第5章液壓傳動(dòng)控制元件02-換向閥_第1頁
第5章液壓傳動(dòng)控制元件02-換向閥_第2頁
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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(yùn)動(dòng)方向。5.2.2換向閥換向閥的類型有

按閥的結(jié)構(gòu)形式:滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式、錐閥式。

按閥的操縱方式:手動(dòng)式、機(jī)動(dòng)式、電磁式、液動(dòng)式、電液動(dòng)式、氣動(dòng)式。

按閥的工作位置數(shù)和控制的通道數(shù):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。11換向閥的工作原理

TPAB

如下圖,換向閥閥體2上開有4個(gè)通油口P、A、B、T。換向閥的通油口永遠(yuǎn)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;T—回油口。PTBA2PTBAPTABTPABPTABTPABTPABPTAB3PTABTPAB下圖表示閥芯處于中位時(shí)的情況,此時(shí)從P口進(jìn)來的壓力油沒有通路。A、B兩個(gè)油口也不和T口相通。4TPAB下圖表示人向一側(cè)搬動(dòng)控制手柄,閥芯左移,或者說閥芯處于左位的情況。此時(shí)P口和A口相通,壓力油經(jīng)P、A到其它元件;從其它元件回來的油經(jīng)B、閥芯中心孔,T回油箱。PTAB左位5PTABTPAB下圖表示人向另一側(cè)搬動(dòng)控制手柄閥芯右移,或者說閥芯處于右位時(shí)的情況。此時(shí),從P口進(jìn)來的壓力油經(jīng)P、B到其它元件。從其它元件回來的油經(jīng)A、T回油箱。右位62換向機(jī)能換向閥的“通”和“位”“通”和“位”是換向閥的重要概念。不同的“通”和“位”構(gòu)成了不同類型的換向閥?!拔弧?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(gè)或三個(gè)不同的工作位置,“位”在符號(hào)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(gè)、三個(gè)、四個(gè)各不相通且可與系統(tǒng)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(shí)閥口的開關(guān)來溝通。7不同的“通”和“位”的滑閥式換向閥主體部分的結(jié)構(gòu)形式和圖形符號(hào)名稱結(jié)構(gòu)原理圖圖形符號(hào)二位二通

二位三通

二位四通

三位四通

8表5.1中圖形符號(hào)的含義如下:用方框表示閥的工作位置,有幾個(gè)方框就表示有幾“位” 方框內(nèi)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(shí)際方向方框內(nèi)符號(hào)“┻”或“┳”表示該通路不通方框外部連接的接口數(shù)有幾個(gè),就表示幾“通”9表5.1中圖形符號(hào)的含義如下:一般,閥與系統(tǒng)供油路連接的進(jìn)油口用字母P表示;閥與系統(tǒng)回油路連通的回油口用T(有時(shí)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(shí)在圖形符號(hào)上用L表示泄漏油口。換向閥都有兩個(gè)或兩個(gè)以上的工作位置,其中一個(gè)為常態(tài)位,即閥芯未受到操縱力時(shí)所處的位置,圖形符號(hào)中的中位是三位閥的常態(tài)位。利用彈簧復(fù)位的二位閥則以靠近彈簧的方框內(nèi)的通路狀態(tài)為其常態(tài)位。繪制系統(tǒng)圖時(shí),油路一般應(yīng)連接在換向閥的常態(tài)位上。103滑閥機(jī)能

滑閥式換向閥處于中間位置或原始位置時(shí),閥中各油口的連通方式稱為換向閥的滑閥機(jī)能。

兩位閥和多位閥的機(jī)能是指閥芯處于原始位置時(shí),閥各油口的通斷情況。

三位閥的機(jī)能是指閥芯處于中位時(shí),閥各油口的通斷情況。三位閥有多種機(jī)能現(xiàn)只介紹最常用的幾種。11(l)二位二通換向閥

二位二通換向閥其兩個(gè)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(jī)能有:常閉式(O型)、常開式(H型)。圖5.15二位二通換向閥的滑閥機(jī)能

二位閥的原始位置:若為手動(dòng)控制,則是指控制手柄沒有動(dòng)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。二位五通12

(2)三位四通換向閥

三位四通換向閥的滑閥機(jī)能有很多種,常見的有表5.2中所列的幾種。中間一個(gè)方框表示其原始位置,左右方框表示兩個(gè)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(gè)字母來表示中位的型式。PTABO型機(jī)能13②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。③可用于多個(gè)換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。當(dāng)一個(gè)分支中的換向閥處于中位時(shí),仍可保持系統(tǒng)壓力,不致影響其它分支的正常工作。PTABO型機(jī)能①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(fù)載和反向負(fù)載。1)O型機(jī)能

閥芯處于中位時(shí),P,A,B,T四個(gè)油口均被封閉,其特點(diǎn)是:142)H型機(jī)能

閥芯處于中位時(shí),P,A,B,T四個(gè)油口互通。PTABH型機(jī)能①雖然閥芯已處于中位,但缸的活塞無法停住。中位時(shí)油缸不能承受負(fù)載。②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(huì)出現(xiàn)負(fù)壓。換向平穩(wěn)無沖擊,換向時(shí)無精度可言③泵可卸荷。④不能用于多個(gè)換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。因一個(gè)分支的換向閥一旦處于中位,泵即卸荷,系統(tǒng)壓力為零,其它分支也就不能正常工作了。H型機(jī)能的特點(diǎn)如下:153)M型機(jī)能閥芯處于中位時(shí),A、B油口被封閉,P、T油口互通。M型機(jī)能是取O型機(jī)能的上半部,H型機(jī)能的下半部組成的,故兼有二者的特點(diǎn)。M型機(jī)能如下:①活塞可停在任一位置上,且能承受雙向負(fù)載。②缸的兩腔會(huì)出現(xiàn)壓力沖擊或負(fù)壓,依活塞原來的運(yùn)動(dòng)方向而定。活塞有前沖。③泵能卸荷。④不宜用于多個(gè)換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。PTABM型機(jī)能16此種機(jī)能目的是構(gòu)成差動(dòng)連接油路,使單活塞桿缸的活塞增速。4)P型機(jī)能閥芯處于中位時(shí),P、A、B油口互通,油口T被封閉。PTABP型機(jī)能17O型機(jī)能H型M型P型18Y型機(jī)能――P封閉,A、B、T互通。除上述四種常用的機(jī)能外,根據(jù)油口通斷情況不同尚可組合成多種機(jī)能,不過這些機(jī)能多用在特殊場(chǎng)合。這些機(jī)能是:油缸浮動(dòng),系統(tǒng)保壓。19K型機(jī)能――P、A、T互通,B封閉。單向鎖緊,油泵卸荷。20X型機(jī)能―P、A、B、T之間只有很小的縫隙連通:壓力油與各油口半開啟連通,系統(tǒng)保持一定壓力。J型機(jī)能―P、A封閉,B、T互通:系統(tǒng)不卸載,缸一腔封閉,另一腔與回油連通。21C型機(jī)能―P、A相通,B、T封閉:壓力油與腔連通,另一腔及回油皆封閉。U型機(jī)能―P、T封閉,A、B互通:系統(tǒng)不卸載,缸兩腔連通,回油封閉。224換向閥的操縱方式三位四通手動(dòng)換向閥彈簧復(fù)位方式鋼珠定位方式手動(dòng)換向閥主要有彈簧復(fù)位和鋼珠定位兩種型式。1)手動(dòng)換向閥旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式手動(dòng)換向閥旋轉(zhuǎn)移動(dòng)手動(dòng)換向閥,旋轉(zhuǎn)手柄可通過螺桿推動(dòng)閥芯改變工作位置。手柄帶鎖23此類控制方式的“信號(hào)源”是缸的運(yùn)動(dòng)件。例如將擋塊固定在運(yùn)動(dòng)的活塞桿上,當(dāng)擋塊觸壓閥推桿2的滾滾輪1時(shí),推桿2即推動(dòng)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(fù)位。此種閥的控制方式因和缸的行程有關(guān),也有管此類閥叫“行程閥”。1—滾輪2—推桿3—閥芯機(jī)動(dòng)換向閥2)機(jī)動(dòng)換向閥24兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥擋塊操縱,彈簧復(fù)位。兩位兩通常開常閉靠彈簧的方格表示常態(tài)25

電磁換向閥是利用電磁鐵吸力推動(dòng)閥芯來改變閥的工作位置。(1)直流電磁鐵和交流電磁鐵3)電磁換向閥閥用電磁鐵根據(jù)所用電源的不同,有以下三種:①交流電磁鐵。壽命較短。②直流電磁鐵。需要專用直流電源,使用壽命較長。③本整型電磁鐵。本整型指交流本機(jī)整流型。(2)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(diǎn)。26圖5.19三位四通電磁換向閥右電磁鐵通電換向左、右電磁鐵斷電(復(fù)中位)左電磁鐵通電換向電磁換向閥的工作原理27符號(hào):28兩位三通電磁換向閥電磁鐵操縱,彈簧復(fù)位。優(yōu)點(diǎn):易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。應(yīng)用:小流量的場(chǎng)合。(q≤63L/min)29實(shí)物304)液動(dòng)換向閥液動(dòng)換向閥是利用控制壓力油來改變閥芯位置的換向閥。對(duì)三位閥而言,按閥芯的對(duì)中形式,分為彈簧對(duì)中型和液壓對(duì)中型兩種。31閥芯兩端分別接通控制油口K1和K2。當(dāng)對(duì)液動(dòng)滑閥換向平穩(wěn)性要求較高時(shí),還應(yīng)在滑閥兩端K1、K2控制油路中加裝阻尼調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)阻尼調(diào)節(jié)器節(jié)流口大小即可調(diào)整閥芯的動(dòng)作時(shí)間。彈簧對(duì)中型三位四通液動(dòng)換向閥

32p1p21、5—對(duì)中彈簧;2、4—定位套筒;3—閥芯;k1、k2—控制油口彈簧對(duì)中型三位四通液動(dòng)換向閥

33液體操縱,彈簧復(fù)位。三位四通液動(dòng)換向閥應(yīng)用:高壓,大流量的場(chǎng)合。(q≤160L/min)符號(hào):34電磁換向閥起先導(dǎo)作用,控制液動(dòng)換向閥的動(dòng)作;液動(dòng)換向閥作為主閥,用于控制液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。5)電液動(dòng)換向閥5-11外部控制、外部回油的彈簧對(duì)中電液換向閥

電液換向閥是電磁換向閥和液動(dòng)換向閥的組合。電液換向閥用在大流量的液壓系統(tǒng)中。35圖5-12外部控制、外部回油的彈簧對(duì)中電液換向閥

電液換向閥有彈簧對(duì)中和液壓對(duì)中兩種型式。若按控制壓力油及其回油方式進(jìn)行分類則有:外部控制、外部回油;外部控制、內(nèi)部回油;內(nèi)部控制、外部回油;內(nèi)部控制、內(nèi)部回油等四種類型。36電液聯(lián)合控制,彈簧復(fù)位。電磁控制先導(dǎo)閥動(dòng)作,液體控制主閥芯動(dòng)作,節(jié)流閥控制閥芯移動(dòng)速度。簡(jiǎn)化符號(hào):三位四通電液換向閥應(yīng)用:高壓、大流量的場(chǎng)合。(q≤1200L/min)37實(shí)物38電磁球式換向閥

密封性好,介質(zhì)可以是水、乳化液和礦物油;工作壓力可高達(dá)63MPa。常開型二位三通電磁球式換向閥391—電磁鐵;2—杠桿;3—左推桿;4—左閥座;5—鋼球;6—右閥座;7—右推桿;8—彈簧電磁球式換向閥原理405.2.3方向閥在換向與鎖緊回路中的應(yīng)用

對(duì)于換向要求高的主機(jī)(如各類磨床),若用手動(dòng)換向閥就不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng),一般采用特殊設(shè)計(jì)的機(jī)液換向閥,以行程擋塊推動(dòng)機(jī)動(dòng)先導(dǎo)閥,由它控制一個(gè)可調(diào)式液動(dòng)換向閥來實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的換向,既可避免“換向死點(diǎn)”,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(shí)間控制制動(dòng)式和行程控制制動(dòng)式兩種。1)簡(jiǎn)單換向回路

2)復(fù)雜換向回路

簡(jiǎn)單換向回路,只需在泵與執(zhí)行元件之間采用標(biāo)準(zhǔn)的普通換向閥即可。1換向回路

41時(shí)間控制制動(dòng)式換向回路(1)時(shí)間控制制動(dòng)式換向回路42時(shí)間控制制動(dòng)式換向回路

其制動(dòng)時(shí)間可通過節(jié)流閥J1和J2的開口量得到調(diào)節(jié);此外,換向閥中位機(jī)能采用H型,對(duì)減小沖擊量和提高換向平穩(wěn)性都有利。其主要缺點(diǎn)是換向精度不高。43行程間控制制動(dòng)式換向回路2)行程控制制動(dòng)式換向回路換向精度較高,沖出量較小;但制動(dòng)時(shí)間的長短不可調(diào)。44

鎖緊回路可使活塞在任一位置停止,可防其竄動(dòng)。鎖緊的簡(jiǎn)單的方法是利用三位換向閥的M、O型中位機(jī)能封閉液壓缸兩腔。但由于換向閥有泄漏,這種鎖緊方法不夠可靠,只適用于鎖緊要求不高的回路中。最常用的方法是采用雙液控單向閥,由于液控單向閥有良好的密封性能,即使在外力作用下,也能使執(zhí)行元件長期鎖緊。

鎖緊回路

2鎖緊回路

45液壓閥的連接方式有五種。(1)螺紋連接

閥體油口上帶螺紋的閥稱為管式閥。將管式閥的油口用螺紋管接頭和管道連接,并由此

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