1、單向閥和液控單向閥,第六章 方向閥和方向控制回路,換向閥,方向控制回路, 6-1 單向閥和液控單向閥,一、單向閥,二、液控單向閥,三、雙向液壓鎖,單向閥只允許油液某一方向流動，而反向截止。這種閥也稱為止回閥。對單向閥的主要性能要求是：油液通過時壓力損失要?。环聪蚪刂姑芊庑砸?。其結(jié)構(gòu)如圖。壓力油從P1進入，克服彈簧力推動閥芯，使油路接通，壓力油從P2流出；當壓力油從反向進入時，油液壓力和彈簧力將閥芯壓緊在閥座上，油液不能通 過。單向閥都采用圖 示的座閥式結(jié)構(gòu)，這 有利于保證良好的反 向密封性能。,一、單向閥,二、液控單向閥,如圖所示，液控單向閥下部有一控制油口K，當控制口不通壓力油時，此閥的作

2、用與單向閥相同；但當控制口通以壓力油時，閥就保持開啟狀態(tài)，液流雙向都能自由通過。圖上半部與一般單向閥相同，下半部有一控活塞1，控制油口K通以一定壓力的壓力油時，推動活塞1并通過推桿2使錐閥芯3抬起，閥就保持開啟狀態(tài)。,圖中為帶卸荷閥芯的液壓單向閥閥芯結(jié)構(gòu)，活塞背面全部受到進油壓力作用， 此時控制口K的壓力必須超過 P1腔壓力才能使活塞1運動并頂 開錐閥芯3。當P2腔壓力較高時 ， 頂開錐閥3所需的控制壓力可能 很高。為了減少控制口K的開啟 壓力，在錐閥3內(nèi)部增加了一個 卸荷閥芯6。在控制活塞頂起錐 閥3之前先頂起卸荷閥芯6,上腔 壓力有了這一結(jié)構(gòu),液控單向閥 便可控制較高的油壓而不需增加 控制

3、活塞的直徑合和使用過高的 控制油壓。,具有漏油油口的結(jié)構(gòu),三、雙向液壓鎖,如圖所示，使兩個液控單向閥共用一個閥體1和一個控制活塞2，而頂桿3分別置于控制活塞兩端，這樣就成為雙向液壓鎖。當P1腔通壓力油時，一方面油液通過左閥到P2腔，另一方面使右閥頂開，保持P4與P3腔暢通。同樣當P3腔通壓力油時一方面油液通過右閥到P4腔，另一方面使左閥頂開，保持P2與P1腔通暢。 而當P1和P2腔都不 通壓力油時，P2和 P4腔封閉，執(zhí)行元 件被雙向鎖住，故 稱為雙向液壓鎖。,結(jié)束,換向閥的基本作用可歸結(jié)為：利用閥芯和閥體的相對運動使閥所控制的一些油口接通或斷開。 對換向閥的主要能要求是：油路導通時，壓力損失

4、要??；油路斷開時，泄漏量要小； 閥芯換位，操縱力要小以及換向平穩(wěn)等。 換向閥的用途什么廣泛，種類也很多，可根據(jù)換向閥的結(jié)構(gòu)、操縱、位置和通路數(shù)等分類。, 6-2 換向閥,一、滑閥式換向閥的換向原理和圖形符號,二、滑閥式換向閥的結(jié)構(gòu),三、滑閥機能,四、液壓卡緊現(xiàn)象,五、操縱方式,六、其他結(jié)構(gòu)形式的換向閥,七、多路換向閥,一、滑閥式換向閥的換向原理和圖形符號,滑閥式換向閥是靠閥芯在閥體內(nèi)作軸向運動，而使相應的油路接通或斷開的換向閥。其換向原理如下圖所示。當閥芯處于左圖位置時，P與B,A與T相連，活塞向左運動；當閥芯向右移動處于右圖位置時，P與A, B與T相連，活塞 向右運動。所以 圖示換向閥可用

5、于使液壓執(zhí)行元 件換向。,下表列出了幾種常用換向閥的結(jié)構(gòu)原理和圖形符號。一個換向閥完整的圖形符號速應表示出操縱、復位和定位方式等。,換向閥圖形符號含義如下： （1）用方框表示閥的工作位置，有幾個方框就表示幾“位”。 （2）方框內(nèi)的箭頭表示在這一位置上油路處于接通狀態(tài)，但并不一定表示油流的實際流向； （3）方框內(nèi)符號或表示此油路被閥芯封閉; （4）一個方框的上邊和下邊與外部連接的接口數(shù)表示幾“通”； （5）一般，閥與系統(tǒng)供油路連接的進油口用字母P表示；閥與系統(tǒng)回油路連接的回油口用字母T(或O）表示；而閥與執(zhí)行元件連接的工作油口則用字母A、B等表示。有時在圖形符號上還標出泄漏油口，用字母L表示。,

6、二、滑閥式換向閥的結(jié)構(gòu),下圖是三槽二臺肩換向閥的換向原理。當換向閥芯處于左位時圖a，P與A通,B與T通；當閥芯處于右位時圖b，P與B通，A與T通。這種閥的長度較短，但回油壓力直接作用于閥芯兩端，對密封裝置有較高的要求。,圖為滑閥和閥芯的實際結(jié)構(gòu),三、滑閥機能,多位閥處于不同位置時，其各油口連通情況不同，這種不同的連通方式體現(xiàn)了換向閥的各種控制機能，稱為滑閥機能。下圖是三位四通閥中位機能。,滑閥式換向中，由于閥芯和閥體孔的幾何形狀誤差和中心線不重和，進入滑閥配合間隙中的壓力油將對閥芯 產(chǎn)生不平衡的徑向力，使閥芯緊貼在孔壁上，產(chǎn)生相當大的摩擦力，使滑閥卡住，這稱為液壓卡緊現(xiàn)象。下圖表示閥芯上所受徑

7、向力的幾種情況。圖中P1為高壓側(cè)壓力，P2為低壓側(cè)壓力。,四、液壓卡緊現(xiàn)象,圖中（a）的閥芯帶有錐度，間隙小的一端在高壓側(cè)（稱倒錐）。如果閥芯不帶錐度，那么在縫隙中沿x向的壓力分布為直線，如圖中P1與P2間的點畫線所示。現(xiàn)在閥芯帶錐度，高壓側(cè)的縫隙小，因此壓力沿x向先急劇下降后變緩，壓力分布為凹形，如圖（a）中的曲線a和b所示。又因閥芯下部縫隙較大，其壓力分布曲線凹度較上部縫隙小。這樣閥芯就受到一個不平衡的徑向液壓力，如圖中陰影部分所示，方向使偏心加大。圖（b）所示間隙小的一端在低壓側(cè)（稱順錐），這時閥芯如有偏心，也將產(chǎn)生徑向不平衡液壓力，但此力力圖減少偏心量，有自動定心作用。圖（c）所示為閥

8、芯和閥體中心線不平行情況。從圖中分析可看出，這種情況下的徑向不平衡液壓力最大。,開環(huán)形槽的效果 開有均壓槽的部位，四周都有相等或接近相等的壓力油，可顯著減少液壓卡緊力。閥芯傾斜時開環(huán)槽的效果可從下圖看出：,1、手動換向閥,4、液動換向閥,5、電液動換向閥,（1）二位二通電磁閥,（4）干式和濕式電磁鐵,五、操縱方式,3、電磁換向閥,2、機動換向閥,（3）交流和直流電磁鐵,（2）三位四通電磁閥,. 手動換向閥,下圖是彈簧自動復位式三位四通手動換向閥。推動手柄向右，閥芯向左移動至左位，此時P與A相通；推動手柄向左，閥芯處于右位，液流換向。該閥適于動作頻繁、 工作持續(xù)時間短 的場合，操作比 較完全，常

9、應用 于工程機械。,. 機動換向閥,機動換向閥又稱行程換向閥。它依靠行程擋塊推動閥芯實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。機動閥動作可靠，改變擋塊斜面角度便可改變換向時閥芯的移動速度，因而可以調(diào)節(jié)換向過程的快慢。右圖是二位三通機動換向閥。在常態(tài)位，P與A相通；當行程擋快5壓下機動閥滾輪4時，P與B相通。它經(jīng)常應用于機床液壓系統(tǒng)的 速度換接回路中。,. 電磁換向閥,二位二通換向閥,電磁閥借助于電磁鐵吸力推動閥芯動作。其操縱方便，布置靈活，易于實現(xiàn)動作轉(zhuǎn)換的自動化。但其吸力有限，不能用來直接操縱大規(guī)格的閥。,下圖是二位二通閥的圖形符號。如果常態(tài)時P與A斷開，我們稱這種閥具有常閉(O型)機能，見圖A。反之，常態(tài)時 P與A 相通

10、，我們稱 這種閥具有常開(H 型)機能，見圖B。,圖中是二位二通電磁閥結(jié)構(gòu)閥。常態(tài)時P與A不通。通電時，電磁鐵6通過推桿4克服彈簧2的預緊力，推動閥芯1，使閥芯1換位， P與A接通。電磁鐵頂部的手動推桿7是為檢查電磁鐵是否動作以及在電氣發(fā)生故障時實現(xiàn)手動操縱而設(shè)置的。,（2）三位四通電磁閥,三位四通電磁閥結(jié)構(gòu)如圖所示。閥兩端有兩根對中彈簧4和兩個定位套3使閥芯2在常態(tài)時處于中位。在右端電磁鐵通電吸合時，銜鐵9通過推桿6將芯推到左端； 反之左端電磁鐵 通電吸合時，閥 芯被推到右端。 在圖中滑閥為三 槽二臺肩式，閥 芯兩端是和回油 腔T連通的。,（3）交流和直流電磁鐵,根據(jù)電磁鐵所用電源不同可分為

11、交流電磁鐵和直流電磁鐵兩種。 交流電磁鐵的優(yōu)點是電源簡單方便，啟動力大。缺點是啟動電流大，在閥芯被卡住時會使電磁鐵線圈燒毀。交流電磁鐵動作快，換向沖擊大，換向頻率不能太高。 直流電磁鐵不論吸合與否，其電流基本不變，因此不會因閥被卡住而燒毀電磁鐵線圈，工作可靠性好，換向沖擊力也小。換向頻率較高。但需要有直流電源。,（4）干式和濕式電磁鐵,按照電磁鐵的銜鐵是否浸在油里，電磁鐵又分為干式和濕式兩種。 干式電磁鐵不允許油液進入電磁鐵內(nèi)部，因此推動閥芯推桿處要有可靠的密封，密封處摩擦阻力較大，影響換向可靠性，也易產(chǎn)生泄漏。 濕式電磁鐵中具有非導磁材料制成的導套, 油液被封在導套內(nèi)。在線圈作用下，銜鐵在導

12、套內(nèi)移動。所以，電磁閥的相對運動部件之間就不需要設(shè)置密封裝置，減少了閥芯運動阻力，提高了滑閥轉(zhuǎn)向可靠性，并且沒有外泄漏。另外,套內(nèi)的油液對銜鐵的運動產(chǎn)生阻尼作用,有利于減少換向沖擊和噪聲。濕式電磁鐵的結(jié)構(gòu)見下圖。,濕式電磁鐵的結(jié)構(gòu),4. 液動換向閥,液動換向閥利用控制油路的壓力油來推動閥芯實現(xiàn)換向，因此它適用于較大流量的閥。下圖是三位四通液動換向閥的結(jié)構(gòu)原理圖。當控制油口K1、K2不通壓力油時，閥芯在對中彈簧作用下處于中位。當K1通壓力油、K2回油時，閥芯右移，P與A通、B與T通；當K1通壓力油、K2回油時，閥芯左移(如圖中所示)。,可調(diào)式液動換向閥,在液動閥的控制回路上往往裝有可調(diào)的單向節(jié)流

13、閥（稱阻尼器），以便分別調(diào)節(jié)換向閥芯在兩個方向上的運動速度，改善換向性能。阻尼器可和液動閥連成一體，也可有獨立的閥體。帶有阻尼器的液動換向閥稱為可調(diào)式液動換向閥。其符號見下圖。,5.電液動換向閥,由于電磁閥吸力有限，電磁閥不能做成大規(guī)格。大規(guī)格時都做成電液動換向閥。它由大規(guī)格帶阻尼器的液動換向閥和小規(guī)格電磁換向閥組合而成。其中電磁閥時是 先導閥，液動 閥是主閥。電 液換向閥結(jié)構(gòu) 見圖。,下左圖為電液換向閥的圖形符號，右圖為其簡化圖形符號。當先導電磁閥的電磁鐵1DT和2DT都斷電時，電磁處于中位，控制壓力油進油口P關(guān)閉，主閥芯在對中彈簧作用下處于中位，主油路進油口P也關(guān)閉。當1DT通電，電磁閥處

14、于左位，控制壓力油經(jīng)PA單向閥主閥芯左端油腔，而回油從主閥芯右端油腔節(jié)流閥BT油箱。于是主閥切換到左位,主 油路P與B通、A與 T通。當2DT通電、 1DT斷電時，則有 P與A通、B與T通。,下圖所示也是一種電液換向閥，不過這種閥不是為了解決大規(guī)格問題，而是為了減小控制功率而設(shè)計的，稱為低功率電磁閥。圖中主閥兩端面與T相通，在對中彈簧作用下，主閥處于中位。當左端電磁鐵吸合時，通過推桿2使先導閥芯5向右運動，主閥左端面A與P相通，主閥被推向右端，實現(xiàn)了換位。同 樣，當右 端電磁鐵 吸合時， 主閥被推 至左端。,1、轉(zhuǎn)閥式換向閥,六、其他結(jié)構(gòu)形式的換向閥,在轉(zhuǎn)閥中，閥芯相對于閥體作旋轉(zhuǎn)運動以實現(xiàn)油

15、路換向，一般采用手動或機動操縱。三位四通轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)原理如圖所示。進油口P始終與閥芯1上的環(huán)形槽c和軸向槽b、d相通。回油口T與閥芯1上的環(huán)形槽a和軸向槽e、 f相通。在圖示位 置（D-D剖面）用 手柄2使閥芯旋轉(zhuǎn) 90。時，P與B通， A與T通，油路換向。,圖示為座閥式二位三通電磁閥換向閥的結(jié)構(gòu)原理圖。 在圖示狀態(tài)，壓力油P一方面作用在球閥1的左邊，另一方面作用在球閥的右邊，以保證球閥兩邊受力平衡。在常態(tài)時，球閥1壓在左閥座3上，此時P與A通，A 與T切斷。電磁 鐵通電時，銜接 推杠桿5，推動 桿6，使球閥1壓 向右閥座上。于 是油路切換，P 與A切斷，A與T 接通。,2、座閥式換向閥（球閥式換

16、向閥）,七、多路換向閥,目前實際上應用的多路閥型式很多，可以分為以下幾種：,1. 按閥體的外形，分為整體式和分片式。 整體式的結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、壓力損失也較小。缺點是不同機械的多路閥難于通用；加工時只要有一個閥孔不合格既全體報廢；整體式的閥體一般是鑄造的，工藝比單片復雜。 分片式的可以用很少幾種單元閥體組合多種不同的多路閥以適應各種機械的需要，因此增大了它的使用范圍。這類閥的缺點是加大了體積和重量，各片之間要有密封。,2.按各聯(lián)換向閥均處于中立位置時的回油方式有圖示兩種：圖a中的壓力油經(jīng)各聯(lián)換向閥中專門的通道回路，換向時閥桿將此油路截死。圖b中的壓力油是通過卸荷閥A卸荷的。,（1）并聯(lián) 從進油

17、口來的油可直接通到所有換向閥的進油腔，而各換向閥的回油都可直接通到回油口。若采用這種連接方式，當各換向閥同時操作時，壓力油總是首先進入阻力 較小的油缸中 去，因而很難 實現(xiàn)外負荷不 相同的液壓執(zhí) 行件同時動作。,3. 按換向閥油路連接方式可分為：,（2）串聯(lián),圖為串聯(lián)連接。即前一片換向閥的回油口與后一片的進油口相同，如果后一聯(lián)不工作，通過其中立位置回油道通往總回油口。這類結(jié)構(gòu)的多路閥可以使幾個工作機構(gòu)同時工作，回油泵的油壓等于所有正在工作的液 動機的壓差之和。 串聯(lián)回路的多路 閥的壓力損失一 般總要大一些。,（3）串并聯(lián),圖為串并聯(lián)回路，每一換向閥的進油腔與前一聯(lián)的中立位置回油道相連，而個聯(lián)的

18、回油腔同時直接與總回油口連接，即各聯(lián)閥的進油是串聯(lián)的，回油是并聯(lián)的。采用這種連接方式，當有一聯(lián)換向時，其后各聯(lián)換向控 制的液動機就不能動 作，因而這種連接方 式也叫單動順序油路。,結(jié)束, 6-3 方向控制回路,一、啟?；芈?二、換向回路,三、鎖緊回路,一、啟?；芈?使執(zhí)行元件停止運動主要由以下幾種方法： 1、切斷油路,如圖,用一個二位二通電磁閥來切斷壓力油源,使得執(zhí)行元件停止運動。實際上，切斷執(zhí)行元件的回油路也可達到使停止運動的 目的，但這會使執(zhí)行元件和有關(guān) 管路都受到高壓油的作用。此種 回路中，要求二位二通閥能通過 全部流量，故一般適用于小流量 系統(tǒng)。,2、油泵卸荷,油泵卸荷,油液沒有壓力,

19、執(zhí)行元件當然停止運動.用卸荷使執(zhí)行元件停止運動,可避免壓力油經(jīng)溢流閥回油引起的能量損失.中位機能為型的三位四通閥在中位時可引起卸荷作用.,3、準確停車,在機床液壓系統(tǒng)中,有時要求執(zhí)行元件有準確的停止位置,一般可采用死擋鐵限位的方法達到這一要求.,二、換向回路,1、電磁閥換向回路,用二位(或三位)四通(或五通)電磁閥換向最為方便.但電磁閥換向動作快,換向有沖擊.另外,交流電磁閥一般不宜作頻繁的切換.采用電液閥轉(zhuǎn)向時,雖然其中液動閥的移動速度可調(diào)節(jié),換向沖擊較小,但仍不能解決頻繁切換問題.,圖為使用電磁閥的換向回路,2、機-液換向閥換向回路,采用機動閥換向時可靠性好,但機動閥必須配置在執(zhí)行元件的附近，不如電磁閥靈活。另外,其換向性能也不夠完善。圖為時間控制式機-液換向回路。它由執(zhí)行元件帶動的工作臺上的撞塊撥動機動先導閥，機 動閥使控