8-4-液压阀解析

特点：
电磁铁按使用电源的不同，可分为沟通和直流两种。沟通 电磁铁起动力较大，不需要特地的电源，吸合、释放快，缺点 是假设电源电压下降15%以上，则电磁铁吸力明显减小，假设 衔铁不动作，干式电磁铁会在10～15min后烧坏线圈，且冲击 及噪声较大，寿命低，因而在实际使用中沟通电磁铁允许的切 换频率一般为10次/min，不得超过30次/min。
分类 换向阀的用途特别广泛，种类也很多，可依据换向阀
的构造、操纵方式、工作位置和通路数分类，见下表。
换向阀的分类
分类方法
类型
按阀的工作位置数
二位、三位、四位……
按阀的控制通路
二通、三通、四通、五通……
按阀的操纵方式
手动、机动（行程）、气动等换向阀
按阀的控制方式
电磁、液控、电液控等换向阀
按阀的结构形式
滑阀阀芯相对阀体的移动是靠操纵力实现的， 依据转 变阀芯位置的操纵方式不同，换向阀可分为手动、机动、 电磁、液控和电液换向阀等。其表示符号见图。换向阀的 职能符号是由不同的位数、通路及操纵方式组合而成。
手动 （S）
机动 （C） (行程)
电磁 (
交流 D 直流E)
液控（Y） 电磁 交流DY 液控( 直流EY)
K
p'
T
p Fst
Av
p
〔二〕溢流阀的应用
〔1〕作溢流阀用：在定量 泵的液压系统中如左图 所示，常利用流量掌握 阀调整进入液压缸的流 量，多余的压力油可经 溢流阀流回油箱，这样 可使泵的工作压力保持 定值。
〔2〕作安全阀用：右图所 示液压系统，在常工作 状态下，溢流阀是关闭 的，只有在系统压力大 于其调整压力时，溢流 阀才被翻开溢流，对系 统起过载爱护作用。
T
K PAT连通
P AB
T
J BT连通
P AB
T
P
AB
M PT连通
T P
符号
特点
AB 各油路全封闭，液压泵保压， 执行元件闭锁，可用于多个 换向阀的并联工作
PT
AB
各油路全连通，液压泵卸荷， 执行元件处于浮动状态
PT
AB
液压泵保压，执行元件两腔 与回油连通
PT
AB 压力油与执行元件两腔连通，
说，可组成差动回路
〔3〕作背压阀，以改善执行元件的运动平稳性；
〔4〕远程调压
1
2
P
A
3
A
（a）
图 5-7 二位二通机动换向阀
1-滚轮 2-阀芯 3-弹簧
P （b）
3〕电磁换向阀 电磁换向阀是利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直
接推动阀芯来掌握液流方向的。它的电气信号由液压设备 的按钮开关、限位开关、行程开关等电气元件掌握，可使 液压系统实现各种操作及自动挨次动作。
AB PT （b）
要组合而成。选择的液压掌握阀或组合方式不同， 液压回路的性能也不同。生疏各种液压掌握阀的性 能，对于设计和分析液压系统极为重要。
1、液压掌握阀的作用
液压掌握阀通过掌握和调 整液压系统中液体的流淌方向、 压力和流量，使执行元件启动、 停顿、转变运动方向、力、速 度和动作挨次；限制和调整液 压系统的工作压力，防止过载 等,使系统依据要求工作。
1
2
3
P1
P3
P1
P3
P2
P4
4
P2
P4
（a）
图5-3 双向液压锁
（b）
1-阀体 2-控制活塞 3-卸荷阀芯 4-锥阀
2、换向阀
换向阀是利用阀芯在阀体中的相对运动，接通、切断油路或 转变液体的流淌方向，从而使执行元件启动、停顿或变换运动方 向。对换向阀主要性能要求是：油路导通时，压力损失要小；油 路切断时，泄漏要小；阀芯换位时，操纵力要小。
不行少的掌握元件。其主要作用是掌握液压系统中液体的流 淌方向，工作原理是利用阀芯和阀体之间相对位置的转变来 实现通道的接通或断开。
方向掌握阀可分为单向阀和换向阀两大类。
1、单向阀 (Check Valve) 单向阀掌握液体只能向一个方向流淌、反向截止或可掌
握的反向流淌。单向阀按其功能分为一般单向阀和液控单向 阀等。 〔1〕一般单向阀
2〕系统卸荷：中位 “M”型，图所示， 当方向阀于中位时， 因P、T口相通，泵 输出的油液不经溢 流阀即可流回油箱， 由于直接接油箱， 所以泵的输出压力 近似为零，也称泵 卸荷，削减功率损 失。
3〕液压缸快进：中位 “P”型，右图所 示，当换向阀于中 位时，因P、A、B 相通，故可用作差 动回路。
4〕P表示进油口，T表示通油箱的回油口，A和B表示联接其 它两个工作油路的油口。
5〕三位阀的中格、二位阀画有弹簧的一格为阀的常态位。 常态位应画出外部联接油口。
右表列出了 几种常用的滑 阀式换向阀的 构造原理图， 并画出了阀的 工作位置数、 通路数和在各 个位置上油口 连通关系的图 形符号。
表5-2常用换向阀的结构原理和图形符号
P＇ A
PT （b）
AB T
B PT
（c）
〔四〕滑阀机能
三位的滑阀 在中位时各 油口的连通 方式表达了 换向阀的控 制机能，称 之为滑阀的 中位机能。
表5-3三位四通换向阀常用滑阀(中位)机能
代号 名称 结构简图
O 中间封闭
AB
T P
AB
H 中间开启
T P
AB
Y ABT连通
T P
AB
P PAB连通
AB
（pb） O
5〕电液换向阀
在大中型液压设备中，当通过阀的流量较大时，作用在滑阀 上的摩擦力和液动力较大，此时电磁换向阀的电磁铁推力相对地 太小，需要用电液换向阀来代替电磁换向阀。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，它可以转变 掌握液流的方向，从而转变液动滑阀阀芯的位置。由于操纵液动 滑阀的液压推力可以很大，所以主阀芯的尺寸可以做得很大,允许 有较大的油液流量通过。这样用较小的电磁铁就能掌握较大的液 流。
1A
2 PB3
AB
P
（a） 4
（b）
图 5-8 电磁换向阀（二位三通）
1-推杆 2-阀芯 3-复位弹簧 4-电磁铁
4〕液动换向阀
液动换向阀是利用掌握油路的压力油来转变阀芯位置的换 向阀，图为三位四通液动换向阀的构造和职能符号。阀芯是由 其两端密封腔中油液的压差来移动的，当掌握油路的压力油从 阀右边的掌握油口K2进入滑阀右腔时，K1接通回油，阀芯向左 移动，使压力油口P与A相通，B与O相通；当K1接通压力油， K2接通回油时，阀芯向右移动，使得P与B相通，A与O相通； 当K1、K2都通回油时，阀芯在两端弹簧和定位套作用下回到中 间位置。
三、压力掌握阀
在液压系统中，用来掌握液体压力的阀统称为压力掌握 阀。这类阀的共同点主要是利用在阀芯上的液压力和弹簧力 相平衡的原理来工作的。依据用途的不同，压力掌握阀分为 溢流阀、减压阀、挨次阀和压力继电器等。
〔一〕溢流阀的构造和工作原理
依据构造不同，溢流阀可 分为直动式和先导式两类。
〔1〕直动式溢流阀的构造和工 作原理
8-4 液压掌握阀 (Control Valves)
本节主要介绍液压系统四大类液压元件中的掌握 元件, 是以后学习和分析液压根本回路的重要根底。
❖ 重点和难点： ❖ 换向阀的换向原理和滑阀机能 ❖ 先导式溢流阀的工作原理以及和减压阀的主要区分 ❖ 调速阀的工作原理
一 概述 液压系统主要是由各种液压掌握阀按肯定需
PT T P （b）
图5-4换向阀换向原理
AB
符号说明：
PT （b）
1〕位数用方格数表示，二格即二位，三格即三位。
2〕在一个方格内，箭头或封闭符号“丄” 与方格的交点 数为油口通路数，即“通”数。箭头表示两油口连通，但 不表示流向； “丄”表示该油口不通流。
3〕掌握机构和复位弹簧的符号画在主体符号两端的任意位 置上。
❖ 直动型溢流阀
符号
T P
P
T
pA=Fst
x
Fst
T
p
A
〔2〕先导式溢流阀的构造和工作原理 ① 构造组成
先导型溢流阀
调压弹簧 锥阀 锥阀座
遥控口K
符号
P
调整手轮
T
阀体
主阀芯
主阀体
主阀弹簧
进油口
P
T
出油口
先导型溢流阀工作原理
分析
p A F s G F F fp Av
p p Fs
A
〔2〕滑阀式换向阀的工作原理和图形符号
滑阀式换向阀〔又 称滑阀〕主体是阀体和 阀芯。滑阀的阀芯是一 个具有多个凸肩的圆柱 体，与之相协作的阀体 有假设干个沉割槽。通 过移动阀芯，转变阀芯 在阀体内的相对位置使 相应的油路接通和切断 或变换液体的流淌方向。 如下图。
AB AB
PT TP
（a）
AB AB
直流电磁铁工作较牢靠，吸合、释放慢，允许使用的切换 频率较高，一般可达120次/min，最高可达300次/min，且冲击 小、体积小、寿命长。但需有特地的直流电源，本钱较高。
图a所示为二位三通沟通电磁换向阀构造，在图示 位置，油口P和A相通，油口B断开；当电磁铁通电吸合 时，推杆1将阀芯2推向右端，这时油口P和A断开，而与 B相通。而当磁铁断电释放时，弹簧3 图 (b)所示为其职能符号。
位和通
结构原理图
图形符号 B
二位二通
AB
A
AB
二位三通
AP B
二位四通
B P AT
二位五通 T1 A P B T2
三位四通 A P BT
三位五通 T1 A P B T2
P AB
PT AB
T1PT2 AB
PT AB
T1PT2
AB
T
P
液压泵
溢流阀
AB PT
AB
T
P
液压泵
溢流阀
AB PT
〔3〕操纵方式
PT
AB 压力油与执行元件一腔及回 油连通，另一腔封闭，液压 泵卸荷，执行元件处于闭锁
P T 状态
AB
液压泵保压，执行元件一腔 封闭，另一腔与回油连通
PT
AB 液压泵卸荷，执行元件两腔 封闭，也可用多个M型换向 阀并联工作
PT
中位机能
1〕系统保压 中位为“O”型， 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。
滑阀式、转阀式等
〔1〕转阀 图〔a〕所示为转动式换向阀〔简称转阀〕的 工作原理图。
该阀由阀体1、阀芯2和使阀芯转动的操作手柄3组成，在图 示位置，通口P和A相通、B和T相通；当操作手柄转换到“止” 位置时，通口P、A、B和T均不相通，当操作手柄转换到另一位 置时，则通口P和B相通，A和T相通。〔b〕所示是它的职能符号。
一般单向阀的作用，是使油液只能沿一个方向流淌，不 许它反向倒流。
1〕工作原理
1
2
3
1
2
3
P2
P1
P2
P1 普 通 单 向 阀
（ b）
1-弹 簧 2-阀 芯 （ 锥 阀 或 球 阀 ） 3-阀 体
（ c）
2〕作用 一般单向阀常被安装在液压泵的出口，防止系统液压
冲击对液压泵的影响，泵不工作时防止系统油液经液压泵 倒流回油箱；可分割油路防止干扰；常与其它阀组成复合 阀；一般单向阀也可用作背压阀，常安装在液压系统的回 油路上。 〔2〕液控单向阀
弹簧 （T）
图5-5 换向阀操纵方式符号
1〕手动换向阀
2〕机动换向阀 机动换向阀也叫行程换向阀，是通过安装在执行机构上的挡铁或凸
轮推动阀芯，从而对油路进展切换的方向掌握阀。机动换向阀通常是二 位的，有二通、三通、四通及五通几种。二位二通阀又有常闭及常开两 种。如下图为二位二通常闭式机动换向阀构造图及图形符号。
3 .对液压阀的根本要求
〔1〕动作灵敏，使用牢靠，工作时冲击和振动小。 〔2〕油液流过的压力损失小。 〔3〕密封性能好。 〔4〕构造紧凑，安装、调整、使用、维护便利，通用性大。
二 方向掌握阀 ( direction control valves) 方向掌握阀在液压系统中用的最多，是任何液压系统必
液控单向阀是允许液流向一个方向流淌，反向开启 则必需通过液压掌握来实现的单向阀。如下图液控单向阀 的构造图和图形符号。
液控单向阀的构造原理和符号 a〕构造原理 b〕符号
❖ 液控单向阀
液控单向阀
液控单向阀
特点及应用 由于液控单向阀具有良好的单向密封性能，常用于执行元
件需要长时间保压、锁紧等状况或防止立式液压缸停顿时在自 重作用下自动下滑等；也可用作二通开关阀，用两个液控单向 阀可以组成“液压锁”。
2.液压阀 的分类
分类方法 按机能分类
按操作方法分类 按连接方式分类 按控制方式分类
种类
压力控制阀
流量控制阀 方向控制阀
手动阀 机动阀 电动阀 管式连接 板式连接 插装式连接 电液比例阀 伺服阀 数字控制阀
详细分类 溢流阀、顺序阀、卸荷阀、平衡阀、减压阀、缓冲阀、压力 继电器 节流阀、调速阀、分流阀 单向阀、液控单向阀、换向阀、行程阀 手把及手轮、踏板、杠杆 挡块及碰块、弹簧、液压、气动 电磁铁控制、伺服电动机和步进电动机控制 螺纹式连接、法兰式连接 单层连接板式、双层连接板式、整体连接板式、叠加阀 螺纹式插装、法兰式插装 电液比例压力阀、电源比例流量阀、电液比例换向阀 单、两级电液流量伺服阀、三级电液流量伺服阀 数字控制压力控制流量阀与方向阀