5.《液压传动》液压控制阀

结构简图
1—液动阀阀芯 2、8—单向阀 3、7—节流阀 4、6—电磁铁 5—电磁阀阀芯
图形符号
液动换向阀的换向速度可由两端节流阀 调整，因而可使换向平稳，无冲击。
图5-8 电液换向阀
5.2.2 换向阀
(5) 手动换向阀
利用手动杠杆改变阀芯和阀体的相对位置，实现换向。阀芯靠 钢球、弹簧定位。 自动复位式换向阀,可用手操作使换向阀 左位或右位工作，当操纵力取消后,阀芯 便在弹簧力作用下自动恢复至中位，停 止工作。适用于换向动作频繁,工作持续 时间短的场合。 钢球定位式换向阀,其阀芯端部的钢球定 位装置可使阀芯分别停止在左、中、右 三个位置上，当松开手柄后，阀仍保持 在所需的工作位置上， 可用于工作持续 时间较长的场合。
5.2.2 换向阀
3.滑阀机能
滑阀式换向阀处于中位或原始位置时，各油口的连通方式称为滑阀机 能(也称中位机能)。不同的滑阀机能可满足系统的不同要求。
表5-2 三位换向阀的滑阀机能 滑阀 中位符号
机能
中位时的滑阀状态 三位四通 三位五通
中位时的性能特点
O H
各油口全部关闭，系统 保持压力，执行元件各 油口封闭 各油口P、T、A、B全部 连通，泵卸荷，执行元 件两腔与回油连通 A、B、T口连通，P口保 持压力，执行元件两腔 与回油连通
5.2.1 单向阀
2. 液控单向阀
1-控制活塞 2-顶杆 3-阀体
结构图
图形符号
原理：当控制油口Κ不通压力油时,油液只可以从P1进、P2出，此 时阀的作用与单向阀相同;当控制口Κ通压力油时，阀芯3 右移,阀保持开启状态,液流双向流动。一般控制油的压力 不应低于油路压力的30%~50%。
液控单向阀具有良好的单向密封性,常用于执行元件需要长时间保压、锁紧 的情况下。这种阀也称为液压锁。
5.2.2 换向阀
(2) 电磁换向阀
又称为电磁换向阀，它是利用电磁铁通电吸合后产生的吸力推动阀芯动 作来改变阀的工作位置。
1—衔铁 2—推杆 3—阀芯 4—弹簧
结Байду номын сангаас简图
图形符号
图5-5 二位三通电磁换向阀
5.2.2 换向阀
结构简图
图形符号
1一衔铁 2一推杆 3一阀芯 4一弹簧
图5-6 三位四通电磁换向阀
5.2.2 换向阀
图形符号的含义： (1)位数：图形符号中的方格数,表示阀芯在阀体内的工作位置数，有几个方格 就表示有几个工作位置。 (2)通数：油口通路数,箭头表示两油口连通，但不表示流向。“⊥”表示油口 不通。箭头两端或“⊥”符号与方格的交点数为油口的通路数。P表示进油 口，T表示回油口，A和B表示连接其他工作油路或执行元件的油口。另外泄 油口、控制油口用虚线表示。 (3)常态位：阀芯在原始状态下的通路状况。在原理图中,换向阀的符号与油路 的连接一般应画在常态位上。二位二通阀有常开型(常态位置两油口连通)和 常闭型(常态位置两油口不连通) ，三位阀的中间位置即为常态位。 一个换向阀完整的图形符号还应表示出操纵方式、复位方式和定位方式等。
5.2.1 单向阀
3.单向阀的应用
普通单向阀可以装在泵的出口处,防止系统中的流体冲击影晌泵工 作，还可以用来分隔通道，防止管路间的相互干扰。 液控单向阀通常用于保压、锁紧和平衡回路，用于对液压缸进行 锁闭、保压，也用于防止立式液压缸停止时的自动下 滑。
5.2.2 换向阀
换向阀是利用阀芯位置的变动，改变换阀体上各油口的通断状态，从而 控制各油路连通、切断或改变液流方向的。 换向阀的分类如下： 按结构形式：滑阀式、转阀式、球阀式和锥阀式。 按操纵方式：手动、机动、电磁控制、液动、电液动和气动。 按工作位置和通路数：二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、三 位五通等。 按阀的安装方式：管式、板式、法兰式等。
5.1.3 液压控制阀的参数与型号
阀的参数主要有规格参数和性能参数，这些参数在出厂标牌上均 已注明，是选用液压阀的基本依据。 规格参数 表示阀的大小,规定其适用范围。一般用阀进、出油口的 名义通径表示，单位为mm。旧国标中阀的规格参数主要是额定流 量。 性能参数 表示阀工作的品质特征，包括最大工作压力、开启压力 、允许背压、压力调整范围、额定压力损失、最小稳定流量等。这 些参数除在产品说明书、标牌上指明外，也反映在阀的型号中。 是液压阀的名称、种类、规格、性能、辅助特点等内容 的综合标志，用一组规定的字母、数字、符号表示。 型 号
滑阀
机能 中位符号 中位时的滑阀状态 三位四通 三位五通
P、T、A、B口半开启接 通，P口保持一定压力
中位时的性能特点
X M U
P、T口连通，泵卸荷， 执行元件A、B两油口都 封闭 A、B口接通，P、T口封 闭，缸两腔连通，P口保 持压力
5.2.2 换向阀
不同的滑阀机能是在阀体尺寸不变的情况下，通过改变阀芯的台肩结构、 轴向尺寸以及阀芯上径向通孔的个数得到的。
第5章 液压控制阀
液压与气压传动
镇江高等职业技术学校 机械教研室
5.1
概述
液压控制阀(简称液压阀)是液压系统中的控制元件， 用来控制液压系统中流体的压力、流量及流动方向， 以满足液压缸、液压马达等执行元件不同的动作要求， 它是直接影响液压系统工作过程和工作特性的重要元 器件。
5.1
液压阀的基本结构及工作原理
Y
5.2.2 换向阀
滑阀 中位符号 中位时的滑阀状态 三位四通 三位五通
P口保持压力，缸A口封 闭，B口与回油口T连通 执行元件A口通压力油， B口与回油口T不通 P口与A、B口都连通，回 油口T封闭 P、A、T口连通，泵卸荷， 执行元件B口封闭
机能
中位时的性能特点
J C P
K
5.2.2 换向阀
5.2 方向控制阀
方向控制阀是用来使液压系统中的油路通断或 改变油液的流动方向，从而控制液压执行元件的启 动或停止，改变其运动方向的阀类。
方向控制阀分为：单向阀、换向阀。
5.2.1 单向阀
1. 普通单向阀(简称单向阀)
单向阀分为普通单向阀和液控单向阀。
1-阀芯 2-阀体 3-弹簧
管式连接
板式连接
二位三通阀
控制液流方向(从一个方向变换成另一个方向)
5.2.2 换向阀
名 称 结构原理图 图形符号 使用场合 不能使执行元件在任 控 制 执 行 元 件 换 向 一位置处停止运动 能使执行元件在任一 位置处停止运动 不能使执行元件在任 一位置处停止运动 能使执行元件在任一 位置处停止运动 执行元件正 反向运动时 回油方式相 同 执行元件正 反向运动时 可以得到不 同的回油方 式
(3) 根据安装连接方式为：螺纹式(管式)连接、板式连接、法兰式连接、叠加式 连接和插装式连接。
(4) 根据液压阀的控制方式分为：定值或开关控制阀、电液比例阀、伺服控制阀 和数字控制阀。
5.1.2 对液压阀的基本要求
液压阀不是对外做功的元件，是用来实现变向、力(或 力矩)和速度的要求，因此对液压控制阀的共同要求有：
5.2.2 换向阀
(5) 电液动换向阀 由电磁换向阀和液动换向阀组合而成。液动换向阀实现主 油路的换向，为主阀；电磁阀改变控制油路的方向，为先导阀。 这种阀综合了电磁换向阀和液动换向阀 的优点,具有控制方便、流量大的特点。
工作原理：当1YA和2YA都断电时，电磁阀 处于中位，主阀芯也处于中位，P、A、B、 T互不相通。当1YA通电、2YA断电时, 电磁 阀左位工作,控制压力油经过P′→A′→单向阀 →主阀芯左端油腔,而回油经主阀芯右端油 腔→节流阀→B′→T′→油箱，主阀左位工作, 主油路P与A连通，B与T连通。同理，当 2YA通电、1YA断电时，电磁阀右位工作， 主油路P与B连通，A与T连通。
图形符号
对单向阀的主要性能要求： 1) 动作灵敏,工作无撞击和噪声。 2) 压力损失要小,反向截止密封好；单向阀的弹簧刚度应尽可能小,以减小其压力损失。 3) 通常弹簧的开启压力为0.035~0.1MPa，若将软弹簧更换成合适的硬弹簧安装在系统 的回油路上,可做背压阀用,其压力通常为：0.2~0.6MPa。
5.2.2 换向阀
滑阀式换向阀用量最大，品种、名称最复杂。 1. 换向原理及图形符号
结构简图
图形符号
阀体和滑阀阀芯是滑阀式换向阀的结构主体。阀体内孔有多个沉割槽， 每个槽通过相应的孔道与外部相通。阀体上与外部连接的主油口，称为 “通”，具有二个、三个、四个或五个主油口的换向阀称为“二通阀”、 “三通阀”、“四通阀”或“五通阀”。
概述
液压阀的基本结构：阀芯、阀体和操纵装置。 工作原理：是利用阀芯在阀体内的相对运动来控制阀口的通 断及开口的大小，以实现压力、流量和方向控制。 液压阀工作时，所有阀的阀口大小、阀进、出油口间的压差 以及通过阀的流量之间的关系都符合孔口流量公式(q＝KATΔpm)， 只是各种阀控制的参数各不相同而已。
(1) 动作灵敏、使用可靠，工作时冲击和振动小、噪声小、寿命长； (2) 流体通过阀时，压力损失小；阀口关闭时，密封性能好，内泄 漏小，无外泄漏； (3) 所控制的参量(压力或流量)稳定，受外部干扰时变化量小； (4) 结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性好。
5.1.3 液压控制阀的参数与型号
5.1.1 液压控制阀的分类
液压阀的分类方法很多，同一种阀在不同的场合，其着眼点不同名称也不同。 (1) 根据阀芯结构分：滑阀(或转阀)类、锥阀类、球阀式、膜片式、喷嘴挡板阀式。 (2) 根据用途分： 方向控制阀——控制系统中油液流动方向,满足执行元件运动方向的要求,如单向 阀、换向阀等。 压力控制阀——控制系统中的工作压力,或通过压力信号实现控制,如溢阀、减压 阀、顺序阀、压力继电器、组合式压力控制阀等。 流量控制阀——控制液压系统中油液的流量,满足执行元件调速的要求,如节流阀、 调速阀等。
特点及应用：电磁阀操纵方便，布置灵活，易于实现动作转换的自动化。但因 电磁铁吸力有限，换向时有冲击，只适用于换向不频繁且流量不大的场合。
5.2.2 换向阀
(3) 液动换向阀 利用控制油路的压力在阀芯端部所产生的液压作用力来推动阀芯移动， 从而改变阀芯位置的换向阀。 当控制油口Κ1和Κ2 均不通压力油时,阀芯在 两端弹簧的作用下处于 中位；当Κ1通压力油， Κ2接油箱时，P与A连通 ，B与T连通；反之， Κ2 通压力油, Κ1接油箱时， 结构简图 图形符号 P与B连通，A与T连通。 与电磁换向阀比，液动换向阀适用于大流量回路(一般阀的通径大于10mm时)， 且换向时间可以调节。与机动换向阀或电磁换向阀组合成机液换向阀或电液换向阀 ，实现自动换向或大流量主油路换向。
二位四通阀
三位四通阀 二位五通阀 三位五通阀
5.2.2 换向阀
2.常用换向阀的操纵方式 机动换向、电磁换向、液动换向(电液动换 向、手动换向等 (1) 机动换向阀 机动式换向阀是依靠安装在运动部件 上的液压行程挡块或凸轮推动阀芯从而实 现换向的阀类，常用来控制机械运动部件 的行程，故又称行程换向阀。 特点及应用：机动换向阀结构简单, 换向平 稳、可靠、位置精度高。但它必须安装在运 图5-4 二位二通机动换向阀 (行程阀） 动部件附近，一般油管较长。常用于控制运 1—滚轮 2—阀芯 3—阀体 4—弹簧 动部件的行程，或快、慢速度的转换。
各种不同的液压阀有不同的性能参数，其共同的性能参数如下：
1. 公称通径 公称通径代表阀的通流能力的大小，对应于阀的额定流量。与阀进、出 油口相连接的油管规格应与阀的通径相一致。阀工作时的实际流量应小于或 等于其额定流量，最大不得大于额定流量的1.1倍。 2. 额定压力 额定压力是液压阀长期工作所允许的最高工作压力。对于压力控制阀， 实际最高工作压力有时还与阀的调压范围有关；对于换向阀，实际最高工 作压力还可能受其功率极限的限制。
5.2.2 换向阀
“通”和“位”是换向阀的重要概念，不同的“通”和“位”构成了不同类型 的换向阀。几种不同的“通”和“位”的滑阀式换向阀主体部分的结构形式和图形 符号见表5-2。
表5-2 滑阀式换向阀主体部分的结构形式 图形符号 名 称 结构原理图 使用场合
二位二通阀
控制油路的接通与切断(相当于一个开关)
三位换向阀除了在中间位置时有各种滑阀机能外，有时也把阀芯在其一端位 置时的油口连通状况设计成特殊机能，这时用第一个字母、第二个字母和第三个 字母分别表示中位、右位和左位的滑阀机能，如下图所示。