3-1 方向控制阀与方向控制回路
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
气动控制阀结构与原理
1.方向控制阀及换向回路方向控制阀按气流在阀内的作用方向，可分为单向型控制阀和换向型控制阀。
(1)单向型控制阀。
1)单向阀。
气动单向阀的工作原理与作用与液压单向阀相同。
在气动系统中，为防止储气罐中的压缩空气倒流回空气压缩机，在空气压缩机和储气罐之间就装有单向阀。
单向阀还可与其他的阀组合成单向节流阀、单向顺序阀等。
2)梭阀(或门阀)。
梭阀是两个单向阀反向串联的组合阀。
由于阀芯像织布梭子一样来回运动，因而称之为梭阀。
图3一25(a)为或门型梭阀的结构图。
其工作原理是当P1进气时，将阀芯推向右边，P2被关闭，于是气流从P1进人A腔，如图3-25(b)所示;反之，从P2进气时，将阀芯推向左边，于是气流从几进人P2腔，如图3-25(c)所示;当P1,P2同时进气时，哪端压力高，A就与哪端相通，另一端就自动关闭。
可见该阀两输人口中只要有一个输人，输出口就有输出，输人和输出呈现逻辑“或”的关系。
或门型梭阀在逻辑回路中和程序控制回路中被广泛采用，图3-26是梭阀在手动一自动回路中的应用。
通过梭阀的作用，使得电磁阀和手动阀均可单独操纵汽缸的动作。
气动调节阀：/3)双压阀(与门阀)图3-27是双压阀的工作原理图。
当P1进气时，将阀芯推向右端，A 无输出，如图3-27(a)所示;当P2进气时，将阀芯推向左端，A无输出，如图3一27(b)所示;只有当P1，P2同时进气时，A才有输出，如图3-27(c)所示;当P1和P2气体压力不等时，则气压低的通过A输出。
由此可见，该阀只有两输人口中同时进气时A才有输出，输人和输出呈现逻辑“与”的关系。
自力式压力调节阀:/双压阀的应用很广泛，如图3一28所以是在互锁回路中的应用。
只有工件的定位信号1和夹紧信号2同时存在时，双压阀才有输出，使换向阀换向，从而使钻孔缸进给。
4)快速排气阀。
用于使气动元件或装置快速排气的阀叫作快速排气阀，简称快排阀。
通常汽缸排气时，气体是从汽缸经过管路，由换向阀的排气口排出的。
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。
ysu-2010
(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。
方向控制回路的种类
方向控制回路的种类
方向控制回路是控制液压系统中执行元件的启动、停止及换向的回路。
方向控制回路有以下几种类型：
1. 简单换向回路：这种回路只需要控制一个执行元件的正反方向运动，通常使用一个二位四通电磁换向阀即可实现。
该回路结构简单，成本低，但控制精度不高。
2. 复杂换向回路：这种回路需要控制多个执行元件的正反方向运动，通常使用多个二位四通电磁换向阀或三位四通电磁换向阀来实现。
该回路控制精度较高，但结构复杂，成本较高。
3. 锁紧回路：这种回路用于在执行元件停止运动时，锁定执行元件的位置，防止其因外力而移动。
通常使用一个三位四通电磁换向阀和一个液控单向阀来实现。
该回路可以提高系统的安全性和可靠性。
4. 浮动回路：这种回路用于使执行元件在一定范围内自由运动，通常使用一个三位四通电磁换向阀和一个溢流阀来实现。
该回路可以减少系统的能耗和磨损。
5. 差动回路：这种回路用于实现执行元件的快速运动和慢速运动，通常使用一个三位四通电磁换向阀和一个差动液压缸来实现。
该回路可以提高系统的工作效率和控制精度。
总之，方向控制回路是液压系统中非常重要的组成部分，不同类型的回路适用于不同的工作场合和要求。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的回路类型。
气动控制基本回路
方向控制阀
单向型控制阀 换向型控制阀：通过改变气体通路使气流方向发生改
变 换向型控制阀按驱动方式可分为气压控制阀、电磁控制 阀、机械控制阀、手动控制阀和时间控制阀
方向控制回路
单作用气缸换向回路 双作用气缸换向回路
单向型控制阀
单向阀：气流只能向一个方向流动而不能反向流动通 过的阀
AB
1
2
1
2
AB
O1 P O2 a)
O1 P O2 b)
P c)
双电磁铁直动式换向阀工作原理图 图17-10
换向型控制阀
时间控制换向阀：使气流通过气阻（如小孔、缝隙等）
节流后到气容（储气空间）中，经过一定时间气容内建立起一定 的压力后，再使阀芯动作的换向阀
K
A
a
POK
延时换向阀 图17-11 延时换向阀 图17-11
“是门”（S=A） “或门”（S=A+B ） “与门”（S=A·B） “非门”(S= Ã)元件 双稳元件
按结构形式分：
截止式 膜片式 滑阀式
或门：S=A+B
或门元件 图17-33 或门元件 图17-33
是门：S=A 与门：S=A·B
A
P(B)
图17-34是门和与门元件 是门和与门元件 图17-34
YT4543动力滑台液压系统：电磁铁动作表、基本回路、 工作原理、特点
气液速度控制回路 图17-32
气动逻辑元件（又称逻辑阀）
工作原理：
均是用压缩空气为工作介质，通过元件内部可动部 件的动作，改变气流方向，从而实现逻辑控制功能
气动逻辑元件的分类
按工作压力分：
高压元件（0.2~0.8MPa ） 低压元件（0.02~0.2MPa ） 微压元件（〈0.02MPa)
《液压与气动》课程标准
《液压与气动》课程标准学时：72学分：4适用专业及学制：三年制智能设备运行与维护、机电技术应用（机器人方向）全日制审定：机电技术教学部一、制定依据本课程是数控类专业核心课程。
本标准依据《中职国家专业教学标准》而制定。
二、课程性质本课程是中职教育类机电设备与维修、工业机器人专业等相关专业二年级学生开设的职业技术课。
通过本课程的学习，使学生掌握液压与气压传动的基础知识和基本计算方法，掌握液压与气动元件的工作原理、特点及应用，熟悉液压与气压传动系统的组成以及在设备和生产线上的应用。
能正确选用和使用液压与气动元件，并熟练地绘制出液压与气动回路图。
三、课程教学目标1.课程目标通过本课程的学习，使学生系统地掌握液压与气压传动的基础知识，基本原理和基本计算方法，初步具备机电一体化产品开发设计及技术改造的能力，具备简单机电设备的安装调试、维修的能力，认识到这门技术的实用价值，增强应用意识，逐步培养学生学习专业知识的能力以及理论联系实际的能力～为学习后继课程和进一步学习现代科学技术打下专业基础，同时培养学生的创新素质和严谨求实的科学态度以及自学能力。
2.基本要求知识要求：掌握液压系统的组成、液压传动的工作原理和特点，掌握液体静压力的概念及表示方法，理解连续性方程的物理意义，了解液压系统中压力及流量损失产生的原因，了解液压冲击和空穴现象，了解液压油的性质。
掌握液压泵的工作原理、熟悉液压泵的主要参数、能够正确地选用泵，掌握液压缸的工作原理和结构特点、掌握液压缸的推力和速度计算方法，熟练掌握液压泵、液压马达和液压缸的职能符号。
熟练掌握换向阀的功能、工作原理、结构、操纵方式和常用滑阀中位机能特点，掌握单向阀、液控单向阀结构和工作原理，熟悉溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器的结构、工作原理及应用～熟悉各压力阀的异同之处，熟悉节流阀与调速阀的工作原理及应用，了解叠加阀与插装阀的结构～工作原理及应用，熟练掌握液压控制元件的职能符号，掌握各种辅助元件的作用和符号掌握换向回路、调压回路、卸荷回路、减压回路、增压回路、调速回路、增速回路、速度换接回路的工作原理、功能、及回路中各元件的作用和相互关系，学会识读和分析液压基本回路的方法，能对液压基本回路进行故障分析。
气动控制元件和基本回路
板书设计或授课提纲课堂教学安排整顿纪律，清点人数。
人员安全教育及预防突发情况的准备导入新课:通过上节课的学习，我们对气源装置、辅助元件和执行元件有了基本的了解,那么气动控制装置的结构和基本回路又是怎样的呢?我们这节课来学习一下。
课堂讨论如果使设备正常工作，一般需要那些典型气压回路？气压基本回路是由一系列气动元件组成的能完成某项特定功能的典型回路。
一、方向控制阀与方向控制回路1．方向控制阀（1）单向阀单向阀：控制气流只能向一个方向流动而不能反向流动的阀压缩空气从P口进入，克服弹簧力和摩擦力使阀口开启，压缩空气从A口流出；当P口无压缩空气时，在弹簧力和A口余气压力作用下，阀口关闭（2）换向阀利用换向阀阀芯相对于阀体的运动，可使气路接通或断开，从而使气动执行元件实现启动、停止或变换运动方向常用气动换向阀的图形符号2．方向控制回路压缩空气使二位四通气控阀4左位工作，同时压缩空气经换向阀4进入气缸2的左腔，活塞向右行进二、压力控制回路1．压力控制阀（1）溢流阀溢流阀可通过排出气体的方法降低系统压力，起到保压力控制阀与压力控制回路护系统的作用（2）调压阀◇调压阀也称为减压阀◇气源输出的压缩空气的压力高，其波动值也较大◇调压阀将压力减到设备所需压力，并使压力稳定高、低压转换回路三、流量控制阀1．流量控制阀（1）节流阀旋转阀芯螺杆3，可改变节流口的开度，调节压缩空气的流量（2）排气节流阀排气节流阀是在节流阀上增加了消声装置，排气节流阀安装在排气口，调节排入大气中的气体流量（3）单向节流阀四、速度控制回路速度控制回路——气压传动系统中用于控制和调节执行元件运动速度的回路。
单向调速控制回路双向调速控制回路缓冲回路1.单向调速控制回路2.缓冲回路当活塞前进到预定位置压下行程阀时，气缸排气腔的气流只能从节流阀通过，使活塞速度减慢，达到缓冲目的。
实现快进——慢进缓冲——停止快退的循环。
五、安全保护回路1．过载保护回路当活塞杆在伸出途中遇到故障或因其他原因使气缸过载时，活塞能自动返回。
液压与气动技术第4章-控制元件.答案
①手动换向阀。手动换向阀是利用手动杠杆改变阀芯位置来 实现换向的.如图4-7所示。
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4.1 常用的液压控制阀
图4-7(a)所示为自动复位式手动换向阀.手柄左扳则阀芯右
移.阀的油口P和A通.B和T通;手柄右扳则阀芯左移.阀的油口 P和B通.A和T通;放开手柄.阀芯在弹簧的作用下自动回复中
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4.1 常用的液压控制阀
4. 1. 3 压力控制阀
压力控制阀简称压力阀.主要用来控制系统或回路的压力。其 工作原理是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡来进 行工作。根据功用不同.压力阀可分为溢流阀、减压阀、顺序 阀、平衡阀和压力继电器等.具体如下:
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4.1 常用的液压控制阀
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4.1 常用的液压控制阀
5.压力继电器
压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出 的元件其作用是根据液压系统压力的变化.通过压力继电器内 的微动开关自动接通或断开电气线路.实现执行元件的顺序控 制或安个保护。 压力继电器按结构特点可分为柱塞式、弹簧管式和膜片式等 图4-25所示。
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4.1 常用的液压控制阀
2.减压阀 (1)减压阀结构及工作原理 减压阀有直动型和先导型两种.直动型减压阀很少单独使用. 而先导型减压阀则应用较多。图4-18所示为先导型减压阀. 它是由主阀和先导阀组成.先导阀负责调定压力.主阀负责减 压作用。 压力油由P1口流入.经主阀和阀体所形成的减压缝隙从P2口 流出.故出口压力小于进口压力.出口压力经油腔1、阻尼管、 油腔2作用在先导阀的提动头上。当负载较小.出口压力低于 先导阀的调定压力时.先导阀的提动头关闭.油腔1、油腔2的 压力均等于出口压力.主阀的滑轴在油腔2里面的一根刚性很 小的弹簧作用下处于最低位置.主阀滑轴凸肩和阀体所构成的 阀口全部打开.减压阀无减压作用.
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对于三位阀换向阀，左、右位实现执行元件的换向，中位则能满足执行元件处于非工作状态时系统的不同要求。
这种常态时内部通路形式就叫“滑阀机能”，也叫“中位机能”。
5、换向阀的种类
1）按结构形式可分
滑阀式、转阀式、球阀式和锥阀式。
2）按操作阀芯运动的方式可分
手动、机动、电磁动、液动、电液动等。
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。。。理论课教案副页
教学环节
教学内容
教师活动
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作业
五、平面磨床工作台液压回路的分析
1、平面磨床工作台运动方向控制
2、平面磨床工作台的锁紧
1、完成习题练习四
2、预习下一节内容
讲解案例、总结
自学液控单向阀的作用
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教材、习题册、图纸
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本节课以平面磨床工作台往复运动的控制回路为案例，要求工作台往复运动速度一致，且在任意位置都能锁定。要完成这一任务，我们要必须先掌握液压控制元件，本节课重点掌握换向阀和单向阀。
一、任务分析
设计平面磨床工作台往复运动的控制回路需掌握如下内容：
。。。
理论课教案首页
课程名称
液压与气动技术
课题名称
方向控制阀与方向控制回路
课时
2课时
授课日期
任课教师
目标群体
教学环境
学习目标
知识目标：
1、掌握换向阀和单向阀的种类、结构和工作原理
2、掌握换向阀和单向阀的职能符号和应用
3、掌握常见的方向控制回路
职业通用能力目标：
培养学生的观察能力和识图、分析能力，以及团队合作能力
3）按阀的工作位置数和控制的通道数可分
两位两通、两位三通、两位四通、三位四通、
三位五通等
重点掌握各种换向阀的职能符号
读表3-1-1
读表3-1-2
读表3-1-3
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教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
时间
新课
三、单向阀
1、普通单向阀
也成止回阀，利用流向所形成的压力差使阀芯开启或关闭，使油液只能沿一个方向流动，反向则被截止的方向阀。
1、选择哪种液压缸
2、什么控制元件能控制平台的往复运动，且在任意位置能够锁定。
二、换向阀
1、换向阀的结构
2、换向阀的图形符号
换向阀的换向功能主要由阀的工作位置数和由它所控制的通路数所决定，简称“位”和“通”。
引入任务
任务分析
使液压油进入驱动工作台往复运动的液压缸的不同工作腔，就能使液压缸带动工作台完成往复运动。
主体结构形式
阀芯
阀体
阀芯复位弹簧
操纵机构
换向阀=
操纵方式+位和通路
预习：
1、液压控制元件的种类；
2、了解平面磨床的运动特点。
熟悉完成任务应掌握的知识点
读图3-1-1
读图3-1-2
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信息反馈：
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教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
时间
新课
、
3、换向阀的工作原理
利用阀芯在阀体内的相对运动，改变油液流动的方向或液流的通与断，从而改变液压系统的工作状态。如液压缸的前进、后退与停止，液压马达的正反转与停止等。
2、液控单向阀
可以实现逆向流动的单向阀，在普通单向阀的基础上多了一个控制口，当控制口空接时，该阀相当于一个普通单向阀；若控制口接压力油，则油液可双向流动。
四方向控制回路
1、换向回路
2、闭锁回路
1）利用三位换向阀的中位机能实现闭锁
2）利用液控单向阀和三位换向阀配合实现闭锁
分析回路
理解、读图形符号
读图
制造业通用能力目标：
培养学生严谨的学习态度、乐观向上的科研精神和实践能力；
学习重点
1、换向阀和单向阀的种类、结构和工作原理
2、换向阀和单向阀的职能符号和应用
3、方向控制回路的分析
学习难点
方向控制回路的分析
教法.学法
案例法、分组讨论法
教学媒体
教案、PPT、视频
教学.学习
准备
教师：
教材、教案、教案、PPT、视频