液壓及氣動(dòng)控制技術(shù)(辛連學(xué))4液壓控制元件-方向

1、第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 第二節(jié)第二節(jié) 方向控制回路方向控制回路實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目本章小結(jié)本章小結(jié)思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題液壓控制閥概述液壓控制閥概述 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(dòng)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。按用途不同可分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥三大類。液壓回路是能實(shí)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。本章主要介紹方向控制閥的種類、結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用，并進(jìn)行方向控制回路的油路分析。（單擊

2、下面錄像可觀看）第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 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(dòng)；換向閥主要用于改變油液的流動(dòng)方向或接通或者切斷油路。一、單向閥一、單向閥1.普通單向閥 普通單向閥的作用，是使油液只能按一個(gè)方向流動(dòng)，而反向截止。如圖4-1所示是一種管式普通單向閥的結(jié)構(gòu)和職能符號(hào)。2.液控單向閥 如圖4-2為液控單向閥的結(jié)構(gòu)和職能符號(hào)。 第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 3.單向閥的應(yīng)用通常在液壓油泵的出油口處設(shè)置單向閥以防止油液倒流，可以防止由于系統(tǒng)壓力突然升高，油液倒流損壞油泵，如圖4-3(a)所示。 將單向閥放置在

3、回油路上可作背壓閥用，此時(shí)應(yīng)將單向閥換上較硬的彈簧，使其開(kāi)啟壓力達(dá)到0.20.6MPa。如圖4-3(b)所示為采用液控單向閥的鎖緊回路。在垂直放置液壓缸的下腔管路上安裝液控單向閥，就可將液壓缸（負(fù)載）較長(zhǎng)時(shí)間保持（鎖定）在任意位置上，并可防止由于換向閥的內(nèi)部泄漏引起帶有負(fù)載的活塞桿下落。第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 二、換向閥二、換向閥換向閥的作用是利用閥芯對(duì)閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通、關(guān)斷或變換油流的方向，從而實(shí)現(xiàn)液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。換向閥的種類很多，其分類見(jiàn)表4-1。表4-1 換向閥的分類分類方式類型按閥的操縱方式分

4、手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)換向閥按閥芯位置數(shù)和通道數(shù)分二位三通、二位四通、三位四通、三位五通換向閥按閥芯的運(yùn)動(dòng)方式分滑閥、轉(zhuǎn)閥和錐閥按閥的安裝方式分管式、板式、法蘭式、疊加式、插裝式第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路常用的換向閥閥芯在閥體內(nèi)作往復(fù)滑動(dòng)，稱為滑閥?；y是一個(gè)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(gè)與外部相通的通路口，并與相應(yīng)的環(huán)形槽相通（圖4-4）。第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 1換向閥的工作原理 圖為換向閥的工作原理圖。圖示狀態(tài)下，液壓缸兩腔不通壓力油，活塞處于停止?fàn)顟B(tài)。若使閥芯1左移，閥體2的

5、油口P和A連通、B和T連通，則壓力油經(jīng)P、A進(jìn)入液壓缸左腔，右腔油液經(jīng)B、T流回油箱，活塞向右運(yùn)動(dòng)；反之，若使閥芯右移，則油口P和B連通、A和T連通，活塞向左運(yùn)動(dòng)。第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 1換向閥的工作原理 換向閥滑閥的工作位置數(shù)稱為“位”，與液壓系統(tǒng)中油路相連通的油口數(shù)稱為“通”。常用換向閥的結(jié)構(gòu)原理和圖形符號(hào)見(jiàn)表4-2。第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 1換向閥的工作原理 第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 2換向閥圖形符號(hào)的規(guī)定和含義用方框數(shù)表示閥的工作位置數(shù)，有幾個(gè)

6、方框就是幾位閥。在一個(gè)方框內(nèi)，箭頭“”或堵塞符號(hào)“”或“”與方框相交的點(diǎn)數(shù)就是通路數(shù)，有幾個(gè)交點(diǎn)就是幾通閥，箭頭“”表示閥芯處在這一位置時(shí)兩油口相通，但不表示流向，“”或“”表示此油口被閥芯封閉（堵塞）不通流。三位閥中間的方框和二位閥靠近彈簧的方框?yàn)殚y的常態(tài)位置（即未施加控制號(hào)以前的原始位置）。在液壓系統(tǒng)原理圖中，換向閥的圖形符號(hào)與油路的連接，一般應(yīng)畫在常態(tài)位置上。工作位置應(yīng)按“左位”畫在常態(tài)位的左面，“右位”畫在常態(tài)位右面的規(guī)定。同時(shí)在常態(tài)位上應(yīng)標(biāo)出油口的代號(hào)?？刂品绞胶蛷?fù)位彈簧的符號(hào)畫在方框的兩側(cè)。第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 3三位四通換向閥的中

7、位機(jī)能換向閥處于常態(tài)位置時(shí)，其各油口的連通關(guān)系稱為滑閥機(jī)能。三位換向閥的常態(tài)為中位，因此，三位換向閥的滑閥機(jī)能又稱為中位機(jī)能。不同機(jī)能的三位閥，閥體通用，僅閥芯臺(tái)肩結(jié)構(gòu)、尺寸及內(nèi)部通孔情況有區(qū)別。 第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 4幾種常用的換向閥（1）手動(dòng)換向閥手動(dòng)換向閥是用手動(dòng)桿操縱閥芯換位的換向閥。分彈簧自動(dòng)復(fù)位和彈簧鋼珠定位兩種。為自動(dòng)復(fù)位式手動(dòng)換向閥。放開(kāi)手柄1、閥芯2在彈簧3的作用下自動(dòng)回復(fù)中位，該閥適用于動(dòng)作頻繁、工作持續(xù)時(shí)間短的場(chǎng)合，操作比較完全，常用于工程機(jī)械的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中。第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路(2)機(jī)動(dòng)換向閥機(jī)動(dòng)換向

8、閥又稱行程換向閥，它利用安裝在運(yùn)動(dòng)部件上的擋塊或凸塊，推壓閥芯端部滾輪使閥芯移動(dòng)，從而使油路換向。常用的有二位二通（常閉和常通）、二位三通、二位四通和二位五通等多種。圖4-7（a）所示為二位二通常閉式機(jī)動(dòng)換向閥。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移到下端時(shí)，油口P和A連通。圖4-7（b）為其圖形符號(hào)。第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 4幾種常用的換向閥（3）電磁換向閥電磁換向閥簡(jiǎn)稱電磁閥，利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放而直接推動(dòng)閥芯來(lái)控制液流方向。它是電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)

9、之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換元件。它操縱方便、布局靈活，有利于提高自動(dòng)化程度，因此應(yīng)用最廣泛，當(dāng)然必須指出，由于電磁鐵的吸力有限(120N)，因此電磁換向閥只適用于流量不太大的場(chǎng)合。第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第一節(jié)第一節(jié) 方向控制閥方向控制閥 4幾種常用的換向閥(4)液動(dòng)換向閥液動(dòng)換向閥是利用控制油路的壓力油來(lái)改變閥芯位置的換向閥。廣泛用于大流量（閥的通徑大于10mm）的控制回路中。（5）電液換向閥電液換向閥由電磁換向閥和液動(dòng)換向閥組合而成。電磁換向閥為先導(dǎo)閥，它用來(lái)改變控制油路的方向；液動(dòng)換向閥為主閥，它用來(lái)改變主油路的方向。這種閥的優(yōu)點(diǎn)是用反應(yīng)靈敏的小規(guī)格電磁閥方便地控制大流量的液動(dòng)閥換向。第

10、四章 液壓方向控制閥和方向控制回路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(yùn)動(dòng)方向。運(yùn)動(dòng)部件的換向，一般可采用各種換向閥來(lái)實(shí)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(lái)實(shí)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。一、換向回路一、換向回路1. 換向閥組成的換向回路（1）電磁換向閥組成的換向回路第二節(jié)第二節(jié) 方向控制回路方向控制回路第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路一、換向回路一、換向回路（2）液動(dòng)換向閥組成的換向回路:在機(jī)床夾具、油壓機(jī)和起重機(jī)等不需要自動(dòng)換向的場(chǎng)合,常常采用手動(dòng)換向閥來(lái)進(jìn)行換向。2. 雙向變量泵換向回路:這種換向回路比普

11、通換向閥換向平穩(wěn)，多用于大功率的液壓系統(tǒng)中，如龍門刨床、拉床等液壓系統(tǒng)。第二節(jié)第二節(jié) 方向控制回路方向控制回路第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路二、鎖緊回路二、鎖緊回路鎖緊回路的作用是使執(zhí)行元件能在任意位置上停留，以及在停止工作時(shí)，防止在受力的情況下發(fā)生移動(dòng)。鎖緊精度較高。 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(shí)間的鎖緊或鎖緊程度要求不高的場(chǎng)合。第二節(jié)第二節(jié) 方向控制回路方向控制回路第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路鎖緊回路2鎖緊回路1一、任務(wù)引入一、任務(wù)引入如圖所示為汽車助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在工作中由液壓傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)兩個(gè)前輪進(jìn)行往

12、復(fù)運(yùn)動(dòng)，那么液壓傳動(dòng)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? 二、任務(wù)分析二、任務(wù)分析只要使液壓油進(jìn)人驅(qū)動(dòng)汽車助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的液壓缸的不同工作腔，就能使液壓缸帶動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)完成往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這種能夠使液壓油進(jìn)入不同的液壓缸工作油腔從而實(shí)現(xiàn)液壓缸不同的運(yùn)動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)中油液流動(dòng)的方向、油路的接通和關(guān)閉，從而來(lái)改變液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)的呢? 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在工作時(shí)，需要自動(dòng)地完成往復(fù)運(yùn)動(dòng)，液壓泵由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)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(guò)溢流閥、節(jié)流閥、換向閥進(jìn)入液壓缸左腔或右腔，推動(dòng)活

13、塞使工作臺(tái)向右或向左移動(dòng)?，F(xiàn)要求繪制和連接轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓控制回路。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目五實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目五 汽車助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓控制回路汽車助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓控制回路 第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目五實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目五 汽車助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓控制回路汽車助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓控制回路 第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路三、任務(wù)實(shí)施三、任務(wù)實(shí)施因?yàn)檗D(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在工作時(shí)，需要自動(dòng)地完成往復(fù)運(yùn)因?yàn)檗D(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在工作時(shí)，需要自動(dòng)地完成往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以選擇二位四通雙作用電磁換向閥控制雙動(dòng)，所以選擇二位四通雙作用電磁換向閥控制雙作用雙出桿液壓缸帶動(dòng)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)要作用雙出桿液壓缸帶動(dòng)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)要求。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓控制回路如圖

14、所示。求。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓控制回路如圖所示。四、操作步驟四、操作步驟1 1、能看懂換向回路圖，并能正確選用元器件。、能看懂換向回路圖，并能正確選用元器件。2 2、在工作臺(tái)上合理布置各元器件，規(guī)范安裝元、在工作臺(tái)上合理布置各元器件，規(guī)范安裝元器件。器件。3 3、用油管正確連接元器件的各油口。、用油管正確連接元器件的各油口。4 4、檢查各油口連接情況后，啟動(dòng)液壓泵，觀察、檢查各油口連接情況后，啟動(dòng)液壓泵，觀察并控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)。并控制執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)。一、任務(wù)引入一、任務(wù)引入汽車起重機(jī)由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)工作，由于汽車輪胎支承能力有限，且為彈性變形體，坐也是很不安全，故在起重作業(yè)前必須放下前后支腿

15、，使汽車輪胎架空，用支腿承重。在行駛時(shí)又必須將支腿收起，輪胎著地。要確保支腿停放在任意位置并能可靠地鎖住而不受外界影響而發(fā)生漂移或竄動(dòng)。應(yīng)選用何種液壓元件來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能呢？實(shí)際應(yīng)用中常在每一個(gè)支腿液壓缸的油路中設(shè)置一個(gè)由兩個(gè)液控單向閥組成的雙向液壓鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)。二、任務(wù)分析二、任務(wù)分析液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)(液壓缸或活塞桿)的運(yùn)動(dòng)是依靠換向閥來(lái)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(jī)構(gòu)在停止運(yùn)動(dòng)時(shí)不受外界的影響，僅依靠換向閥是不能保證的，這時(shí)就要利用單向閥來(lái)控制液壓油的流動(dòng)，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。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目六實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目六 汽車起

16、重機(jī)支腿的控制回路汽車起重機(jī)支腿的控制回路第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路三、任務(wù)實(shí)施三、任務(wù)實(shí)施如圖4-18所示便是采用液控單向閥的鎖緊回路。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，因此，鎖緊精度較高。四、操作步驟四、操作步驟1. 熟悉方向閥的類型，能看懂鎖緊回路圖；2.選擇相應(yīng)元器件，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上組建回路并檢查回路的功能是否正確；3.觀察運(yùn)行情況，對(duì)使用中遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析和解決；4.完成實(shí)驗(yàn)經(jīng)老師檢查評(píng)估后，關(guān)閉油泵，拆下管線，將元件放回原來(lái)位置。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目六實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目六 汽車起重機(jī)支腿的控制回路汽車起重機(jī)支腿

17、的控制回路第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路本本章章小小結(jié)結(jié)知識(shí)要點(diǎn)單向閥的種類、結(jié)構(gòu)及工作原理?yè)Q向閥的類型、結(jié)構(gòu)及工作原理?yè)Q向閥的滑閥機(jī)能換向回路和鎖緊回路的工作原理技能要點(diǎn)基本換向回路的油路分析正確連接、安裝并運(yùn)行基本換向回路第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路本本章章小小結(jié)結(jié) 單向閥和換向閥是液壓系統(tǒng)中控制液流方向的元件。 單向閥分成兩類：普通單向閥(簡(jiǎn)稱單向闊)，它只允許液流向一個(gè)方向通過(guò)；液控單向閥，它具有普通單向閥的功能，并且只要在控制口通以一定壓力的控制油液，油流反向也能通過(guò)。單向閥和液控單向閥用于油路需要單向?qū)ǖ膱?chǎng)合，也用于各種鎖緊回路。

18、 換向閥既可用來(lái)使執(zhí)行元件換向，也可用來(lái)切換油路。換向閥的各種結(jié)構(gòu)形式中，滑閥式用得較多。而各種操縱形式的換向閥中，則以電磁和電液換向閥用得較多，因?yàn)樗子趯?shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化。換向閥的圖形符號(hào)明確地表示了閥的作用原理、工作位置數(shù)、通路數(shù)、通斷狀態(tài)以及操縱方式等，應(yīng)予以足夠的重視，并能熟練掌握。 方向控制回路是指在液壓系統(tǒng)中，起控制執(zhí)行元件的起動(dòng)、停止及換向作用的液壓基本回路。它包括有換向回路和鎖緊回路等。重點(diǎn)講解采用O型或M型機(jī)能的三位換向閥的鎖緊回路和采用液控單向閥的鎖緊回路。一、填空題填空題1根據(jù)用途和工作特點(diǎn)的不同，控制閥主要分為三大類_ _、 _ 、 _ 。2方向控制閥用于控制液壓系統(tǒng)中液

19、流的_ _和_ _。3換向閥實(shí)現(xiàn)液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的_ 、_ _或變換運(yùn)動(dòng)方向。4換向閥處于常態(tài)位置時(shí)，其各油口的連通關(guān)系稱為滑閥機(jī)能。常用的有_ _ 型、_ _ 型、_ _ 型和_ _ 型等。5方向控制閥包括 和 等。6單向閥的作用是使油液只能向 流動(dòng)。7 是利用閥芯和閥體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)變換油液流動(dòng)的方向、接通或關(guān)閉油路。8方向控制回路是指在液壓系統(tǒng)中，起控制執(zhí)行元件的 、 及換向作用的液壓基本回路；它包括 回路和 回路。第四章 液壓方向控制閥和方向控制回路二、選擇題二、選擇題1對(duì)三位換向閥的中位機(jī)能，缸閉鎖，泵不卸載的是（ ）；缸閉鎖，泵卸載的是（ ）；缸浮動(dòng)，泵卸載的是（ ）；缸浮動(dòng)，泵不卸載的是（ ）；可實(shí)現(xiàn)液壓缸差動(dòng)回路的是（ ）A、O型 B、H型