八、控制阀概述与方向控制阀.ppt
3.2 方向控制阀,3.3 压力控制阀,3.4 流量控制阀,第三章 液压控制阀,3.5 电液伺服阀,3.1 液压控制阀概述,3.1 液压控制阀概述,液压控制阀是液压系统的控制元件，其作用是控制或调节液压系统中液流的方向、压力和流量。液压阀一般由阀体、阀芯和控制阀芯在阀体中位置的装置(比如弹簧、电磁铁等)等三大部分组成。,3.1 液压控制阀概述,液压阀结构示例见下图。,3.1 液压控制阀概述,液压控制阀主要是利用阀芯在阀体中的相对运动，来控制阀口的油液通断、阀口的大小，从而控制液流的方向、压力和大小，并进而满足执行元件的压力、速度和换向等要求。,3.1 液压控制阀概述,规格参数公称通径：代表阀通流能力的大小，对应于阀的额定流量。,3.1 液压控制阀概述,性能参数 额定压力：液压阀长期工作所允许的最高压力。,3.1 液压控制阀概述,1)液压控制阀的基本要求(1)阀芯动作灵敏可靠，工作时冲击、振动小；(2)阀口全开时压力损失小；全关时密封性好；(3)结构紧凑，安装使用和维护方便，通用性大。,3.1 液压控制阀概述,2)液压控制阀的基本分类(1)按阀的使用机能分类:方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀。,3.1 液压控制阀概述,2)液压控制阀的基本分类(2)按阀芯的操纵方式分类:手动阀、电磁阀、机动阀、液控阀、电液控制阀。,3.1 液压控制阀概述,2)液压控制阀的基本分类(3)按阀芯的结构分类:滑阀式、座阀式(梭阀、球阀)、射流管阀式。,3.1 液压控制阀概述,2)液压控制阀的基本分类(4)按联接方式分类:管式联接阀、板式或叠加式联接阀、插装式联接阀。,3.2 方向控制阀,方向控制阀主要是通过控制液体流动的方向或通断，来操作执行元件的运动。比如液压油缸的伸缩、挖掘机行走马达的正反转和停止等。,3.2 方向控制阀,筑路机械液压系统中，常用的方向控制阀有单向阀和换向阀两种。方向控制阀的详细分类见下图。,3.2 方向控制阀,3.2 方向控制阀,1)单向阀 单向阀分普通单向阀和液控单向阀。普通单向阀限制液体只能朝一个方向流动；而液动单向阀可实现油液的双向流动。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(1)普通单向阀 阀芯依靠弹簧力紧靠于阀座上，油液要推开阀芯需克服阻力之和FS。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(1)普通单向阀 FS包括弹簧和P2侧油液对阀芯向左的作用力，以及阀芯在阀体中移动的摩擦阻力。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(1)普通单向阀 若油液自P1口进入，当油压对阀芯产生的力低于FS时，则阀芯保持不动，油路不通；反之，则油液推开阀芯，经阀体内部经P2口流出，油路实现联通。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(1)普通单向阀 若油液自P2口进入，则不论油压大小，其对阀芯的力始终向左，与FS的力方向一致，此时，阀芯始终处于关闭状态，油路不通。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(1)普通单向阀 因此，普通单向阀实现了对液流方向的限制，液体只能朝一个方向流动。普通单向阀的符号见右图。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(1)普通单向阀 普通单向阀常用于：a、安装在泵的出口，防止系统压力冲击影响泵的正常工作，并防止在泵不工作时出现油液倒流。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(1)普通单向阀 普通单向阀常用于：b、被用来分隔油路以防止高低压干扰；c、安装在执行元件回油路上，使回油具有背压。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(2)液控单向阀 液控单向阀在普通单向阀基础上有所改进，通过控制油液的输入，可使油液实现双向流动。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(2)液控单向阀 如右图所示。当控制油口K无油液输入，此时该阀的机能与普通换向阀一致。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(2)液控单向阀 当油口K输入控制油液，此时活塞右移，通过顶杆，顶开阀芯并使其右移。此时，油液即可从P1口流向P2口，也可反向流动。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(2)液控单向阀 图中A为卸油腔，配置与油箱相通的卸油口，可以减少A腔油液对活塞向右的阻力，降低阀芯的开启力，也称外泄式液控单向阀。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(2)液控单向阀 因此，液控单向阀在有控制油液输入时，可实现两个方向的流动。液控单向阀的符号见右下图，注意控制油路K为虚线绘制。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(2)液控单向阀 考虑到主阀芯承压面积较大，若B腔油压高，则顶杆难以顶开主阀芯，因此设计承压面小于主阀芯的卸荷阀芯。见下页示意图。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(2)液控单向阀 工作中，顶杆首先顶起卸荷阀芯，B腔油液部分流入A，压力降低，此时顶起主阀芯阻力则大大降低。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(2)液控单向阀 液控单向阀的应用还有双向液控单向阀的形式，如右图。其由两个液控单向阀组成。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(2)液控单向阀 若油液自B流入，推动左侧阀芯左移同时，也推动活塞右移并顶开右侧阀芯。油液实现BB1和A1A的流动。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(2)液控单向阀 反之，若油液自A流入，相应的原理，油液也可实现B1B和AA1的流动。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(2)液控单向阀 若A、B皆无油液输入时，活塞在左右受力相等的情况下居于中间，将左右两阀封闭，油路不通。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(2)液控单向阀 双向液控单向阀也称液压锁，其图形符号见右下图。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(2)液控单向阀 如右图。双向液控单向阀可对液压缸的两腔进行保压锁定，所以称之为液压锁。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(3)单向阀常见故障及原因 不起单向阀作用：a、阀芯结合面有毛刺或污物进入配合间隙，阀芯卡死；b、阀芯磨损过大、阀芯外径与阀体内径配合间隙差；c、弹簧折断或丧失弹性。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(3)单向阀常见故障及原因 内泄漏严重：a、阀芯磨损过大，不密封油液；b、污物进入配合间隙，阀芯卡在开启位置；c、阀芯与阀体配合间隙过大；d、阀芯偏离阀座中心线。,3.2 方向控制阀,1)单向阀(3)单向阀常见故障及原因 液控阀不起液控作用：a、主阀芯卡死；b、控制油压力偏低或存在泄漏；c、卸油口堵死，油液不卸荷；d、活塞卡死。,3.2 方向控制阀,2)换向阀 换向阀的作用是在同一路进油的前提下，通过操纵，改变液体的流出方向，从而实现执行元件不同的动作。如液压缸的伸缩、马达的正反转等。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(1)位和通 换向阀的位，指的是阀芯在阀体中可移动的位置数，亦即换向阀能实现几种油路流动状态。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(1)位和通 换向阀的通，指的是阀上的各种接油管的进出口数量。通常进油口标为P，回油口标为R或T。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(1)位和通 如右图。阀上设置有进油口P、回油口T、工作油口A和B，共4个油口，因此该阀为四通阀。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(1)位和通 又如右图所示三通阀。上图中阀芯堵住油口A，而进油口P与油口B相通；下图中阀芯右移，堵住油口B，进油口P与A相通。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(1)位和通 所以，图中的阀芯有两个位置数，在同为P进油时，液流有两种输出状态。此阀的位数为两位，称两位阀。换向阀换向演示见下页动画。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(1)位和通 在换向阀符号中，以方格代表阀的位。同时，在不同的方格中，标示出各油口及该位情况下的油路通断情况。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(1)位和通 通路用箭头表示，断路有字符“T”表示。示例见下图。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(1)位和通 注意：换向阀工作状态中有一个常态位，即阀芯未受外力时的状态。绘制符号时，油路应连接在常态位上。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(1)位和通 三位四通阀典型的滑阀机能见下图。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(1)位和通 在管、板式电磁阀阀体上，多铸有P、A、B、T(或O)字样，弄清楚P、A、B、T各孔位置，便可用吹气或灌油的方法判断出阀的中位机能。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(1)位和通 操作中，从P孔吹气(或灌油)，可根据底面其他油口有无气或油液冒出，可判断国产阀是否为P、C、K、M、H、O型(进口阀可对照出其机能)。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(1)位和通 例如，从P孔灌油，A孔有油液冒出，其余油孔没有油液流出，则可判断该阀中位机能为C型。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(1)位和通 同样，从B孔吹气或灌油，结合从其他孔吹气或灌油的导通情况，可决定是否为J、Y、P型等中位机能。具体情形见下图。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(1)位和通 对于其他类型的阀，油口的数量和形状有所不同，但判定机能所用的吹气或灌油方法相同，可参照执行。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(2)手动换向阀 阀芯借助外界人力来实现运动，适用于流量不大的中、小型机械液压系统。按照阀芯的定位形式，可分为弹簧复位式和钢珠定位式。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(2)手动换向阀 右图是自动复位式手动换向阀。若推动手柄向右，则阀芯移至左位，P与A相通，B与O相通；,3.2 方向控制阀,2)换向阀(2)手动换向阀 反之，手柄向左，则阀芯移至右位，油液换向。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(3)机动换向阀 阀芯通过安装在运动部件上的撞块或凸轮来推动。特点是工作可靠，适用于流量不大的液压系统。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(4)电磁换向阀 阀芯依靠电磁推力和弹簧力共同作用来实现运动。按电磁铁的种类，可分为交流和直流、干式和湿式电磁换向阀。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(4)电磁换向阀 因为电磁吸力有限，电磁换向阀最大通流量小于100L/min。所以对液动力较大的大流量阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(5)液动换向阀 阀芯依靠两侧油腔的油液压力和弹簧力的共同作用来实现运动。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(5)液动换向阀 当K1和K2皆没有通入控制油时，阀芯在弹簧力作用下处于中位；P、A、B、T四油口互不相通。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(5)液动换向阀 若K1(K2)口通入控制油，阀芯在油压作用下，克服弹簧阻力右(左)移，使得P、A、B、T油口实现不同的联通状态。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(5)液动换向阀 由于压力油可产生很大的推力，所以液动换向阀适用于高压大流量液压系统。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(6)电液换向阀 大中型设备中阀的流量大，摩擦力和液动力太大，电磁阀的电磁铁推力太小，需用电液阀来代替进行控制。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(6)电液换向阀 电液换向阀是由电磁换向阀与液动换向阀组合而成，液动换向阀实现主油路的换向，称为主阀；电磁换向阀改变液动阀控制油路的方向，称为先导阀。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(6)电液换向阀 由于操纵主阀的推力可以很大，所以主阀芯的尺寸可做得很大，允许较大的油液流量通过。这样用较小的电磁力就能控制较大的液流。,3.2 方向控制阀,2)换向阀(6)电液换向阀 特点：a、先导阀芯与主阀芯运动方向一致；b、通过电磁阀小流量来控制大流量。,3.2 方向控制阀,3)换向阀职能符号 各类型换向阀职能符号绘制方法见右图。,3.2 方向控制阀,3)换向阀职能符号 示例 三位四通液动换向阀 两位两通电磁换向阀,3.2 方向控制阀,思考：1、通过学习，是否对方向控制阀有了基本的认识？2、对单向阀和换向阀的工作原理是否理解透彻？3、是否了解各类型方向控制阀的使用特点？,
