第5章液壓傳動控制元件02-換向閥

換向閥能改變液流方向，將換向閥與缸連接可以很方便地使缸的活塞改變運(yùn)動方向。5.2.2換向閥換向閥的類型有

按閥的結(jié)構(gòu)形式：滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式、錐閥式。

按閥的操縱方式：手動式、機(jī)動式、電磁式、液動式、電液動式、氣動式。

按閥的工作位置數(shù)和控制的通道數(shù)：二位二通閥、二位三通閥、二位四通閥、三位四通閥、三位五通閥等。11換向閥的工作原理

TPAB

如下圖，換向閥閥體2上開有4個通油口P、A、B、T。換向閥的通油口永遠(yuǎn)用固定的字母表示，它所表示的意義如下：P—壓力油口；A、B—工作油口；T—回油口。PTBA2PTBAPTABTPABPTABTPABTPABPTAB3PTABTPAB下圖表示閥芯處于中位時的情況,此時從P口進(jìn)來的壓力油沒有通路。A、B兩個油口也不和T口相通。4TPAB下圖表示人向一側(cè)搬動控制手柄，閥芯左移，或者說閥芯處于左位的情況。此時P口和A口相通，壓力油經(jīng)P、A到其它元件；從其它元件回來的油經(jīng)B、閥芯中心孔，T回油箱。PTAB左位5PTABTPAB下圖表示人向另一側(cè)搬動控制手柄閥芯右移，或者說閥芯處于右位時的情況。此時，從P口進(jìn)來的壓力油經(jīng)P、B到其它元件。從其它元件回來的油經(jīng)A、T回油箱。右位62換向機(jī)能換向閥的“通”和“位”“通”和“位”是換向閥的重要概念。不同的“通”和“位”構(gòu)成了不同類型的換向閥?！拔弧?Position)一指閥芯的位置，通常所說的“二位閥”、“三位閥”是指換向閥的閥芯有兩個或三個不同的工作位置，“位”在符號圖中用方框表示。所謂“二通閥”、“三通閥”、“四通閥”是指換向閥的閥體上有兩個、三個、四個各不相通且可與系統(tǒng)中不同油管相連的油道接口，不同油道之間只能通過閥芯移位時閥口的開關(guān)來溝通。7不同的“通”和“位”的滑閥式換向閥主體部分的結(jié)構(gòu)形式和圖形符號名稱結(jié)構(gòu)原理圖圖形符號二位二通

二位三通

二位四通

三位四通

8表5.1中圖形符號的含義如下：用方框表示閥的工作位置，有幾個方框就表示有幾“位” 方框內(nèi)的箭頭表示油路處于接通狀態(tài)，但箭頭方向不一定表示液流的實(shí)際方向方框內(nèi)符號“┻”或“┳”表示該通路不通方框外部連接的接口數(shù)有幾個，就表示幾“通”9表5.1中圖形符號的含義如下：一般，閥與系統(tǒng)供油路連接的進(jìn)油口用字母P表示；閥與系統(tǒng)回油路連通的回油口用T(有時用O)表示；而閥與執(zhí)行元件連接的油口用A、B等表示。有時在圖形符號上用L表示泄漏油口。換向閥都有兩個或兩個以上的工作位置，其中一個為常態(tài)位，即閥芯未受到操縱力時所處的位置，圖形符號中的中位是三位閥的常態(tài)位。利用彈簧復(fù)位的二位閥則以靠近彈簧的方框內(nèi)的通路狀態(tài)為其常態(tài)位。繪制系統(tǒng)圖時，油路一般應(yīng)連接在換向閥的常態(tài)位上。103滑閥機(jī)能

滑閥式換向閥處于中間位置或原始位置時，閥中各油口的連通方式稱為換向閥的滑閥機(jī)能。

兩位閥和多位閥的機(jī)能是指閥芯處于原始位置時,閥各油口的通斷情況。

三位閥的機(jī)能是指閥芯處于中位時,閥各油口的通斷情況。三位閥有多種機(jī)能現(xiàn)只介紹最常用的幾種。11（l）二位二通換向閥

二位二通換向閥其兩個油口之間的狀態(tài)只有兩種：通或斷。二位二通換向閥的滑閥機(jī)能有：常閉式（O型）、常開式（H型）。圖5.15二位二通換向閥的滑閥機(jī)能

二位閥的原始位置：若為手動控制，則是指控制手柄沒有動作的位置；若為液壓控制則是指失壓的位置若為電磁控制則是指失電的位置。二位五通12

（2）三位四通換向閥

三位四通換向閥的滑閥機(jī)能有很多種，常見的有表5.2中所列的幾種。中間一個方框表示其原始位置，左右方框表示兩個換向位。其左位和右位各油口的連通方式均為直通或交叉相通，所以只用一個字母來表示中位的型式。PTABO型機(jī)能13②因P口封閉，泵不能卸荷，泵排出的壓力油只能從溢流閥排回油箱。③可用于多個換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。當(dāng)一個分支中的換向閥處于中位時,仍可保持系統(tǒng)壓力，不致影響其它分支的正常工作。PTABO型機(jī)能①缸的兩腔被封閉,活塞在任一位置均可停住,且能承受一定的正向負(fù)載和反向負(fù)載。1）O型機(jī)能

閥芯處于中位時,P,A,B,T四個油口均被封閉，其特點(diǎn)是：142）H型機(jī)能

閥芯處于中位時,P,A,B,T四個油口互通。PTABH型機(jī)能①雖然閥芯已處于中位，但缸的活塞無法停住。中位時油缸不能承受負(fù)載。②不管活塞原來是左行還是右行，缸的各腔均無壓力沖擊，也不會出現(xiàn)負(fù)壓。換向平穩(wěn)無沖擊，換向時無精度可言③泵可卸荷。④不能用于多個換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。因一個分支的換向閥一旦處于中位，泵即卸荷，系統(tǒng)壓力為零，其它分支也就不能正常工作了。H型機(jī)能的特點(diǎn)如下：153）M型機(jī)能閥芯處于中位時,A、B油口被封閉，P、T油口互通。M型機(jī)能是取O型機(jī)能的上半部，H型機(jī)能的下半部組成的，故兼有二者的特點(diǎn)。M型機(jī)能如下：①活塞可停在任一位置上，且能承受雙向負(fù)載。②缸的兩腔會出現(xiàn)壓力沖擊或負(fù)壓，依活塞原來的運(yùn)動方向而定?；钊星皼_。③泵能卸荷。④不宜用于多個換向閥并聯(lián)的系統(tǒng)。PTABM型機(jī)能16此種機(jī)能目的是構(gòu)成差動連接油路，使單活塞桿缸的活塞增速。4）P型機(jī)能閥芯處于中位時，P、A、B油口互通，油口T被封閉。PTABP型機(jī)能17O型機(jī)能H型M型P型18Y型機(jī)能――Ｐ封閉，Ａ、Ｂ、Ｔ互通。除上述四種常用的機(jī)能外，根據(jù)油口通斷情況不同尚可組合成多種機(jī)能，不過這些機(jī)能多用在特殊場合。這些機(jī)能是：油缸浮動，系統(tǒng)保壓。19Ｋ型機(jī)能――Ｐ、Ａ、Ｔ互通，Ｂ封閉。單向鎖緊，油泵卸荷。20Ｘ型機(jī)能―Ｐ、Ａ、Ｂ、Ｔ之間只有很小的縫隙連通：壓力油與各油口半開啟連通，系統(tǒng)保持一定壓力。Ｊ型機(jī)能―Ｐ、Ａ封閉，Ｂ、Ｔ互通：系統(tǒng)不卸載，缸一腔封閉，另一腔與回油連通。21Ｃ型機(jī)能―Ｐ、Ａ相通，Ｂ、Ｔ封閉：壓力油與腔連通，另一腔及回油皆封閉。Ｕ型機(jī)能―Ｐ、Ｔ封閉，Ａ、Ｂ互通：系統(tǒng)不卸載，缸兩腔連通，回油封閉。224換向閥的操縱方式三位四通手動換向閥彈簧復(fù)位方式鋼珠定位方式手動換向閥主要有彈簧復(fù)位和鋼珠定位兩種型式。1）手動換向閥旋轉(zhuǎn)移動式手動換向閥旋轉(zhuǎn)移動手動換向閥，旋轉(zhuǎn)手柄可通過螺桿推動閥芯改變工作位置。手柄帶鎖23此類控制方式的“信號源”是缸的運(yùn)動件。例如將擋塊固定在運(yùn)動的活塞桿上，當(dāng)擋塊觸壓閥推桿2的滾滾輪1時，推桿2即推動閥芯3換向。擋塊和推桿2端部的滾輪脫離接觸后，閥芯即可靠彈簧復(fù)位。此種閥的控制方式因和缸的行程有關(guān)，也有管此類閥叫“行程閥”。1—滾輪2—推桿3—閥芯機(jī)動換向閥2）機(jī)動換向閥24兩位兩通機(jī)動換向閥擋塊操縱，彈簧復(fù)位。兩位兩通常開常閉靠彈簧的方格表示常態(tài)25

電磁換向閥是利用電磁鐵吸力推動閥芯來改變閥的工作位置。（1）直流電磁鐵和交流電磁鐵3）電磁換向閥閥用電磁鐵根據(jù)所用電源的不同，有以下三種：①交流電磁鐵。壽命較短。②直流電磁鐵。需要專用直流電源，使用壽命較長。③本整型電磁鐵。本整型指交流本機(jī)整流型。（2）干式、油浸式、濕式電磁鐵

不管是直流還是交流電磁，都可做成干式和濕式的。濕式電磁鐵具有吸著聲小、壽命長、溫升低等優(yōu)點(diǎn)。26圖5.19三位四通電磁換向閥右電磁鐵通電換向左、右電磁鐵斷電（復(fù)中位）左電磁鐵通電換向電磁換向閥的工作原理27符號：28兩位三通電磁換向閥電磁鐵操縱，彈簧復(fù)位。優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)自動化。應(yīng)用：小流量的場合。（q≤63L/min)29實(shí)物304）液動換向閥液動換向閥是利用控制壓力油來改變閥芯位置的換向閥。對三位閥而言，按閥芯的對中形式，分為彈簧對中型和液壓對中型兩種。31閥芯兩端分別接通控制油口K1和K2。當(dāng)對液動滑閥換向平穩(wěn)性要求較高時，還應(yīng)在滑閥兩端K1、K2控制油路中加裝阻尼調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)阻尼調(diào)節(jié)器節(jié)流口大小即可調(diào)整閥芯的動作時間。彈簧對中型三位四通液動換向閥

32p1p21、5—對中彈簧；2、4—定位套筒；3—閥芯；k1、k2—控制油口彈簧對中型三位四通液動換向閥

33液體操縱，彈簧復(fù)位。三位四通液動換向閥應(yīng)用：高壓，大流量的場合。（q≤160L/min)符號：34電磁換向閥起先導(dǎo)作用，控制液動換向閥的動作；液動換向閥作為主閥，用于控制液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。5）電液動換向閥5-11外部控制、外部回油的彈簧對中電液換向閥

電液換向閥是電磁換向閥和液動換向閥的組合。電液換向閥用在大流量的液壓系統(tǒng)中。35圖5-12外部控制、外部回油的彈簧對中電液換向閥

電液換向閥有彈簧對中和液壓對中兩種型式。若按控制壓力油及其回油方式進(jìn)行分類則有：外部控制、外部回油；外部控制、內(nèi)部回油；內(nèi)部控制、外部回油；內(nèi)部控制、內(nèi)部回油等四種類型。36電液聯(lián)合控制，彈簧復(fù)位。電磁控制先導(dǎo)閥動作，液體控制主閥芯動作，節(jié)流閥控制閥芯移動速度。簡化符號：三位四通電液換向閥應(yīng)用：高壓、大流量的場合。（q≤1200L/min)37實(shí)物38電磁球式換向閥

密封性好，介質(zhì)可以是水、乳化液和礦物油；工作壓力可高達(dá)63MPa。常開型二位三通電磁球式換向閥391—電磁鐵；2—杠桿；3—左推桿；4—左閥座；5—鋼球；6—右閥座；7—右推桿；8—彈簧電磁球式換向閥原理405.2.3方向閥在換向與鎖緊回路中的應(yīng)用

對于換向要求高的主機(jī)（如各類磨床），若用手動換向閥就不能實(shí)現(xiàn)自動往復(fù)運(yùn)動，一般采用特殊設(shè)計(jì)的機(jī)液換向閥，以行程擋塊推動機(jī)動先導(dǎo)閥，由它控制一個可調(diào)式液動換向閥來實(shí)現(xiàn)工作臺的換向，既可避免“換向死點(diǎn)”，又可消除換向沖擊。這種換向回路，按換向要求不同可分為時間控制制動式和行程控制制動式兩種。1）簡單換向回路

2）復(fù)雜換向回路

簡單換向回路，只需在泵與執(zhí)行元件之間采用標(biāo)準(zhǔn)的普通換向閥即可。1換向回路

41時間控制制動式換向回路（1）時間控制制動式換向回路42時間控制制動式換向回路

其制動時間可通過節(jié)流閥J1和J2的開口量得到調(diào)節(jié)；此外，換向閥中位機(jī)能采用H型，對減小沖擊量和提高換向平穩(wěn)性都有利。其主要缺點(diǎn)是換向精度不高。43行程間控制制動式換向回路2）行程控制制動式換向回路換向精度較高，沖出量較小；但制動時間的長短不可調(diào)。44

鎖緊回路可使活塞在任一位置停止，可防其竄動。鎖緊的簡單的方法是利用三位換向閥的M、O型中位機(jī)能封閉液壓缸兩腔。但由于換向閥有泄漏，這種鎖緊方法不夠可靠，只適用于鎖緊要求不高的回路中。最常用的方法是采用雙液控單向閥，由于液控單向閥有良好的密封性能，即使在外力作用下，也能使執(zhí)行元件長期鎖緊。

鎖緊回路

2鎖緊回路

45液壓閥的連接方式有五種。（1）螺紋連接

閥體油口上帶螺紋的閥稱為管式閥。將管式閥的油口用螺紋管接頭和管道連接，并由此