液压与气动技术 第2版 课件 项目四 换向回路的设计与构建

液压与气动技术PROJECT4换向回路的设计与构建01PARTONE方向控制阀的结构与选用液压阀概述液压方向控制阀气动方向控制阀液压阀概述一、概述液压阀是液压系统中的控制元件，用来控制液压系统中液压油的流动方向、压力及流量的大小。液压阀概述一、概述液压方向控制阀一、单向阀1.普通单向阀（简称单向阀）作用：只允许液流单方向流动，不允许反向倒流。结构形式：直通式单向阀为管式连接；直角式单向阀为板式连接。液压方向控制阀一、单向阀1.普通单向阀（简称单向阀）工作过程：当压力油从口流入时，克服弹簧力使阀芯右移，阀口开启，油液经阀口、阀芯上的径向孔ａ和轴向孔ｂ，从口流出。若油液从口流入时，在油压和弹簧作用下，将阀芯锥面紧压在阀座上，阀口关闭，使油液不能通过。液压方向控制阀一、单向阀2.液控单向阀工作过程：当控制口C不通压力油时，其工作过程和普通单向阀一样。当控制口C通压力油时，控制活塞1右侧a腔通泄油口，在油液压力作用下活塞向右移动，推动顶杆2顶开阀芯3，使油口到

及到均能接通。注意：C口通入的控制油压力最小须为主油路压力的30%～50%。液压方向控制阀二、换向阀1.换向阀的分类液压方向控制阀二、换向阀2.换向阀的工作原理换向阀是利用阀芯与阀体的相对位置改变使油路接通，切断或变换油流的方向，从而实现液压执行元件的启动、停止或变换方向。液压方向控制阀二、换向阀2.换向阀的工作原理当阀芯在外力作用下处于图示工作位置时，四个油口互不通，液压缸两腔均不通压力油，处于停车位置状态。若使阀芯右移，如上图所示，Ｐ口和Ａ口相通，B口和T口相通，压力油经P、A油口进入液压缸左腔，液压缸右腔的油液经B、T油口回油箱，活塞向右运动。反之，若使阀芯左移，如图ｃ所示，Ｐ口和Ｂ口相通，Ａ口和T口相通，活塞向左运动。液压方向控制阀二、换向阀3.换向阀的图形符号（1）换向阀图形符号的意义a.用方格数表示阀的工作位置数，有几个方格表示几“位“。b.在一个方格内，箭头或堵塞符号“丅”、“丄”与方格的交点数为油口通路数；箭头表示两油口相通，并不一定表示实际流向，“丅”和“丄”表示油口截止。c.Ｐ表示进油口，Ｔ表示回油口，Ａ和Ｂ表示连接其它两个工作油路的油口。d.控制方式和复位弹簧的符号画在方格的两侧。e.三位阀的中位，二位阀靠近弹簧的那一位为常态位。液压方向控制阀二、换向阀3.换向阀的图形符号（2）换向阀的“位”与“通”换向阀的位数表示阀芯在阀体中可停留的工作位置数目，有几个位置称为几位阀。阀体上与液压油相连的油口数，称为“通”。注意：看阀芯任意一个位置上的油口数即可。液压方向控制阀二、换向阀3.换向阀的图形符号（3）换向阀的油口表示Ｐ：进油口；Ｔ/O：表示回油口；Ａ和Ｂ：表示连接其它两个工作油路的油口。T液压方向控制阀二、换向阀3.换向阀的图形符号（4）换向阀的操纵方式

常见的滑阀式换向阀的操纵方式主要有以下几种：液压方向控制阀二、换向阀3.换向阀的图形符号（5）换向阀的中位机能液压方向控制阀二、换向阀3.换向阀的图形符号（5）换向阀的中位机能液压方向控制阀二、换向阀3.换向阀的图形符号（5）换向阀的中位机能O型：泵不卸荷，锁紧；

液压缸双向锁紧。液压方向控制阀二、换向阀3.换向阀的图形符号（5）换向阀的中位机能M型：泵卸荷；

液压缸双向锁紧。液压方向控制阀二、换向阀3.换向阀的图形符号（5）换向阀的中位机能H型：泵卸荷；

液压缸双向浮动。液压方向控制阀二、换向阀3.换向阀的图形符号（5）换向阀的中位机能P型：泵不卸荷；

单杆缸差动连接。液压方向控制阀二、换向阀3.换向阀的图形符号（5）换向阀的中位机能Y型：泵不卸荷；

液压缸双向浮动。液压方向控制阀二、换向阀3.换向阀的图形符号（6）换向阀的图形符号绘制方框两端加上换向阀控制阀芯运动的操纵方式和复位弹簧：当换向阀没有操纵力的作用处于静止状态时所处的位置成为常态位。图形符号中油口的字母应标注在常态位上。PTAB液压方向控制阀二、换向阀4.几种常见的换向阀（1）手动换向阀原理：推动手柄向右，阀芯移至左位，Ｐ口与Ａ口相通，Ｂ口与Ｔ口相通；推动手柄向左，阀芯移至右位，Ｐ口与Ｂ口、Ａ口与Ｔ口相通，从而实现换向。手一离开手柄，阀芯在弹簧力作用下自动复位到中位，油口Ｐ、Ａ、Ｂ、Ｔ全部封闭。应用：

适用于动作频繁，工作持续时间短的场合。操作较安全。液压方向控制阀二、换向阀4.几种常见的换向阀（1）手动换向阀原理：定位槽数由阀的工作位数决定，当手柄板动阀心时，阀心可借助弹簧和钢球保持在左、中、右任何一个位置上定位。当松开手柄后，阀心仍保持在所需要的工作位置上。应用：

需保持工作状态时间较长的情况。液压方向控制阀二、换向阀4.几种常见的换向阀（2）机动换向阀（又称行程阀）应用：

用于液压系统的速度换接回路中。原理：在常态位时，Ｐ口与Ａ口不通；当固定在运动部件上的挡块压下滚轮时，阀芯右移，Ｐ口与A口相通。阀芯2上的轴向孔是泄漏通道。特点：动作可靠，换向位置精度高。改变挡块的迎角或凸轮的外形，可使阀芯获得合适的换向速度，减小换向冲击。液压方向控制阀二、换向阀4.几种常见的换向阀（2）电磁换向阀

电磁换向阀是利用电磁铁的推力使阀心移动实现换向的。

电磁阀的优点：

动作迅速，操作方便，便于实现自动控制，电磁铁按使用的电源不同分交流：使用电压为220Ｖ或380Ｖ

直流：使用电压为24Ｖ或36Ｖ

按电磁铁铁心是否浸在油里又可分

干式

湿式

液压方向控制阀二、换向阀4.几种常见的换向阀（2）电磁换向阀

当电磁铁不通电时，Ｐ口与A口相通，Ｂ口断开；当电磁铁通电时，推杆1将阀芯2推向右端，Ｐ口与Ｂ相通，Ａ口断开。二位三通电磁换向阀液压方向控制阀二、换向阀4.几种常见的换向阀（2）电磁换向阀三位四通电磁换向阀当左边电磁铁通电，油口Ｐ与Ａ相通，Ｂ与Ｔ相通；当右边电磁铁通电时，油口Ｐ与Ｂ相通，Ａ与Ｔ相通。当两边电磁铁均不通电时，换向阀处于中位。注意：两边的电磁铁不能同时得电。液压方向控制阀二、换向阀4.几种常见的换向阀（3）液动换向阀液动换向阀利用系统中控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向阀。当阀芯两端控制油口Ｃ1、Ｃ2都不通入压力油时，阀芯弹簧力作用下处于中位，油口Ｐ、Ａ、Ｂ、Ｔ互不相通；当Ｃ1口接通压力油，Ｃ1口接通压力油时，换向阀左位工作；当Ｃ2口接通压力油时，换向阀右位工作。液压方向控制阀二、换向阀4.几种常见的换向阀（4）电液换向阀电液换向阀是由电磁换向阀和液动换向阀组合而成。电磁换向阀起先导作用，用来改变液动换向阀的控制油路的方向，称为先导阀；液动换向阀实现主油路的换向，称为主阀。特点：具有控制方便，换向平稳，无冲击。应用：适用流量大的系统。液压方向控制阀三、气动换向阀1.气动单向型控制阀（1）气动单向阀气动单向阀是指气流只能向一个方向流动而不能反向流动的阀。其工作原理与液压中的单向阀相同。液压方向控制阀三、气动换向阀1.气动单向型控制阀（2）梭阀梭阀相当于是两个单向阀组合的阀。原理：P1或P2任意一个口有压缩空气输入，A口就有输出。液压方向控制阀三、气动换向阀1.气动单向型控制阀（3）双压阀原理：P1和P2口都有压缩空气输入，A口才有输出。液压方向控制阀三、气动换向阀1.气动单向型控制阀（4）快速排气阀快速排气阀简称快排阀，它是为加快气缸运动速度而作为快速排气用的阀。液压方向控制阀三、气动换向阀2.气动换向控制阀（1）气压控制换向阀气压控制换向阀是利用气体压力来使主阀阀芯运动，从而使气体改变流向的一种控制阀。a图所示为加压控制换向阀，K口所加压力信号逐渐上升，到达阀芯的动作压力时，主阀便换向。b图所示为差压控制换向阀，利用气压作用在阀芯两端不同面积上所产生的压差来使换向阀换向。液压方向控制阀三、气动换向阀2.气动换向控制阀（2）电磁控制换向阀工作原理与液压系统中的电磁换向阀一样。液压方向控制阀三、气动换向阀2.气动换向控制阀（3）先导换向阀工作原理与液压系统中的电磁换向阀一样。液压方向控制阀三、气动换向阀2.气动换向控制阀（2）电磁控制换向阀先导电磁阀由先导阀和主阀两部分组成，其工作原理与液压系统中的电液换向阀类似又被成为电-气换向阀。02PARTTWO常用方向控制回路液压方向控制回路气动方向控制回路

方向控制回路是通过控制油液的通、断和流动方向，从而控制执行元件的启动、停止以及改变运动方向。

核心元件

方向控制阀液压方向控制回路一、换向回路换向回路1（单作用液压缸）：回路工作过程分析：1.电磁铁得电，换向阀右位工作，

进油路：泵-换向阀P口-换向阀A口-液压缸无杆腔；

在液压油的作用下，活塞杆向右运动。2.电磁铁失电，换向阀左位工作，

在弹簧力的作用下，活塞杆向左返回，同时无杆腔的油经过换向阀T口回油箱。

液压方向控制回路一、换向回路换向回路2：回路工作过程分析：1.换向阀右位工作，

进油路：泵-换向阀P口-换向阀B口-液压缸有杆腔；

回油路：液压缸无杆腔-换向阀A口-换向阀T口-油箱。

活塞杆向左运动。2.换向阀左位工作，

进油路：

回油路：

活塞杆

液压方向控制回路一、换向回路换向回路3：回路工作过程分析：1.电磁铁失电，换向阀左位工作，

进油路：泵-换向阀P口-换向阀A口-液压缸无杆腔；

回油路：液压缸有杆腔-换向阀B口-换向阀T口-油箱。

活塞杆向右运动。2.电磁铁得电，换向阀右位工作，

进油路：

回油路：

活塞杆液压方向控制回路二、锁紧回路

液压锁紧回路能使执行元件停止在任意位置上，且停止后不会因外界影响而发生漂移或窜动。锁紧原理：液压缸油口没有液压油进出。液压方向控制回路二、锁紧回路1.换向阀中位锁紧锁紧过程分析：利用换向阀M型中位机能封闭液压缸的两腔，使活塞能在行程的任意位置上锁紧。应用：由于滑阀式换向阀存在泄露，因此这种锁紧回路只适用于锁紧时间短、锁紧要求不高的场合。液压方向控制回路二、锁紧回路2.液控单向阀锁紧锁紧核心元件：2个液控单向阀组成液压锁,H型或Y型中位机能的换向阀。特点：液控单向阀密封性好，因此回路锁紧性能好，可对执行元件长期锁紧。应用：主要用于汽车起重机支腿锁紧、飞机起落架锁紧、矿山采掘机液压支架锁紧等。气动方向控制回路一、单作用气缸换向回路1.二位三通换向阀电磁铁得电时，气压使活塞杆伸出工作；电磁铁失电时，活塞杆在弹簧的作用下缩回。2.三位五通换向阀下电磁铁得电时，气压使活塞杆伸出工作；电磁铁失电时换向阀自动复位，因此可控制单作用气缸的伸、缩以及任意位置的停止，但定位精度不高，定位时间不能太长。气动方向控制回路二、双作用气缸换向回路1.二位五通换向阀通过对换向阀左右两侧分别输入控制信号，使气缸伸出或缩回。不允许左右两侧同时加控制信号，会产生误动作。2.三位五通