4.2方向控制阀 在液压系统中,用来控制液体流动方向的阀,叫做方向控制阀。它主要分两种:单冋阀和换向阀。 4.2.1单向阀 单向阀是限制油液只能朝某一个方向流动,反向不能流动的元件。它主要的性能要求是:液流正冋通过时压力 损失要小,反向不通时密封性要好、动作要灵敏 直动式直角式一板式连接 直通式一管式连接 单向阀控式 板式联接:油液流动方向和阀的轴线垂直。阀体用螺钉固定在机体上,阀体的平面和机体的平面紧密贴合,阀 体上各油孔分别和机体上相对应的孔对接,之间用"O型密封圈来密封 管式联接:油液流动方向与阀的轴线方冋相同。油口可通过管接头和油管相连,阀体的重量靠管路支承,因此 阀的体积不能太大太重。 PI P? P HiM 锥阀式直通单向阀〔图4-18 1一阙:2一阙心;3— 钢球式直通单向阀〔图419 1.直动式单向阀 其中,锥阀结构复杂,但能承受很高的反向压力,阀芯导向性好,运动平稳,但要经过a.b小孔,流阻大。而钢 球式易漏油,只能承受较低的反向压力,故多用于低压场合 简化符号 1一密蚪圖;2-上羨;3一嫜簧:4一個心;5一倾; 6—阙体 直角式单向阀(图4-20 单向阀开启压力一般为0.035~0.05MPa,其中的弹簧刚度较小,目的是使压力损失较小。如果做背压阀(用 在回油路中,可防止活塞的冲击,使活塞运动平稳),则刚度要大一些,开启压力一般为02~0.6MPa 2.液控单向阀(液压锁) 单液控 2)9
4.2 方向控制阀 在液压系统中，用来控制液体流动方向的阀，叫做方向控制阀。它主要分两种：单向阀和换向阀。 4.2.1 单向阀 单向阀是限制油液只能朝某一个方向流动，反向不能流动的元件。它主要的性能要求是：液流正向通过时压力 损失要小，反向不通时密封性要好、动作要灵敏。 单向阀 板式联接：油液流动方向和阀的轴线垂直。阀体用螺钉固定在机体上，阀体的平面和机体的平面紧密贴合，阀 体上各油孔分别和机体上相对应的孔对接，之间用“O”型密封圈来密封。 管式联接：油液流动方向与阀的轴线方向相同。油口可通过管接头和油管相连，阀体的重量靠管路支承，因此 阀的体积不能太大太重。 动画演示 动画演示 1.直动式单向阀 其中，锥阀结构复杂，但能承受很高的反向压力，阀芯导向性好，运动平稳，但要经过a,b小孔，流阻大。而钢 球式易漏油，只能承受较低的反向压力，故多用于低压场合。 动画演示 单向阀开启压力一般为0.035～0.05MPa，其中的弹簧刚度较小，目的是使压力损失较小。如果做背压阀（用 在回油路中，可防止活塞的冲击，使活塞运动平稳），则刚度要大一些，开启压力一般为0.2～0.6MPa。 2.液控单向阀（液压锁） 分类
普通型外泄式液控单向阀〔图4-21) 带卸荷阀心的液控单向阀〔内泄〕(图4-22) 一婵簧;2阳心;3—枪杆;4—投制活塞 1—佃莉鬨芯;2一坤簧;3一婵座;4—阙:5一榷杆 6一制活塞 这种是外泄式(有外泄口L)。若无L口,则为内泄漏式。外泄式结构简单,但反向开启时,κ腔压力必须大于 左腔压力,故要求κ腔压力较大。这种适用于左腔压力较低的场合。控制油压最小值为主油路油压的0.3~0.4。此 外,加外泄口,还能使控制活塞上行时不致将控制活塞上腔的油路封死。 图422是一种具有带卸荷阀心的液控单向阀。因高压系统反向开启前右腔压力很高(22),所以K腔压力也 必须高才行,且锥阀4被推开后会使右腔压力突然释放,产生冲击。图中卸荷阀心1就是为防止冲击和减少K腔控 制油压而设的。(2压力逐渐与相等,故可使K腔油压低一些,冲击少一些。) 图423是一种双液控单向阀。若P→P2,则有P4→P3(反向);若P3→P4,则有P2→1(反 向);若乃和23同时均不通油压,则P2和P+被封闭。其用途在于保压、锁紧。 双液控单向阀〔图4-23)1一阀体;2一控制活塞:3-卸荷阀心:4一锥阀 单向阀的主要用途: 选择液流方向 区分高低压油 保护泵正常工作(防止压力突然増增高,反向传给泵,造成反转或损坏) 泵停止供油时,保护缸中活塞的位置; 作背压阀用,提高执行元件的运动平稳性(背压作用-保持低压回路的压力)。 4.2.2换向阀 换向阀是变更液流方向的阀,利用阀芯对阀体的相对运动,使油路接通、关断或变换油流的方向,从而实现液 压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。是系统常用的基本阀类
动画演示 动画演示 这种是外泄式（有外泄口L）。若无L口，则为内泄漏式。外泄式结构简单，但反向开启时，K腔压力必须大于 左腔压力，故要求K腔压力较大。这种适用于左腔压力较低的场合。控制油压最小值为主油路油压的0.3～0.4。此 外，加外泄口，还能使控制活塞上行时不致将控制活塞上腔的油路封死。 图4—22是一种具有带卸荷阀心的液控单向阀。因高压系统反向开启前右腔压力很高（ ），所以K腔压力也 必须高才行，且锥阀4 被推开后会使右腔压力突然释放，产生冲击。图中卸荷阀心1 就是为防止冲击和减少K腔控 制油压而设的。（ 压力逐渐与 相等，故可使K腔油压低一些，冲击少一些。） 图4—23是一种双液控单向阀。若 ，则有 （反向）；若 ，则有 （反 向）；若 和 同时均不通油压，则 和 被封闭。其用途在于保压、锁紧。 动画演示 单向阀的主要用途： 选择液流方向； 区分高低压油； 保护泵正常工作（防止压力突然增高，反向传给泵，造成反转或损坏）； 泵停止供油时，保护缸中活塞的位置； 作背压阀用，提高执行元件的运动平稳性（背压作用－保持低压回路的压力）。 4.2.2 换向阀 换向阀是变更液流方向的阀，利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接通、关断或变换油流的方向，从而实现液 压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。是系统常用的基本阀类
对换向阀的基本要求:液流通过阀时压力损失小(一般<0.1~0.3MPa);互不相通的液流间的泄漏小;换 向可靠、迅速且平稳无冲击 滑动阀(滑阀) 动阀(转阀) 按阀心运动形式分1阀 手动 位阀 机动 三通 位阀 电动 四通 四位阀 液动 按通道分按阀的工作位置分 按操作方式分电液动 1.滑阀 滑阀是利用阀心相对于阀体作轴向动的换向阀。根据控制阀心的操作方式不同,有手动、电磁、机动、液 动、气动等滑阀。 (1)滑阀原理 (2)滑阀机能 位—阀心相对于阀体有几种不同的工作位置,叫做位"。 通——阀体与系统中油路相通的油口。如四个油口,叫四通。 职能符号——用方框个数表示位置,再绘上各油口的通、断关系。在液压系统中,都是 画的阀心位于中位时的情况(即常态位)。 A、B——工作油口;P——进油口;T——回油口 箭头不一定代表液流方向; 不能对角线画。 滑阀机能—-阀心位于中位(即未接受操纵时的阀心位置)时,各油路连通的方式,叫滑阀机能。有O、H、 Y、P、K、M等多种机能,各机能特点和作用,见表4-1。 (3)液压卡紧现象 滑阀式换向阀中,由于阀芯和阀体孔的中心线不可能完全重合,且貝有一定的几何形状误差,进入滑阀间隙中 的压力油,将对阀芯产生不平衡的径向力,该力在一定条件下使阀芯紧贴在孔壁上,产生相当大的摩擦力(卡紧 力)使得操纵滑阀运动发生困难,严重时甚至被卡住,这种现象称为液压卡紧现象
对换向阀的基本要求：液流通过阀时压力损失小（一般 <0.1～0.3MPa）；互不相通的液流间的泄漏小；换 向可靠、迅速且平稳无冲击。 按阀心运动形式分 按通道分 按阀的工作位置分 按操作方式分 1.滑阀 滑阀是利用阀心相对于阀体作轴向滑动的换向阀。根据控制阀心的操作方式不同，有手动、电磁、机动、液 动、气动等滑阀。 （1）滑阀原理 动画演示 （2）滑阀机能 位——阀心相对于阀体有几种不同的工作位置，叫做“位”。 通——阀体与系统中油路相通的油口。如四个油口，叫四通。 职能符号——用方框个数表示位置，再绘上各油口的通、断关系。在液压系统中，都是 画的阀心位于中位时的情况（即常态位）。 A、B——工作油口；P——进油口；T——回油口。 箭头不一定代表液流方向； 不能对角线画。 滑阀机能—－阀心位于中位（即未接受操纵时的阀心位置）时，各油路连通的方式，叫滑阀机能。有O、H、 Y、P、K、M等多种机能，各机能特点和作用，见表4—1。 （3）液压卡紧现象 滑阀式换向阀中，由于阀芯和阀体孔的中心线不可能完全重合，且具有一定的几何形状误差，进入滑阀间隙中 的压力油，将对阀芯产生不平衡的径向力，该力在一定条件下使阀芯紧贴在孔壁上，产生相当大的摩擦力（卡紧 力）使得操纵滑阀运动发生困难，严重时甚至被卡住，这种现象称为液压卡紧现象
为了减小径向不平衡液压力,一般在阀芯台肩上开有宽0.3~0.5mm,深0.5~1mm,间距1~5mm的环形槽, 称为均压槽。开有均压槽的部位,四周都有相等或接近相等的压力,可显著减小液压卡紧力。 液压卡紧现象不仅在换向阀中存在,在其它液压阀及柱塞副中也普遍存在。为了减小液压卡紧力,必须对滑阀 的几何精度以及配合间隙等予以严格的控制,并且一般在阀芯上都开有均压槽。 (4)手动滑阀 气x= 三位四通手动换向阀(图4-26) a弹簧复位式 b)钢球定位式 动画演示 复位一般是指恢复至中位(原始位置)。其中箭头的方向并不一定表示液流方向,只是表示通断关系。(注意 正确画法) (5)机动换向阀 位三通机动换向阀〔图4-27) 婵簧;2一個心;3—個件 行很档典 (6)电磁换向阀
为了减小径向不平衡液压力，一般在阀芯台肩上开有宽0.3～0.5mm，深0.5～1mm，间距1～5mm的环形槽， 称为均压槽。开有均压槽的部位，四周都有相等或接近相等的压力，可显著减小液压卡紧力。 液压卡紧现象不仅在换向阀中存在，在其它液压阀及柱塞副中也普遍存在。为了减小液压卡紧力，必须对滑阀 的几何精度以及配合间隙等予以严格的控制，并且一般在阀芯上都开有均压槽。 （4）手动滑阀 动画演示 复位一般是指恢复至中位（原始位置）。其中箭头的方向并不一定表示液流方向，只是表示通断关系。（注意 正确画法） （5）机动换向阀 动画演示 （6）电磁换向阀
二位二通弹簧复位式电础换向阏(图42) 1-搬杆;2-0形图盛;3-0剧圈;4-淀;5-纬;6一 同心;了—黄店;8一盖 动画演示 三槽式三位四通弹簧对中型电磁换向阀〔湿式〕〔图4-29 1—阙;2—阙心;3—定饱套;4—对中婵;5—挡圖;6—杆;了—环;8一圆:9-衔铁;10—导套;11—头组件 电磁换向阀又分为交流、直流电磁换向阀。交流(D型):380、220、127、110伏,不需要特殊电源,但启 动电流大,卡芯时容易烧坏线圈,换向冲击大,换向频率不高(60次分、好的可达120次/分);直流(E型) 110、24伏、不容易烧坏线圈,可靠寿命长,换向冲击小,频率高(250~300次分),但需要直流电源设备。 按衔铁是否浸油分干式和湿式两种。干式:衔铁不浸入油,运动阻力大(阻力大是因为需要密封);湿式:衔 铁浸入油,运动阻力小(阻力小是因为不需要密封) 千式电磁铁(交流)一般只能工作50~60万次,而湿式电磁铁可工作1000万次以上。因此,湿式电磁铁性能 较好,但价格稍贵 (5)液动换向阀 对于大流量换向阀,因液动力与流量成正比,且液动力的方向总是力图关闭阀口,这样就使阀心的移动很困 难。为此产生了利用液动力来推动阀心移动的阀,即液动换向阀
动画演示 动画演示 电磁换向阀又分为交流、直流电磁换向阀。交流（D型）：380、220、127、110伏，不需要特殊电源，但启 动电流大，卡芯时容易烧坏线圈，换向冲击大，换向频率不高（60次/分、好的可达120次/分）；直流（E型）： 110、24伏、不容易烧坏线圈，可靠寿命长，换向冲击小，频率高（250～300次/分），但需要直流电源设备。 按衔铁是否浸油分干式和湿式两种。干式：衔铁不浸入油，运动阻力大（阻力大是因为需要密封）；湿式：衔 铁浸入油，运动阻力小（阻力小是因为不需要密封）。 干式电磁铁（交流）一般只能工作50～60万次，而湿式电磁铁可工作1000万次以上。因此，湿式电磁铁性能 较好，但价格稍贵。 （5）液动换向阀 对于大流量换向阀，因液动力与流量成正比，且液动力的方向总是力图关闭阀口，这样就使阀心的移动很困 难。为此产生了利用液动力来推动阀心移动的阀，即液动换向阀
r 三四过向(图53:。一板 手动先导液动换向阀年动液动阀 液动换向阀电动先导液动换向阀电液动阀) 下面以电液动换向阀为例说明工作原理。电液动换向阀以电磁换向阀作先导阀,控制主阀心移动改变液流方 向。液动阀是主阀,其阀心的移动靠液压力来实现 先导阀的控制压力油可以和主油路来自同一油源,此时P与P相连,称内控式;也可以另用独立油源,称外 控式。另外,从主阀芯两端油腔排岀的控制油液经电磁先导阀直接排回油箱称为外排式;如果排岀的控制油液和主 回油合在_起排回油箱(即φ与T相连通),称内排式。根据进入控制压力油和排出控制油的不同方式,可以有 四种不同的组合
三位四通液动换向阀（图4—30） 1— 阀体；2—阀心；3—挡圈；4—弹簧；5—端盖；6—盖板 动画演示 液动换向阀 下面以电液动换向阀为例说明工作原理。电液动换向阀以电磁换向阀作先导阀，控制主阀心移动改变液流方 向。液动阀是主阀，其阀心的移动靠液压力来实现。 先导阀的控制压力油可以和主油路来自同一油源，此时 与 相连，称内控式；也可以另用独立油源，称外 控式。另外，从主阀芯两端油腔排出的控制油液经电磁先导阀直接排回油箱称为外排式；如果排出的控制油液和主 回油合在一起排回油箱（即 与 相连通），称内排式。根据进入控制压力油和排出控制油的不同方式，可以有 四种不同的组合
IDT 们叶 P L 电液换向阀〔图4-31 a)电换自阀结构b)电换向详图形符号c)问化图形符号 1,3一对中婵寶;2一阀心;3一向阔;5一节流阔 动画演示 图4-31属于外控外排式。对于内控式或内排式电液换向阀,在其简化图形符号中(图431c),通常可不必 画出其控制油路。 2转阀 转阀工作原理 PA通、BT通。转45°后,PB通、AT通 3.换向阀的性能 换向阀的主要性能,以电磁阀的项目为最多,主要包括以下几项 (1)工作可靠性 工作可靠性是指电磁铁通电后能否可靠地换向,而断电后能否可靠地复位。工作可靠性主要取决于设计和制 造,和使用也有关系。液动力和液压卡紧力的大小对工作可靠性影响很大,而这两个力与通过阀的流量和压力有 关。所以电磁阍也只有在一定的流量和压力范围内才能正常工作。这个工作范围的极限称为换向界限,如图4-32所
动画演示 图4－31属于外控外排式。对于内控式或内排式电液换向阀，在其简化图形符号中（图4-31c），通常可不必 画出其控制油路。 2.转阀 PA通、BT通。转45°后，PB通、AT通。 3.换向阀的性能 换向阀的主要性能，以电磁阀的项目为最多，主要包括以下几项： （1）工作可靠性。 工作可靠性是指电磁铁通电后能否可靠地换向，而断电后能否可靠地复位。工作可靠性主要取决于设计和制 造，和使用也有关系。液动力和液压卡紧力的大小对工作可靠性影响很大，而这两个力与通过阀的流量和压力有 关。所以电磁阀也只有在一定的流量和压力范围内才能正常工作。这个工作范围的极限称为换向界限，如图4-32所 示
大允许压力 换向弄限大允 许流量 流量(L·min-) 图4-32电磁阀的换向界 图4-33电磁阀的压力损失 (2)压力损失 由于电磁阀的开口很小,故液流流过阀口时产生的压力损失较大。图4-33所示为某电磁阀的压力损失曲线。 般地说,铸造流道中的压力损失比机加工流道中的损失小。 (3)内泄漏量 在各个不同工作位置,在规定的工作压力下,从高压腔漏到低压腔的泄漏量为内泄漏量。过大的内泄漏量不仅 会降低系统的效率,引起过热,而且还会影响到执行元件的正常工作。 (4)换向和复位时间 换向时间指从电磁铁通电到阀芯换向终止的时间;复位时间指从电磁铁断电到阀芯回复到初始位置的时间。减 小换向和复位时间可提高机构的工作效率,但会引起液压冲击。 一般来说,交流电磁阀的换向时间约为003~0.05s,换向冲击较大;而直流电磁阀的换向时间约为0.1 0.3s,换向冲击小。通常复位时间比换向时间稍长 (5)换向频率 换向频率是在单位时间内阀所允许的换冋次数。目前单电磁铁的电磁阀的换冋频率-般为60次'min (6)使用寿命 使用寿命是指电磁阀用到它某—零件损坏,不能进行正常的换向或复位动作或使用到电磁阀的主要性能指标超 过规定指标时经历的换向次数。 电磁阀的使用寿命主要决定于电磁铁。湿式电磁铁的寿命比干式的长,直流电磁铁的寿命比交流的长
（2）压力损失 由于电磁阀的开口很小，故液流流过阀口时产生的压力损失较大。图4-33所示为某电磁阀的压力损失曲线。一 般地说，铸造流道中的压力损失比机加工流道中的损失小。 （3）内泄漏量 在各个不同工作位置，在规定的工作压力下，从高压腔漏到低压腔的泄漏量为内泄漏量。过大的内泄漏量不仅 会降低系统的效率，引起过热，而且还会影响到执行元件的正常工作。 （4）换向和复位时间 换向时间指从电磁铁通电到阀芯换向终止的时间；复位时间指从电磁铁断电到阀芯回复到初始位置的时间。减 小换向和复位时间可提高机构的工作效率，但会引起液压冲击。 一般来说，交流电磁阀的换向时间约为 ～ s，换向冲击较大；而直流电磁阀的换向时间约为 ～ s，换向冲击小。通常复位时间比换向时间稍长。 （5）换向频率 换向频率是在单位时间内阀所允许的换向次数。目前单电磁铁的电磁阀的换向频率一般为60次/min。 （6）使用寿命 使用寿命是指电磁阀用到它某一零件损坏，不能进行正常的换向或复位动作或使用到电磁阀的主要性能指标超 过规定指标时经历的换向次数。 电磁阀的使用寿命主要决定于电磁铁。湿式电磁铁的寿命比干式的长，直流电磁铁的寿命比交流的长
