第四章液压控制元件—方向控制阀

第4章液压控制元件--方向控制阀

液压控制元件主要是各种控制阀，在液压系统中控制液体流动方向、流量大小和压力的高低，以满足执行元件的工作要求。

4.1方向控制阀(direction control valvess)

方向控制阀是通过控制液体流动的方向来操纵执行元件的运动，如液压缸的前进、后退与停止，液压马达的正反转与停止等。

4.1. 1单向阀

单向阀(Check valve) 使油只能在一个方向流动，反方向则堵塞。其构造及符号如图4-1所示。液控单向阀如图4-2 所示，在普通单向阀的基础上多了一个控制口，当控制口空接时，该阀相当于一个普通单向阀;若控制口接压力油，则油液可双向流动。为减少压力损失，单向阀的弹簧刚度很小，但若置于回油路作背压阀使用时，则应换成较大刚度的弹簧。

图4-1单向阀

图4-2液控单向阀

4.1. 2换向阀

换向阀是利用阀芯对阀体的相对位置改变来控制油路接通、关断或改变油液流动方向。一般以下述方法分类。

1.按接口数及切换位置数分类

接口是指阀上油的进、出口，压油的进口通常标为P,回油C则标为R或T,油的出口则以A、B来表示。阀内阀芯可移动的位置数称为切换位置数，通常我们将接口称为“通”将阀芯的位置称为“位”，例如:图4-3所示的手动换向阀有三个切换位置，4个接口，我们称该阀为三位四通换向阀。该阀的三个工作位置与阀芯在阀体中的对应位置如图4-4所示，各种位和通的换向阀符号见图4-5所示。

图4-3手动三位四通换向阀

a)手柄左板，阀左位工作  b)松开手柄，阀中位工作   c)手柄右板，阀右位工作

图4-4换向阀动作原理说明

2.按操作方式分类

图4-5换向阀的位和通路符号

图4-6换向阀操纵方式符号

推动阀内柱塞移动的动力有手、脚、机械、液压、电磁等方法，如图4-6所示。阀上如装弹簧，则当外加压力消失时，柱塞会回到原位。

3.换向阀结构

在液压传动系统中厂泛采用的是滑阀式换向阀,在这里主要介绍这种换向阀的几种结构。

1)手动换向阀

手动换向阀是利用手动杠杆来改变阀芯位置实现换向的,图4-7 所示为手构和图形符号。图4-7a为自动复位式手动换向阀，手柄左板则阀的油口P和A通，B和T通;手柄右板则P和B通，A和T通;放开手柄，阀芯2在弹簧3的作用下自动回复中位(四个油口互不相通)。

如果将该阀阀芯右端弹簧3的部位改为图中7b的形式，即成为可在三个位置定位的手动换向阀，图4-7c、d为其图形符号图。

图4一7手动换向阀
1-手柄 2-阀芯 3一弹簧

2)机动换向阀

机动换向阀又称行程阀,它主要用来控制液压善机械运动部件的行程，它是借助于安装在工作台.上的挡铁或凸轮来迫使阀芯移动，从而控制油液的流动方向，机动换向阀通常是二位的,有二通、三通、四通和五通几种，其中二位二三通机动阀又分常闭和常开两种。

图4-8a为滚轮式二位二通常闭式机动换向阀，若滚轮未压住则油口P和A不通，当挡铁或凸轮压住滚轮时，则油口P和A接通。图4-8b为其图形符号。

图4-8机动换向阀
1-滚轮2一阀芯3一弹簧

3)电磁换向阀

电磁换向阀是利用电磁铁的通、断电而直接推动阀芯来控制油口的连通状态。图4- -9所示为三位五通电磁换向阀，当左边电磁铁通电，右边电磁铁断电时，阀油口的连接状态为P和A通，B和T.通，T.堵死;当右边电磁铁通电，左边电磁铁断电时，P和B通，A和T1通，T2堵死，当左右电磁铁全断电时，五个油口全堵死。

图4-9三位五通电磁阀

4)液动换向阀

图4-10所示为三位四通液动换向阀，当K通压力油，K回油时，P与A接通，B与T接通;当K通压力油，K回油时，P与B接通，A与T接通:当KI K都未通压力油时，P、T、A、B四个油口全堵死。

5)电液换向阀

电液换向阀:是由电磁滑阀和液动滑阀组合而成。电磁滑阀起先导作用，它可以改变控制液流的方向，从而改变液动滑阀的位置。由于操纵液动滑阀的液压推力可以很大，所以主阀可以做得很大，允许有较大的流量通过。这样用较小的电磁铁就能控制较大的液流。图4-11所示三位四通电液换向阀。

图4-10三位四通液动阀

图4- 11电液换向阀

该阀的工作状态(不考虑内部结构)和普通电磁阀-样，但工作位置的变换速度可通过阀上的节流阀调节。

4.比例式电磁换向阀

比例方向阀(Propor tional Directional-Flow Valve)是以在柱塞外装置的电磁线圈所产生的电磁力，来控制柱塞之移动，依靠控制线圈电流来控制方向阀内柱塞之位移量，故可同时控制油流动的方向和流量。

图4-11为比例式方向阀的职能符号，通过控制器可以得任何想要之流量和方向，同时也有压力及温度补偿的功能，比例式方向阀有进油和回油流量控制两种类型。

图4-12比例式换向阀

5.中位机能

当液压缸或液压马达需在任何位置均可停止时，须使用3位阀，(即除前进端与后退端外，还有第三位置)，此阀双边皆装弹簧，如无外来的推力，阀芯将停在中间位置，称此位置为中立位置，简称为中位，换向阀中间位置的连通方式称为中位机能，各种中位机能如表4-1所示。

表4-1三位换向阀的中位机能

不同的中位机能，可以满足液压系统的不同要求，由表4-1可以看出中位机能是通过改变阀芯的形状和尺寸得到的。

在分析和选择三位换向阀的中位机能时通常考虑以下几点:

1)系统保压中位为“O” 型，如图4-13所示，P 口被堵塞时，此时油需从溢流阀流回油箱，增加功率消耗:但是液压泵能用于多缸系统。

2)系统卸荷 中位“M”型，图4-14所示，当方向阀于中位时，因P、T口相通，泵输出的油不经益流阀即可流回油箱，由于直接接油箱，泵的输出压力近似为零，也称泵卸荷，减少功率损失。

3)液压缸快进中位 “P”型，图4-15所示，当方向阀于中位时，因P、A、B相通，故可作差动回路。