液壓與氣動技術(shù)項目5液壓方向控制回路的設(shè)計與應(yīng)用

汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)中方向控制閥的應(yīng)用

任務(wù)1汽車起重機支腿的控制回路的設(shè)計與應(yīng)用

任務(wù)22025/7/14一、任務(wù)引入

如圖5-1所示為汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)，它在工作中由液壓傳動系統(tǒng)帶動兩個前輪進(jìn)行往復(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?

圖5-1汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)任務(wù)5-1汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)中方向控制閥的應(yīng)用

2025/7/14二、任務(wù)分析

只要使液壓油進(jìn)入驅(qū)動汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)液壓缸的不同工作腔，就能使液壓缸帶動工作臺完成往復(fù)運動。這種能夠使液壓油進(jìn)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?平面磨床工作臺在工作時，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(jìn)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(jìn)入液壓缸左腔或右腔，推動活塞使工作臺向右或向左移動。現(xiàn)要求繪制和連接工作臺液壓控制回路。下面就先來認(rèn)識一下液壓傳動系統(tǒng)。2025/7/141、液壓控制閥三、相關(guān)知識

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。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。2025/7/142025/7/142025/7/142025/7/142025/7/142025/7/142、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。單向閥視頻2025/7/14DIF型直通單向閥直角單向閥（1）普通單向閥2025/7/14

液流從進(jìn)油口流入時：

p1p2

液流從出油口流入時：

p2p1工作原理圖(直通式)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。2025/7/14普通單向閥性能參數(shù)開啟壓力：Pk=0.035—0.05MPa

作背壓閥：Pk=0.2—0.6MPa

普通單向閥的應(yīng)用2025/7/14普通單向閥的應(yīng)用2025/7/14（2）液控單向閥2025/7/14液控單向閥工作原理2025/7/141）保持壓力2）用于液壓缸的“支撐”3）實現(xiàn)液壓缸的鎖緊狀態(tài)4）大流量排油5）作為充油閥使用6）組合成換向閥2025/7/14二、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。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。換向閥視頻2025/7/142025/7/142025/7/14（1）換向閥的工作原理中位2025/7/14左位（1）換向閥的工作原理2025/7/14右位（1）換向閥的工作原理2025/7/14（2）結(jié)構(gòu)原理2025/7/142025/7/142025/7/14（3）滑閥式換向閥基本概念

位:閥芯相對于閥體的工作位置數(shù)。通：閥體對外連接的主要油口數(shù)。（不包括控制油口和泄漏油口）滑閥機能：換向閥處于常態(tài)位置時，閥中各油口的連通方式，對三位閥即中間位置各油口的連通方式，又稱中位機能。

2025/7/14圖形符號含義

1位—用方格表示，幾位即幾個方格

2通—↑不通—┴

、┬箭頭首尾和堵截符號與一個方格有幾個交點即為幾通.3p.A.B.T有固定方位，p—進(jìn)油口，T—回油口

A.B—與執(zhí)行元件連接的工作油口4彈簧—W、M，畫在方格兩側(cè)。二位閥，靠彈簧的一格。5常態(tài)位置<

(原理圖中，油路應(yīng)該連接在常態(tài)位置)

三位閥，中間一格。2025/7/142025/7/143滑閥式換向閥的操縱方式

（1）手動換向閥（2）

機動換向閥（3）

電磁換向閥

（4）

液動換向閥

（5）電液換向閥2025/7/14（1）手動換向閥特征:利用手動杠桿操縱閥心運動以控制流向.

鋼球定位式分類<

彈簧復(fù)位式。

結(jié)構(gòu)分解圖2025/7/14(a)彈簧鋼球定位式結(jié)構(gòu)(b)彈簧自動復(fù)位式圖4-6三位四通手動換向閥1-手柄2-柄芯；3-彈簧2025/7/142025/7/14（2）機動換向閥（行程閥）利用擋鐵或凸輪使閥芯運動以控制流向

。常為二位閥，有二位、二通、三通、四通。

2025/7/14機動換向閥工作原理

圖4-7二位二通機動換向閥

1—滾輪

2—閥桿

3—閥芯

4—彈簧在圖示狀態(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，油口P和A連通。

機動換向閥適用于機床液壓

系統(tǒng)的速度切換回路。

2025/7/14特征利用電磁鐵推力，推動閥芯運動以控制流向。（3）電磁換向閥

2025/7/14三位四通電磁換向閥結(jié)構(gòu)

2025/7/14三位四通電磁換向閥工作原理

2025/7/142025/7/142025/7/14特征：利用壓力油改變滑閥位置以控制流向（4）液動換向閥

(a)結(jié)構(gòu)原理圖

(b)圖形符號圖4-10三位四通液動換向閥2025/7/14特征：利用電磁閥控制液動閥，以變換液流方向。

（5）電液換向閥

圖4-11三位四通電液換向閥1，6-節(jié)流閥2，7-單向閥3，5-電磁鐵4-電磁閥閥芯8-主閥閥芯2025/7/142025/7/14動畫演示2025/7/142025/7/142025/7/145、方向控制閥的選用圖5-14常見液壓換向閥實物圖根據(jù)液壓系統(tǒng)的要求選用適合的方向控制閥，必須考慮到下列方面:(1)額定壓力(2)額定流量。(3)滑閥機能。(4)操作方式。(5)整體式與分片式。(6)其他因素。除以上的因素外，還應(yīng)考慮介質(zhì)相容性，方向閥的響應(yīng)時間，安裝及連接方式，進(jìn)出油口形式等。2025/7/141、方向控制閥的拆裝。（1）單向閥的拆裝。（2）換向閥的拆裝。四、任務(wù)實施管式普通單向閥三位四通電磁換向閥2025/7/14任務(wù)名稱汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)中方向控制閥的選用工作任務(wù)電磁換向閥的選用與拆裝任務(wù)描述在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的工作原理，查閱相關(guān)資料進(jìn)行電磁換向閥的選型，可完成換向閥的拆卸與組裝。任務(wù)要求1、了解實訓(xùn)室或生產(chǎn)車間安全知識；2、根據(jù)汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)換向要求，能夠進(jìn)行方向控制閥的選用，形成清單；3、單向閥、換向閥拆裝并記錄；4、在工作臺上合理布置各元器件，規(guī)范安裝元器件。提交成果1、單向閥、電磁換向閥選型清單；2、單向閥、電磁換向閥拆裝流程?？己嗽u價序號考核內(nèi)容配分評分標(biāo)準(zhǔn)得分1安全意識10遵守安全規(guī)章、制度2工具的使用10正確使用實驗工具3單向閥、換向閥的選型20合理選用方向閥4單向閥、換向閥的拆裝50拆裝前后一致，過程有序5團(tuán)隊協(xié)作10與他人合作有效工作任務(wù)單

2025/7/14項目5液壓方向控制回路的設(shè)計與應(yīng)用

汽車助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)中方向控制閥的應(yīng)用

任務(wù)1汽車起重機支腿的控制回路的設(shè)計與應(yīng)用

任務(wù)2液壓與氣動技術(shù)2025/7/14任務(wù)5-2汽車起重機支腿的控制回路的設(shè)計與應(yīng)用

一、任務(wù)引入

汽車起重機（如圖5-17所示）由汽車發(fā)動機通過傳動裝置驅(qū)動工作，由于汽車輪胎的支撐能力有限，且為彈性變形體，作業(yè)很不安全，故在起重作業(yè)前必須放下前后支腿，使汽車輪胎架空，用支腿承重。在行駛時又必須將支腿收起，讓輪胎著地。要確保支腿停放在任意位置并能可靠地鎖定而不受外界影響而發(fā)生漂移或竄動。2025/7/14圖5-17汽車起重機應(yīng)選用何種液壓元件、何種液壓回路來實現(xiàn)這一功能呢？應(yīng)選用何種液壓元件來實現(xiàn)這一功能呢？2025/7/14通過上一課題的學(xué)習(xí)，我們知道液壓傳動系統(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，這時就要利用液控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，本項目要確保支腿停放在任意位置并能可靠地鎖定而不受外界影響而發(fā)生漂移或竄動，從而需要采用液壓鎖緊回路實現(xiàn)控制，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)。下面就一起來認(rèn)識一下單向閥和方向控制回路。

二、任務(wù)分析

2025/7/141、單向閥的應(yīng)用①普通單向閥裝在液壓泵的出口處，可以防止油液倒流而損壞液壓泵。如圖中的閥5。②普通單向閥裝在回油管路上作背壓閥，使其產(chǎn)生一定的回油阻力，以滿足控制油路使用要求或改善執(zhí)行元件的工作性能。③隔開油路之間不必要的聯(lián)系，防止油路相互干擾，如圖中的閥1和閥2。④普通單向閥與其它閥制成組合閥，如單向減壓閥、單向順序閥、單向調(diào)速閥等。三、相關(guān)知識

2025/7/14單向閥防止油路相互干擾在安裝單向閥時須認(rèn)清進(jìn)、出油口的方向，否則會影響系統(tǒng)的正常工作。系統(tǒng)主油路壓力的變化，不能對控制油路壓力產(chǎn)生影響，以免引起液控單向閥的誤動作。2025/7/14

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。

可控制執(zhí)行元件的啟動、停止和換向。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(dá))的換向。方向控制回路有換向回路和鎖緊回路。2、方向控制回路2025/7/14（1）電磁換向閥組成的換向回路2025/7/14（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(jìn)行換向。2025/7/142雙向變量泵換向回路2025/7/142025/7/14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。采用O型機能換向閥的鎖緊回路

2025/7/141、設(shè)計一下汽車起重機支腿控制回路。在這種回路中液壓缸的進(jìn)、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，鎖緊精度較高。（1）當(dāng)換向閥處于左位或右位工作時，液控單向閥控制口K1或K2通入壓力油，缸的回油便可反向通過單向閥口，此時活塞可向右或向左移動；（2）當(dāng)換向閥處于中位工作時或液壓泵停止供油時，因閥的中位機能為H型（或Y型），兩個液控單向閥的控制油直接通油箱，故控制壓力立即消失，液控單向閥不再反向?qū)?，液壓缸因兩腔油液封閉便被鎖緊。由于液控單向閥的密封性能很好，從而能使執(zhí)行元件長期鎖緊。四、任務(wù)實施2025/7/14采用液控單向閥的鎖緊回路

2025/7/14實習(xí)操作

1．正確連接與安裝鎖緊回路，操作要求如下：

（1）能看懂鎖緊回路圖，并能正確選用元器件。