方向阀(201052)

1、第五章 液压传动调节与控制元件主要内容：本章主要讲述主要内容：本章主要讲述各类液压控制阀的工作各类液压控制阀的工作原理、结构特点和应用。原理、结构特点和应用。要掌握方向、压力和流要掌握方向、压力和流量控制阀的工作原理、结构特点、职能符号图以量控制阀的工作原理、结构特点、职能符号图以及在液压系统中的具体应用。及在液压系统中的具体应用。重点：单向阀、换向阀工作原理，三位滑阀中位重点：单向阀、换向阀工作原理，三位滑阀中位机能，溢流阀、减压阀、顺序阀的工作原理、性机能，溢流阀、减压阀、顺序阀的工作原理、性能和应用，节流阀和调速阀工作原理、性能。能和应用，节流阀和调速阀工作原理、性能。难点：是滑阀的液动

2、力、卡紧现象，三位换向阀难点：是滑阀的液动力、卡紧现象，三位换向阀的中位机能，溢流阀的静态特性，调速阀的工作的中位机能，溢流阀的静态特性，调速阀的工作原理。原理。1、液压阀的作用 液压阀是用来在液压系统中改变油液的流动方向和调节其压力和流量的元件2、液压阀的分类 按用途：方向阀、压力阀和流量阀 按操纵方式：手动阀、机动阀和电动阀 按结构：滑阀、球阀、锥阀、等 按安装联接方式：板式阀、管式阀、叠加阀、插装阀 按控制原理：普通阀、伺服阀、比例阀和数字阀 5.1 概述滑阀滑阀阀芯为多端圆柱体，阀芯相对阀体作轴向 运动；锥阀锥阀阀芯为锥柱体，阀芯相对阀体作轴向运动；转阀转阀阀芯为带圆周方向槽的圆柱体，

3、阀芯相对阀体转动；2. 按阀芯结构按阀芯结构:3. 按控制方式按控制方式: 有手动操作、电磁铁控制、比例电磁铁控制、液压控制等。4. 按安装方式按安装方式: 有板式阀、管式阀、叠加阀、插装阀等。5.1 概述概述5.1 概述概述5.1 概述概述3、对液压控制阀的要求 动作灵敏，安全可靠，冲击和振动小，噪声小 开启时压力损失小，关闭时泄露流量小 结构简单，便于安装、使用和维护，易于实现三化5.2 方向控制阀 方向控制阀是通过控制液体的流动方向来操纵执行元件的运动。通常，方向控制阀可分为单向阀和换向阀两大类。方向阀单向阀换向阀普通单向阀液控单向阀手动换向阀机动换向阀电磁换向阀电液换向阀液动换向阀方向

4、控制阀方向控制阀是用来改变液压系统中各油路之间液流是用来改变液压系统中各油路之间液流通断关系的阀类。通断关系的阀类。 单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许单向阀只允许经过阀的液流单方向流动，而不许反向流动。反向流动。单向阀有单向阀有和和两种。两种。 图图5.10 5.10 普通单向阀普通单向阀(b)5.2 方向控制阀一、单向阀1、普通单向阀 1）结构和图形符号(2)对单向阀的要求对单向阀的要求 开启压力要小。开启压力要小。能产生较高的反向压力，反向的泄漏要小。能产生较高的反向压力，反向的泄漏要小。正向导通时，阀的阻力损失要小。正向导通时，阀的阻力损失要小。0.03-0.1MPa阀芯运动平

5、稳，无振动、冲击或噪声。阀芯运动平稳，无振动、冲击或噪声。(3)单向阀的符号单向阀的符号 单向阀和其它阀组合后，成为组合阀，例如单向顺序阀、单向节流阀等。AB图图5.105.10（C C） 单向阀的职能符号单向阀的职能符号5.2 方向控制阀2）工作原理3）功能和应用 控制油液单向流动，防止油液反向流动 保护油泵，避免受外负载剧烈变化引起的液压冲击 作为背压阀，提供回油阻力，使执行元件运动平稳ab25134图中，用单向阀图中，用单向阀5将系统和泵隔将系统和泵隔断，泵开机时泵断，泵开机时泵排出的油可经单排出的油可经单向阀向阀5进入系统进入系统;泵停机时，单向泵停机时，单向阀阀5可阻止系统可阻止系统

6、中的油倒流。中的油倒流。 （1）用单向阀）用单向阀将系统和泵隔断将系统和泵隔断 (2)用单向阀将两个泵隔断用单向阀将两个泵隔断 在下图中，在下图中，1是低压大流量泵，是低压大流量泵，2是高压小流量泵。低是高压小流量泵。低压时两个泵排出的油合流，共同向系统供油。高压时，单压时两个泵排出的油合流，共同向系统供油。高压时，单向阀的反向压力为高压，单向阀关闭，泵向阀的反向压力为高压，单向阀关闭，泵2排出的高压油排出的高压油经过虚线表示的控制油路将阀经过虚线表示的控制油路将阀3打开，使泵打开，使泵1排出的油经阀排出的油经阀3回油箱，由高压泵回油箱，由高压泵2单独往系统供油，其压力决定于阀单独往系统供油，

7、其压力决定于阀4。这样，单向阀将两个压力不同的泵隔断，不互相影响。这样，单向阀将两个压力不同的泵隔断，不互相影响。2143(3) 用单向阀产生背压用单向阀产生背压 在右图中，高压油进入缸在右图中，高压油进入缸的无杆腔，活塞右行，有杆腔的无杆腔，活塞右行，有杆腔中的低压油经单向阀后回油箱。中的低压油经单向阀后回油箱。单向阀有一定压力降，故在单单向阀有一定压力降，故在单向阀上游总保持一定压力，此向阀上游总保持一定压力，此压力也就是有杆腔中的压力，压力也就是有杆腔中的压力，叫做背压，在缸的回油路上保叫做背压，在缸的回油路上保持一定背压，可防止活塞的冲持一定背压，可防止活塞的冲击，使活塞运动平稳。此种

8、用击，使活塞运动平稳。此种用途的单向阀也叫背压阀。途的单向阀也叫背压阀。背压阀pb(4)用单向阀和其它阀组成复合阀用单向阀和其它阀组成复合阀 由单向阀和节流阀组成复合阀，叫单向节流阀。用单向由单向阀和节流阀组成复合阀，叫单向节流阀。用单向阀组成的复合阀还有单向顺序阀、单向减压阀等。在单向节阀组成的复合阀还有单向顺序阀、单向减压阀等。在单向节流阀中，单向阀和节流阀共用一阀体。当液流沿箭头所示方流阀中，单向阀和节流阀共用一阀体。当液流沿箭头所示方向流动时，因单向阀关闭，液流只能经过节流阀从阀体流出。向流动时，因单向阀关闭，液流只能经过节流阀从阀体流出。若液流沿箭头所示相反的方向流动时，因单向阀的阻

9、力远比若液流沿箭头所示相反的方向流动时，因单向阀的阻力远比节流阀为小，所以液流经过单向阀流出阀体。此法常用来快节流阀为小，所以液流经过单向阀流出阀体。此法常用来快速回油。从而可以改变缸的运动速度。速回油。从而可以改变缸的运动速度。5.2 方向控制阀2、液控单向阀 1）结构和图形符号(1)液控单向阀的工作原理和图形符号液控单向阀的工作原理和图形符号(1)简式内泄型液控单向阀简式内泄型液控单向阀 此类阀此类阀不带卸荷阀芯不带卸荷阀芯，无专门的泄油口无专门的泄油口。 简式内泄型液控单向阀简式内泄型液控单向阀1 1 阀体；阀体；2 2 阀芯；阀芯；3 3 弹簧；弹簧；4 4 阀盖；阀盖；55阀座；阀座

10、；6 6 控制活塞；控制活塞；7 7 下盖。下盖。A正向进油口正向进油口; B 正向出油口正向出油口 K 控制口控制口内内泄泄式式图5.14(a) 带卸荷阀的内泄式液控单向阀2-主阀芯;3-卸荷阀芯; 5-控制活塞 123456ABK 若在控制口若在控制口K加控加控制压力，先顶开卸荷阀制压力，先顶开卸荷阀芯芯3，B腔压力降低，腔压力降低，活塞活塞5继续上升并顶开继续上升并顶开主阀芯主阀芯2，大量液流自，大量液流自B腔流向腔流向A腔，完成反腔，完成反向导通。此阀适用于反向导通。此阀适用于反向压力很高的场合。向压力很高的场合。图5.14(b) 带卸荷阀的液控单向阀(外泄式)2-主阀芯;3-卸荷阀芯

11、;5-控制活塞A-正向进油口;B-正向出油口;K-控制口ABKKL123456AB (4)液控单向阀符号液控单向阀符号 ABKa内泄式内泄式ABKb外泄式外泄式5.2 方向控制阀2）工作原理3）功能及应用 当控制口无控制油液作用时，其功能与普通单向阀 完全一样 当控制口通有控制油液时，油液可双向流动 液控单向阀常用来锁紧执行元件，又称为液压锁5.2 方向控制阀 在右图中，通过液控单在右图中，通过液控单向阀往立式缸的下腔供袖，向阀往立式缸的下腔供袖，活塞上行。停止供油时，因活塞上行。停止供油时，因有液控单向阀，活塞靠自重有液控单向阀，活塞靠自重不能下行，于是可在任一位不能下行，于是可在任一位置悬

12、浮。将液控单向阀的控置悬浮。将液控单向阀的控制口加压后，活塞即可靠自制口加压后，活塞即可靠自重下行。重下行。 若此立式缸下行为若此立式缸下行为工作行程，可同时往缸的上工作行程，可同时往缸的上腔和液控单向阀的控制口加腔和液控单向阀的控制口加压，则活塞下行，完成工作压，则活塞下行，完成工作行程。行程。ABK(5) 用液控单向阀使立式缸活塞悬浮用液控单向阀使立式缸活塞悬浮 (6) 用两个液控单向阀使液压缸用两个液控单向阀使液压缸双向闭锁双向闭锁 将高压管将高压管A中的压力作为控制压中的压力作为控制压力加在液控单向阀力加在液控单向阀2的控制口上，液的控制口上，液控单向阀控单向阀2也构成通路。此时高压油

13、也构成通路。此时高压油自自A管进入缸，活塞右行，低压油自管进入缸，活塞右行，低压油自B管排出，缸的工作和不加液控单向管排出，缸的工作和不加液控单向阀时相同。同理，若阀时相同。同理，若B管为高压，管为高压，A管为低压时，则活塞左行。若管为低压时，则活塞左行。若A、B管均不通油时，液控单向阀的控制管均不通油时，液控单向阀的控制口均无压力，阀口均无压力，阀1和阀和阀2均闭锁。这均闭锁。这样，利用两个液控单向阀，既不影响缸的正常动作，又可样，利用两个液控单向阀，既不影响缸的正常动作，又可完成缸的双向闭锁。锁紧缸的办法虽有多种，用液控单向完成缸的双向闭锁。锁紧缸的办法虽有多种，用液控单向阀的方法是最可靠

14、的一种。阀的方法是最可靠的一种。12AB方向控制阀方向控制阀n单向阀普通单向阀方向控制阀方向控制阀n单向阀方向控制阀方向控制阀n液控单向阀液控单向阀方向控制阀方向控制阀n液控单向阀液控单向阀方向控制阀：方向控制阀：单向阀液控单向阀方向控制阀方向控制阀n液控单向阀5.2 方向控制阀二、换向阀 换向阀的功用是控制油液的通断和流动方向，换向阀的功用是控制油液的通断和流动方向，控制执行元件的启动、停止、变速和换向。控制执行元件的启动、停止、变速和换向。 换向阀的工作原理是通过改变阀芯在阀体中的换向阀的工作原理是通过改变阀芯在阀体中的位置来控制油口的连通或闭死状态，从而控制油液位置来控制油口的连通或闭死

15、状态，从而控制油液的流向的流向 换向阀的分类：滑阀和转阀换向阀的分类：滑阀和转阀5.2 方向控制阀二、换向阀1、滑阀的分类、滑阀的分类 根据阀体上进、出油口的数量，可分为根据阀体上进、出油口的数量，可分为“X X通阀通阀” 根据阀芯相对于阀体的位置（工作位置）的数量，根据阀芯相对于阀体的位置（工作位置）的数量， 可分为可分为“X X位阀位阀” 根据操纵方式，可分为手动阀、机动阀、电磁阀、根据操纵方式，可分为手动阀、机动阀、电磁阀、 液动阀、电液阀液动阀、电液阀 TPAB 如下图，换向阀阀体2上开有4个通油口 P、A、B、T。换向阀的通油口永远用固定的字母表示，它所表示的意义如下：P压力油口；压

16、力油口；A、B工作油口；工作油口；T回油口回油口。PTBAPTBAP TA BTPABP TA BTPABTPABP TA BP TA BTPAB 下图表示阀芯处于中位时的情况, 此时从P 口进来的压力油没有通路。 A 、B 两个油口也不和T口相通。TPAB 下图表示人向一侧搬动控制手柄，下图表示人向一侧搬动控制手柄，或者说阀芯，或者说阀芯处于处于的情况。此时的情况。此时P口和口和A口相通，压力油经口相通，压力油经P、A到其它到其它元件；从其它元件回来的油经元件；从其它元件回来的油经B、阀芯中心孔，阀芯中心孔，T 回油箱。回油箱。P TA B左位P TA BTPAB 下图表示人向另一侧搬动控制

17、手柄， 或者说阀芯处于时的情况。此时，从P口进来的压力油经P、B 到其它元件。从其它元件回来的油经A、T回油箱。右位表5.1中图形符号的含义如下：n用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几“位”n方框内的箭头表示油路处于接通状态，但箭头方向不一定表示液流的实际方向n方框内符号“”或“”表示该通路不通n方框外部连接的接口数有几个，就表示几“通”n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。n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

18、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。 5.2 方向控制阀5.2 方向控制阀3、三位换向阀的中位机能 中位机能三位换向阀的阀芯停留在中间位置时， 各油口保持不同连通方式所具有的控 制功能在分析三位阀的中位机能时，主要考虑以下问题：在分析三位阀的中位机能时，主要考虑以下问题： 系统保压 系统卸荷 液压缸快进 液压缸浮动或锁紧5.2 方向控制阀5.2 方向控制阀5.2 方向控制阀 因因P口封闭，泵不能卸荷口封闭，泵不能卸荷 ，泵排出的压力油只能从，泵排出的压力油只能从溢流阀排回油箱。

19、溢流阀排回油箱。 可用于多个换向阀并联的系统。当一个分支中的换可用于多个换向阀并联的系统。当一个分支中的换向阀处于中位时向阀处于中位时, 仍可保持系统压力，不致影响其它分仍可保持系统压力，不致影响其它分支的正常工作。支的正常工作。P TA BO型机能型机能缸的两腔被封闭缸的两腔被封闭,活塞在任一位置均可停住活塞在任一位置均可停住, 且能承受且能承受一定的正向负载和反向负载，从静止到启动平稳，一定的正向负载和反向负载，从静止到启动平稳，1）O型机能型机能 阀芯处于中位时阀芯处于中位时, P,A,B,T 四个油口均被封闭，其特点四个油口均被封闭，其特点是：是：2）H型机能型机能 阀芯处于中位时,

20、P ,A,B,T 四个油口互通。P TA BH型机能型机能 虽然阀芯已除于中位，但缸的活塞无法停住。中位时虽然阀芯已除于中位，但缸的活塞无法停住。中位时油缸不能承受负载。油缸不能承受负载。 不管活塞原来是左行还是右行，缸的各腔均无压力冲不管活塞原来是左行还是右行，缸的各腔均无压力冲击，也不会出现负压。换向平稳无冲击，换向时无精度可言击，也不会出现负压。换向平稳无冲击，换向时无精度可言 泵可卸荷。泵可卸荷。 不能用于多个换向阀并联的系统。因一个分支的换向不能用于多个换向阀并联的系统。因一个分支的换向阀一旦处于中位，泵即卸荷，系统压力为零，其它分支也就阀一旦处于中位，泵即卸荷，系统压力为零，其它分

21、支也就不能正常工作了。不能正常工作了。H 型机能的特点如下：3）M型机能型机能 阀芯处于中位时阀芯处于中位时, A 、B 油口被封闭，油口被封闭，P、T 油口互通。油口互通。M型机能是取型机能是取O型机能的上半部型机能的上半部，H型机能的下半部组成的，型机能的下半部组成的，故兼有二者的特点。故兼有二者的特点。M型机能如下：型机能如下： 活塞可停在任一位置上，用能承受双向负载。活塞可停在任一位置上，用能承受双向负载。 制动时运动惯性引起缸的两腔会出现压力冲击，从静制动时运动惯性引起缸的两腔会出现压力冲击，从静止到启动平稳。止到启动平稳。 泵能卸荷。泵能卸荷。 不宜用于多个换向阀并联的系统不宜用于多个换向阀并联的系统。P TA BM型机能型机能 此种机能目的是构成差动连接油路，使单活塞杆缸此种机能目的是构成差动连接油路，使单活塞杆缸的活塞增速。的活塞增速。4）P型机能型机能 阀芯处于中位时，阀芯处于中位时，P、A、B油口互通，油口油口互通，油口T被封闭。被封闭。P TA BP型机能型机能5.2 方向控制阀4、换向阀的典型结构 1）手动换向阀图图5.17 三位四通手动换向阀三位四通手动换向阀弹簧复位方式弹簧复位方式钢珠定位方式钢珠定位方式 手动换向阀主要有弹簧复位和钢珠定位两种型式。 图5.17(a)