液压与气压传动第四章-液压控制元件
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作用：控制液流方向。
A P
河南科技大学 郭冰菁
B
第四章 第二节 方向控制阀
（3）两位四通
职能符号： 作用：控制执行元件换向
T
A
B
P
(4)三位四通
作用：换向、 停止。
A P B O
河南科技大学 郭冰菁
第四章 第二节 方向控制阀
(5)两位五通
O A P B O
作用：换向、两种回油方式。
1
2
(6)三位五通
液动阀两端控制油路上的节流阀 可以调节主阀的换向速度。
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第四章 第二节 方向控制阀
实物
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第四章 第二节 方向控制阀
(三)滑阀的中位机能
中位机能： 三位阀常态位(即中位)各油口的连通方 式。不同的中位机能是通过改变阀芯的形式和尺寸 得到的。 系统保压 系统卸荷 换向平稳性与精度 启动平稳性 液压缸“浮动”和在任意位臵上的停止
第四章 第二节 方向控制阀
电磁换向阀
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第四章 第二节 方向控制阀
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第四章 第二节 方向控制阀
液动换向阀（Y)
利用控制油 路的压力油 来改变阀芯 位臵。 液体操纵， 弹簧复位。
应用：高压， 大流量的场合 。（q≤160 L/min )
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第四章 第二节 方向控制阀
河南科技大学 郭冰菁
第四章 第一节 概述
管式连接
阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接。 安装方便。
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板式安装
阀体进出口通过连接板与 油管连接。便于集成。
第四章 第一节 概述
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第四章 第一节 概述
插装式
将阀芯、阀套组成的组件插入专门 设计的阀块内实现不同功能。结构紧凑。
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第四章 第二节 方向控制阀
2、液控单向阀
根据控制活塞上腔的 泄油方式不同分为内 泄式和外泄式。 注意：控制油口不工 作时，应使其通油箱， 保证压力为零，否则 控制活塞不能复位。
K
P1
P2
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第四章 第二节 方向控制阀
2、液控单向阀
职能符号
K
P 1
P2
应用
锁紧油缸，避免倒灌。
控制重物下放速度。
液压锁
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第四章 第二节 方向控制阀
二、换向阀(directional valve)
工作原理:
利用阀芯和阀体的相对运动,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。
分类:
按操作方式分：手动换向阀、机动换向阀（亦称行程
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第四章 第一节 概述
2、分类
根据结构形式分类
滑阀: 滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定的密封长
度，因此滑阀运动存在一个死区。 锥阀: 锥阀阀芯半锥角一般为12°~20 °，阀口关闭时 为线密封，密封性能好且动作灵敏。 球阀: 性能与锥阀基本相同。
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电磁球阀（自学）
结构:主要由左、 右阀座、球阀、操作 杆、杠杆、弹簧等组 成。p 口压力油除通 过右阀座孔作用在球 阀的右边外，还经过 阀体上的通道 b 进入 操纵杆的空腔并作用 在球阀的左边，球阀 所受轴向液压力平衡。
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第四章 第二节 方向控制阀
2、机动换向阀(C)
机动换向阀（行 程阀）则通过安装在 运动部件上的撞块或 凸轮推动阀芯；特点 是工作可靠。 应用：工作可靠，多用 于组合机床液压系统， 行程控制的场合。（又 叫行程阀）
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第四章 第二节 方向控制阀
用行程阀速度换接
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第四章 第一节 概述
2、分类
按用途：
方向阀（单向阀、液控单向阀、换向阀、梭阀、
比例方向阀） 压力阀（溢流阀、顺序阀、卸荷阀、平衡阀、减 压阀、比例压力控制阀、压力继电器 ） 流量阀（节流阀、调速阀、分流阀、集流阀、比 例流量控制阀 ） 按连接方式：管式（小流量）；板式及叠加阀式； 插装式（高压大流量） 按操纵方式：手动；机动；电动
第一篇 液压传动
第四章 液压控制元件
第四章 液压阀
第四章 液压控制元件
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 插装阀与叠加阀
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第四章 第一节 概述
第一节
1、液压阀的特点
概述
结构：均由阀体、阀芯和驱动装臵三大部分 组成； 工作原理：利用阀芯与阀体的相对移动，改 变开口大小或控制阀口的通断，从而控制液 体的压力、流向和流量； 从功能上来说，阀不能对外做功，只能用以 满足执行元件的压力、速度和换向等要求。
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滑阀的中位机能
第四章 第二节 方向控制阀
三位滑阀在中位时各油口 的连通方式体现了换向阀 的控制机能，称之为滑阀 的中位机能。 不同滑阀机能的滑阀，阀 体是通用的，仅阀芯台肩 的尺寸和形状不同。 滑阀机能的应用： 使泵卸载的有H、K、M型； 使执行元件停止的有O、M 型；使执行元件浮动的有 H、Y型；使液压缸实现差 动的有P型。
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第四章 第一节 概述
叠 是板式连 加 接阀的一种发 阀 展形式。
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第四章 第一节 概述
集 成 块
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郭冰菁
第四章 第一节 概述
3、液压阀的性能参数
公称通径 代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额 定流量。与阀的进出油口连接的油管应与阀的 通径相一致。阀工作时的实际流量应小于或等 于它的额定流量，最大不得大于额定流量的 1.1倍。 额定压力 阀长期工作所允许的最高压力。对压力控 制阀，实际最高压力有时还与阀的调压范围有 关；对换向阀，实际最高压力还可能受它的功 率极限的限制。
换向阀 = 操纵方式 + 位和通路 河南科技大学
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第四章 第二节 方向控制阀
2、换向阀的位和通路符号
图中：p—压力油口 A、B—工作油口 o—回油口 —表示油流方向 河南科技大学 郭冰菁 — 表示油道封闭
第四章 第二节 方向控制阀
（1）两位两通
职能符号：
作用：控制油路 的通与断。
A
P
（2）两位三通
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第四章 第一节 概述
第一节
4、对控制阀的要求：
概述
动作灵敏、准确，可靠平稳，冲击振动小； 密封性能要好，油液流过时漏损少，压力损 失小； 结构紧凑，工艺性好，使用维护方便，通用 性好。
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第四章 第二节 方向控制阀
第二节
方向控制阀
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第四章 第二节 方向控制阀
第二节
方向控制阀
一、作用 控制液流方向，从而改变执行元件的运动 方向。 二、分类 单向阀（钢球式、锥阀式） 换向阀
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第四章 第二节 方向控制阀
一、单向阀(check valve)
1、普通单向阀 结构：阀体、阀芯、弹簧等
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第四章 第二节 方向控制阀
1、普通单向阀
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第四章 第二节 方向控制阀
中位机能的分析与选择
1)系统保压:P口关闭，系统保持压力，泵可以用于多 缸系统，如O 、Y型。当P与O口连接不太畅通时，系 统能保持一定的压力供控制部分使用，如X型。
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第四章 第二节 方向控制阀
2)系统卸荷:P口与O口连通时，系统卸荷，可选H、K、 M型。
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第四章 第二节 方向控制阀
电磁换向阀(电磁阀)
优点：易于实现自动化,远程控制。 缺点：电磁铁动作可靠性差，适用于小流量 的场合。（q≤63 L/min ) 分类：交流式（D）、直流式（E）。 如：23D－10：表示2位3通交流电磁换向阀， 通径为10。
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4)启动平稳性:阀在中位时,若液压缸某腔通油箱(A、 B或其一与O口通)，则启动时该腔内因无油液起缓冲 作用，启动不太平稳，(如J、Y型等)。
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第四章 第二节 方向控制阀
5)执行机构“浮动”和任意位臵停止:阀在中位时， 对非差动缸使A、B两口互通(如U型),或A、B两 口通P口(如P型)，或A、B口都与O口相通(Y、H 型），这样卧式缸呈“浮动”状态，可利用其 它机构调整其位臵。
作用：换向、 停止、 2种回油。
郭冰菁
O
1
A P B O
2
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第四章 第二节 方向控制阀
3、换向阀操纵方式符号
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第四章 第二节 方向控制阀
（二）几种常见的换向阀
1、手动换向阀（S）:利用手动杠杆改变阀芯位臵实现换向。
a.手柄控制， 弹簧复位。 b.手柄控制， 钢球定位。 应用：小流量， 需徒手操作、 动作频繁、工 作持续时间短 的场合。
阀）、电磁换向阀、液动换向阀和电液换向阀等。 按阀芯工作时在阀体中所处的位臵和换向阀所控制的通 路数不同分：二位二通换向阀、二位三通换向阀、二位 四通换向阀、三位四通换向阀等。 按阀的结构形式分：滑阀式换向阀、转阀式换向阀、和 球阀式换向阀等。
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第四章 第二节 方向控制阀
郭冰菁
第四章 第二节 方向控制阀
3、电磁换向阀(电磁阀)
电磁换向阀(电磁阀):利 用电磁铁的通电吸合与 断电释放而直接推动阀 芯来控制液流方向。
电磁铁可以是直流、交流或交 本整流的。 两位电磁阀有弹簧复位式（一 个电磁铁）和钢球定位式（两个 电磁铁）。 如果将两端电磁铁与弹簧对中 机构组合，又可组成三位的电磁 换向阀，电磁铁得电分别为左、 右位，不得电为中位（常位）。
第四章 第二节 方向控制阀
电液换向阀
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第四章 第二节 方向控制阀
为保证液动阀回复中位，电磁阀的中位必须是A、B、
T油口互通。 控制油可以取自主油路的p口（内控），也可以另设 独立油源（外控）。采用内控时，主油路必须保证最 低控制压力（0.3~0.5MPa)；采用外控时，独立油源的 流量不得小于主阀最大通流量的15 ％，以保证换向时 间要求。 电磁阀的回油可以单独引出（外 排），也可以在阀体内与主阀回油 口沟通，一起排回油箱（内排）。
（一）滑阀（sliding valve)
A
B
A
B
P
T
T 液压泵 P
溢流阀
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A
B
第四章 第二节 方向控制阀
A
B
T T A
P
B
P
A
B
T P T P
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第四章 第二节 方向控制阀
1、换向阀的图形符号
方格数即“位”数，三格即三位； 箭头表示两油路连通。“⊥”表示油路不通。在一 个方格内，箭头或“⊥”符号与方格的交点数为油 路通路数，即换向阀与外部连接的管道数，即“通” 数； 每个换向阀都有一个常态位（即阀芯在未受到外力 作用时的位臵）。在液压系统图中，换向阀的符号 与油路的连接一般应画在常态位上。
安装在执行元件的回油路上，使回油具有一定背
压。作背压阀的单向阀应更换刚度较大的弹簧， 其正向开启压力为（ 0.3~0.5）MPa。
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第四章 第二节 方向控制阀
2、液控单向阀(pilot check valve)
组成：普通单向阀+小活塞缸 特点：a. 无控制油时，与普通单向阀一样， b. 通控制油时，正反向都可以流动。
电液换向阀(DY,EY)
电液换向阀:由电磁滑阀和液动滑阀组合而成 电磁阀是先导阀，它可以改变控制液流的方向，从 而改变液动滑阀阀芯的位臵（Y型中位机能） 液动阀是主阀,液体控制主阀芯动作 节流阀控制阀芯移动速度。 应用：高压、大流量的场合。 （q≤1200 L/min)
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第四章 第二节 方向控制阀
常被安装在泵的出口，一方面防止压力冲击影响泵
的正常工作，另一方面防止泵不工作时系统油液倒 流经泵回油箱。
被用来分隔油路以防止高低压干扰。
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第四章 第二节 方向控制阀
与其它的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向
顺序阀等，使油液一个方向流经单向阀，另一个 方向流经节流阀等。
作用：只许油液单向流动，反向不通。 要求：正向流动阻力小，反向不通，密封好。 职能符号： 应用： （1）单向阀：控制油液流动方向；弹簧较软 开启压力：0.03~0.05 MPa 进出口压差：0.2~0.3MPa （2）背压阀：使回油保持一定压力； 弹簧较硬 开启压力：0.3~0.5 MPa
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第四章 第二节 方向控制阀
3)执行机构换向精度与平稳性:当通往执行机构的A、 B口都Βιβλιοθήκη Baidu塞时(如M、O型)，换向过程中易产生冲击， 使换向不平稳，但换向精度高；反之，A、B两口都 与O口相通时(如Y型)，换向过程中工作部件不易制 动、换向精度低，但换向冲击小。
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第四章 第二节 方向控制阀
A P
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B
第四章 第二节 方向控制阀
（3）两位四通
职能符号： 作用：控制执行元件换向
T
A
B
P
(4)三位四通
作用：换向、 停止。
A P B O
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第四章 第二节 方向控制阀
(5)两位五通
O A P B O
作用：换向、两种回油方式。
1
2
(6)三位五通
液动阀两端控制油路上的节流阀 可以调节主阀的换向速度。
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第四章 第二节 方向控制阀
实物
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第四章 第二节 方向控制阀
(三)滑阀的中位机能
中位机能： 三位阀常态位(即中位)各油口的连通方 式。不同的中位机能是通过改变阀芯的形式和尺寸 得到的。 系统保压 系统卸荷 换向平稳性与精度 启动平稳性 液压缸“浮动”和在任意位臵上的停止
第四章 第二节 方向控制阀
电磁换向阀
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第四章 第二节 方向控制阀
液动换向阀（Y)
利用控制油 路的压力油 来改变阀芯 位臵。 液体操纵， 弹簧复位。
应用：高压， 大流量的场合 。（q≤160 L/min )
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第四章 第二节 方向控制阀
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第四章 第一节 概述
管式连接
阀体进出口由螺纹或法兰与油管连接。 安装方便。
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板式安装
阀体进出口通过连接板与 油管连接。便于集成。
第四章 第一节 概述
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第四章 第一节 概述
插装式
将阀芯、阀套组成的组件插入专门 设计的阀块内实现不同功能。结构紧凑。
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第四章 第二节 方向控制阀
2、液控单向阀
根据控制活塞上腔的 泄油方式不同分为内 泄式和外泄式。 注意：控制油口不工 作时，应使其通油箱， 保证压力为零，否则 控制活塞不能复位。
K
P1
P2
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2、液控单向阀
职能符号
K
P 1
P2
应用
锁紧油缸，避免倒灌。
控制重物下放速度。
液压锁
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第四章 第二节 方向控制阀
二、换向阀(directional valve)
工作原理:
利用阀芯和阀体的相对运动,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。
分类:
按操作方式分：手动换向阀、机动换向阀（亦称行程
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第四章 第一节 概述
2、分类
根据结构形式分类
滑阀: 滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定的密封长
度，因此滑阀运动存在一个死区。 锥阀: 锥阀阀芯半锥角一般为12°~20 °，阀口关闭时 为线密封，密封性能好且动作灵敏。 球阀: 性能与锥阀基本相同。
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电磁球阀（自学）
结构:主要由左、 右阀座、球阀、操作 杆、杠杆、弹簧等组 成。p 口压力油除通 过右阀座孔作用在球 阀的右边外，还经过 阀体上的通道 b 进入 操纵杆的空腔并作用 在球阀的左边，球阀 所受轴向液压力平衡。
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第四章 第二节 方向控制阀
2、机动换向阀(C)
机动换向阀（行 程阀）则通过安装在 运动部件上的撞块或 凸轮推动阀芯；特点 是工作可靠。 应用：工作可靠，多用 于组合机床液压系统， 行程控制的场合。（又 叫行程阀）
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第四章 第二节 方向控制阀
用行程阀速度换接
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第四章 第一节 概述
2、分类
按用途：
方向阀（单向阀、液控单向阀、换向阀、梭阀、
比例方向阀） 压力阀（溢流阀、顺序阀、卸荷阀、平衡阀、减 压阀、比例压力控制阀、压力继电器 ） 流量阀（节流阀、调速阀、分流阀、集流阀、比 例流量控制阀 ） 按连接方式：管式（小流量）；板式及叠加阀式； 插装式（高压大流量） 按操纵方式：手动；机动；电动
第一篇 液压传动
第四章 液压控制元件
第四章 液压阀
第四章 液压控制元件
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 插装阀与叠加阀
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第四章 第一节 概述
第一节
1、液压阀的特点
概述
结构：均由阀体、阀芯和驱动装臵三大部分 组成； 工作原理：利用阀芯与阀体的相对移动，改 变开口大小或控制阀口的通断，从而控制液 体的压力、流向和流量； 从功能上来说，阀不能对外做功，只能用以 满足执行元件的压力、速度和换向等要求。
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滑阀的中位机能
第四章 第二节 方向控制阀
三位滑阀在中位时各油口 的连通方式体现了换向阀 的控制机能，称之为滑阀 的中位机能。 不同滑阀机能的滑阀，阀 体是通用的，仅阀芯台肩 的尺寸和形状不同。 滑阀机能的应用： 使泵卸载的有H、K、M型； 使执行元件停止的有O、M 型；使执行元件浮动的有 H、Y型；使液压缸实现差 动的有P型。
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第四章 第一节 概述
叠 是板式连 加 接阀的一种发 阀 展形式。
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第四章 第一节 概述
集 成 块
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第四章 第一节 概述
3、液压阀的性能参数
公称通径 代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额 定流量。与阀的进出油口连接的油管应与阀的 通径相一致。阀工作时的实际流量应小于或等 于它的额定流量，最大不得大于额定流量的 1.1倍。 额定压力 阀长期工作所允许的最高压力。对压力控 制阀，实际最高压力有时还与阀的调压范围有 关；对换向阀，实际最高压力还可能受它的功 率极限的限制。
换向阀 = 操纵方式 + 位和通路 河南科技大学
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第四章 第二节 方向控制阀
2、换向阀的位和通路符号
图中：p—压力油口 A、B—工作油口 o—回油口 —表示油流方向 河南科技大学 郭冰菁 — 表示油道封闭
第四章 第二节 方向控制阀
（1）两位两通
职能符号：
作用：控制油路 的通与断。
A
P
（2）两位三通
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第四章 第一节 概述
第一节
4、对控制阀的要求：
概述
动作灵敏、准确，可靠平稳，冲击振动小； 密封性能要好，油液流过时漏损少，压力损 失小； 结构紧凑，工艺性好，使用维护方便，通用 性好。
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第四章 第二节 方向控制阀
第二节
方向控制阀
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第四章 第二节 方向控制阀
第二节
方向控制阀
一、作用 控制液流方向，从而改变执行元件的运动 方向。 二、分类 单向阀（钢球式、锥阀式） 换向阀
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第四章 第二节 方向控制阀
一、单向阀(check valve)
1、普通单向阀 结构：阀体、阀芯、弹簧等
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第四章 第二节 方向控制阀
1、普通单向阀
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第四章 第二节 方向控制阀
中位机能的分析与选择
1)系统保压:P口关闭，系统保持压力，泵可以用于多 缸系统，如O 、Y型。当P与O口连接不太畅通时，系 统能保持一定的压力供控制部分使用，如X型。
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第四章 第二节 方向控制阀
2)系统卸荷:P口与O口连通时，系统卸荷，可选H、K、 M型。
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第四章 第二节 方向控制阀
电磁换向阀(电磁阀)
优点：易于实现自动化,远程控制。 缺点：电磁铁动作可靠性差，适用于小流量 的场合。（q≤63 L/min ) 分类：交流式（D）、直流式（E）。 如：23D－10：表示2位3通交流电磁换向阀， 通径为10。
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4)启动平稳性:阀在中位时,若液压缸某腔通油箱(A、 B或其一与O口通)，则启动时该腔内因无油液起缓冲 作用，启动不太平稳，(如J、Y型等)。
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第四章 第二节 方向控制阀
5)执行机构“浮动”和任意位臵停止:阀在中位时， 对非差动缸使A、B两口互通(如U型),或A、B两 口通P口(如P型)，或A、B口都与O口相通(Y、H 型），这样卧式缸呈“浮动”状态，可利用其 它机构调整其位臵。
作用：换向、 停止、 2种回油。
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O
1
A P B O
2
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3、换向阀操纵方式符号
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第四章 第二节 方向控制阀
（二）几种常见的换向阀
1、手动换向阀（S）:利用手动杠杆改变阀芯位臵实现换向。
a.手柄控制， 弹簧复位。 b.手柄控制， 钢球定位。 应用：小流量， 需徒手操作、 动作频繁、工 作持续时间短 的场合。
阀）、电磁换向阀、液动换向阀和电液换向阀等。 按阀芯工作时在阀体中所处的位臵和换向阀所控制的通 路数不同分：二位二通换向阀、二位三通换向阀、二位 四通换向阀、三位四通换向阀等。 按阀的结构形式分：滑阀式换向阀、转阀式换向阀、和 球阀式换向阀等。
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第四章 第二节 方向控制阀
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第四章 第二节 方向控制阀
3、电磁换向阀(电磁阀)
电磁换向阀(电磁阀):利 用电磁铁的通电吸合与 断电释放而直接推动阀 芯来控制液流方向。
电磁铁可以是直流、交流或交 本整流的。 两位电磁阀有弹簧复位式（一 个电磁铁）和钢球定位式（两个 电磁铁）。 如果将两端电磁铁与弹簧对中 机构组合，又可组成三位的电磁 换向阀，电磁铁得电分别为左、 右位，不得电为中位（常位）。
第四章 第二节 方向控制阀
电液换向阀
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第四章 第二节 方向控制阀
为保证液动阀回复中位，电磁阀的中位必须是A、B、
T油口互通。 控制油可以取自主油路的p口（内控），也可以另设 独立油源（外控）。采用内控时，主油路必须保证最 低控制压力（0.3~0.5MPa)；采用外控时，独立油源的 流量不得小于主阀最大通流量的15 ％，以保证换向时 间要求。 电磁阀的回油可以单独引出（外 排），也可以在阀体内与主阀回油 口沟通，一起排回油箱（内排）。
（一）滑阀（sliding valve)
A
B
A
B
P
T
T 液压泵 P
溢流阀
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A
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第四章 第二节 方向控制阀
A
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T T A
P
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P
A
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T P T P
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第四章 第二节 方向控制阀
1、换向阀的图形符号
方格数即“位”数，三格即三位； 箭头表示两油路连通。“⊥”表示油路不通。在一 个方格内，箭头或“⊥”符号与方格的交点数为油 路通路数，即换向阀与外部连接的管道数，即“通” 数； 每个换向阀都有一个常态位（即阀芯在未受到外力 作用时的位臵）。在液压系统图中，换向阀的符号 与油路的连接一般应画在常态位上。
安装在执行元件的回油路上，使回油具有一定背
压。作背压阀的单向阀应更换刚度较大的弹簧， 其正向开启压力为（ 0.3~0.5）MPa。
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第四章 第二节 方向控制阀
2、液控单向阀(pilot check valve)
组成：普通单向阀+小活塞缸 特点：a. 无控制油时，与普通单向阀一样， b. 通控制油时，正反向都可以流动。
电液换向阀(DY,EY)
电液换向阀:由电磁滑阀和液动滑阀组合而成 电磁阀是先导阀，它可以改变控制液流的方向，从 而改变液动滑阀阀芯的位臵（Y型中位机能） 液动阀是主阀,液体控制主阀芯动作 节流阀控制阀芯移动速度。 应用：高压、大流量的场合。 （q≤1200 L/min)
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第四章 第二节 方向控制阀
常被安装在泵的出口，一方面防止压力冲击影响泵
的正常工作，另一方面防止泵不工作时系统油液倒 流经泵回油箱。
被用来分隔油路以防止高低压干扰。
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第四章 第二节 方向控制阀
与其它的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向
顺序阀等，使油液一个方向流经单向阀，另一个 方向流经节流阀等。
作用：只许油液单向流动，反向不通。 要求：正向流动阻力小，反向不通，密封好。 职能符号： 应用： （1）单向阀：控制油液流动方向；弹簧较软 开启压力：0.03~0.05 MPa 进出口压差：0.2~0.3MPa （2）背压阀：使回油保持一定压力； 弹簧较硬 开启压力：0.3~0.5 MPa
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第四章 第二节 方向控制阀
3)执行机构换向精度与平稳性:当通往执行机构的A、 B口都Βιβλιοθήκη Baidu塞时(如M、O型)，换向过程中易产生冲击， 使换向不平稳，但换向精度高；反之，A、B两口都 与O口相通时(如Y型)，换向过程中工作部件不易制 动、换向精度低，但换向冲击小。
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