任务1 方向控制回路
模块四 方向控制回路的设计、安装及故障排除
液控单向阀的应用
用于保压回
路
用于锁紧回路
需要指出，控制压力油油口不工作时，应使其通回油
箱，否则控制活塞难以复位，单向阀反向不能截止液流。
1．按照阀的操纵方式分类 (1) 手动控制阀 用手柄及手轮、踏板、杠 杆 等进行控制。 (2) 机械控制阀 用挡块及碰块、弹簧等进 行控制。 (3) 液压控制阀 利用液体压力所产生的力进 行控制。 (4) 电液控制阀 采用电动控制(普通电磁铁) 和液压控制的组合方式进行控制。 (5) 电动控制阀 用普通电磁铁、比例电磁 铁、力马达、力矩马达、步进电机等进行控 制。
滑阀式换向阀的功能:主要由它控制的通路数和工作位 置数决定。图4—24所示的滑阀式换向阀是二位四通 换向阀。所谓“位”，是指阀心在阀体内停留的工作 位置数目;“通”是指与阀体连接的主油路通道数目， 不包括控制油路数目。 在图4—24中有P、A、B、T四个通路。对滑阀式换向阀 图形符号含义说明如下： 1)用实线方框表示阀的工作位置(若由虚线构成的方框则 为过渡位置)，有几个方框表示有几位。 2)方框内的箭头表示在这一位置上油路处于接通状态， 但箭头方向并不一定代表油流的实际方向。 3 ) 方框内的符号 表示此通路被阀心封闭．即 该通路不通。
换向阀的性能
• 换向可靠性：换向信号发出后阀芯能灵敏地移到工
作位置； 换向信号撤除后阀芯能自动复位。同一通 径的电磁阀，机能不同，可靠换向的压力流量范围 不同，一般用工作极限曲线表示。
• 压力损失：包括阀口压力损失和流道压力损失。换
向阀的压力损失除与通流量有关，还与阀的机能、 阀口流动方向有关，一般不超过1MPa。
以后），这个阻力可以大到几百牛顿，使阀芯重新移动十 分费力，这就是所谓的液压卡紧现象。 引起液压卡紧的原因，有的是由于脏物进入缝隙而 使阀芯移动困难，有的是由于缝隙过小，油温升高时造成 阀芯膨胀而卡死，但是主要原因是来自滑阀副几何形状误 差和同心度变化所引起的径向不平衡液压力。
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
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(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。
第六章 方向阀和方向控制回路
换向阀§6-1 单向阀和液控单向阀一、二、三、一、单向阀二、液控单向阀具有漏油油口的结构三、双向液压锁§6-2 换向阀换向阀的基本作用可归结为对换向阀的主要能要求是下表列出了几种常用换向阀的结构原理和图形符号符号。
一个换向阀完整的图形符号速应表示出操纵、复位和定位方式等复位和定位方式等。
换向阀图形符号含义如下换向阀图形符号含义如下：：下图是三槽二台肩换向阀的换向原理下图是三槽二台肩换向阀的换向原理。
当换向阀芯处于左位时图a ，P 与A 通,B 与T 通；当阀芯处于右位时图b ，P 与B 通，A 与T 通。
这种阀的长度较短较短，，但回油压力直接作用于阀芯两端但回油压力直接作用于阀芯两端，，对密封装置有较高的要求置有较高的要求。
多位阀处于不同位置时多位阀处于不同位置时，，其各油口连通情况不同，这种不同的连通方式体现了换向阀的各种控制机能机能，，称为滑阀机能。
下图是三位四通阀中位机能。
滑阀式换向中滑阀式换向中，，由于阀芯和阀体孔的几何形状误差和中心线不重和误差和中心线不重和，，进入滑阀配合间隙中的压力油将对阀芯产生不平衡的径向力产生不平衡的径向力，，使阀芯紧贴在孔壁上孔壁上，，产生相当大的摩擦力产生相当大的摩擦力，，使滑阀卡住使滑阀卡住，，这称为液压卡紧现象为液压卡紧现象。
下图表示阀芯上所受径向力的几种情况种情况。
图中图中P P 为高压侧压力为高压侧压力，，P 为低压侧压力为低压侧压力。
开环形槽的效果开有均压槽的部位，四周都有相等或接近相等的压力油，可显著减少液压卡紧力。
阀芯倾斜时开环槽的效果可从下图看出：湿式电磁铁的结构可调式液动换向阀（1）并联（2）串联（3）串并联§6-3 方向控制回路一、二、三、一、启停回路二、换向回路三、锁紧回路结束。
液压实验报告
液压部分一、方向控制回路1.实验目的了解基本换向回路的油路连接方式及工作原理，熟悉相关元器件的结构，能够正确连接回路。
2.方向控制回路回路图图1.方向控制回路3.工作原理正向运行：正向运行时1YA通电，三位四通换向阀6左位接入回路中。
进油路：泵3 →节流阀5 →三位四通换向阀6（左位）→液压缸右腔回油路：液压缸左腔→三位四通换向阀6（左位）→油箱反向运行：反向运行时2YA通电，三位四通换向阀6右位接入回路中。
进油路：泵3 →节流阀5 →三位四通换向阀6（左位）→液压缸右腔回油路：液压缸左腔→三位四通换向阀6（左位）→油箱二、互锁回路1.实验目的了解互锁回路的连接方式及原理，熟悉锁紧环节的特点，能够正确连接相应回路。
2.互锁回路回路图图2. 互锁回路2.工作原理互锁回路主要是由两个液控单向阀组成的双向液压锁来实现不同工作方向运行时的动作，H型三位四通手动换向阀可以使泵处于中位卸荷，同时由于液控单向阀的缩紧作用是缸不能浮动，实现锁紧。
当三位四通手动换向阀处于左位时，右侧液控单向阀进油，同时左侧单向阀液控口通油，左侧单向阀打开，工作台运行；换向阀工作位置切换后，左侧单向阀进油，用时右侧单向阀液控口通油，右侧单向阀打开，工作台反向运行；当换向阀处于中位时，泵卸荷，此时，两单向阀无压力，缸两侧不能排油，缸锁紧。
三、双向调速回路1.实验目的了解单向节流阀的结构及原理，熟悉调速回路的连接及原理，能够正确连接相应回路。
2.双向调速回路回路图图3. 双向调速回路3.工作原理单向节流阀由单向阀及节流阀组成，当换向阀处于左位时，右侧单向流阀通油，液压油从单项阀进入液压缸右腔，进油路压力小；液压缸左腔出油到左侧单向节流阀，此时单向阀不通油，液压油从节流阀流通，为回油节流调速回路。
当换向阀处于右位时，左侧单向节流阀为进油路，此时液压油从单向阀进入液压缸左侧，进油路压力小；液压油由液压缸右腔流经右侧单向节流阀，此时单向阀封闭，节流阀通油，再次构成回油节流调速回路，因此形成双向调速回路。
常用数控机床液压回路的组建
项目三常用数控机床液压回路的组建任务１数控机床刀架刀盘夹紧和松开回路的组建一、项目介绍通过对典型液压方向阀的拆装，师生共同分析方向控制阀的工作原理、结构，学生能组建基本方向控制回路。
任务要求：认识常用液压方向控制阀的组成；常用液压方向控制阀的拆卸与装配；组建数控车床刀架刀盘夹紧和松开回路。
二、预习项目知识点1、普通单向阀的作用2、换向阀的“位”和“通”三、项目执行记录1、普通单向阀的结构、职能符号：普通单向阀的作用是___________，正向通过时应______，反向通过时应_________。
2、液控单向阀的结构、职能符号：3、画出常用换向阀的结构、职能符号;并说明上述阀属于什么类型。
4、数控车床刀架刀盘夹紧和松开回路连接图所需元件：回路图四、思考题1、换向阀的职能符号的哪些含义？2、按阀芯运动的控制方式不同，换向阀有哪几种类型？项目三常用数控机床液压回路的组建任务2数控机床卡盘夹紧和松开回路的组建一、项目介绍通过对典型压力控制阀的拆装，师生共同分析压力控制阀的结构、工作原理，学生能组建基本压力控制回路。
任务要求：压力控制阀的拆装；压力的检测；数控机床卡盘夹紧和松开回路的组建和工作原理分析。
二、预习项目知识点1、溢流阀的作用2、减压阀的作用3、压力继电器的工作原理三、项目执行记录1、液压系统中常用的溢流阀有_ _ ___和_ ___两种。
前者一般用于__ ___；后者一般用于________。
2、画出压力控制阀的职能符号图。
3、数控机床卡盘夹紧和松开回路接线图所需元件：回路图：4、拓展项目：采用M型中位机能的卸荷回路组建所需元件：接线图四、思考题1、溢流阀的调压原理？2、减压阀的减压原理？项目三常用数控机床液压回路的组建任务3 数控车床刀架转位回路的组建一、项目介绍通过对典型流量阀的拆装，师生共同分析流量控制阀的结构、工作原理，学生能组建基本速度控制回路。
任务要求：流量阀的拆装；速度控制回路（数控车床刀架转位回路）的组建和工作原理分析。
液压与气液传动任务十一：典型气压系统控制
2.气动系统使用注意事项
（1）开机前后要放掉系统中的冷凝水。 （2）定期给油雾器加油。 （3）随时注意压缩空气的清洁度，对空气滤气器的滤 芯要定期清洗。 （4）开机前检查各旋钮是否在正确位置．对活塞杆、 导轨等外露部分的配合表面进行擦拭后方能开车。 （5）熟悉元件凋节和控制机构的操作特点，注意各元 件调节旋钮的旋向与压力、流量大小变化的关系，气 动设备长期不用，应将各旋钮放松，以免弹件元件失 效而影响元件的性能。
六、气压传动系统
1.汽车车门气动安全操纵系统
汽车车门安全操纵系统如图13-4所示，要求该气动系统能控制
汽车车门打开、关闭，并且当车门在关闭过程中若遇到障碍时，能
使车门再自动开启，起安全保护作用。其工作原理如下：
1.汽车车门气动安全操纵系统
车门的打开和关闭通过气缸12中活塞的左右移动实现，而气缸的 换向则用气控换向阀9来控制。气控换向阀又受1、2、3、4四个按钮式 二位三通换向阀操纵。气缸运动速度(即车门开启速度)由单向节流阀1
4.速度控制回路
单作用气缸快速返回回路活塞返回时，气缸下腔通 过快速排气阀排气。
4.速度控制回路
(2)双作用缸速度控制回路
1）双向调速回路
在换向阀的排气口上安装排 气节流阀，两种调速回路的调速
效果基本相同。
2）慢进快退回路 控制活塞杆伸出时采用排气 节流
控制，活塞杆慢速伸出；活 塞杆缩回时，
无杆腔余气经快排 阀排空，活塞杆快速 退回。
情境四 汽车装配生产线气动控制 任务十一 典型气压系统控制
五、气压传动系统及基本回路
（一）气压传动基本回路
任何复杂的气动控制回路，均有一些具 有特定功能的基本回路组成，常用回路是 指实际应用中经常会遇到的典型回路。常 见的有方向控制回路、压力控制回路、速 度控制回路等。