方向阀与控制回路.答案

表6-2 常用换向阀的结构原理和图形符号
位和通 结构原理图 图形符号 位和通 结构原理图 图形符号
二位二通
二位五通
二位三通
三位四通
二位四通
三位五通
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换向阀图形符号含义如下： （1）用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示几“位”。 （2）方框内的箭头表示在这一位置上油路处于接通状态，但并不 一定表示油流的实际流向； （3）方框内符号⊥或┰表示此油路被阀芯封闭; （4）一个方框的上边和下边与外部连接的接口数表示几“通”； （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 回油路连接的回油口用字母T(或O）表示；而阀与执行元件连接的 工作油口则用字母A、B等表示。有时在图形符号上还标出泄漏油口， 用字母L表示。
3
图中为带卸荷阀芯的液压单向阀阀芯结构，活塞背面 全部受到进油压力作用，此时控制 口K的压力必须超过P1腔压力才能 使活塞1运动并顶开锥阀芯3。当P2 腔压力较高时 ，顶开锥阀3所需的 控制压力可能很高。为了减少控制 口K的开启压力，在锥阀3内部增加 了一个卸荷阀芯6。在控制活塞顶起 锥阀3之前先顶起卸荷阀芯6,上腔压 力有了这一结构,液控单向阀便可控 制较高的油压而不需增加控制活塞 的直径合和使用过高的控制油压。 图6-2 液控单向阀 4
（4）干式和湿式电磁铁
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１.
手动换向阀
下图是弹簧自动复位式三位四通手动换向阀。 推动手柄向右，阀芯向左移动至左位，此时P与A 相通；推动手柄向左，阀芯处于右位，液流换向。 该阀适于动作频繁、 工作持续时间短 的场合，操作比 较完全，常应用 于工程机械。
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２.
机动换向阀又称行程换向 阀。它依靠行程挡块推动阀芯 实现转向。机动阀动作可靠， 改变挡块斜面角度便可改变换 向时阀芯的移动速度，因而可 以调节换向过程的快慢。右图 是二位三通机动换向阀。在常 态位，P与A相通；当行程挡快5 压下机动阀滚轮4时，P与B相通。 它经常应用于机床液压系统的 速度换接回路中。
表6-3 四通滑阀中位机能
机能代号 结构原理图 中位图形符号 机能代号 结构原理图 中位图形符号
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图中（a）的阀芯带有锥度，间隙小的一端在高压侧（称倒 锥）。如果阀芯不带锥度，那么在缝隙中沿x向的压力分布为直线， 如图中P1与P2间的点画线所示。现在阀芯带锥度，高压侧的缝隙小， 因此压力沿x向先急剧下降后变缓，压力分布为凹形，如图（a）中 的曲线a和b所示。又因阀芯下部缝隙较大，其压力分布曲线凹度较 上部缝隙小。这样阀芯就受到一个不平衡的径向液压力，如图中阴 影部分所示，方向使偏心加大。图（b）所示间隙小的一端在低压 侧（称顺锥），这时阀芯如有偏心，也将产生径向不平衡液压力， 但此力力图减少偏心量，有自动定心作用。图（c）所示为阀芯和 阀体中心线不平行情况。从图中分析可看出，这种情况下的径向不 平衡液压力最大。
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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：
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图6-12 阀芯倾斜时开环形槽的效果
五、操纵方Baidu Nhomakorabea 1、手动换向阀
（1）二位二通电磁阀 （2）三位四通电磁阀 （3）交流和直流电磁铁
2、机动换向阀
3、电磁换向阀 4、液动换向阀 5、电液动换向阀
第五章 方向阀与控制回路
单向阀和液控单向阀 换向阀 方向控制回路
§ 6-1 单向阀和液控单向阀
一、单向阀 二、液控单向阀
三、双向液压锁
1
一、单向阀
单向阀只允许油液某一方向流动，而反向截止。这种 阀也称为止回阀。对单向阀的主要性能要求是：油液通过 时压力损失要小；反向截止密封性要好。其结构如图。压 力油从P1进入，克服弹簧力推动阀芯，使油路接通，压力 油从P2流出；当压力油从反向进入时，油液压力和弹簧力 将阀芯压紧在阀座上， 油液不能通过。单向 阀都采用图示的座阀 式结构，这有利于保 证良好的反向密封性能。
( ) 二位二通电磁阀 ( )
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图中是二位二通电磁阀结构阀。常态时P与A不通。 通电时，电磁铁6通过推杆4克服弹簧2的预紧力，推动阀 芯1，使阀芯1换位， P与A接通。电磁铁顶部的手动推杆7 是为检查电磁铁是否动作以及在电气发生故障时实现手动 操纵而设置的。
向
电磁铁行程
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（2）三位四通电磁阀
七、多路换向阀
目前实际上应用的多路阀型式很多，可以分为 以下几种：
1. 按阀体的外形，分为整体式和分片式。
整体式的结构紧凑、重量轻、压力损失也较小。缺点 是不同机械的多路阀难于通用；加工时只要有一个阀孔不 合格既全体报废；整体式的阀体一般是铸造的，工艺比单 片复杂。
分片式的可以用很少几种单元阀体组合多种不同的多 路阀以适应各种机械的需要，因此增大了它的使用范围。 这类阀的缺点是加大了体积和重量，各片之间要有密封。
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湿式电磁铁的结构
三位四通电磁阀 阀体 阀芯 定位套 线圈 衔铁 对中弹簧 25 导套 挡圈 推杆 插头组件 环
4. 液动换向阀
液动换向阀利用控制油路的压力油来推动阀芯实现换 向，因此它适用于较大流量的阀。下图是三位四通液动换 向阀的结构原理图。当控制油口K1、K2不通压力油时， 阀芯在对中弹簧作用下处于中位。当K1通压力油、K2回 油时，阀芯右移，P与A通、B与T通；当K1通压力油、K2 回油时，阀芯左移(如图中所示)。
三位四通电磁阀结构如图所示。阀两端有两根对中弹 簧4和两个定位套3使阀芯2在常态时处于中位。在右端电 磁铁通电吸合时，衔铁9通过推杆6将芯推到左端； 反之左端电磁铁 通电吸合时，阀 芯被推到右端。 在图中滑阀为三 槽二台肩式，阀 芯两端是和回油 腔T连通的。
三位四通电磁阀 阀体 阀芯 22 定位套 线圈 衔铁 对中弹簧 导套 挡圈 插头组件 推杆 环
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图6-20 电液动换向阀
下图所示也是一种电液换向阀，不过这种阀不是为了 解决大规格问题，而是为了减小控制功率而设计的，称为 低功率电磁阀。图中主阀两端面与T’相通，在对中弹簧作 用下，主阀处于中位。当左端电磁铁吸合时，通过推杆 2 使先导阀芯5向右运动，主阀左端面A’与P’相通主阀被推向 右端，实现 了换位同样， 当右端电磁 铁吸合时， 主阀被推至 左端。
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（4）干式和湿式电磁铁
按照电磁铁的衔铁是否浸在油里，电磁铁又分为干式 和湿式两种。 干式电磁铁不允许油液进入电磁铁内部，因此推动阀 芯推杆处要有可靠的密封，密封处摩擦阻力较大，影响换 向可靠性，也易产生泄漏。 湿式电磁铁中具有非导磁材料制成的导套, 油液被封 在导套内。在线圈作用下，衔铁在导套内移动。所以，电 磁阀的相对运动部件之间就不需要设置密封装置，减少了 阀芯运动阻力，提高了滑阀转换向可靠性，并且没有外泄 漏。另外,套内的油液对衔铁的运动产生阻尼作用,有利于 减少换向冲击和噪声。湿式电磁铁的结构见下图。
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一、滑阀式换向阀的换向原理和图形符号 二、滑阀式换向阀的结构 三、滑阀机能
四、液压卡紧现象
五、操纵方式
六、其他结构形式的换向阀 七、多路换向阀
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一、滑阀式换向阀的换向原理和图形符号
图6-5 换向阀换向原理
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下表列出了几种常用换向阀的结构原理和图 形符号。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。
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二、滑阀式换向阀的结构
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，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。
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三、滑阀机能
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，称为滑 阀机能。下图是三位四通阀中位机能。
单向阀
2
二、液控单向阀
如图所示，液控单向阀下部有 一控制油口K，当控制口不通压力 油时，此阀的作用与单向阀相同； 但当控制口通以压力油时，阀就保 持开启状态，液流双向都能自由通 过。图上半部与一般单向阀相同， 下半部有一控活塞1，控制油口K通 以一定压力的压力油时，推动活塞 1并通过推杆2使锥阀芯3抬起，阀 就保持开启状态。
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机动换向阀
弹簧
2-阀芯 3-阀体 5-行程挡块
4-滚轮
３.
电磁换向阀
电磁阀借助于电磁铁吸力推动阀芯动作。其操纵方便， 布置灵活，易于实现动作转换的自动化。但其吸力有限， 不能用来直接操纵大规格的阀。 (1) 二位二通换向阀 下图是二位二通阀的图形符号。如果常态时P与A断开， 我们称这种阀具有常闭(O型)机能，见图A。反之，常态 时P与A 相通，我们称 这 种阀具有常开(H 型)机能， 见 图B。
（3）交流和直流电磁铁
根据电磁铁所用电源不同可分为交流电磁铁和直流电 磁铁两种。 交流电磁铁的优点是电源简单方便，启动力大。缺点 是启动电流大，在阀芯被卡住时会使电磁铁线圈烧毁。交 流电磁铁动作快，换向冲击大，换向频率不能太高。 直流电磁铁不论吸合与否，其电流基本不变，因此 不会因阀被卡住而烧毁电磁铁线圈，工作可靠性好，换向 冲击力也小。换向频率较高。但需要有直流电源。
阀芯 操纵手柄 拨爪
2、座阀式换向阀（球阀式换向阀）
图示为座阀式二位三通电磁阀换向阀的结构原理图。 在图示 状态，压力油P一方面作用在球阀1的左边，另一方面作用在球阀的 右边，以保证球 阀两边受力平衡。 在常态时，球阀1 压在左阀座3上， 此时P与A通，A 与 T切断。电磁铁 通电时，衔接 推杠杆5，推动 杆6，使球阀1压 向右阀座上。于 是油路切换，P 32 与A切断，A与T 接通。
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2.按各联换向阀均处于中立位置时的回油方式有图示两种： 图a中的压力油经各联换向阀中专门的通道回路，换向时 阀杆将此油路截死。图b中的压力油是通过卸荷阀A卸荷的。
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可调式液动换向阀
在液动阀的控制回路上往往装有可调的单向节流阀 （称阻尼器），以便分别调节换向阀芯在两个方向上的运 动速度，改善换向性能。阻尼器可和液动阀连成一体，也 可有独立的阀体。带有阻尼器的液动换向阀称为可调式液 动换向阀。其符号见下图。
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5.电液动换向阀
由于电磁阀推力有限，电磁阀不能做成大规格。大规格 时都做成电液动换向阀。它由大规格带阻尼器的液动换向 阀和小规格电 磁换向阀组合 而成。其中电 磁阀时是先导 阀，液动阀是 主阀。电液换 向阀结构见图。
图6-4 双向液压锁结构原理
6
阀体 2-控制活塞 3-顶杆
§ 6-2 换向阀
换向阀的基本作用可归结为：利用阀芯和阀 体的相对运动使阀所控制的一些油口接通或断开。 对换向阀的主要能要求是：油路导通时，压 力损失要小；油路断开时，泄漏量要小； 阀芯换 位，操纵力要小以及换向平稳等。 换向阀的用途什么广泛，种类也很多，可根 据换向阀的结构、操纵、位置和通路数等分类。
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10-主阀体 11-主阀体 -控制压力进油口 -控制压力油回油口
六、其他结构形式的换向阀
1、转阀式换向阀 在转阀中，阀芯相对于阀体作旋转运动以实现油路换 向，一般采用手动或机动操纵。三位四通转阀结构原理如 图所示。进油口P始终与阀芯1上的环形槽c和轴向槽b、d 相通。回油口T与 阀芯1上的环形槽 a和轴向槽e、f相 通。 在图示位置 （D-D剖面）用手 柄2使阀芯旋转90。 时， P与B通A与T通， 油路 31 换向。
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、 对中弹簧 阀芯
下左图为电液换向阀的图形符号，右图为其简化图形 符号。当先导电磁阀的电磁铁1DT和2DT都断电时，电磁处 于中位，控制压力油进油口P’关闭，主阀芯在对中弹簧作 用下处于中位，主油路进油口P也关闭。当1DT通电，电磁 阀处于左位，控制压力油经P’A’单向阀主阀芯左端 油腔，而回油从主阀芯右端油腔节流阀B’T’油箱。 于是主阀切换到左位, 主油路P与B通、A与T 通。当2DT通电，1DT 断电时，则有P与A通、 B与T通。
5-弹簧 6-卸荷阀芯
具有漏油油口的结构
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三、双向液压锁
如图所示，使两个液控单向阀共用一个阀体1和一个 控制活塞2，而顶杆3分别置于控制活塞两端，这样就成为 双向液压锁。当P1腔通压力油时，一方面油液通过左阀到 P2腔，另一方面使右阀顶开，保持P4与P3腔畅通。同样当 P3腔通压力油时一方面油液通 过右阀到P4腔，另一方面使左 阀顶开，保持P2与P1腔通畅。 而当P1和P2腔都不通压力油时， P2和P4腔封闭，执行元件被双 向锁住，故称为双向液压锁。