第5章 液压控制阀.ppt

*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,5,章 液压控制阀,液压和气压传动与控制,本章内容提要,本章主要介绍液压控制元件（压力阀、流量阀、方向阀等）在液压系统中的作用、工作原理、性能、职能符号及其应用。,基本要求,:,通过本章学习，要求掌握压力阀、流量阀、方向阀的工作原理，性能、特性及其在液压系统中的应用,本章重点内容,:,各种常用的换向阀、压力阀、流量阀的工作原理、典型结构、工作特性、职能符号的识别,本章的难点,:,直动式溢流阀与先导式溢流阀的流量,压力特性比较。减压阀的作用 调速阀的基本工作原理 换向阀的换向原理和滑阀机能,基本要求、重点和难点：,概述,压力控制阀,插装阀、叠加阀和数字阀,流量控制阀,方向控制阀,本章内容目录：,5.1,5.2,5.4,5.3,5.5,5.1,概述,液压阀是液压系统中用来控制和调节流体的流动方向、压力和流量，以满足执行元件需要的启动、停止、运动方向、力、力矩、速度或转速、动作顺序和克服负载等要求，使系统按照指定的要求协调工作。液压控制阀对液压系统的工作过程和工作特性有重要的影响。,1.,液压阀的功用,2.,液压控制阀的基本要求：,1,）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小。,2,）油液流过时压力损失小。,3,）密封性能好。,4,）结构紧凑，按装调整、使用维护方便，通用性强。,1,、结构：阀都是由阀体、阀芯、使阀芯动作的部件组成,2,、工作原理：都用孔口流量公式,3.,液压控制阀,共同点：,4.,液压控制阀,分类：,按阀芯结构,:,滑阀,阀芯为多端圆柱体，阀芯相对阀体作轴向运动；,锥阀,阀芯为锥柱体，阀芯相对阀体作轴向运动；,转阀,阀芯为带圆周方向槽的圆柱体，阀芯相对阀体转动；,按控制方式,:,有手动操作、电磁铁控制、比例电磁铁控制、液压控制等。,方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀。,按用途分,按安装连接形式分,低压阀、中压阀、高压阀。,按工作压力等级分,管式连接、板式连接、叠加式连接、插装式连接。,5.,液压控制阀,的基本参数：,1,）公称通径,公称通径,代表阀的通流能力大小，对应阀的额定流量。与阀的进出口连接油管的规格应与阀的通径相一致。阀工作时的实际流量应小于或等于它的额定流量,最大不得大于额定流量的,1.1,倍。,2,）额定压力,额定压力,代表阀在工作时允许的最高压力。对压力控制阀,实际最高压力有时还与阀的调压范围有关；对换向阀,实际最高压力还可能受其功率极限的限制。,图,5-1,阀口的形式,（,a,）（,b,）滑阀式（,c,）错位孔式（,d,）三角槽式（,e,）弓形孔式（,f,）偏心槽式,（,g,）斜槽式（,h,）转楔式（,i,）旋转槽式（,j,）针阀式（,k,）缝隙式,2.,阀口的结构形式和流量计算公式,阀,口,的,结,构,形,式,对于各种滑阀、锥阀、球阀、节流孔口，通过阀口的流量均可用下式表示：,阀口流量计算公式,式中,C,与阀口形状、液体流态、油液性质有关的系数；,m,流量指数，取值范围为,0.5,1,，越小，节流口越接近于薄壁小孔，越大，节流口越接近于细长孔；,A,T,通流截面面积；,p,流经阀口的压差；,（,1,）作用在圆柱滑阀上的稳态液动力,阀芯驱动与阀芯运动阻力,作用在带平衡活塞的滑阀上的稳态液动力,稳态液动力指向阀口关闭的方向,作用在锥阀上的稳态液动力,(a),外流式；,(b),内流式,(5.9),（,2,）作用在锥阀上的稳态液动力,外流式锥阀,内流式锥阀,(5.10),此力指向阀口关闭方向,此力指向阀口开启方向,（,3,）液压卡紧现象,卡紧现象,在中高压系统中，当阀芯停止运动一段时间后，移动阀芯十分费力，这就是卡紧现象。,引起的原因,主要是滑阀付几何形状误差和同心度变化引起的径向不平衡力。有的是赃物进入缝隙或油温升高阀芯膨胀卡紧,卡紧力,径向不平衡力分析：,1,、无几何误差，但轴心线平行不重合：不出现径向不,平衡力。,2,、阀芯带倒锥，轴心线平行不重合：径向不平衡力使,偏心距增大，直到卡紧。,3,、阀芯带顺锥，轴心线平行不重合：径向不平衡力使,偏心距减小，抑制卡紧,4,、,阀芯表面有凸起：径向不平衡力使凸起部分推向孔,壁卡紧 阀芯和阀孔间变成干摩擦，移动费力。,（,3,）液压卡紧现象,减小径向不平衡力的措施,在阀芯上开环形均压槽。提高制造精度。,液压卡紧,压力,控制阀的类型,按工作原理分,按阀芯结构分,按功用分,直动式,先导式,滑阀,球阀,锥阀,溢流阀,减压阀,顺序阀,压力继电器,压力控制阀,5.2,压力控制阀,原始状态：,阀芯在弹簧力的作用下处于最下端位置，进出油口隔断，进口油液经孔,a,作用在阀芯底面。,条件分析：,当阀芯底部的压力小于,弹簧调定,压力，阀芯不动，进出油口不通，溢流阀不工作。,当阀芯底部的压力,大于弹簧调定,压力，阀芯上移,进出油口相通，溢流阀工作,P,进口,=,P,弹簧,压力保持基本不变,直动式溢流阀,工作原理,（动画）,1.,溢流阀,主要结构：,调压螺帽、调压弹簧、阀芯、阀体。,工作原理,：,如图这种阀结构简单，动作响应块，一般调整,压力小,25MPa,，不适于高压大流量场合。,直动式溢流阀,1,、对应调压弹簧一定的预压缩量,x,o,，阀的进口压力,p,等于弹簧调定压力，基本为一定值。,2,、弹簧腔的泄漏油经阀内泄油通道至阀的出口引回油箱，若阀的出口压力不为零，则背压将作用在阀芯上端，使阀的进口压力增大。,3,、对于高压大流量的压力阀，要求调压弹簧具有很大的弹簧力，使阀的调节性能变差，结构上也难以实现。,直动式溢流阀的特点,先导式,溢流阀,工作原理,进油口,P,出油口,T,油箱,阻尼孔,主阀芯,右端,先导阀,下,端,远程控,制口,K,主阀芯,左端,条件,先导阀,上端,油箱,条件,油箱,条件,（动画）,这种阀的结构分两部分，主阀（溢流）部分和先导阀（调压）部分。,广泛应用于高压，大流量和调压精度要求较高的场合。额定压力一般为,6.3MPa,。,先导式溢流阀,当,P,P,先调,）,即进口压力,P=P,先调,且保持恒定。,先导式溢流阀,工作原理,程控制口,K,的应用,当,P,K,85%,P,n,先导式溢流阀的启闭特性优于直动式溢流阀。也就是说，先导式溢流阀的调压偏差比直动式溢流阀的调压偏差小，调压精度更高。,先导式溢流阀的启闭特性,比直动式溢流阀更好,对同一个溢流阀，其开启特性总是优于闭合特性。这主要是由于在开启和闭合两种运动过程中，摩擦力的作用方向相反所致,。,静态调压偏差,P,n,P,c,越小压力稳定性越好,。,(1),压力,-,流量特性：,(2),溢流阀的启闭特性,:,开启比：,P,c,与,P,n,之比,越大,、,调压偏差越小阀的压力稳定性越好；,闭合比：,P,c,与,P,n,率越大阀的性能越好,一般开启压力比率,90%,；闭合压力比率,85%,(3),溢流阀的卸荷压力：,溢流阀的遥控口与油箱连通后泵处于卸荷状态时，溢流阀进出油口压力之差称之为卸荷压力。一般卸荷压力不大于,0.2MPa,，最大不应超过,0.4,MPa,。,静态特性,(4),溢流阀的压力调节范围,:,溢流阀的能够保证性能的压力使用范围。调节压力时进口压力能保持平稳变化，无突变、迟滞等现象,更换不同刚度的弹簧可改变,压力调节范围,(5),溢流阀许用流量范围：,许用流量范围是额定流量的,15%,100%,静态特性,溢流阀的动态特性是指流量阶跃时的压力响应特性，如图。其衡量指标主要有,压力超调量,、,响应时间,等。,动态特性,响应时间,t1,过渡过程时间,t2,对溢流阀要求,1),进口处压力维持恒定,2),调压范围大,3),调压偏差小,4),动作灵敏,5),过流能力大,1,、为定量泵系统,溢流稳压,和定量泵、节流阀并联，阀口常开。,2,、为变量泵系统提供过载保护和变量泵组合，正常工作时阀口常闭，过载时打开，起安全保护作用，故又称,安全阀,。,3,、系统卸荷和多级调压和二位二通阀组合（先导式）,4,、实现,远程调压,p,远程,Pj,.,油缸无杆腔有效面积为,A,。试分析泵的工作压力由什么值来确定,?,例题分析,例题,3,、图示液压系统中，试分析在下面的调压回路中各溢流阀的调整压力应如何设置，能实现几级调压？,4.,压力继电器,压力继电器是利用压力来启闭电器触点的液压电气转换元件。,其作用是实现执行元件的顺序控制或安全保护,压力继电器的作用：,当压力达到调定值时，发电信号使电路接通,压力继电器的工作原理：,（动画）,压力继电器的工作原理,（,1,）用于安全保护，如图（,a,）,（,2,）用于控制顺序动作，如图（,b,）,（,3,）用于液压泵的启闭，如图（,c,）,（,4,）用于液压泵卸荷，如图（,d,）,压力继电器的应用,5.3,流量控制阀,流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调节的阀。流量控制阀包括节流阀、调速阀,对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式,:,节流口的流量特性,节流口流量公式,式中,:,阀口通流面积；,阀口前、后压差；,由节流口形状和结构决定的指数，,0.5,m,l,；,节流系数。,Q,p,节流口的,流量,-,压力特性,细长孔,m=,1,簿壁口,m=,0.5,液压系统在工作时，希望节流口大小调节好后，流量,Q,稳定不变。但实际上流量总会有变化，特别是小流量时，影响流量稳定性与节流口形状、节流压差以及油液温度等因素有关。,影响流量稳定性的因素,（,1,）压差变化对流量稳定性的影响,当节流口前后压差变化时，通过节流口的流量将随之改变，节流口的这种特性可用流量刚度,T,来表征。,m=,0.5,Q,p,细长孔,m=,1,1,2,3,p,1,p,2,1,2,3,簿壁口,刚度的物理意义如下,：当,p,有某一增量时，,Q,值相应的也有某一增量，,Q,的增量值越大，说明流量的变化也就越大，从上式看，刚度就越小。反之，则刚度大。,由式可知：,流量刚度与节流口压差成正比，压差越大，刚度越大；,压差一定时，刚度与流量成反比，流量越小，刚度越大；,系数,m,越小，刚度越大。薄壁孔（,m,0.5,）,比细长孔（,m,1,）,的流量稳定性受,P,变化的影响要小。因此，为了获得较小的系数,m,，,应尽量避免采用细长孔节流口，,应使节流口形式接近于薄壁孔口，以获得较好的流量稳定性。,（,2,）油温变化对流量稳定性的影响,油温升高，油液粘度降低。对于细长孔，当油温升高使油的粘度降低时，流量,Q,就会增加。所以节流通道长时温度对流量的稳定性影响大。,对于,薄壁孔,，油的温度对流量的影响是较小的，这是由于流体流过薄刃式节流口时为紊流状态，其流量与雷诺数无关，即不受油液粘度变化的影响；节流口形式越接近于薄壁孔，流量稳定性就越好。,节流阀的阻塞现象,一般节流阀，只要保持油足够清洁，不会出现阻塞。有的系统要求缸的运动速度极慢，节流阀的开口只能很小,于是导致阻塞现象的出现。此时，通过节流阀的流量时大时小，甚至断流。,（,3,）阻塞对流量稳定性的影响,流量小时，流量稳定性与油液的性质和节流口的结构都有关。,产生堵塞的主要原因是：,油液中的杂质或因氧化析出的胶质等污物堆积在节流缝隙处；,由于油液老化或受到挤压后产生带电的极化分子，被吸附到缝隙表面，形成牢固的边界吸附层，因而影响了节流缝隙的大小。以上堆积、吸附物增长到一定厚度时，会被液流冲刷掉，随后又重新附在阀口上。这样周而复始，就形成流量的脉动,;,阀口压差较大时容易产生堵塞现象。,减轻堵塞现象的措施有：,适当选择节流口前后的压差,用多个节流口串联,。一般取,P,0.2,0.3MPa,。,精密过滤并定期更换油液,。在节流阀前设置单独的精滤装置，为了除去铁屑和磨料，可采用磁性过滤器。,节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的金属,，以减小吸附层的厚度。,采用大水力半径的薄刃式节流口,。一般通流面积越大、节流通道越短、以及水力半径越大时，节流口越不易堵塞。,节流口的形式与特征,(1),直角凸肩节流口,h,B,；,B,阀体沉割槽的宽度。,直角凸肩节流口,D,B,h,本结构的特点是过流面积和开口量呈线性结构关系，结构简单，工艺性好。但流量的调节范围较小，小流量时流量不稳定，一般节流阀较少使用。,节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性在很大程度上决定着流量控制阀的性能。,(2),针阀式（锥形凸肩）节流口,针阀（锥形）节流口,D,h,(a),特点：结构简单，可当截止阀用。调节范围较大。由于过流断面仍是同心环状间隙，水力半径较小，小流量时易堵塞，温度对流量的影响较大。一般用于要求较低的场合。,(3),偏心式节流口,节流口由偏心的三角沟槽组成。阀芯有转角时，节流口过流断面面积即产生变化。本结构的特点是，小流量调节容易。但制造略显得麻烦、阀芯所受的径向力不平衡，只宜用在低压场合。,(4),轴向三角槽式节流口,沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯做轴向运动，即可改变开口量,h,，,从而改变过流断面面积,。,本节流口结构简单，水力半径大，调节范围较大。小流量时稳定性好，最低对流量的稳定流量为,50ml/min,。,因小流量稳定性好，是目前应用最广的一种节流口。,l,D,h,三角槽式节流口,b,h,a,l,D,h,周向缝隙式节流口,(5),周向缝隙式节流口,阀芯上开有狭缝，旋转阀芯可以改变缝隙的通流面积大小。这种节流口可以作成薄刃结构，从而获得较小的稳定流量，但是阀芯受径向不平衡力，只适于低压节流阀中。,本结构为薄壁节流口，壁厚约,0.070.09mm,，,流量受温度的影响小、不易堵塞、最低稳定流量约,20ml/min,。,阀芯的轴向位移可改变节流口过流断面的面积。节流口易变形，工艺复杂是本结构的缺点。,(6),轴向缝隙式节流口,轴向缝隙式节流口,1.,普通节流阀,工作原理：,改变节流口通流截面面积来调节流量,（,动画,）,P1,P2,节流口,进口,p1,出口,p2,1.,普通节流阀,流量特性：,q,T,=CA,T,(p1,p2),m,=,CA,T,p,m,压力对流量的影响：,m,=0.5,影响最小,=1,影响最大,温度对流量的影响：,m,=0.5,影响最小,=1,影响最大,最小稳定流量和流量调节范围：,最小稳定流量,0.05L/min.,流量调节范围一般在,50,以上。,节流阀特性曲线图,2.,调速阀,调速阀工作原理图：,2.,调速阀,调速阀是由定差减压阀与节流阀串连而成,压力油,p,1,先经定差减压阀，然后经节流阀流出节流阀进、出口压力油,p,2,、,p,3,经阀体流道被引至定差减压阀阀芯的两端，,(,p,2,-,p,3,),与定差减压阀的弹簧力进行比较，因定差减压阀阀口的压力补偿作用，使得,(,p,2,-,p,3,),基本不变。保证油缸速度的稳定,调速阀的工作原理：,2.,调速阀,调速阀工作原理图：（,动画,）,调速阀工作原理,1-,减压阀芯；,2-,节流阀芯,a,c,d,1,A,2,e,b,2,g,h,p,1,(a),p,2,A,2,结构原理,调速阀工作原理图,3.,溢流节流阀,溢流节流阀,工作原理图：,该阀又称为溢流节流阀，由节流阀与差压式溢流阀并连而成，阀体上有一个进油口，一个出油口，一个回油口。这里节流阀既是调节元件，又是检测元件；差压式溢流阀是压力补偿元件，它保证了节流阀前后压力差,p,基本不变。,旁通型调速阀用于调节执行元件运动速度只能安装在执行元件的进油路上,溢流节流阀,工作原理,（,动画,）,5.4,方向控制阀,方向控制阀,单向阀,换向阀,普通单向阀,液控单向阀,二通、三通等,二位、三位等,电磁换向阀,液控换向阀,手动换向阀,机动换向阀,方向控制阀的类型,单向阀作用：,使液体只能沿一个方向流动，不允许反向倒流。用于泵的出口处，防止系统液压冲击影响不 泵的工作；分割通道，防止管路间的压力相互干扰。,单向阀主要性能：,最小开启压力、压力损失和反向泄漏量,1.,普通单向阀,管式单向阀,1,4-,阀座,2-,锥阀,3-,弹簧,管式单向阀结构,工作原理：单向导通，反向截止,P,1,P,2,1.,普通单向阀,主要由阀芯、阀体和弹簧等组成；流体从,P,1,流入时，克服弹簧力推动阀芯，使通道接通，流体从,P,2,流出；当流体从反向流入时，流体的压力和弹簧力将阀芯压紧在阀坐上，流体不能通过。,开启压力,0.03-0.05,MPa,，,作背压阀时,开启压力,0.2-0.6MPa,。,普通单向阀的工作原理：,（,动画,）,1.,普通单向阀,普通单向阀的工作原理,普通单向阀的工作原理,1,、安装在泵的出口，防止压力冲击影响泵的正常工作和泵不工作时系统油液倒流经泵回油箱。,2,、用来分隔油路以防止高低压干扰。,3,、与其他的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向顺序阀等，使油液一个方向流经单向阀，另一个方向流经节流阀等。,4,、安装在执行元件的回油路上，作背压阀。作背压阀的单向阀应更换刚度较大的弹簧，其正向开启压力为,0.3,0.5MPa,。,普通单向阀的应用：,通入控制压力油后即允许流体双向流动的单向阀；由单向阀和液控装置两部分组成。,当控制口,K,不通压力油，作用同,普通单向阀。当,K,口通压力油，油液可在两个方向自由流动。,当,P1=0,时反向开启压力（,0.4-0.5,）,P,2,P,1,P,2,K,液控单向阀的工作理：,（,动画,）,3,2.,液控,单向阀,液控单向阀的工作理,2.,液控单向阀,保压、锁紧和平衡等回路,液控,单向阀应用,（,动画,）,问题：,流体反向流动时，,P1,、,P2,的压力可能都很高，控制油的压力很大才能顶开阀芯，影响工作可靠性。,解决措施：,减小,P1,腔控制活塞的面积并采用外泄式,液控单向阀应用,双向液压锁结构,1,，,2-,单向阀阀芯,3-,控制阀芯,工作原理：相当于两个液控单向阀的组合。,职能符号：,液控单向阀的应用,3.,换向阀,换向阀利用阀芯与于阀体之间的相对位置使阀体相连的各通道之间实现接通或断开来改变流体流动方向的阀。使执行元件启动、停止、变换运动方向。,油路导通时，压力损失要小；,油路断开时，泄漏量要小；,阀芯换位，操纵力要小以及换向平稳,对换向阀的主要能要求是,：,换向阀的,工作原理,T,P,A,B,如下图，换向阀阀体,2,上开有,4,个通油口,P,、,A,、,B,、,T,。,换向阀的通油口永远用固定的字母表示，它所表示的意义如下：,P,压力油口,；,A,、,B,工作油口,；,T,回油口。,P,T,B,A,P,T,B,A,P,T,A,B,T,P,A,B,P,T,A,B,T,P,A,B,T,P,A,B,P,T,A,B,P,T,A,B,T,P,A,B,下图表示阀芯处于,中位,时的情况,此时从,P,口进来的压力油没有通路。,A,、,B,两个油口也不和,T,口相通。,T,P,A,B,下图表示人向一侧搬动控制手柄，,阀芯左移,，或者说阀芯处于,左位,的情况。此时,P,口和,A,口相通，压力油经,P,、,A,到其它元件；从其它元件回来的油经,B,、,阀芯中心孔，,T,回油箱。,P,T,A,B,左位,P,T,A,B,T,P,A,B,下图表示人向另一侧搬动控制手柄,阀芯右移,，或者说阀芯处于,右位,时的情况。此时，从,P,口进来的压力油经,P,、,B,到其它元件。从其它元件回来的油经,A,、,T,回油箱。,右位,换向机能,换向阀的“通”和“位”,“,通,”,和,“,位,”,是换向阀的重要概念。不同的,“,通,”,和,“,位,”,构成了不同类型的换向阀。,“,位,”,一指阀芯的位置，,通常所说的,“,二位阀,”,、,“,三位阀,”,是指换向阀的阀芯有两个或三个不同的工作位置，,“,位,”,在符号图中用方框表示,。,所谓,“,二通阀,”,、,“,三通阀,”,、,“,四通阀,”,是指换向阀的阀体上有两个、三个、四个各不相通且可与系统中不同油管相连的油道接口，不同油道之间只能通过阀芯移位时阀口的开关来沟通。,表,5-2,不同的,“,通,”,和,“,位,”,的滑阀式换向阀,主体部分的结构形式和图形符号,名称,结构原理图,图形符号,二位二通,二位三通,二位四通,三位四通,换向阀的位和通路符号,表,5-2,中图形符号的含义如下：,用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几,“,位,”,方框内的箭头表示油路处于接通状态，但箭头方向不一定表示液流的实际方向,方框内符号,“,”,或,“,”,表示该通路不通,方框外部连接的接口数有几个，就表示几,“,通,”,表,5-2,中图形符号的含义如下：,一般，阀与系统供油路连接的进油口用字母,P,表示；阀与系统回油路连通的回油口用,T(,有时用,O),表示；而阀与执行元件连接的油口用,A,、,B,等表示。有时在图形符号上用,L,表示泄漏油口。,换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个为常态位，即阀芯未受到操纵力时所处的位置，图形符号中的中位是三位阀的常态位。利用弹簧复位的二位阀则以靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位。绘制系统图时，油路一般应连接在换向阀的常态位上。,滑阀式换向阀处于中间位置或原始位置时，阀中各油口的连通方式称为换向阀的滑阀机能。,两位阀和多位阀的机能是指阀芯处于原始位置时,阀各油口的通断情况。,三位阀的机能是指阀芯处于中位时,阀各油口的通断情况。三位阀有多种机能现只介绍最常用的几种。,滑阀机能,滑阀机能,滑阀机能,滑阀机能,（,l,）,二位二通换向阀,二位二通换向阀其两个油口之间的状态只有两种：通或断。,二位二通换向阀的滑阀机能有：常闭式（,O,型）、常开式（,H,型）,。,二位二通换向阀的滑阀机能,二位阀的原始位置：,若为手动控制，则是指控制手柄没有动作的位置；若为液压控制则是指失压的位置若为电磁控制则是指失电的位置。,（,2,）三位四通换向阀,三位四通,换向阀的滑阀机能有很多种，,常见的有表,5-2,中所列的几种,。中间一个方框表示其原始位置，左右方框表示两个换向位。其左位和右位各油口的连通方式均为直通或交叉相通，所以只用一个字母来表示中位的型式。,P,T,A,B,O,型机能,因,P,口封闭，泵不能卸荷，泵排出的压力油只能从溢流阀排回油箱。,可用于多个换向阀并联的系统。当一个分支中的换向阀处于中位时,仍可保持系统压力，不致影响其它分支的正常工作。,P,T,A,B,O,型机能,缸的两腔被封闭,活塞在任一位置均可停住,且能承受一定的正向负载和反向负载。,1,）,O,型机能,阀芯处于中位时,P,A,B,T,四个油口均被封闭，其特点是：,2,）,H,型机能,阀芯处于中位时,P,A,B,T,四个油口互通。,P,T,A,B,H,型机能,虽然阀芯已除于中位，但缸的活塞无法停住。中位时油缸不能承受负载。,不管活塞原来是左行还是右行，缸的各腔均无压力冲击，也不会出现负压。换向平稳无冲击，换向时无精度可言,泵可卸荷。,不能用于多个换向阀并联的系统。因一个分支的换向阀一旦处于中位，泵即卸荷，系统压力为零，其它分支也就不能正常工作了。,H,型机能的特点如下：,3,）,M,型机能,阀芯处于中位时,A,、,B,油口被封闭，,P,、,T,油口互通。,M,型机能是取,O,型机能的上半部,，,H,型机能的下半部组成的，故兼有二者的特点。,M,型机能如下：,活塞可停在任一位置上，用能承受双向负载。,缸的两腔会出现压力冲击或负压，依活塞原来的运动方向而定。活塞有前冲。,泵能卸荷。,不宜用于多个换向阀并联的系统。,P,T,A,B,M,型机能,此种机能目的是构成差动连接油路，使单活塞杆缸的活塞增速。,4,）,P,型机能,阀芯处于中位时，,P,、,A,、,B,油口互通，油口,T,被封闭。,P,T,A,B,P,型机能,O,型机能,H,型,M,型,P,型,Y,型机能,封闭，,、,互通。,型机能,、,互通，,封闭。,型机能,、,之间只有很小的缝隙连通。,型机能,、,封闭，,、,互通。,型机能,、,相通，,、,封闭。,型机能,、,封闭，,、,互通。,型机能,、,封闭，,、,互通。,除上述四种常用的机能外，根据油口通断情况不同尚可组合成多种机能，不过这些机能多用在特殊场合。这些机能是：（见书,p135,）,换向阀操纵方式：,手动控制,动画,三位四通手动换向阀,弹簧复位方式,钢珠定位方式,手动换向阀主要有弹簧复位和钢珠定位两种型式。,图,(a),所示为钢球定位式三位四通手动换向阀。,图,(b),则为弹簧自动复位式三位四通手动换向阀。,换向阀的操纵方式,1.,手动换向阀,三位四通手动换向阀中位,手柄,阀,芯,复位弹簧,三位四通手动换向阀左位,手柄,阀,芯,复位弹簧,三位四通手动换向阀右位,手柄,阀,芯,复位弹簧,旋转移动式,手动换向阀,图,(c),所示为旋转移动式手动换向阀，旋转手柄可通过螺杆推动阀芯改变工作位置。这种结构具有体积小、调节方便等优点。由于这种阀的手柄带有锁，不打开锁不能调节，因此使用安全。,此类控制方式的,“,信号源,”,是缸的运动件。例如将挡块固定在运动的活塞杆上，当挡块触压阀推杆,2,的滚滚轮,1,时，推杆,2,即推动阀芯,3,换向。挡块和推杆,2,端部的滚轮脱离接触后，阀芯即可靠弹簧复位。此种阀的控制方式因和缸的行程有关，也有管此类阀叫,“,行程阀,”,。,1,滚轮,2,推杆,3,阀芯,机动换向阀,2.,机动换向阀,机动换向阀动画,电磁换向阀是利用电磁铁吸力推动阀芯来改变阀的工作位置。,（,1,）直流电磁铁和交流电磁铁,3.,电磁换向阀,阀用电磁铁根据所用电源的不同，有以下三种：,交流电磁铁。寿命较短。,直流电磁铁。需要专用直流电源，使用寿命较长。,本整型电磁铁。本整型指交流本机整流型。,（,2,）干式、油浸式、湿式电磁铁,不管是直流还是交流电磁，都可做成干式和湿式的。湿式电磁铁具有吸着声小、寿命长、温升低等优点。,三位四通电磁换向阀,右电磁铁,通电换向,左、右电磁铁,断电（复中位）,左电磁铁,通电换向,电磁换向阀的工作原理,图所示为交流式二位三通电磁换向阀。当电磁铁断电时，阀芯,2,被弹簧,7,推向左端，,P,和,A,接通；当电磁铁通电时，铁芯通过推杆,3,将阀芯,2,推向右端，使,P,和,B,接通。,电磁换向阀的典型结构,交流式二位三通电磁换向阀,电磁换向阀分解图,电磁换向阀工作原理,图为直流湿式三位四通电磁换向阀。当两边电磁铁都不通电时，阀芯,2,在两边对中弹簧,4,的作用下处于中位，,P,、,T,、,A,、,B,口互不相通；当右边电磁铁通电时，推杆,6,将阀芯,2,推向左端，,P,与,A,通，,B,与,T,通；当左边电磁铁通电时，,P,与,B,通，,A,与,T,通。,直,流湿式三位四通电磁换向阀,4.,液动换向阀,液动换向阀是利用控制压力油来改变阀芯位置的换向阀。对三位阀而言，按阀芯的对中形式，分为弹簧对中型和液压对中型两种。,液动换向阀工作原理,阀芯两端分别接通控制油口,K1,和,K2,。,当对液动滑阀换向平稳性要求较高时，还应在滑阀两端,K1,、,K2,控制油路中加装阻尼调节器,。,调节阻尼调节器节流口大小即可调整阀芯的动作时间。,弹簧对中型三位四通液动换向阀,p,1,p,2,1,、,5,对中弹簧；,2,、,4,定位套筒；,3,阀芯；,k,1,、,k,2,控制油口,弹簧对中型三位四通液动换向阀,电磁换向阀起先导作用，控制液动换向阀的动作；液动换向阀作为主阀，用于控制液压系统中的执行元件。,5.,电液动换向阀,外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀,电液换向阀是电磁换向阀和液动换向阀的组合。,电液换向阀用在大流量的液压系统中。,外部控制、外部回油的弹簧对中电液换向阀,电液换向阀有弹簧对中和液压对中两种型式。若按控制压力油及其回油方式进行分类则有：外部控制、外部回油；外部控制、内部回油；内部控制、外部回油；内部控制、内部回油等四种类型。,6.,电磁球式换向阀,密封性好，介质可以是水、乳化液和矿物油；工作压力可高达,63MPa,。,常开型二位三通电磁球式换向阀。,1,电磁铁；,2,杠杆；,3,左推杆；,4,左阀座；,5,钢球；,6,右阀座；,7,右推杆；,8,弹簧,电磁球式换向阀原理,方向阀在换向与锁紧回路中的应用,对于换向要求高的主机（如各类磨床），若用手动换向阀就不能实现自动往复运动，一般采用特殊设计的机液换向阀，以行程挡块推动机动先导阀，由它控制一个可调式液动换向阀来实现工作台的换向，既可避免,“,换向死点,”,，又可消除换向冲击。这种换向回路，按换向要求不同可分为时间控制制动式和行程控制制动式两种。,1,）简单换向回路,2,）复杂换向回路,简单换向回路，只需在泵与执行元件之间采用标准的普通换向阀即可。,1.,换向回路,时间控制制动式换向回路,（,1,）时间控制制动式换向回路,时间控制制动式换向回路,其制动时间可通过节流阀,J,1,和,J,2,的开口量得到调节；此外，换向阀中位机能采用,H,型，对减小冲击量和提高换向平稳性都有利。其主要缺点是换向精度不高。,行程,间控制制动式换向回路,（,2,）行程控制制动式换向回路,换向精度较高，冲出量较小；但制动时间的长短不可调。,锁紧回路可使活塞在任一位置停止，可防其窜动。锁紧的简单的方法是利用三位换向阀的,M,、,O,型中位机能封闭液压缸两腔。但由于换向阀有泄漏，这种锁紧方法不够可靠，只适用于锁紧要求不高的回路中。,最常用的方法是采用双液控单向阀，由于液控单向阀有良好的密封性能，即使在外力作用下，也能使执行元件长期锁紧。,锁紧回路,2.,锁紧,回路,换向阀操纵方式说明：,机动（手动）换向阀：,以外加运动件的机动力推动阀芯移动换向。手动换向阀又分为手动和脚踏两种；机动换向阀则通过安装在运动部件上的撞块或凸轮推动阀芯。特点是工作可靠。,阀芯的定位方式分为弹簧钢球定位和弹簧自动复位。,电磁铁换向阀,：工作可靠、换向平稳、寿命长、电路简单、吸合力大、噪声大、可靠性差,液动换向阀或电液换向阀：,电磁吸力有限，电磁换向阀最大通流量小于,100 L/min,。对液动力较大的大流量阀则应选用液动换向阀或电液换向阀,插装阀又称逻辑阀，是一种较新型的液压元件，它的特点是通流能力大，密封性能好，动作灵敏、结构简单，因而主要用于流量较大系统或对密封性能要求较高的系统。一般用于冶金、船舶、塑料机械等大流量及非矿物油介质的场合。,1.,插装阀,5.5,插装阀、叠加阀、数字阀,图,插装阀的组成,1,先导控制阀；,2,控制盖板；,3,逻辑单元（主阀）、,4,，阀块体,插装阀由控制盖板、插装单元（由阀套、弹簧、阀芯及密封件组成）、插装块体和先导控制阀（如先导阀为二位三通电磁换向阀）组成。由于插装单元在回路中主要起通、断作用，故又称二通插装阀。,图,插装阀逻辑单元,插装阀的工作原理,（动画）,图中,A,和,B,为主油路仅有的两个工作油口，,K,为控制油口（与先导阀相接）。当,K,口回油时，阀芯开启，,A,与,B,相通；反之，当,K,口进油时，,A,与,B,之间关闭。,二通插装阀相当于一个液控单向阀。,方向控制插装阀,图,插装阀用作方向控制阀,（,a,）,单向阀；,(b),二位二通阀,方向控制插装阀,图,插装阀用作方向控制阀,(c),二位三通阀,;(d),二位四通阀,图,插装阀用作压力控制阀,（,a,）,溢流阀；,(b),电磁溢流阀,压力控制插装阀,流量控制插装阀,插装节流阀,2.,叠加阀,叠加阀以板式阀为基础，每个叠加阀不仅起到单个阀的功能，而且还沟通阀与阀的流道。换向阀安装在最上方，对外连接油口开在最下边的底板上，其他的阀通过螺栓连接在换向阀和底板之间。左图为叠加阀装置图，右图为其系统图。,结构：,由叠加阀组成的系统结构紧凑，配置灵活，设计制造周期短。,优点：,溢流阀,减压阀,顺序阀,背压阀,单向阀,外控式单向阀,节流阀,流量控制阀,大小,02,、,03,、,05,、,07,和,08,叠加阀,压力控制阀小结,1,、,溢流阀是利用作用于阂芯的进油口压力与弹簧力平衡的原理来工作的。并使进口压力基本不变的压力控制阀,2,、,减压阂是利用液流通过阀口统隙所形成的液阻使出口压力低于进口压力，并使出口压力基本不变的压力控制阀,3,、,顺序阀在油路中相当一个以油液压力作为信号来控制油路通断的液压开关。它与溢流阀的工作原理基本相同,流量控制阀小结,1,、节流阀就是一个可变液阻,2,、从节流口流量持性可知，节流阀两端压差,p,的变化以及油温的变化都会影响流量的稳定。为使这些影响减小，节流口的形式以薄壁小孔最为理想。,3,、调速阀正常工作时,至少要求有,0.4-0.5MPa,以上的压力差,4,、旁通型调速阀用于调节执行元件运动速度只能安装在执行元件的进油路上,1,、单向阀,:,只允许液流向一个方向通过,2,、液控单向阀：具有单向阀的功能，并在控制口通过一定压力的控制油液时，油流反向通过,3,、换向阀既可以用来执行元件换向，也可用来切换油路。,4,、电磁和电液换向阀易于实现自动化,5,、换向阀的图形符号明确地表示了阀的作用原理、工作位置数、通路数、通断状态以及操纵方式等，应予以足够的重视，并能熟练掌握。,方向控制控制阀小结,