1、方向控制阀,授课教师：梁 斌,方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向。它包括单向阀和换向阀。 单向阀有普通单向阀和液控单向阀。 换向阀按操作阀芯运动的方式可分为手动、机动、电磁动、液动、电液动等。,普通单向阀,普通单向阀是只允许液流一个方向流动，反向则被截止的方向阀，又称为逆止阀或止回阀。要求正向液流通过时压力损失小，反向截止时密封性能好。,图形符号:,工作原理 左端进油，压力油作用在阀芯左端，克服右端弹簧力使阀芯右移，阀口开启，油液从右端流出；若右端进油，压力油与弹簧同向作用，将阀芯紧压在阀座孔上，阀口关闭，油液被截止不能通过。正向开启压力只需（0.030.05 ）MPa，反向截止时为线密封
2、，且密封力随压力增高而增大，密封性能良好。开启后进出口压力差（压力损失）为（0.20.3 ）MPa.,普通单向阀的应用,常被安装在泵的出口，一方面防止压力冲击影响泵的正常工作，另一方面防止泵不工作时系统油液倒流经泵回油箱。 被用来分隔油路以防止高低压干扰。 与其他的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向顺序阀等，使油液一个方向流经单向阀，另一个方向流经节流阀等。 安装在执行元件的回油路上，使回油具有一定背压。作背压阀的单向阀应更换刚度较大的弹簧，其正向开启压力为（ 0.30.5）MPa。,使执行元件运动平稳，防止液压系统停机时空气进入系统，但回油阻力增大。,液控单向阀,工作原理 当控制油口不通压力
3、油时，油液只能从p1p2；当控制油口通压力油时，正、反向的油液均可自由通过。 根据控制活塞上腔的泄油方式不同分为内泄式和外泄式。,解决措施：打开阀芯前减小进出口压力差复式结构液控单向阀，单向阀芯内装有卸载小阀芯。控制活塞上行时先顶开小阀芯使主油路卸压，再顶开单向阀阀芯，其控制压力仅为工作压力的 4.5，没有卸载小阀芯的液控单向阀的控制压力为工作压力的40 50 。,普通型液控单向阀存在的问题：反向导通时，打开阀芯需要很高的控制压力。,液控单向阀的应用,用于保压回路,用于锁紧回路,控制压力油油口不工作时，应使其通回油箱，否则控制活塞难以复位，单向阀反向不能截止液流。,换向阀,换向阀是利用阀芯在阀
4、体孔内作相对运动，使油路接通或切断而改变油流方向的阀。 换向阀的分类,滑阀式换向阀的结构,阀芯与阀体孔配合处为台肩，阀体孔内沟通油液的环形槽为沉割槽。阀体在沉割槽处有对外连接油口。,阀芯台肩和阀体沉割槽可以是两台肩三沉割槽，也可以是三台肩五沉割槽。当阀芯运动时，通过阀芯台肩开启或封闭阀体沉割槽，接通或关闭与沉割槽相通的油口。,位 、通及图形符号,用方框表示阀的工作位置，方框数即“位”数。 箭头表示两油口连通，并不表示流向；“”或“T”表示此油口不通流。 在一个方框内，箭头或“”符号与方框的交点数为油口的通路数，即“通”数。,图形符号表示的含义,P表示压力油的进口，T表示与油箱连通的回油口，A和
5、B表示连接其他工作油路的油口。 三位阀的中位及二位阀侧面画有弹簧的那一方框为常态位。在液压原理图中，换向阀的油路连接一般应画在常态位上。二位二通阀有常开型(常态位置两油口连通)和常闭型(常态位置两油口不连通)。 一个换向阀完整的图形符号还应表示出操纵方式、复位方式和定位方式等。,1. 两位两通,图形符号：,作用：控制油路的通与断,2. 两位三通,图形符号：,作用：控制液流方向,3. 两位四通,图形符号：,作用：控制执行元件换向,P 压力油口 O 回油口 A、B 分别接执行元件的两腔,4. 三位四通,图形符号：,作用：换向、停止。,5. 两位五通,图形符号：,作用：换向、两种回油方式。,6. 三
6、位五通,图形符号：,作用：换向、停止、回油不同。,手动（机动）换向阀,阀芯运动是藉助于机械外力实现的。 根据阀芯的定位方式分为 弹簧钢球定位式 弹簧自动复位式,由于手动换向阀需要人力操纵，故只适用于间歇动作且要求人工控制的小流量场合。使用中须注意：定位装置或弹簧腔的泄漏油需单独用油管接入油箱，否则漏油积聚会产生阻力，以至于不能换向，甚至造成事故。其他换向阀也有同样问题，在使用换向阀必须予以注意。,机动换向阀又称行程换向阀，它依靠安装在运动部件上的挡块或凸轮，推动阀芯移动实现换向。,机动换向阀通常是弹簧复位式的二位阀。它的结构简单，动作可靠，换向位置精度高，改变挡块的迎角或凸轮外形，可使阀芯获得
7、合适的移动速度，进而控制换向时间，减小液压执行元件的换向冲击。但这种阀只能安装在工作部件附近，因而连接管路较长，使整个液压装置不紧凑。,电磁换向阀,阀芯运动是藉助于电磁力和弹簧力的共同作用。电磁铁不得电，阀芯在右端弹簧的作用下，处于左极端位置（右位），油口p与A通，B不通；电磁铁得电产生一个电磁吸力，通过推杆推动阀芯右移，则阀左位工作，油口p与B通，A不通。,如果将两端电磁铁与弹簧对中机构组合，又可组成三位的电磁换向阀，电磁铁得电分别为左右位，不得电为中位（常位）。 电磁吸力有限，电磁换向阀最大通流量小于100 L/min。对液动力较大的大流量阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。,电磁铁按所接电
8、源的不同，分交流和直流两种基本类型。交流电磁阀使用方便，启动力大，但换向时间短（约0.03 0.05 s），换向冲击大，噪声大，换向频率低，而且当阀芯被卡住或由于电压低等原因吸合不上时，线圈易烧坏。直流电磁阀需直流电源或整流装置，但换向时间长（约0.1 0.3 s），换向冲击小，换向频率允许较高，而且有恒电流特性，当电磁铁吸合不上时，线圈不会被烧坏，故工作可靠性高。还有一种整型（本机整流型）电磁铁，其上附有二极管整流线路和冲击电压吸收装置，能把接入的交流电整流后自用，因而兼具了前述两者的优点。,液动换向阀,液动换向阀利用控制油路的压力油推动阀芯实现换向，因此它可以制造成流量较大的换向阀。,图所
9、示为三位四通液动换向阀。当其两端控制油口K1和K2均不通入压力油时，阀芯在两端弹簧的作用下处于中位；当K1进压力油，K2接油箱时，阀芯移至右端，P通A，B通T；反之，K2进压力油，K1接油箱时，阀芯移至左端，P通B，A通T。右图为三位四通液动换向阀的图形符号。,液动换向阀对阀芯的操纵推力很大，因此适用于压力高、流量大、阀芯移动行程长的场合。这种阀通过一些简单的装置可使阀芯的运动速度得到调节。,电液换向阀,电液换向阀是由电磁换向阀与液动换向阀组合而成，液动换向阀实现主油路的换向，称为主阀；电磁换向阀改变液动阀控制油路的方向，称为先导阀。,当1YA通电、2YA断电时，电磁阀芯移至右端，电磁阀左位工
10、作，控制压力油经过 PA单向阀主阀芯左端油腔，而回油经主阀芯右端油腔节流阀BT油箱。于是，主阀芯在左端液压推力的作用下移至右端，即主阀左位工作，主油路P通A，B通T。,电液换向阀工作原理要点,为保证液动阀回复中位，电磁阀的中位必须是A、B、T油口互通。 控制油可以取自主油路的p口（内控），也可以另设独立油源（外控）。采用内控时，主油路必须保证最低控制压力（0.30.5MPa)；采用外控时，独立油源的流量不得小于主阀最大通流量的15 ，以保证换向时间要求。,电磁阀的回油可以单独引出（外排），也可以在阀体内与主阀回油口沟通，一起排回油箱（内排）。液动阀两端控制油路上的节流阀可以调节主阀的换向速度。
11、,在电液换向阀中，控制主油路的主阀芯不是靠电磁铁的吸力直接推动的，而是靠电磁铁操纵控制油路上的压力油液推动的，因此推力可以很大，操纵也很方便。此外，主阀芯向左或向右的运动速度可分别由左节流阀或右节流阀来调节，这使系统中的执行元件能够得到平稳无冲击的换向。所以，这种操纵形式的换向性能比较好，它适用于高压、大流量的液压传动系统。,滑阀的中位机能,三位的滑阀在中位时各油口的连通方式体现了换向阀的控制机能，称之为滑阀的中位机能。 不同滑阀机能的滑阀，阀体是通用的，仅阀芯台肩的尺寸和形状不同。 滑阀机能的应用： 使泵卸载的有H、K、M型；使执行元件停止的有O、M型；使执行元件浮动的有H、Y型；使液压缸实
12、现差动的有P型。,液压缸快进：中位“P”型，如图所示，当换向阀于中位时，因P、A、B相通，故可用作差动回路。,中位机能应用,系统卸荷：中位“M”型，如图所示，当方向阀于中位时，因P、T口相通，泵输出的油液不经溢流阀即可流回油箱，由于直接接油箱，所以泵的输出压力近似为零，也称泵卸荷，减少功率损失。,中位机能应用,系统保压 ： 中位为“O”型，如图所示， P口被堵塞时，此时油需从溢流阀流回油箱，增加功率消耗；但是液压泵能用于多缸系统。,中位机能应用,由换向阀和液控单向阀所组成的锁紧回路见图。锁紧回路的功能是使液压执行元件不工作时切断其进、出油液通路，使液压执行元件能在任意位置上停留，并且不会在外力
13、的作用下移动其位置。,在图中，当换向阀处于左位或右位时，液控单向阀控制油口X2或X1通入压力油，液压缸的回油便可反向流过单向阀口，这时的活塞可向右或向左运动。到了该停留的位置时，只要使换向阀处于中位，因为换向阀的中位机能是H型，控制油直接通油箱，所以控制压力立即消失（Y型中位机能亦可），液控单向阀不再双向导通，液压缸因两腔油液被封死便被锁紧。由于液控单向阀中的单向阀采用座阀结构，密封性好，泄漏极小，故有液压锁之称。当换向阀的中位机能为O或M等型时，从原理上讲不需要液控单向阀也能使液压缸锁紧。但由于换向阀多为滑动式结构，存在较大的泄漏，锁紧功能较差，只能用于锁紧时间短且要求不高处。,液压锁和中位
14、机能的锁紧回路区别,换向阀的性能,换向可靠性：换向信号发出后阀芯能灵敏地移到工作位置；换向信号撤除后阀芯能自动复位。同一通径的电磁阀，机能不同，可靠换向的压力流量范围不同，一般用工作极限曲线表示。 压力损失：包括阀口压力损失和流道压力损失。换向阀的压力损失除与通流量有关，还与阀的机能、阀口流动方向有关，一般不超过1MPa。,内泄漏量：滑阀式换向阀为环形间隙密封，工作压力越高，内泄漏越大。泄漏不仅带来功率损失，而且引起油液发热。因此阀芯与阀体要同心，并要有足够的封油长度。 换向平稳性：就是要求换向时压力冲击要小.手动换向阀和电液换向阀可以控制换向时间来减小换向冲击。换向时间和换向频率：交流电磁铁
15、的换向时间约为0.030.15s，直流电磁铁的换向时间约为0.10.3s；换行频率为60240次/min。,多路换向阀是一种集中布置的组合式手动换向阀，常用于工程机械等要求集中操纵多个执行元件的液压设备中。多路阀的组合方式有并联式、串联式和顺序单动式三种，符号如图所示。,多路换向阀,当多路阀如图（a）所示并联组合时，液压泵可以同时对三个或其中任意一个执行元件供油。在对三个执行元件同时供油的情况下，由于负载不同，三者将先后动作。,当多路阀如图（b）所示串联式组合时，液压泵依次向各执行元件供油，第一个阀的回油口与第二个阀的压力油口相连。各执行元件可单独动作，也可同时动作。在三个执行元件同时动作的情
16、况下，三个负载压力之和不应超过液压泵压力。,当多路阀如图（c）所示顺序单动式组合时，液压泵按顺序向各执行元件供油。操作前一个阀时，就切断了后面阀的油路，从而可以防止各执行元件之间的动作干扰。,电磁球阀简介,结构 主要由左、右阀座、球阀、操作杆、杠杆、弹簧等组成。p 口压力油除通过右阀座孔作用在球阀的右边外，还经过阀体上的通道 b 进入操纵杆的空腔并作用在球阀的左边，球阀所受轴向液压力平衡。,特点 对油液污染不敏感，换向性能好；密封性能好，最高压力可达63MPa；电磁吸力经杠杆放大后传给阀芯，推力大；使用介质的粘度范围大，可直接用于高水基、乳化液；加工装配工艺难度较大，成本较高。,用在超高压小流量液压系统或作插装阀的先导阀。,
