方向控制回路的设计与仿真
液压与气动课题五方向控制阀及方向控制回路
活动1
课题五
方向控制阀及方向控制回路
活动1 探讨单向阀的工作原理及用途
方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向， 它包括单向阀和换向阀。单向阀有普通单向阀和液 控单向阀。换向阀按操作阀芯运动的方式可分为手 动式、机动式、电磁动式、液动式、电液动式等。 1．普通单向阀 （1）工作原理和图形符号 图5-1所示为普通单向 阀的实物图和图形符号。
活动1
课题五
方向控制阀及方向控制回路
图5-4 液控单向阀实物
活动1
课题五
方向控制阀及方向控制回路
（2）液控单向阀的用途 液控单向阀的用途如图56所示。
a）
b）
c）
d）
图5-6 液控单向阀的用途 a）用于锁紧回路 b）用于大流量排油 c）用作充油阀 d）用于保持压力
活动2
课题五
方向控制阀及方向控制回路
活动2
课题五
方向控制阀及方向控制回路
图5-10 换向阀的符号
活动2
课题五
方向控制阀及方向控制回路
2．手动换向阀的工作原理 手动换向阀是利用手动杠杆改变阀芯的 位置实现换向的。图5-11所示为自动复 位式手动换向阀的结构图，图5-12所示 为阀芯分别在三个工作位置时，油口连 接的情况，左位时P和 连通，T和 连通；中位时所有油口都 ；右位时P 和 连通，T和 连通。
课后任务
课题五
方向控制阀及方向控制回路
□普通单向阀 □液控单向阀 □二位三通换向阀 □二位四通换向阀 □三位四通换向阀（中位机能为：□O型 □M型 □H型） □单作用单杆液压缸 □双作用单杆液压缸 □双作用单杆液压缸 □双作用双杆液压缸 通过表5-2自评。
表5-2 学习自评表
配 分 20 20 30 30 序 号 1 2 3 4 项 目 说出方向控制的种类、 基本原理 描述中位机能 分析方向控制回路 根据不同的要求正确选 用方向控制阀 得 分 备 注
气动系统分析、设计与仿真
换向阀换向时各接口间有不同的通断位置，换向阀这些位置和通路符号的不同组合就可以得到各种不同功能的换向阀。
任务二 逻辑控制回路分析、设计与仿真
〖知识链接〗
1.双压阀的结构和工作原理
双压阀有两个输入口1（3）和一个输出口2。只有当两个输入口都有输入信号时，输出口才有输出，从而实现了逻辑“与门”的功能。当两个输入信号压力不等时，则输出压力相对低的一个，因此双压阀还有选择压力的作用。
2.单向节流阀
单向节流阀是气压传动系统中最常用的速度控制元件，也常称为速度控制阀。它是由单向阀和节流阀并联而成的，单向节流阀只在一个方向上起流量控制的作用，相反方向的气流可以通过单向阀自由流通。利用单向节流阀可以对执行元件各个方向上的运动速度进行单独调节。
3.进气节流与排气节流
根据单向节流阀在气动回路中连接方式的不同，可以将速度控制方式分为进气节流速度控制方式和排气节流速度控制方式
1.气动回路图的绘制要求
2.复杂气压系统图的识读方法
（1）分析所控制内容的工作原理，了解气压系统的任务、工作循环、应具备的性能和需要满足的要求；列出各个电磁阀的工作顺序。
（2）查阅系统图中所有的气压元件在控制回路中的作用及控制的内容和连接关系，分析它们的作用及组成的回路功能。
（3）分析气路，了解系统的工作原理及特点。
3.延时阀
延时阀是气动系统中的一种时间控制元件，它是通过节流阀调节气室充气时压力上升的速率来实现延时的。延时阀有常通型和常断型两种。
任务四 压力控制回路分析、设计与仿真
〖知识链接〗
1.安全阀
安全阀是用来防止系统内压力超过最大许用压力以保护回路或气动装置的安全。阀的输入口与控制系统相连，当系统压力小于此阀的调定压力时，弹簧力使阀芯紧压在阀座上。当系统压力大于此阀的调定压力时，则阀芯开启，压缩空气经阀口排放到大气中，此后，当系统的压力降低到阀的调定值时，阀门关闭，并保持密封。
方向控制阀及方向控制回路
• 单向阀开启压力一般为0.035~0.05MPa，所以单向阀中 的弹簧很软。
• 单向阀的主要用途如下（1）单向阀可以安装在回油路 中作为背压阀。将软弹簧更换成合适的硬弹簧，用以产 生0.2~0.6MPa的背压。就成为背压阀。
•（2）安装在液压泵出口，防 止泵倒灌。防止系统中的油液 在泵停机时倒流回油箱、系统
换向阀类型
• 换向阀按阀的结构形式、操纵方式、工作位置数和 控制的通道数的不同，可分为各种不同的类型。
• 按阀的结构形式有：滑阀式、转阀式、球阀式、 锥阀式。
• 按阀的操纵方式有：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有：二位二通
阀、二位三通阀、二位四通阀、三位四通阀、三位五
ysu-2010
(2) 液控单向阀应用
• 1）控制重物匀速下落 • 当换向阀通电时，油缸匀
速下落（不会自由落体下 落）；当换向阀断电时， 油缸起吊重物。
2）液压锁：液压锁用于汽 车液压吊等的支腿。
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(3)典型结构
• 液控单向阀有不带卸荷阀芯的筒式液控单向阀
(见图5.13)和带卸荷阀芯的卸载式液控单向阀(见 图 5.14)两种结构形式。
“通”;
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• (5)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； • (6)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。
方向控制回路实验教案12
第12 次课教学整体设计教学过程（教学设计实施步骤及时间分配）步骤1：复习巩固、检查课后搜集的资料（10分钟）一、复习液压系统设计概述二、复习液压系统设计方法和步骤。
三、检查预习情况。
步骤2：本节课学习任务、情境设计（5分钟）本节课主要学习方向控制回路实验，通过学习方向控制回路实验有关方面的知识，了解方向控制回路实验步骤和方法。
步骤3-1：讲授知识（30分钟）实验一方向控制回路一、实验目的1．加深认识液控单向阀的工作原理、基本结构、使用方法和在回路中的作用。
2．学会利用液控单向阀的结构特点设计液压双向锁紧回路。
3．通过实验加深对锁紧回路性能的理解。
4．培养安装、联接和调试液压系统回路的实践能力。
二、实验设备实验台一台；三位四通电磁换向阀一个；液压缸一个；溢流阀一个；油管若干；四通油路过渡底板；接近开关及其支架；压力表（量程：10MPa）一个；油泵一个。
三、实验原理实验回路如下图所示，当有压力油进入时，回油路的单向阀被打开，压力油进入工作液压缸。
但当三位四通电磁换向阀（Y型）处于中位或液压泵停止供油时，两个液控单向阀把工作液压缸内的油液密封在里面，使液压缸停止在该位置上被锁住。
（如果工作液压缸和液控单向阀都具有良好的密封性能，即使在外力作用下，回路也能使执行元件保持长期锁紧状态）。
本实验在图示位置时，由于Y型三位四通电磁换向阀处于中位，A、B、T口连通，P口不向工作液压缸供油，保持压力，缸两腔连通。
此时，液压泵输出油液经溢流阀流回油箱，因无控制油液作用，液控单向阀A，B关闭，液压缸两腔均不能进排油，于是，活塞被双向锁紧。
要使活塞向右运动，则需使换向阀1DT通电，左位接入系统，压力油经液控单向阀A进入液压缸，同时也进入液控单向阀B的控制油口K，打开阀B，使液压缸右腔回油经阀B及换向阀流回油箱，同时工作液压缸活塞向右运动。
当换向阀右位接通，液控单向阀B开启，压力油打开阀A的控制口K，工作液压缸向左行，回油经阀A和换向阀T口流回油箱。
液压方向控制回路教案
液压方向控制回路教案教案标题：液压方向控制回路教案教案目标：1. 了解液压方向控制回路的基本原理和组成结构；2. 掌握液压方向控制回路的工作原理和调试方法；3. 能够设计和搭建简单的液压方向控制回路。
教学内容：1. 液压方向控制回路的基本原理和组成结构a. 液压方向控制回路的作用和应用领域；b. 液压方向控制回路的基本组成部分，如液压泵、液压阀、液压缸等；c. 液压方向控制回路的工作流程和信号传递方式。
2. 液压方向控制回路的工作原理和调试方法a. 液压方向控制回路的工作原理，包括压力传递、流量控制和方向控制；b. 液压方向控制回路的调试方法，如调整液压阀的工作压力和流量、检查液压缸的密封性等。
3. 设计和搭建液压方向控制回路a. 根据实际需求，设计液压方向控制回路的结构和参数；b. 搭建液压方向控制回路的实验装置；c. 进行实验验证，调试回路的工作性能。
教学步骤：1. 引入课题，介绍液压方向控制回路的重要性和应用领域；2. 讲解液压方向控制回路的基本原理和组成结构；3. 展示液压方向控制回路的工作流程和信号传递方式；4. 分析液压方向控制回路的工作原理和调试方法；5. 演示液压方向控制回路的调试过程和技巧；6. 引导学生设计和搭建液压方向控制回路的实验装置；7. 指导学生进行实验验证，并调试回路的工作性能；8. 总结本节课的内容，强调液压方向控制回路的重要性和应用前景。
教学资源：1. 液压方向控制回路的教材和参考书籍；2. 液压方向控制回路的实验装置和工具；3. 液压方向控制回路的示意图和实物图。
评估方式：1. 学生课堂表现评估，包括听讲、提问和参与讨论的能力；2. 学生实验报告评估，包括实验结果的准确性和分析能力；3. 学生设计方向控制回路的评估，包括结构合理性和性能稳定性。
教学延伸：1. 鼓励学生进行液压方向控制回路的改进和优化；2. 推荐学生深入学习液压技术的相关知识，如液压传动系统、液压缸的工作原理等；3. 鼓励学生参与液压方向控制回路的实际应用项目，提升实践能力和创新能力。
(川大机制大四实验报告)变量泵性能及方向控制回路设计实验
一、实验步骤及过程（一）变量泵性能实验液压系统原理图1、按照图接好液压回路。
2、全部打开节流阀和溢流阀，接通电源，启动变量泵，让变量泵空载运转几分钟，排除系统内的空气。
注：节流阀和溢流阀逆时针方向拧到头完全打开 ，顺时针方向拧到头完全关闭。
3、关闭节流阀，慢慢调调整溢流阀，将压力P调至6.3MPa作为系统安全压力，然后用锁母将溢流阀锁紧。
4、全部打开节流阀，使被试泵的压力最低，测出此时的流量，即为空载流量。
5、逐渐关小节流阀的通流截面，作为泵的不同负载，测出对应不同压力P i和流量q，将所测数据填入表1-1。
注意，节流阀每次调节后，须运转一、两分钟后，再测有关数据。
6、实验完成后，将节流阀，溢流阀全部打开，再关闭液压泵，关闭电源。
（二）变量泵方向控制回路设计实验步骤（1）将设计好的液压基本回路原理图交给实验指导老师进行检查；（2）按照液压基本回路原理图用液压胶管总成在QCS014实验台上搭建回路，并连接各位置传感器；（3）起动主机，进入万能自编界面，按事先设计好电磁阀的动作顺序表编程。
（4）搭建好的回路必须经过实验指导老师检查，以确认无误且回路完全符合实验要求和实验目的；（5）将溢流阀的调节手柄完全松开（逆时针转动）；（6）起动实验台，打开变量泵开关；（7）调溢流阀使回路的压力为P1（P1≤3Mpa）；（8）点击手动开关，检查动作顺序是否正确，之后点击自动开关，看回路和程序是否满足实验要求。
二、实验记录及数据处理1、填写液压泵性能实验数据记录表流量 L/min容积效率%设定压力MPa2、根据以上实验记录表，在实验报告中绘制q－P，－P曲线图，要求用坐标纸绘制。
三、实验问答题1、液压系统中溢流阀主要起什么作用？定压溢流作用：在定量泵节流调节系统中，定量泵提供的是恒定流量。
当系统压力增大时，会使流量需求减小。
此时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即泵出口压力恒定（阀口常随压力波动开启）。
方向控制回路实验报告
设计方向控制回路实验报告实验时间：班级：姓名：利用各种方向阀来控制液压系统中液流的通断和改变液流方向，以使执行元件进行工作启动、停止（包括锁紧）、换向，实现能量分配的回路。
这种回路主要由各种方向阀组成，如：单向阀、手动换向阀、机动换向阀、电动换向阀、液动换向阀、电液动换向阀等，或由几种换向阀联合控制，组成换向回路，也可用变量泵或变量马达来组成回路。
方向控制回路一般包括启停回路（避免油泵电机的频繁启停，在液压系统中常常设置启停回路）、锁紧回路和换向回路等。
下面以液控单向阀的双向锁紧作为本次实验的对象。
为了防止液压缸在停止运动时因负载自重或外界影响而发生下落、窜动，常常在系统中设置锁紧回路，在执行元件不工作时，切断其进、出油路，使它能够准确地停止在预定的位置上。
锁紧回路可以采用单向阀、液控单向阀、顺序阀或O型、M型换向阀等来实现，按照所采用锁紧元件不同可以分为单向阀锁紧回路、液控单向阀锁紧回路和换向阀锁紧回路等。
本实验的双向锁紧回路中采用2个液控单向阀和1个三位四通电磁换向阀组成。
一、实验目的：1．加深认识液控单向阀的工作原理、基本结构、使用方法和在回路中的作用。
2．学会利用液控单向阀的结构特点设计液压双向锁紧回路。
3．通过实验加深对锁紧回路性能的理解。
4．培养安装、联接和调试液压系统回路的实践能力。
二、实验内容：根据已学液压传动知识利用液控单向阀的工作原理和基本性能设计双向锁紧回路，并在液压实验台上进行安装、联接、调试和运行。
观察分析用液控单向阀的闭锁回路在工作过程中液压缸的锁紧精度及其可靠性。
三、实验原理（根据自己所设计的回路，编写该回路的实验原理）实验回路如下图所示，当有压力油进入时，回油路的单向阀被打开，压力油进入工作液压缸。
但当三位四通电磁换向阀（Y型）处于中位或液压泵停止供油时，两个液控单向阀把工作液压缸内的油液密封在里面，使液压缸停止在该位置上被锁住。
（如果工作液压缸和液控单向阀都具有良好的密封性能，即使在外力作用下，回路也能使执行元件保持长期锁紧状态）。
方向控制回路
任务二
方向控制回路
换 锁
向回路 分类： 紧回路 一、换向回路
变
功能：控制液压系统中液流方向；从）采用电磁换向阀组成的换向回路
2ST----- 2YA
1ST------ 1YA
任务二
方向控制回路
（二）电液换向阀组成的换向回路
任务二
方向控制回路
（三）其他方法组成的换向回路
1. 由双向变量泵组成的换向回路
任务二
方向控制回路
2. 时间控制制动式换向回路
l I2 2
3 J1 I1
J2
1
4
任务二
二、锁紧回路
方向控制回路
功能：使执行元件停止在规定的位置 上，且能防止因外界影响 而发 生漂移或窜动。 方法：1. 三位换向阀中位机能 2. 液控单向阀对液压缸 锁紧 3. 制动器对液压马达锁 紧
任务二 方向控制回路
1. 利用三位换向阀的中位机能（O型或M型）封闭
液压缸两腔进出油口，使液压缸锁紧。
O型
任务二 方向控制回路
M型
任务二 方向控制回路
2. 采用液控单向阀的锁紧回路
任务一 方向控制阀
任务二
教学目标：
方向控制回路
方向控制回路
任务二
1.了解方向控制回路的组成； 2. 理解方向控制回路的分析方法。
3. 掌握方向控制回路的基本原理。
能力目标：
能够分析和排除方向控制回路中的故障
任务二
方向控制回路
压力控制回路 基本回路 方向控制回路 速度控制回路
概念: 方向控制回路是控制执行元件的启动、 停止及换向的回路
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使液压系统中保持一定压力;
防止液压系统过载。
2.在实验系统中采用的三位换向阀的中位机能型号是什么，具有什么功能?该换向回路有何特点?
答: M型。用于控制油缸换向，可通过该中位机能卸荷。
利用换向阀控制执行元件的启功,停止，换向等。
3.简述方向控制回路工作原理。
答:液压系统中，通过控制液疏通、断及改变流向,使执行元件启功停止及变换运动方向。
西南交通大学实验报告
课程名称液压与气压传动实验名称方向控制回路的设计与仿真
专业班级姓名学号实验日期成绩指导老师
一、实验目的与任务
1、掌握三位换向阀的内部结构及工作原理；
2、了解中位机能及其对换向回路特性的影响；
3、通过实验掌握方向控制回路的组成、工作原理；
4、通过实验掌握方向控制回路的设计与仿真调试方法：该方向控制回路可以实现油缸活塞进退方向控制，并能使其在行程中的任意位置停止，且液uidSIM仿真软件
2、主要实验元件：
液压泵（油源）、液压油缸、溢流阀、方向控制阀、压力表、油管、电气控制模块等。
三、实验原理及设计（液压或气压回路设计及控制电路设计）（可加页）
四、实验结果（实验仿真调试和结果分析）（可加页）
五、思考题（可加页）
1.实验油路中溢流阀起什么作用?