液压元件与系统 第3版 教学课件 李壮云 11-第十一章　方向控制阀

ZW主编第十一章方向控制阀第一节单向阀

第二节换向阀

第三节多路换向阀

第四节其他类型的方向控制阀第一节单向阀一、普通单向阀

二、液控单向阀

三、双液控单向阀

四、主要性能一、普通单向阀图11-1直通式单向阀

a)钢球式直通单向阀b)锥阀式直通单向阀c)详细图形符号d)简化图形符号一、普通单向阀图11-2直角式单向阀二、液控单向阀图11-3液控单向阀

a)简式液控单向阀b)卸载式液控单向阀c)详细图形符号d)简化图形符号

1—控制活塞2—单向阀芯3—卸荷阀芯三、双液控单向阀图11-4双液控单向阀

a)结构原理b)图形符号

1、5—弹簧2、4—阀芯3—控制活塞6—阀体7—端盖四、主要性能

正向最小开启压力是指使阀芯刚开启时进油口的最小压力。作为单向阀或背压阀使用时，因弹簧刚度不同，其正向最小开启压力有较大差别。正向流动压力损失是指单向阀通过额定流量时所产生的压力降。压力损失包括由于弹簧力、摩擦力等产生的开启压力损失和液流的流动损失。为了减小压力损失，可以选用开启压力小的单向阀。反向泄漏量是指当液流反向进入单向阀时，通过阀口的泄漏流量。一个性能良好的单向阀应做到反向无泄漏或泄漏量极微小。当系统有较高的保压要求时，应选用泄漏量小的结构，如锥阀式单向阀。第二节换向阀一、换向阀的分类及结构介绍

二、滑阀机能

三、换向阀的压力损失分析及主要结构尺寸确定

四、换向阀的换向可靠性及操作力计算

五、换向阀的泄漏分析

六、换向平稳性分析一、换向阀的分类及结构介绍

2.按换向阀的“位”和“通”分类

(1)滑阀型滑阀型换向阀的阀芯为圆柱滑阀，相对于阀体作轴向运动。

(2)锥阀型锥阀型通过锥阀芯相对于阀座的开启或闭合来实现换向。

(3)转阀型因阀芯相对于阀体转动而得名。按照换向阀的工作位置和控制的通道数，换向阀可分为二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、三位五通等。若换向阀的阀体上分布有两个、三个、四个或五个主油口，则该主油口称为“通”。具有两个、三个、四个或五个主油口的换向阀分别称为“二通阀”、“三通阀”、“四通阀”或“五通阀”。2.按换向阀的“位”和“通”分类2.按换向阀的“位”和“通”分类1)用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示几“位”。

2)一个方框上与外部相连接的主油口数有几个，就表示几“通”。

3)用方框内的箭头表示该位置上油路处于接通状态，但箭头方向不一定表示液流的实际流向。

4)方框内的符号“┬”或“┴”表示此通路被阀芯封闭，即不通。

5)通常换向阀与系统供油路连接的油口用P表示，与回油路连接的回油口用T表示，而与执行元件相连接的工作油口用字母A、B表示。

6)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作用时所处的位置。(1)手动换向阀手动换向阀是利用手动杠杆等机构来改变阀芯和阀体的相对位置从而实现换向的阀类。

(2)机动换向阀机动换向阀是用挡铁或凸轮推动阀芯从而实现换向的阀类。

(3)电磁换向阀电磁换向阀是利用电磁铁通电吸合后产生的吸力推动阀芯来改变阀的工作位置。

(4)液动换向阀液动换向阀是利用控制油路的压力油在阀芯端部所产生的液压力来推动阀芯移动，从而改变阀芯位置的换向阀。

(5)电液换向阀电液换向阀由电磁换向阀和液动换向阀组合而成。(1)手动换向阀图11-5三位四通手动换向阀

a)弹簧钢球定位式结构及图形符号b)弹簧自动复位式结构及图形符号

1—手柄2—阀体3—阀芯4—弹簧5—钢球(1)手动换向阀图11-6手轮操作换向阀

a)结构图b)图形符号

1—手轮2—钢球定位机构3—螺杆4—阀芯5—阀体(2)机动换向阀图11-7二位二通机动换向阀

a)结构图b)图形符号

1—挡铁2—滚轮3—阀芯4—弹簧5—阀体(3)电磁换向阀图11-8交流干式二位三通电磁换向阀

a)结构图b)图形符号

1—阀体2—阀芯3、7—弹簧4、8—弹簧座5—推杆6—O形圈9—后盖(3)电磁换向阀图11-9直流湿式三位四通电磁换向阀

a)结构图b)图形符号

1—电磁铁2—推杆3—阀芯4—弹簧5—挡圈(4)液动换向阀图11-10三位四通液动换向阀(弹簧对中型)

a)换向时间不可调式液动换向阀结构b)换向时间可调式液动换向阀阻尼调节器结构

1—单向阀钢球2—节流阀芯(5)电液换向阀图11-11液压对中型不可调式三位四通电液换向阀

a)结构图b)详细图形符号c)简化图形符号

1—中盖2—缸套3—柱塞4—先导阀5—主阀芯(5)电液换向阀1)当液动换向阀为弹簧对中型时，电磁换向阀必须采用Y型或H型中位机能，以保证主阀芯左右两端油室通回油箱，否则主阀芯无法回到中位。

2)控制压力油口K1可以取自主油路的P口(内控)，也可以另设独立油源(外控)。

3)为防止先导阀工作时受到回油压力的干扰，一般应将先导阀的回油口T1直接引回油箱(外泄)，只有在主阀回油口T直接回油箱，回油背压接近于零时，才可将控制油回油经阀内流道引到主阀回油口(内泄)。二、滑阀机能三位四通和三位五通换向阀中，滑阀在中位时各油口的连通方式称为滑阀机能(也称中位机能)。不同的滑阀机能可满足系统的不同要求。二、滑阀机能图11-12滑阀的特殊机能

a)MP型b)NdO型二、滑阀机能图11-13滑阀型换向阀的过渡机能

a)一种H型二位四通滑阀型换向阀的过渡机能

b)一种O型三位四通滑阀型换向阀的过渡机能三、换向阀的压力损失分析及主要结构尺寸确定图11-14阀的结构尺寸三、换向阀的压力损失分析及主要结构尺寸确定(1)进、出油口直径d0(单位为m)

(2)阀芯外径D、阀杆直径d和中心孔直径d1

(3)换向阀的最大开口长度xmax

(4)阀体沉割槽直径D1和宽度B

(1)进、出油口直径d0(单位为m)

(11-1)(2)阀芯外径D、阀杆直径d和中心孔直径d1

(11-2)(11-3)(11-4)(11-5)(3)换向阀的最大开口长度xmax

(11-6)(4)阀体沉割槽直径D1和宽度B

(11-7)(11-8)(11-9)四、换向阀的换向可靠性及操作力计算

(1)液动阀

(2)电磁阀(1)液动阀液动阀或电液换向阀中主滑阀的换向推力等于滑阀某一端部的控制面积与控制油压的乘积。为了保证可靠换向，控制油压pK不能低于某一最小值pKmin。

(2)电磁阀电磁阀的力特性取决于所采用的电磁铁的形式。由于螺管式电磁铁的特点，其电磁吸力(对于滑阀则是推力)随气隙的减小而迅速增大。工作行程越大，起始吸力就越小。(1)液动力

(2)弹簧力

(3)卡紧力(4)摩擦力(1)液动力图11-15不同结构的三位四通滑阀的液动力

a)二凸肩结构b)三凸肩结构(1)液动力图11-16滑阀换向时液动力的变化规律(2)弹簧力除了采用液压对中的结构外，一般换向阀的弹簧都起恢复中位的作用(在二位换向阀中是恢复到原始位置)，因此是复位弹簧。

(3)卡紧力滑阀径向液压力分布不均匀会形成液压卡紧力。减小甚至基本消除液压卡紧力的有效措施是在滑阀表面开若干条均压槽(通常不少于三条)。

(4)摩擦力(11-10)(11-11)五、换向阀的泄漏分析六、换向平稳性分析(1)控制换向时间

(2)选择合理的滑阀机能(1)控制换向时间图11-17回油节流的结构形式(2)选择合理的滑阀机能滑阀机能为H、Y、X、P型的换向阀，由于中位液压缸两腔互通，因此在滑阀换向到中位时压力冲击值迅速下降。其中，H、Y、X型因为中位通回油，效果更好。

第三节多路换向阀图11-18多路换向阀的油路连接方式

a)并联连接b)串联连接c)串并联连接第三节多路换向阀图11-19组合式多路换向阀

a)结构图b)图形符号

1—进油阀体2—升降换向阀3—倾斜换向阀4—回油阀体5—联接螺栓第四节其他类型的方向控制阀一、电磁球阀

二、截止阀

三、压力表开关一、电磁球阀1)密封性好。

2)使用压力高，反应灵敏，响应速度快。

3)对工作介质的适应能力强，既可适用于矿物性液压油，也能适用于水或难燃液介质，且具有优良的抗污染性能。

4)与滑阀型换向阀相比，电磁球阀的机能变更与组合较为困难和复杂。图11-20常开式二位三通电磁球阀

a)结构图b)图形符号

1—电磁铁2—导向螺母3—复位弹簧4—复位杆5—右阀座6—钢球

7—隔环8—左阀座9—阀体10—杠杆盒11—定位球套12—钢球

13—杠杆机构14—衬套15—Y形密封圈16—推杆一、电磁球阀图11-21常闭式二位三通电磁球阀

a)结构图b)图形符号

1—复位杆2—中间推杆3—隔环4—推杆一、电磁球阀图11-22二位四通电磁球阀工作原理图

a)电磁铁断电b)电磁铁通电

1—活塞2—阀芯二、截止阀图11-23高压球形截止阀

a)结构图b)图形符号

1—阀体2—球体3—密封圈4—螺套5—调节杆6—压套7—定位板8—手柄三、压力表开关

三、压力表开关图11-24压力表开关的图形符号

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