§52-方向控制閥課件

第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥§5.2方向控制閥2023/7/241第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.4.1單向閥§5.2方向控制閥功用：主要用來(lái)控制液壓系統(tǒng)中油流方向或通與斷。分類(lèi)：?jiǎn)蜗蜷y、換向閥5.4.1單向閥分類(lèi)：普通單向閥、液控單向閥1．普通單向閥普通單向閥：簡(jiǎn)稱(chēng)單向閥，只允許油液正向流動(dòng)而反向截止，故又稱(chēng)逆止閥或止回閥。原理圖5.24a：直通式，一般為螺紋連接，故稱(chēng)管式單向閥。圖5.24b：直角式，進(jìn)出油口在一個(gè)面，故稱(chēng)板式單向閥，用于集成塊式連接的液壓系統(tǒng)。2023/7/242第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.1單向閥2023/7/243第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.1單向閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)閥芯結(jié)構(gòu)錐閥：密封性好，加工難度大。鋼球：制造方便，但密封性較差，只適于小流量場(chǎng)合。彈簧單向閥：彈簧用于使閥芯在閥座上就位，剛度較小，通油方向阻力小，開(kāi)啟壓力一般很小(0.03～0.05MPa)。背壓閥：剛度應(yīng)較大，使閥開(kāi)啟壓力為0.2～0.6MPa。主要性能：和閥的結(jié)構(gòu)和制造質(zhì)量有關(guān)正向最小開(kāi)啟壓力正向壓力損失反向泄漏量2023/7/244第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.1單向閥應(yīng)用裝在泵出口處：防止系統(tǒng)中的液壓沖擊影響泵的工作。分隔油路：防止油路間相互干擾。組成單向節(jié)流閥、單向減壓閥、單向順序閥等：使油液正向流動(dòng)時(shí)節(jié)流閥、減壓閥、順序閥等起作用；反向時(shí)經(jīng)單向閥，不受上述閥控制。做背壓閥：安裝在執(zhí)行元件回油路，使回油有背壓。2023/7/245第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.1單向閥2．液控單向閥是一種通入控制壓力油后即允許油液雙向流動(dòng)的單向閥。原理：如圖5.25a，單向閥和液控裝置組成：X無(wú)控制壓力油：同普通單向閥，主油路壓力油只能從A

口流向B

口，不能反流。X有控制壓力油：活塞1右移，頂開(kāi)閥芯3，A、B

口接通，油液可在兩個(gè)方向自由通流，相當(dāng)于直通油路。2023/7/246第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.1單向閥分類(lèi)：根據(jù)控制活塞右腔的泄油方式不同分內(nèi)泄式外泄式2023/7/247第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.1單向閥帶泄荷閥芯的液控單向閥2023/7/248第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.1單向閥作用：高壓時(shí)反向開(kāi)啟前B

口壓力很高，開(kāi)啟控制壓力很高，采用卸荷閥芯，減小控制壓力，如圖5.27。原理：先頂開(kāi)卸荷閥芯，A、B連通，壓力相等，接著開(kāi)啟主閥芯。液控單向閥主要性能同單向閥，不同處：對(duì)反向開(kāi)啟最小控制壓力pX

有要求：pA=0

時(shí)，不帶卸荷閥芯的為(0.4～0.5)pB，帶卸荷閥芯的為0.05pB。反向流動(dòng)壓力損失比正向流動(dòng)小。注意：控制油口不工作時(shí)通油箱，保證壓力為零，否則控制活塞難以復(fù)位，單向閥反向不能完全截止。2023/7/249第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.1單向閥液控單向閥應(yīng)用用作二通開(kāi)關(guān)閥、保壓閥、支承閥。用兩個(gè)液控單向閥組成“液壓雙向鎖”。用于鎖緊回路用于保壓回路2023/7/2410第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥5.2.2換向閥換向閥：指利用閥芯對(duì)閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通、關(guān)斷或變換油流方向，從而控制液壓執(zhí)行元件啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。2023/7/2411第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥換向閥分類(lèi)換向閥一般由專(zhuān)業(yè)廠生產(chǎn)并系列化?；y式換向閥應(yīng)用廣泛，這里主要介紹滑閥式換向閥。2023/7/2412第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥1．換向閥的工作原理通過(guò)變換閥芯在閥體內(nèi)的相對(duì)工作位置，使閥體各油口連通或斷開(kāi)，從而控制執(zhí)行元件的換向或啟停。如圖5.28：閥芯有臺(tái)肩，閥體有沉割槽。液壓缸兩腔不通壓力油，處于停止?fàn)顟B(tài)。若使換向閥的閥芯1左移，閥體2上的油口P

和A

連通，B和T連通，壓力油經(jīng)P、A

進(jìn)入液壓缸左腔，活塞右移，右腔油液經(jīng)B、T

排回油箱。若閥芯1右移，則P和B

連通，A

和T連通，活塞便左移。2023/7/2413第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥2．滑閥式換向閥的結(jié)構(gòu)（1）主體結(jié)構(gòu)閥體和滑動(dòng)的閥芯是滑閥式換向閥的結(jié)構(gòu)主體。2023/7/24142023/7/2415第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥（2）換向閥的“通”和“位”不同的“通”和“位”構(gòu)成不同類(lèi)型的換向閥。“位”：如“二位閥”、三位閥”，是指換向閥的閥芯有兩個(gè)或三個(gè)不同的工作位置?！巴ā保喝纭岸ㄩy”、“三通閥”、“四通閥”，是指換向閥的閥體上有兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)各不相通且可與系統(tǒng)不同油管相連的油口，它們之間只能通過(guò)閥芯移位開(kāi)關(guān)閥口來(lái)溝通或斷開(kāi)。2023/7/2416第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥不同“通”和“位”的滑閥式換向閥主體結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào)見(jiàn)表5.2。圖形符號(hào)的含義如下：①用方框表示閥的工作位置，幾個(gè)方框表示有幾“位”。②方框內(nèi)的箭頭表示油路接通狀態(tài)，但箭頭方向不一定表示液流的實(shí)際方向。③方框內(nèi)符號(hào)“┻”或“┳”表示該通路不通。④方框外部連接的接口數(shù)有幾個(gè)，就表示幾“通”。⑤閥與系統(tǒng)供油路連接的油口用P表示；閥與系統(tǒng)回油路連通的回油口用T（有時(shí)用O

表示）；閥與執(zhí)行元件連接的油口用A、B表示。泄油口在圖形符號(hào)上用L表示。⑥換向閥有兩個(gè)或兩個(gè)以上工作位置，閥芯未受到操縱力時(shí)的位置為常態(tài)位。圖形符號(hào)的中位是三位閥的常態(tài)位。利用彈簧復(fù)位的二位閥則以靠近彈簧的方框內(nèi)的通路狀態(tài)為常態(tài)位。繪制系統(tǒng)圖時(shí)，油路連接在常態(tài)位上。2023/7/2417第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥（3）滑閥機(jī)能滑閥機(jī)能：指滑閥式換向閥處于中位或原始位置時(shí)，閥中各油口的連通方式。直接影響執(zhí)行元件的工作狀態(tài)。不同的滑閥機(jī)能可滿足系統(tǒng)的不同要求。二位二通換向閥的滑閥機(jī)能兩通閥兩油口間只有通或斷，因此，兩通閥滑閥機(jī)能分：常閉式（O型）常開(kāi)式（H型）2023/7/2418第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥三位換向閥的中位機(jī)能滑閥機(jī)能：在三位換向閥中也稱(chēng)中位機(jī)能，指中位時(shí)各油口的連通方式。中位機(jī)能可滿足不同使用要求。用一個(gè)字母表示。常見(jiàn)的中位機(jī)能、型號(hào)、符號(hào)見(jiàn)表5.3。不同的中位機(jī)能通過(guò)改變閥芯的形狀和尺寸得到，但閥體是通用的。三位五通換向閥的中位機(jī)能與此相似。2023/7/24192023/7/2420第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥閥中位機(jī)能選擇考慮的要點(diǎn)①系統(tǒng)保壓：P口堵塞，則系統(tǒng)保壓，液壓泵能用于多缸系統(tǒng)。P與T口接通不太通暢時(shí)(如X型)，系統(tǒng)也能保持一定壓力，供控制油路使用。②系統(tǒng)卸荷：P口通暢地與T口接通，系統(tǒng)卸荷。③換向平穩(wěn)性和精度：A、B兩口封閉，換向不平穩(wěn)，易產(chǎn)生液壓沖擊，但換向精度高。A、B

兩口都通T

口，換向時(shí)不易制動(dòng)，換向精度低，但液壓沖擊小。④啟動(dòng)平穩(wěn)性：閥在中位時(shí)，液壓缸某腔如通油箱，則啟動(dòng)時(shí)該腔內(nèi)無(wú)油液起緩沖作用，啟動(dòng)不太平穩(wěn)。⑤液壓缸“浮動(dòng)”和在任意位置停止：閥在中位時(shí)，A、B

兩口互通，臥式液壓缸“浮動(dòng)”，可移動(dòng)工作臺(tái)調(diào)整位置。A、B兩口封閉或與P口連接（非差動(dòng)），可使液壓缸在任意位置停止。2023/7/2421第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥換向閥的過(guò)渡機(jī)能過(guò)渡機(jī)能：指閥芯換向過(guò)程中各油口的瞬間連通方式。過(guò)渡過(guò)程雖然只一瞬間，不能形成穩(wěn)定的油口連通，但不容忽視。如換向過(guò)程中，二位四通閥的四個(gè)油口若能半開(kāi)啟，則可減小換向沖擊，

同時(shí)使P口保持一定壓力，此即X型過(guò)渡機(jī)能，如圖5.30a

；如圖5.30b，為HMH

型過(guò)渡機(jī)能。2023/7/2422第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥過(guò)渡機(jī)能加長(zhǎng)閥芯行程，影響電磁換向閥的動(dòng)作可靠性，延長(zhǎng)了動(dòng)作時(shí)間，對(duì)電磁換向閥不利，所以電磁換向閥一般不設(shè)置過(guò)渡機(jī)能；只有液動(dòng)(或電液動(dòng))換向閥才設(shè)計(jì)過(guò)渡機(jī)能。根據(jù)過(guò)渡位置各油口連通狀態(tài)及閥口節(jié)流形式可派生其它滑閥機(jī)能，圖形符號(hào)中，過(guò)渡機(jī)能畫(huà)在各“位”之間，用虛線隔開(kāi)，如圖5.30。2023/7/2423第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.4.2換向閥3．換向閥的操縱方式（1）手動(dòng)換向閥手動(dòng)腳踏根據(jù)閥芯定位方式分彈簧鋼球定位彈簧自動(dòng)復(fù)位2023/7/2424第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥（2）機(jī)動(dòng)換向閥（3）電磁換向閥電磁鐵和彈簧力共同作用。2023/7/2425第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥二位四通電磁閥單電磁鐵彈簧復(fù)位式：圖5.34a，單電磁鐵控制。雙電磁鐵鋼球定位式：圖5.34b，雙電磁鐵控制，無(wú)復(fù)位彈簧，斷電后能保留通電時(shí)的狀態(tài)，有“記憶”功能，減少了電磁鐵通電時(shí)間，延長(zhǎng)了電磁鐵壽命，節(jié)約了能源?！坝洃洝惫δ埽嚎杀苊庀到y(tǒng)失靈或動(dòng)作紊亂出事故。對(duì)連續(xù)作業(yè)的自動(dòng)化機(jī)械和自動(dòng)線，十分必要。2023/7/2426第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥電磁鐵有交流、直流和本整型三種：交流型：交流220V，換向快(約0.01～0.07s)，但換向沖擊大，換向頻次低(約30次/min)

。電路簡(jiǎn)單、電磁鐵啟動(dòng)力較大。溫升高(外殼要設(shè)散熱筋)，噪聲大，閥芯卡住或電壓低等原因易燒壞線圈，故可靠性較差，壽命較短。直流型：24V直流，換向時(shí)間長(zhǎng)(約0.1～0.15s)，換向沖擊小，換向頻次120次/min。需直流電源，啟動(dòng)力比交流電磁鐵小。不因鐵芯卡住而燒壞(故外殼上無(wú)散熱筋)，體積小，噪聲小，工作可靠，壽命較長(zhǎng)。本整型：指交流型。有二極管整流和沖擊電壓吸收裝置，有半波整流功能，有直流電磁鐵的結(jié)構(gòu)和特性，但接交流電，兼具前述兩者優(yōu)點(diǎn)。2023/7/2427第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥電磁鐵還可分為①干式：線圈、鐵芯和軛鐵不與油接觸，電磁鐵與閥聯(lián)結(jié)時(shí)，推桿外周要密封。為避免回油滲入對(duì)中彈簧腔，回油壓力不能太高。附有手推桿，電磁鐵故障時(shí)可手動(dòng)換向。在簡(jiǎn)單液壓系統(tǒng)中常用。②油浸式：線圈和鐵芯浸在無(wú)壓油液中。推桿和銜鐵端部要密封。線圈散熱和推桿潤(rùn)滑好，壽命長(zhǎng)。密封多使得靈敏性較差，造價(jià)也較高。③濕式：線圈和銜鐵浸在有壓油液中，也叫耐壓式，推桿處無(wú)密封。散熱好，摩擦小。油液阻尼減小了切換沖擊和噪聲。吸聲小、壽命長(zhǎng)、溫升低，應(yīng)用廣。有時(shí)將油浸式和耐壓式都叫做濕式。電磁鐵吸力有限(120N)，控制換向閥流量小于100L/min。流量較大時(shí)用液動(dòng)或電液動(dòng)控制。2023/7/2428第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥（4）液動(dòng)換向閥液動(dòng)換向閥是利用控制壓力油來(lái)改變閥芯位置的換向閥。2023/7/2429第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥對(duì)三位閥，按閥芯對(duì)中形式，分兩種彈簧對(duì)中型：圖5.35a為彈簧對(duì)中型三位四通液動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)原理圖。液壓對(duì)中型工作原理閥芯兩端接控制油口K1和K2。K1通壓力油，閥芯右移，P與A

通，B

與T通；K2通壓力油，閥芯左移，P與B

通，A

與T通；K1和K2都不通壓力油，閥芯在兩端對(duì)中彈簧作用下處中位。圖5.35b

為其圖形符號(hào)。液動(dòng)滑閥有換向平穩(wěn)性要求時(shí)，K1、K2

油路加阻尼調(diào)節(jié)器（圖5.34c為其圖形符號(hào)），為單向閥和節(jié)流閥并聯(lián)，單向閥保證進(jìn)油暢通，節(jié)流閥用于回油節(jié)流。調(diào)節(jié)節(jié)流閥即調(diào)整了閥芯動(dòng)作時(shí)間。2023/7/2430第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥（5）電液換向閥組成：電磁閥+液動(dòng)換向閥電磁閥作先導(dǎo)閥：起先導(dǎo)控制作用，控制液動(dòng)換向閥的動(dòng)作。液動(dòng)閥作主閥：控制液壓執(zhí)行元件。圖5.36

為兩端帶主閥芯行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的三位四通電液換向閥的結(jié)構(gòu)示意圖。有液壓力驅(qū)動(dòng)，主閥芯可做得很大，允許控制大流量，達(dá)到較小電磁鐵控制較大流量的目的，其使用方法與電磁換向閥相同。2023/7/24312023/7/2432第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥2023/7/2433第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥工作原理如圖5.37a詳細(xì)圖形符號(hào)，圖5.37b為簡(jiǎn)化符號(hào)。常態(tài)：先導(dǎo)閥和主閥中位，控制油路和主油路不進(jìn)油。左電磁鐵通電：先導(dǎo)閥左位，控制油自X口經(jīng)先導(dǎo)閥到主閥芯左端，右端回油經(jīng)先導(dǎo)閥及泄油口Y回油箱，主閥左位，主油路P和A、B和T相通。右電磁鐵通電：則主油路換向。2023/7/2434第五章液壓控制閥-§5.2方向控制閥-5.2.2換向閥電液換向閥控制機(jī)構(gòu)①阻尼調(diào)節(jié)器：又稱(chēng)換向時(shí)間調(diào)節(jié)器，是疊在先導(dǎo)閥與主閥