ ）；可實現(xiàn)液壓缸差動回路的是（ ）A、O型 B、H型