单向阀和液控单向阀

单向阀和液控单向阀单向阀和液控单向阀第六章第六章 方向阀和方向控制回路方向阀和方向控制回路换向阀换向阀方向控制回路方向控制回路 6-1 单向阀和液控单向阀单向阀和液控单向阀一、一、 单向阀单向阀二、二、 液控单向阀液控单向阀 三、三、 双向液压锁双向液压锁 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。一、单向阀二、液控单向阀二、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。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。具有漏油油口的结构具有漏油油口的结构三、双向液压锁三、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。结束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。 6-2 换向阀换向阀一、一、 滑阀式换向阀的换向原理和图形符号滑阀式换向阀的换向原理和图形符号二、二、 滑阀式换向阀的结构滑阀式换向阀的结构三、三、 滑阀机能滑阀机能 四、四、 液压卡紧现象液压卡紧现象五、五、 操纵方式操纵方式六、六、 其他结构形式的换向阀其他结构形式的换向阀七、七、 多路换向阀多路换向阀一、滑阀式换向阀的换向原理和图形符号一、滑阀式换向阀的换向原理和图形符号滑阀式换向阀是靠阀芯在阀体内作轴向运动，而使相应的油路接通或断开的换向阀。其换向原理如下图所示。当阀芯处于左图位置时， P与 B,A与 T相连，活塞向左运动；当阀芯向右移动处于右图位置时， P与 A, B与 T相连，活塞 向右运动。所以 图示换向阀可用 于使液压执行元 件换向。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。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。二、滑阀式换向阀的结构二、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。 图为滑阀和阀芯的实际结构三、滑阀机能三、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。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，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，使阀芯紧贴在孔壁上，产生相当大的摩擦力，使滑阀卡住，这称为液压卡紧现象。下图表示阀芯上所受径向力的几种情况。图中 P1为高压侧压力， P2为低压侧压力。四、液压卡紧现象四、液压卡紧现象图中（ 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。开环形槽的效果 开有开有 均压槽均压槽 的部位，四周都有相等或接近相等的的部位，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：环槽的效果可从下图看出：1、手动换向阀4、液动换向阀 5、电液动换向阀 （ 1） 二位二通电磁阀（ 4） 干式和湿式电磁铁五、操纵方式五、操纵方式3、电磁换向阀2、机动换向阀（ 3） 交流和直流电磁铁（ 2） 三位四通电磁阀 . 手动换向阀 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。 . 机动换向阀 机动换向阀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。 . 电磁换向阀 电磁换向阀(1)二位二通换向阀 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. 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。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。（ 2）三位四通电磁阀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。（ 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。（ 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。湿式电磁铁的结构4. 液动换向阀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 )。可调式液动换向阀可调式液动换向阀在液动阀的控制回路上