方向控制閥(修改)

1、1本章提要本章提要本章提要本章提要本章提要本章提要 液壓控制閥按其作用可分為液壓控制閥按其作用可分為方向控制閥方向控制閥、壓壓力控制閥力控制閥和和流量控制閥流量控制閥三大類。本章介紹方向控三大類。本章介紹方向控制閥。制閥。 方向控制閥方向控制閥是用來改變液壓系統中各油路之是用來改變液壓系統中各油路之間液流通斷關系的閥類。如單向閥、換向閥及壓間液流通斷關系的閥類。如單向閥、換向閥及壓力表開關等。本章主要介紹方向控制閥和方向控力表開關等。本章主要介紹方向控制閥和方向控制回路。制回路。2方方 向向 控控 制制 閥閥用于控制液流的流動方向；用于控制液流的流動方向；壓壓 力力 控控 制制 閥閥用于控制液

2、流的壓力大?。挥糜诳刂埔毫鞯膲毫Υ笮。涣髁?量量 控控 制制 閥閥用于控制液流的流量大?。挥糜诳刂埔毫鞯牧髁看笮?；1. 按功能按功能: 可用于控制液流的壓力、方向和流量的元件或裝可用于控制液流的壓力、方向和流量的元件或裝置稱為液壓控制閥。置稱為液壓控制閥。3滑閥滑閥閥芯為多端圓柱體，閥芯相對閥體作軸向 運動；錐閥錐閥閥芯為錐柱體，閥芯相對閥體作軸向運動；轉閥轉閥閥芯為帶圓周方向槽的圓柱體，閥芯相對閥體轉動；2. 按閥芯結構按閥芯結構:3. 按控制方式按控制方式: 有手動操作、電磁鐵控制、比例電磁鐵控制、液壓控制等。4. 按安裝方式按安裝方式: 有板式閥、管式閥、疊加閥、插裝閥等。4 單向閥只允

3、許經過閥的液流單方向流動，而不許單向閥只允許經過閥的液流單方向流動，而不許反向流動。反向流動。單向閥有單向閥有和和兩種。兩種。 圖圖5.10 5.10 普通單向閥普通單向閥(b)5工作原理圖工作原理圖6 上圖所示的閥屬于管式連接閥，此類閥的油口可通過管上圖所示的閥屬于管式連接閥，此類閥的油口可通過管接頭和油管相連，閥體的重量靠管路支承，因此閥的體積接頭和油管相連，閥體的重量靠管路支承，因此閥的體積不能太大太重。不能太大太重。321abab3211 1閥閥 體；體； 2 2閥芯；閥芯；3 3 彈簧；彈簧；直通式單向閥中的油流方向和閥的軸線方向相同直通式單向閥中的油流方向和閥的軸線方向相同。7 直

4、角式單向閥的進出油口直角式單向閥的進出油口a(p1)、b(p2)的軸線均和閥的軸線均和閥體軸線垂直體軸線垂直。abab 圖5.11(a)所示的閥屬于板式連接閥，閥體用螺釘固定在機體上，閥體的平面和機體的平面緊密貼合，閥體上各油孔分別和機體上相對應的孔對接，用“o”形密封圈使它們密封。8 直角式單向閥的進出油口直角式單向閥的進出油口a(p1)、b(p2)的軸線均和閥的軸線均和閥體軸線垂直體軸線垂直。abab 不但單向閥有管式連接和板式連接之分，其它閥類也不但單向閥有管式連接和板式連接之分，其它閥類也有管式連接和板式連接之分。大多數液壓系統都采用板式有管式連接和板式連接之分。大多數液壓系統都采用板

5、式連接閥。連接閥。91 1一閥體；一閥體；2 2一闊芯；一闊芯；3 3一彈簧；一彈簧； a a一進油口；一進油口； b b一出油口。一出油口。管式閥管式閥板式閥板式閥 圖圖5.11 5.11 普通單向閥普通單向閥直通式直通式直角式直角式10(2)對單向閥的要求對單向閥的要求 開啟壓力要小。開啟壓力要小。能產生較高的反向壓力，反向的泄漏要小。能產生較高的反向壓力，反向的泄漏要小。正向導通時，閥的阻力損失要小。正向導通時，閥的阻力損失要小。閥芯運動平穩(wěn)，無振動、沖擊或噪聲。閥芯運動平穩(wěn)，無振動、沖擊或噪聲。(3)單向閥的符號單向閥的符號 單向閥和其它閥組合后，成為組合閥，例如單向順序閥、單向節(jié)流閥

6、等。ab圖圖5.105.10（c c） 單向閥的職能符號單向閥的職能符號11(1)液控單向閥的工作原理和圖形符號液控單向閥的工作原理和圖形符號工作原理圖工作原理圖12(1)簡式內泄型液控單向閥簡式內泄型液控單向閥 此類閥此類閥不帶卸荷閥芯不帶卸荷閥芯，無專門的泄油口。無專門的泄油口。 簡式內泄型液控單向閥簡式內泄型液控單向閥1 1 閥體；閥體；2 2 閥芯；閥芯；3 3 彈簧；彈簧；4 4 閥蓋；閥蓋；5 5閥座；閥座；6 6 控制活塞；控制活塞；7 7 下蓋。下蓋。a正向進油口正向進油口; b 正向出油口正向出油口 k 控制口控制口13 圖圖5.13 5.13 簡式外泄型液控單向閥簡式外泄型

7、液控單向閥1 1 控制活塞；控制活塞； 2 2 頂桿；頂桿；3 3 閥芯。閥芯。(1)簡式外泄型液控單向閥簡式外泄型液控單向閥 此類閥此類閥不帶卸荷閥芯不帶卸荷閥芯，有專有專門的泄油口門的泄油口，外泄油口通油箱，外泄油口通油箱，故可用于較高壓力系統。故可用于較高壓力系統。p1正向進油口正向進油口; p2 正向出正向出油口油口 k 控制口控制口泄油口泄油口14內內泄泄式式圖5.14(a) 帶卸荷閥的內泄式液控單向閥2-主閥芯;3-卸荷閥芯; 5-控制活塞 123456abk 若在控制口若在控制口k加控加控制壓力，先頂開卸荷閥制壓力，先頂開卸荷閥芯芯3，b腔壓力降低，腔壓力降低，活塞活塞5繼續(xù)上升

8、并頂開繼續(xù)上升并頂開主閥芯主閥芯2，大量液流自，大量液流自b腔流向腔流向a腔，完成反腔，完成反向導通。向導通。此閥適用于反此閥適用于反向壓力很高的場合向壓力很高的場合。15圖5.14(b) 帶卸荷閥的液控單向閥(外泄式)2-主閥芯;3-卸荷閥芯;5-控制活塞a-正向進油口;b-正向出油口;k-控制口abkkl123456ab (4)液控單向閥符號液控單向閥符號 abka內泄式內泄式abkb外泄式外泄式1625134圖中，用單向閥5將系統和泵隔斷，泵開機時泵排出的油可經單向閥5進入系統;泵停機時，單向閥5可阻止系統中的油倒流。 （1）用單向閥）用單向閥將系統和泵隔斷將系統和泵隔斷 17 (2)用

9、單向閥將兩個泵隔斷用單向閥將兩個泵隔斷 在下圖中，1是低壓大流量泵，2是高壓小流量泵。低壓時兩個泵排出的油合流，共同向系統供油。高壓時，單向閥的反向壓力為高壓，單向閥關閉，泵2排出的高壓油經過虛線表示的控制油路將閥3打開，使泵1排出的油經閥3回油箱，由高壓泵2單獨往系統供油，其壓力決定于閥4。這樣，單向閥將兩個壓力不同的泵隔斷，不互相影響。214318(3) 用單向閥產生背壓用單向閥產生背壓 在右圖中，高壓油進入缸的無桿腔，活塞右行，有桿腔中的低壓油經單向閥后回油箱。單向閥有一定壓力降，故在單向閥上游總保持一定壓力，此壓力也就是有桿腔中的壓力，叫做背壓，其數值不高一般約為0.5mpa。在缸的回

10、油路上保持一定背壓，可防止活塞的沖擊，使活塞運動平穩(wěn)。此種用途的單向閥也叫背壓閥。背壓閥pb19(4)用單向閥和其它閥組成復合閥用單向閥和其它閥組成復合閥 由單向閥和節(jié)流閥組成復合閥，叫單向節(jié)流閥。用單向閥組成的復合閥還有單向順序閥、單向減壓閥等。在單向節(jié)流閥中，單向閥和節(jié)流閥共用一閥體。當液流沿箭頭所示方向流動時，因單向閥關閉，液流只能經過節(jié)流閥從閥體流出。若液流沿箭頭所示相反的方向流動時，因單向閥的阻力遠比節(jié)流閥為小，所以液流經過單向閥流出閥體。此法常用來快速回油。從而可以改變缸的運動速度。20 在右圖中，通過液控單向閥往立式缸的下腔供袖，活塞上行。停止供油時，因有液控單向閥，活塞靠自重不

11、能下行，于是可在任一位置懸浮。將液控單向閥的控制口加壓后，活塞即可靠自重下行。 若此立式缸下行為工作行程，可同時往缸的上腔和液控單向閥的控制口加壓，則活塞下行，完成工作行程。abk(5) 用液控單向閥使立式缸活塞懸浮用液控單向閥使立式缸活塞懸浮21 (6) 用兩個液控單向閥使液壓缸用兩個液控單向閥使液壓缸雙向閉鎖雙向閉鎖 將高壓管a中的壓力作為控制壓力加在液控單向閥2的控制口上，液控單向閥2也構成通路。此時高壓油自a管進入缸，活塞右行，低壓油自b管排出，缸的工作和不加液控單向閥時相同。同理，若b管為高壓，a管為低壓時，則活塞左行。若a、b管均不通油時，液控單向閥的控制口均無壓力，閥1和閥2均閉

12、鎖。這樣，利用兩個液控單向閥，既不影響缸的正常動作，又可完成缸的雙向閉鎖。鎖緊缸的辦法雖有多種，用液控單向閥的方法是最可靠的一種。12ab22 換向閥能改變液流方向，將換向閥與缸連接可以很方便地使缸的活塞改變運動方向。換向閥的類型有 按閥的結構形式：滑閥式、轉閥式、球閥式、錐閥式。 按閥的操縱方式：手動式、機動式、電磁式、液動式、電液動式、氣動式。 按閥的工作位置數和控制的通道數：二位二通閥、二位三通閥、二位四通閥、三位四通閥、三位五通閥等。 23 tpab 如下圖，換向閥閥體2上開有4個通油口 p、a、b、t。換向閥的通油口永遠用固定的字母表示，它所表示的意義如下：p壓力油口；a、b工作油口

13、；t回油口。ptba24ptbap ta btpabp ta btpabtpabp ta b 25p ta btpab 下圖表示閥芯處于中位時的情況, 此時從p 口進來的壓力油沒有通路。 a 、b 兩個油口也不和t口相通。26tpab 下圖表示人向一側搬動控制手柄，或者說閥芯處于的情況。此時p口和a口相通，壓力油經p、a到其它元件；從其它元件回來的油經b、閥芯中心孔，t 回油箱。p ta b左位27p ta btpab 下圖表示人向另一側搬動控制手柄， 或者說閥芯處于時的情況。此時，從p口進來的壓力油經p、b 到其它元件。從其它元件回來的油經a、t回油箱。右位28“通”和“位”是換向閥的重要概

14、念。不同的“通”和“位”構成了不同類型的換向閥。 “位位” (position)一指閥芯的位置，通常所說的“二位閥” 、 “三位閥”是指換向閥的閥芯有兩個或三個不同的工作位置，“位”在符號圖中用方框表示。 所謂“二通閥” 、 “三通閥” 、 “四通閥”是指換向閥的閥體上有兩個、三個、四個各不相通且可與系統中不同油管相連的油道接口，不同油道之間只能通過閥芯移位時閥口的開關來溝通。29表表5.1 不同的不同的“通通”和和“位位”的滑閥式換向閥的滑閥式換向閥主體部分的結構形式和圖形符號主體部分的結構形式和圖形符號名稱結構原理圖圖形符號二位二通 二位三通 二位四通 三位四通 30表5.1中圖形符號的含

15、義如下： 用方框表示閥的工作位置，有幾個方框就表示有幾“位” 方框內的箭頭表示油路處于接通狀態(tài)，但箭頭方向不一定表示液流的實際方向 方框內符號“”或“”表示該通路不通 方框外部連接的接口數有幾個，就表示幾“通”31表5.1中圖形符號的含義如下： 一般，閥與系統供油路連接的進油口用字母p表示；閥與系統回油路連通的回油口用t(有時用o)表示；而閥與執(zhí)行元件連接的油口用a、b等表示。有時在圖形符號上用 l 表示泄漏油口。 換向閥都有兩個或兩個以上的工作位置，其中一個為常態(tài)位，即閥芯未受到操縱力時所處的位置，圖形符號中的中位是三位閥的常態(tài)位。利用彈簧復位的二位閥則以靠近彈簧的方框內的通路狀態(tài)為其常態(tài)位

16、。繪制系統圖時，油路一般應連接在換向閥的常態(tài)位上。 32 滑閥式換向閥處于中間位置或原始位置時，閥中各油口的連通方式稱為換向閥的滑閥機能。 兩位閥和多位閥的機能是指閥芯處于原始位兩位閥和多位閥的機能是指閥芯處于原始位置時置時,閥各油口的通斷情況。閥各油口的通斷情況。 三位閥的機能是指閥芯處于中位時三位閥的機能是指閥芯處于中位時,閥各油口閥各油口的通斷情況。三位閥有多種機能現只介紹最常用的通斷情況。三位閥有多種機能現只介紹最常用的幾種。的幾種。33（l）二位二通換向閥二位二通換向閥 二位二通換向閥其兩個油口之間的狀態(tài)只有兩種：通或斷。 二位二通換向閥的滑閥機能有：常閉式（o型）、常開式（h型）

17、。圖圖5.15 二位二通換向閥的滑閥機能二位二通換向閥的滑閥機能 二位閥的原始位置：二位閥的原始位置：若為手動控制，則是指控制手柄沒有動作的位置；若為液壓控制則是指失壓的位置若為電磁控制則是指失電的位置。34 （2）三位四通換向閥三位四通換向閥 三位四通換向閥的滑閥機能有很多種，常見的有表5.1中所列的幾種。中間一個方框表示其原始位置，左右方框表示兩個換向位。其左位和右位各油口的連通方式均為直通或交叉相通，所以只用一個字母來表示中位的型式。p ta bo型機能型機能35 因p口封閉，泵不能卸荷 ，泵排出的壓力油只能從溢流閥排回油箱。 可用于多個換向閥并聯的系統。當一個分支中的換向閥處于中位時,

18、 仍可保持系統壓力，不致影響其它分支的正常工作。p ta bo型機能型機能缸的兩腔被封閉,活塞在任一位置均可停住, 且能承受一定的正向負載和反向負載。 1）o型機能型機能 閥芯處于中位時, p,a,b,t 四個油口均被封閉，其特點是：362）h型機能型機能 閥芯處于中位時, p ,a,b,t 四個油口互通。p ta bh型機能型機能 雖然閥芯已除于中位，但缸的活塞無法停住。中位時油缸不能承受負載。 不管活塞原來是左行還是右行，缸的各腔均無壓力沖擊，也不會出現負壓。換向平穩(wěn)無沖擊，換向時無精度可言 泵可卸荷。 不能用于多個換向閥并聯的系統。因一個分支的換向閥一旦處于中位，泵即卸荷，系統壓力為零，

19、其它分支也就不能正常工作了。h 型機能的特點如下：373）m型機能型機能 閥芯處于中位時, a 、b 油口被封閉，p、t 油口互通。m型機能是取o型機能的上半部，h型機能的下半部組成的，故兼有二者的特點。m型機能如下： 活塞可停在任一位置上，用能承受雙向負載。 缸的兩腔會出現壓力沖擊或負壓，依活塞原來的運動方向而定。活塞有前沖。 泵能卸荷。 不宜用于多個換向閥并聯的系統。p ta bm型機能型機能38 此種機能目的是構成差動連接油路，使單活塞桿缸的活塞增速。4）p型機能型機能 閥芯處于中位時，p、a、b油口互通，油口t被封閉。p ta bp型機能型機能39o型機能h型m型p型40y型機能封閉，

20、、互通。型機能、互通，封閉。型機能、之間只有很小的縫隙連通。型機能、封閉，、互通。型機能、相通，、封閉。型機能、封閉，、互通。型機能、封閉，、互通。 除上述四種常用的機能外，根據油口通斷情況不同尚可組合成多種機能，不過這些機能多用在特殊場合。這些機能是：（見書p57）圖圖5.17 三位四通手動換向閥三位四通手動換向閥彈簧復位方式彈簧復位方式鋼珠定位方式鋼珠定位方式 手動換向閥主要有彈簧復位和鋼珠定位兩種型式。 圖5.17(a)所示為鋼球定位式三位四通手動換向閥。 圖5.17(b)則為彈簧自動復位式三位四通手動換向閥。圖圖5.17 三位四通手動換向閥中位三位四通手動換向閥中位手柄手柄閥閥芯芯復位

21、彈簧復位彈簧圖圖5.17 三位四通手動換向閥左位三位四通手動換向閥左位手柄手柄閥閥芯芯復位彈簧復位彈簧圖圖5.17 三位四通手動換向閥右位三位四通手動換向閥右位手柄手柄閥閥芯芯復位彈簧復位彈簧旋轉移動式旋轉移動式手動換向閥手動換向閥 圖5.17(c)所示為旋轉移動式手動換向閥，旋轉手柄可通過螺桿推動閥芯改變工作位置。這種結構具有體積小、調節(jié)方便等優(yōu)點。46 此類控制方式的“信號源”是缸的運動件。例如將擋塊固定在運動的活塞桿上，當擋塊觸壓閥推桿2的滾輪1時 ，推桿2即推動閥芯3換向。擋塊和推桿2端部的滾輪脫離接觸后，閥芯即可靠彈簧復位。此種閥的控制方式因和缸的行程有關，也有管此類閥叫“行程閥”。

22、1滾輪滾輪 2推桿推桿 3閥芯閥芯圖圖5.18 5.18 機動換向閥機動換向閥47 電磁換向閥是利用電磁鐵吸力推動閥芯來改變閥的工作位置。（1）直流電磁鐵和交流電磁鐵）直流電磁鐵和交流電磁鐵閥用電磁鐵根據所用電源的不同，有以下三種： 交流電磁鐵。壽命較短。 直流電磁鐵。需要專用直流電源，使用壽命較長。 本整型電磁鐵。本整型指交流本機整流型。（2）干式、油浸式、濕式電磁鐵）干式、油浸式、濕式電磁鐵 不管是直流還是交流電磁，都可做成干式和濕式的。濕式電磁鐵具有吸著聲小、壽命長、溫升低等優(yōu)點。 圖圖5.19 三位四三位四通電磁換向閥通電磁換向閥右電磁鐵右電磁鐵通電換向通電換向左、右電磁鐵左、右電磁鐵

23、斷電（復中位）斷電（復中位）左電磁鐵左電磁鐵通電換向通電換向49 圖5.20所示為交流式二位三通電磁換向閥。當電磁鐵斷電時，閥芯2被彈簧7推向左端，p 和a接通；當電磁鐵通電時，鐵芯通過推桿3將閥芯2推向右端，使p和b接通。 （4）電磁換向閥的典型結構）電磁換向閥的典型結構 圖圖5.20交流式二位三通電磁換向閥交流式二位三通電磁換向閥 50 圖5.21為直流濕式三位四通電磁換向閥。當兩邊電磁鐵都不通電時，閥芯2在兩邊對中彈簧4的作用下處于中位，p、t、a、b口互不相通；當左邊電磁鐵通電時，推桿6將閥芯2推向右端，p 與a通，b與t通；當右邊電磁鐵通電時，p與b通，a與t通。 圖圖5.21 直直

24、流濕式三位四通電磁換向閥流濕式三位四通電磁換向閥 51 液動換向閥是利用控制壓力油來改變閥芯位置的換向閥。對三位閥而言，按閥芯的對中形式，分為彈簧對中型和液壓對中型兩種。52 閥芯兩端分別接通控制油口k1和k2。當對液動滑閥換向平穩(wěn)性要求較高時，還應在滑閥兩端k1、k2控制油路中加裝阻尼調節(jié)器。調節(jié)阻尼調節(jié)器節(jié)流口大小即可調整閥芯的動作時間。 圖圖5.22 彈簧對中型三位四通液動換向閥彈簧對中型三位四通液動換向閥 53電磁換向閥起先導作用，控制液動換向閥的動作；液動換向閥作為主閥，用于控制液壓系統中的執(zhí)行元件。圖圖5.23 外部控制、外部回油的彈簧對中電液換向閥外部控制、外部回油的彈簧對中電液

25、換向閥 電液換向閥是電磁換向閥和液動換向閥的組合。電液換向閥用在大流量的液壓系統中。54圖圖5.23 外部控制、外部回油的彈簧對中電液換向閥外部控制、外部回油的彈簧對中電液換向閥 電液換向閥有彈簧對中和液壓對中兩種型式。若按控制壓力油及其回油方式進行分類則有：外部控制、外部回油；外部控制、內部回油；內部控制、外部回油；內部控制、內部回油等四種類型。 55 對于換向要求高的主機（如各類磨床），若用手動換向閥就不能實現自動往復運動，一般采用特殊設計的機液換向閥，以行程擋塊推動機動先導閥，由它控制一個可調式液動換向閥來實現工作臺的換向，既可避免“換向死點”，又可消除換向沖擊。這種換向回路，按換向要求不同可分為時間控制制動式和行程控制制動式兩種。簡單換向回路，只需在泵與執(zhí)行元件之間采用標準的普通換向閥即可。 56 鎖緊回路可使活塞在鎖緊回路可使活塞在任一位置停止，可防其竄動。任一