项目4 方向控制阀的认知及方向控制回路的分析、组建与调试

《液压与气动项目教程》项目4方向控制阀的认知及方向控制回路的分析、组建与调试工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试【教学目标】1.掌握换向阀和单向阀的类型，结构，工作原理，图形符号和应用特点。2.掌握换向阀的选用及连接、操作方法。3.掌握换向回路的组成、工作原理和适用范围。4.能够通过图形符号正确表达换向回路和锁紧回路，能够辨识并恰当地选用不同的液压元件，并安装到回路的相应位置。5.掌握单向阀的类型、结构、工作原理和职能符号。

6.掌握单向阀在实际中的应用。7.增强企业运营生产节能环保意识，培养人与自然可持续发展理念的职业素养。项目4方向控制阀的认知及方向控制回路的分析、组建与调试工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试任务引入：平面磨床的工作台的液压系统工作原理1-邮箱；2-过滤器；3-液压泵；4-节流阀；5-溢流阀；6-换向阀；7-手柄；8-液压缸；9-活塞；10-工作台图4-1

平面磨床液压系统原理图（a）平面磨床实物参照图（b）磨床的液压系统工作原理图1.换向阀

换向阀是利用阀芯与阀体相对位置的改变，来控制各油口的通断，从而控制相应油路接通、切断或变换方向，实现控制执行元件的换向和启停。工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试1.1换向阀的分类1.2换向阀的工作原理及图形符号

滑阀式换向阀的主体结构是指阀芯和阀体的结构。换向阀是利用阀芯与阀体的相对位置改变使油路接通、切断或变换油流的方向，从而实现液压执行元件的启动、停止或变换方向。工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试1.2换向阀的工作原理及图形符号

常见的滑阀式换向阀操纵方式有手动、机动、电动、液动、电液动等。工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试1.2换向阀的工作原理及图形符号

符号含义：工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试

三位阀的中位为常态位，二位阀靠近弹簧的那一位为常态位。二位二通换向阀有常开型和常闭型之分，常开型的常态位两油口相通，常闭型的常态位是截止的。在液压系统图中，换向阀的符号与油路的连接通常应画在常态位上。1.3换向阀的典型结构

手动换向阀：工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试（a）手动换向阀实物参照图（b）自动复位式、钢球定位式手动换向阀三位四通手动换向阀1.3换向阀的典型结构

机动换向阀：工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试（a）机动换向阀实物参照图（b）自动复位式、钢球定位式手动换向阀二位三通机动换向阀1.3换向阀的典型结构

电磁换向阀：工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试二位二通电磁换向阀1.3换向阀的典型结构

电磁换向阀：工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试三位四通电磁换向阀1.3换向阀的典型结构

液动换向阀：工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试三位四通液动换向阀1.3换向阀的典型结构

电液动换向阀：工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试三位四通电液动换向阀1.4换向阀的中位机能

三位换向阀阀芯在中间位置时，各油口的连通方式体现了换向阀的不同控制机能，称为换向阀的中位机能，并用英文字母来形象表示。中位机能不同，换向阀对系统的控制性能影响不同。工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试2.换向回路

换向回路的功用是实现执行元件的换向或使执行元件运动到某一位置停止等操作，常用于换向、锁紧、卸荷、顺序动作及按规定程序实现自动循环等油路中。各种操纵方式的换向阀都可组成换向回路，只是性能和使用场合不同。这些回路遍及各液压系统中。工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试单作用缸的换向回路

双作用缸的换向回路2.换向回路

磨床工作台换向回路的仿真设计与调试工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试磨床工作台换向回路的组建与调试实操训练序号元件名称数量备注1

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2.换向回路

磨床工作台换向回路拓展训练工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试输入输出接线图控制程序3.任务评价

工作任务4.1换向阀的认知及磨床液压系统的组建与调试总分=自我评价*20%+教师评价*80%

工作任务4.2单向阀的认知及汽车起重机支腿液压系统的组建与调试任务引入：汽车起重机支腿的液压系统工作原理（a）液压起重机参照图（b）起重机支腿液压系统工作原理图1.单向阀

液压系统中常见的单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。工作任务4.2单向阀的认知及汽车起重机支腿液压系统的组建与调试1.1普通单向阀普通单向阀简称单向阀，其作用是只允许油液沿一个方向流动，不允许反向倒流。因此，又叫做逆止阀或止回阀。1.1.1普通单向阀的工作原理和图形符号普通单向阀根据连接方式可分为管式和板式两种。直通式单向阀为管式连接，直角式单向阀为板式连接。

单向阀及图形符号

(a)锥阀芯

(b)球阀芯

(c)图形符号

1—阀体；2—阀芯；3—弹簧；4、5—挡圈1.1.1普通单向阀的工作原理和图形符号工作任务4.2单向阀的认知及汽车起重机支腿液压系统的组建与调试

1)单向阀的弹簧主要用来克服阀芯的摩擦阻力和惯性力，弹簧力很小，仅起复位作用。因此，为了使单向阀工作灵敏可靠，普通单向阀的弹簧刚度较小，油液流动时产生的压力降也较小，中低压单向阀的正向开启压力只需0.03~005MPa。2)若安装于回油路中作为背压阀使用时，单向阀则应换成较大刚度的弹簧，背压力常为0.2~0.6MPa3)单向阀起反向截止作用时，因锥阀阀芯与阀座孔为线密封，且密封力随压力增高而增大，故密封性能良好。单向阀的阀芯有钢球式阀芯和锥阀式阀芯两种，钢球式阀芯结构简单，但密封性能不如锥阀式好，一般只在低压、小流量情况下使用。

1.1.2普通单向阀的特点工作任务4.2单向阀的认知及汽车起重机支腿液压系统的组建与调试

1）单向阀常安装在泵的出口处，一方面可防止系统中的液压冲击影响泵的工作；另一方面在泵不工作时可防止系统中的油液倒灌入液压泵。如图4-24a。2）单向阀还可以在系统中分隔油路，以防止油路间的相互干扰。如在双泵供油的系统中，低压大流量泵的出口处必设单向阀，以防止高压小流量泵的输出的液压油流入低压泵内。如图4-24b。3）单向阀安装在回油路中作为背压阀。4-24c。4）与其他阀组合成单向控制阀。4-24d。

1.1.3普通单向阀的用途普通单向阀的应用工作任务4.2单向阀的认知及汽车起重机支腿液压系统的组建与调试

1.2液控单向阀液控单向阀是允许液流向一个方向流动，反向开启则必须通过液压控制来实现的单向阀。液控单向阀可用作二通开关阀，也可用作保压阀，用两个液控单向阀还可以组成“液压锁”。1.2.1液控单向阀的工作原理和图形符号除进、出油口P1和P2外，液控单向阀还有一个控制油口X。当控制油口X无压力油（pX=0）进入时，它和普通单向阀一样，压力油只能从P1腔流向P2腔，不能反向流动。若控制油口X通入控制油时，控制活塞1右移，将锥阀芯3顶开，使进、出油口接通，从而实现液控单向阀的反向开启，此时液流可双向自由流通。

P2P1X（a）结构图（b）符号图（c）实物图工作任务4.2单向阀的认知及汽车起重机支腿液压系统的组建与调试

若将两个液压单向阀组合起来，就成了双向液压锁，原理就是两个液控单向阀取对方油路的压力作为先导油，当一方管路没有压力时，另一方同时关闭，它可防止液压缸在两个方向运动，常用于汽车起重机的支脚油路，也可用于矿山采掘机械液压支架的锁紧回路。如图所示。1.2.2液控单向阀的工作原理和图形符号

液压传动系统对单向阀性能的要求：1）正向开启压力小。2）反向泄漏小，尤其是用在保压系统时要求更高。3）通流时压力损失小。液控单向阀在反向流通时压力损失也要小。(a)结构原理图

(b)符号图

(c)实物图

双向液压锁工作任务4.2单向阀的认知及汽车起重机支腿液压系统的组建与调试

1.2.3液控单向阀的用途

常用于液压系统的保压、锁紧和平衡回路等。1）保持压力

滑阀式换向阀均存在间隙泄漏，只能短时间保压。当有保压要求时，可在油路上加一个液控单向阀，如图4-27a所示，利用锥阀关闭的严密性避免泄漏，使油路长时间地保压。2）使立式液压缸活塞悬浮

如图4-27b所示，液控单向阀接于液压缸下腔的油路，可防止立式液压缸的活塞和滑块等活动部分因滑阀泄漏而下滑。3）使液压缸双向锁紧

如图4-28所示，利用两个液控单向阀，分别串接在液压缸的进、回油路中，液压缸活塞可以在行程的任何位置锁紧，实现双向保压锁紧功能。图4-28采用液控单向阀的锁紧回路

（a）（b）图4-27液控单向阀的应用

工作任务4.2单向阀的认知及汽车起重机支腿液压系统的组建与调试锁紧回路能够使执行元件在任意位置停留，且停留后不会在外力作用下移动。锁紧的原理就是封闭执行元件的回油口。2.锁紧回路

工作任务4.2单向阀的认知及汽车起重机支腿液压系统的组建与调试2.1.1采用液控单向阀的锁紧回路采用液控单向阀的锁紧回路，图4-28。2.1.2采用三位四通电磁换向阀的锁紧回路采用O型（或M型）中位机能换向阀的锁紧回路。图4-29。图4-29图4-28汽车起重机支腿锁紧回路的仿真设计与调试2.锁紧回路

工作任务4.2单向阀的认知及汽车起重机支腿液压系统的组建与调试序号元件名称数量备注1

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汽车起重机支腿锁紧回路的组建与调试实操训练3.任务评价

总分=自我评价*20%+教师评价*80%工作任务4.2单向阀