第5章液压传动控制元件02-换向阀

换向阀能改变液流方向，将换向阀与缸连接可以很方便地使缸的活塞改变运动方向。5.2.2换向阀换向阀的类型有

按阀的结构形式：滑阀式、转阀式、球阀式、锥阀式。

按阀的操纵方式：手动式、机动式、电磁式、液动式、电液动式、气动式。

按阀的工作位置数和控制的通道数：二位二通阀、二位三通阀、二位四通阀、三位四通阀、三位五通阀等。11换向阀的工作原理

TPAB

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。PTBA2PTBAPTABTPABPTABTPABTPABPTAB3PTABTPAB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。4TPAB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。PTAB左位5PTABTPAB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62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”(Position)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。7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

8表5.1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”9表5.1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。103滑阀机能

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。11（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）。图5.15二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。二位五通12

（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。PTABO型机能13②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。③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。PTABO型机能①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：142）H型机能

阀芯处于中位时,P,A,B,T四个油口互通。PTABH型机能①虽然阀芯已处于中位，但缸的活塞无法停住。中位时油缸不能承受负载。②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③泵可卸荷。④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：153）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：①活塞可停在任一位置上，且能承受双向负载。②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。③泵能卸荷。④不宜用于多个换向阀并联的系统。PTABM型机能16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。PTABP型机能17O型机能H型M型P型18Y型机能――Ｐ封闭，Ａ、Ｂ、Ｔ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：油缸浮动，系统保压。19Ｋ型机能――Ｐ、Ａ、Ｔ互通，Ｂ封闭。单向锁紧，油泵卸荷。20Ｘ型机能―Ｐ、Ａ、Ｂ、Ｔ之间只有很小的缝隙连通：压力油与各油口半开启连通，系统保持一定压力。Ｊ型机能―Ｐ、Ａ封闭，Ｂ、Ｔ互通：系统不卸载，缸一腔封闭，另一腔与回油连通。21Ｃ型机能―Ｐ、Ａ相通，Ｂ、Ｔ封闭：压力油与腔连通，另一腔及回油皆封闭。Ｕ型机能―Ｐ、Ｔ封闭，Ａ、Ｂ互通：系统不卸载，缸两腔连通，回油封闭。224换向阀的操纵方式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。1）手动换向阀旋转移动式手动换向阀旋转移动手动换向阀，旋转手柄可通过螺杆推动阀芯改变工作位置。手柄带锁23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24两位两通机动换向阀挡块操纵，弹簧复位。两位两通常开常闭靠弹簧的方格表示常态25

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：①交流电磁铁。寿命较短。②直流电磁铁。需要专用直流电源，使用寿命较长。③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。26图5.19三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27符号：28两位三通电磁换向阀电磁铁操纵，弹簧复位。优点：易于实现自动化。应用：小流量的场合。（q≤63L/min)29实物304）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。31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

32p1p21、5—对中弹簧；2、4—定位套筒；3—阀芯；k1、k2—控制油口弹簧对中型三位四通液动换向阀

33液体操纵，弹簧复位。三位四通液动换向阀应用：高压，大流量的场合。（q≤160L/min)符号：34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5-11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。35图5-12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。36电液联合控制，弹簧复位。电磁控制先导阀动作，液体控制主阀芯动作，节流阀控制阀芯移动速度。简化符号：三位四通电液换向阀应用：高压、大流量的场合。（q≤1200L/min)37实物38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391—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405.2.3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

41时间控制制动式换向回路（1）时间控制制动式换向回路42时间控制制动式换向回路

其制动时间可通过节流阀J1和J2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。43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。44

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

45液压阀的连接方式有五种。（1）螺纹连接

阀体油口上带螺纹的阀称为管式阀。将管式阀的油口用螺纹管接头和管道连接，并由此