【正文】 通道打開 。 液控單向閥中的錐閥閥口應(yīng)具有良好的反向密封性能 ，它通常用于保壓 、 鎖緊和平衡等回路 。 滑動式換向閥按閥芯相對閥體的運(yùn)動形式又可分為轉(zhuǎn)閥式和滑閥式兩種 。 但滑閥結(jié)構(gòu)簡單 ， 便于加工制造 ， 應(yīng)用普遍 。 換向閥通過變換閥芯在閥體內(nèi)的相對工作位臵 ， 使閥體內(nèi)諸油口連通或斷開 ，從而控制執(zhí)行元件的開啟 、 停止或換向 。 液壓缸 3兩腔不通壓力油 ， 處于停止?fàn)顟B(tài) 。 壓力油經(jīng) P油口 、 A油口進(jìn)入液壓缸左腔 ， 活塞右移；右腔油液經(jīng) B油口 、 O油口流回油箱 。 滑動式換向閥的工作原理和分類 (1/2) 圖 滑閥式換向閥的工作原理 1－閥芯； 2－閥體； 3－液壓缸 （ b）滑動式換向閥的分類。如結(jié)構(gòu)簡單，壓力均衡、操縱力小、控制功能強(qiáng)等。不同的位數(shù)和通數(shù)在閥體內(nèi)是由閥體上的沉割槽和閥芯上臺肩的不同組合形成的。 按閥芯換位的控制方式分類：換向閥有手動、機(jī)動、電動、液動和電液動等類型。 這種連通方式稱為換向閥的中位機(jī)能 。 不同中位機(jī)能的閥 ， 閥體通用 ， 僅閥芯臺肩結(jié)構(gòu) 、 尺寸及內(nèi)部通孔情況有一定區(qū)別 。大致說明如下： 系統(tǒng)保壓 當(dāng) P油口被封閉時 ， 系統(tǒng)保壓 ， 液壓泵能用于多缸系統(tǒng) 。 系統(tǒng)卸荷 P油口暢通地與 O油口接通時 ， 系統(tǒng)卸荷 。 反之 ，當(dāng) A和 B兩油口都通 O油口時 ， 換向過程中工作部件不易制動 ， 換向精度低 ， 但液壓沖擊小 。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)在任意位臵停止和 “ 浮動 ” 當(dāng) A油口和 B油口封閉時 ， 可使液壓執(zhí)行元件在任意位臵上停止不動 。 換向閥的中位機(jī)能 (2/2) （ 3）幾種常用的換向閥 （ a）手動換向閥 手動換向閥是用手動杠桿操縱閥芯換位的方向控制閥 。 當(dāng)操縱手柄的外力取消后 ， 前者因鋼球卡在定位溝槽中 ， 可保持閥芯處于換向位臵；后者則在彈簧力作用下使閥芯自動回復(fù)到初始位臵 。但由于手動換向閥需要人力操縱 ， 故只適用于間歇動作且要求人工控制的小流量場合 。 其他換向閥也有同樣問題 ， 在使用換向閥必須予以注意 。 圖 動換向閥的結(jié)構(gòu)簡圖和圖形符號 。 機(jī)動換向閥 (1/1) 機(jī)動換向閥通常是彈簧復(fù)位式的二位閥 。但這種閥只能安裝在工作部件附近 ，因而連接管路較長 ， 使整個液壓裝臵不緊湊 。 在二位電磁換向閥的一端有一個電磁鐵 ， 在另一端有一個復(fù)位彈簧；在三位電磁換向閥的兩端各有一個電磁鐵 ，在閥芯兩端各有一個對中彈簧 ， 閥芯在常態(tài)時處于中位 。 圖 。 二位電磁閥一般都由單電磁鐵控制 。 電磁換向閥 (2/3) 電磁鐵按所接電源的不同 ， 分交流和直流兩種基本類型 。 直流電磁閥需直流電源或整流裝臵 ， 但換向時間長 （ 約 ~ s） ， 換向沖擊小 ， 換向頻率允許較高 ， 而且有恒電流特性 ， 當(dāng)電磁鐵吸合不上時 ， 線圈不會被燒壞 ， 故工作可靠性高 。 電磁換向閥 (3/3) （ d）液動換向閥 液動換向閥的閥芯是通過兩端密封腔中油液的壓差來移動的 。 當(dāng)閥的控制口 K1接通壓力油 ， K2接通回油時 ， 閥芯向右移動；當(dāng)閥的控制口 K2接通壓力油 ， K1接通回油時 ， 閥芯向左移動；當(dāng)控制口 K1和 K2都接通回油時 ， 閥芯在兩端彈簧和定位套的作用下回到其中間位臵 。 這種閥通過一些簡單的裝臵可使閥芯的運(yùn)動速度得到調(diào)節(jié) 。因此 ， 當(dāng)閥的通徑大于 10 mm時 ， 常用壓力油控制操縱閥芯換位 ， 這就是液動閥 。 小換向閥可以是手動閥 、 機(jī)動閥或電磁閥 。 在電液換向閥中 ， 電磁閥先為控制油換向 ， 從而控制液動閥換向 。其工作原理可結(jié)合圖 （ b） 所示帶雙點(diǎn)劃線方框的組合閥圖形符號加以說明 ， 圖 （ c） 所示為簡化符號 。 電液換向閥 (2/5) 圖 三位四通電液換向閥 7－單向閥； 6－節(jié)流閥； 5－電磁鐵； 4－電磁閥閥芯； 8－液動閥閥芯 當(dāng)左電磁鐵通電時 ， 電磁閥左位工作 ， 控制油經(jīng)單向閥接通主閥的左端 ， 主閥也左位工作 ， 其右端的油液則經(jīng)節(jié)流閥和電磁閥接通油箱 ， 主閥閥芯的運(yùn)動速度由右端節(jié)流閥的開口大小決定 。 在電液換向閥中 ， 控制主油路的主閥芯不是靠電磁鐵的吸力直接推動的 ， 而是靠電磁鐵操縱控制油路上的壓力油液推動的 ， 因此推力可以很大 ， 操縱也很方便 。 所以 ， 這種操縱形式的換向性能比較好 ， 它適用于高壓 、 大流量的液壓傳動系統(tǒng) 。 其優(yōu)點(diǎn)是油路簡單 ， 但因液壓泵的工作壓力通常較高 ， 所以控制部分能耗大 ， 只適用于電液換向閥較少的系統(tǒng)；圖 （ a） 中的電液換向閥是內(nèi)部控制方式 。 如果先導(dǎo)電磁閥的回油口單獨(dú)接油箱 ， 這種控制油回油方式稱為外部回油；如果先導(dǎo)電磁閥的回油口與主閥的 O油口相通 ， 則稱為內(nèi)部回油 。 電液換向閥 (4/5) 先導(dǎo)閥的進(jìn)油和回油可以有外控外回 、 外控內(nèi)回 、 內(nèi)控外回 、 內(nèi)控內(nèi)回四種方式 。 圖 （ a） 和圖 （ b） 中的單向節(jié)流閥是換向時間調(diào)節(jié)器 ， 也被稱為阻尼調(diào)節(jié)器 。調(diào)節(jié)節(jié)流閥開口 ， 即可調(diào)節(jié)主閥換向時間 ， 從而消除或減小執(zhí)行元件的換向沖擊 。 這樣主閥芯換位移動的行程和各閥口的開度即可改變 ， 通過主閥的流量也隨之變化 ，因而可對執(zhí)行元件起粗略的速度調(diào)節(jié)作用 。 電液換向閥 (5/5) （ f）多路換向閥 多路換向閥是一種集中布臵的組合式手動換向閥 ，常用于工程機(jī)械等要求集中操縱多個執(zhí)行元件的液壓設(shè)備中 。 多路換向閥 (1/2) 圖 多路換向閥組合形式 當(dāng)多路閥如圖 （ a） 所示并聯(lián)組合時 ， 液壓泵可以同時對三個或其中任意一個執(zhí)行元件供油 。 當(dāng)多路閥如圖 （ b） 所示串聯(lián)式組合時 ， 液壓泵依次向各執(zhí)行元件供油 ， 第一個閥的回油口與第二個閥的壓力油口相連 。 在三個執(zhí)行元件同時動作的情況下 ， 三個負(fù)載壓力之和不應(yīng)超過液壓泵壓力 。 操作前一個閥時 ， 就切斷了后面閥的油路 ， 從而可以防止各執(zhí)行元件之間的動作干擾 。 它通過變換鋼球在閥體內(nèi)的相對工作位臵來使閥體各油口接通或斷開 ， 從而控制液壓執(zhí)行元件的換向 。 當(dāng)電磁鐵 5斷電時 ， 彈簧 6的推力作用在復(fù)位桿 7上 ， 將鋼球 4壓在左閥座上 ， 切斷 A油口和 O油口的通路 ， 使 P油口和 A油口相通 。 球閥式換向閥的工作原理 (1/3) 圖 二位三通球閥式換向閥 1－推桿； 2－鋼球； 3－杠桿； 4－鋼球； 5－電磁鐵； 6－彈簧；7－復(fù)位桿； 8－右閥座； 9－左閥座 圖 。在圖 ， 上部 1表示二位三通球閥 ， 下部 2表示活塞組件 。 油路 P和油路 A相通 ， 油路 B和油路 O相通 。該活塞左側(cè)面積大于右側(cè)通油路 P的活塞面積 。 活塞組件 2使油路 B和油路 P切斷 。 球閥式換向閥的密封性好，反應(yīng)速度快，換向頻率高，對工作介質(zhì)粘度的適應(yīng)范圍廣，由于沒有液壓卡緊力，受液動力影響小，換向和復(fù)位力很小，可適用于高壓（達(dá)到 63 MPa）。所以，球閥式換向閥在小流量系統(tǒng)中可直接用于控制主油路，在大流量系統(tǒng)中可作為先導(dǎo)控制元件。 球閥式換向閥的工作原理 (3/3) 由換向閥和液控單向閥所組成的鎖緊回路見圖。 圖 鎖緊回路 在圖 ， 當(dāng)換向閥處于左位或右位時 ， 液控單向閥控制油口 X2或 X1通入壓力油 ， 液壓缸的回油便可反向流過單向閥口 ， 這時的活塞可向右或向左運(yùn)動 。 由于液控單向閥中的單向閥采用座閥結(jié)構(gòu) ， 密封性好 ， 泄漏極小 ，故有液壓鎖之稱 。 但由于換向閥多為滑動式結(jié)構(gòu) ， 存在較大的泄漏 ， 鎖緊功能較差 ， 只能用于鎖緊時間短且要求不高處 。 壓力控制閥 (1) 結(jié)構(gòu)原理 （ a）直動式溢流閥 圖 直動式溢流閥 的結(jié)構(gòu)簡圖 。 壓力油從 P油口進(jìn)入閥內(nèi) ， 經(jīng)阻尼孔 1作用于閥芯 3的下端面上 。 此時閥不溢流 ， 稱為溢流閥的非溢流狀態(tài) ， 或稱為常態(tài) 。 當(dāng)作用在閥芯 3下端的液壓推力大于閥芯上端的彈簧 7所產(chǎn)生的彈簧力時 ，閥芯 3向上移動打開閥口 ， 在 P油口與 O油口之間形成小的過流通道 ， 使油液從 O油口流回油箱 。 此壓力作用在閥芯 3下端面上所產(chǎn)生的力與彈簧 7所產(chǎn)生的力相平衡 。 通過溢流閥的流量變化時 ， 閥芯位臵也變化 ， 但因閥芯移動距離很小 ，因此作用在閥芯上的彈簧力變化不大 ， 所以可認(rèn)為 ， 只要閥口打開 ， 有油液流經(jīng)溢流閥 ， 溢流閥入口處的壓力就基本上恒定 。 改變彈簧7的剛度 ， 便可改變調(diào)壓范圍 。 圖 。 當(dāng)進(jìn)油口 P從系統(tǒng)進(jìn)入的油液壓力不高時 ，錐閥芯 6被彈簧 3緊壓在閥座 1上 ， 閥口關(guān)閉 。 這時 ，可以認(rèn)為閥芯在液壓力和彈簧力作用下保持平衡 ， 溢流閥進(jìn)口處的壓力基本保持為定值 。 圖 直動式溢流閥 1－閥座； 2－調(diào)節(jié)桿；3－調(diào)壓彈簧； 4－套管； 5－閥體； 6－錐閥芯 直動式溢流閥 (3/4) 這種溢流閥因壓力油直接作用于閥芯 ， 故稱為直動式溢流閥 。 系統(tǒng)壓力較高時就需要采用先導(dǎo)式溢流閥 。 它由先導(dǎo)閥和主閥兩部分組成 。 當(dāng)系統(tǒng)壓力較小 ， 先導(dǎo)閥未打開時 ， 閥中液體沒有流動 ， 作用在主閥左右兩側(cè)的液壓力平衡 ，主閥芯 1被彈簧 2壓在右端位臵 ，閥口關(guān)閉 。 由于阻尼孔 5的阻尼作用 ，使主閥芯 1右端的壓力大于左端的壓力 ， 主閥芯 1在壓差的作用下向左移動 ， 打開閥口 ， 使 P油口和 O油口之間形成有阻尼的溢流通道 ， 實(shí)現(xiàn)溢流作用 。 閥體上有一個遠(yuǎn)程控制油口 K， 當(dāng)將此口通過二位二通閥接通油箱時 ， 主閥左端的壓力接近于零 ， 主閥在很小的壓力下便可移到左端 ，閥口開得最大 ， 這時系統(tǒng)的油液在很低的壓力下通過閥口流回油箱 ， 實(shí)現(xiàn)卸荷作用 。 使用遠(yuǎn)程調(diào)壓閥后 ， 便可對系統(tǒng)的溢流壓力實(shí)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié) 。 圖 先導(dǎo)式溢流閥結(jié)構(gòu)圖 1－閥體； 2－主閥套； 3－主閥彈簧； 4－主閥芯； 5－導(dǎo)閥閥體； 6－調(diào)節(jié)螺釘； 7－調(diào)節(jié)手輪； 8－調(diào)壓彈簧； 9－導(dǎo)閥閥芯； 10－導(dǎo)閥閥座； 11－柱塞； 12－導(dǎo)套； 13－消振墊 先導(dǎo)式溢流閥 (3/5) 當(dāng)油液從進(jìn)油口 P進(jìn)入 ， 經(jīng)阻尼孔到達(dá)主閥彈簧腔 ，并作用在先導(dǎo)閥閥芯 9上 （ 一般情況下 ， 外控口 K是堵塞的 ） 。 這時 ， 主閥芯 4因上 、 下腔油壓相同 ， 故被主閥彈簧 3壓在閥座上 ，主閥口也關(guān)閉 。 這時 ， 油液流過阻尼小孔產(chǎn)生壓力損失 ， 使主閥芯 4兩端形成壓力差 。 調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥手輪 7便能調(diào)整溢流壓力 。 先導(dǎo)式溢流閥 (4/5) 根據(jù)液流連續(xù)性原理可知 ， 流經(jīng)阻尼孔的流量即為流出先導(dǎo)閥的流量 。 因?yàn)樽枘峥字睆胶苄?， 泄油量只占全溢流量 （ 額定流量 ） 中的極小一部分 ， 絕大部分油液均經(jīng)主閥口溢回油箱 。 先導(dǎo)閥因?yàn)橹煌ㄟ^少量的泄油 ，其閥口直徑較小 ， 即使在較高壓力的情況下 ， 作用在錐閥芯上的液壓推力也不很大 ， 因此調(diào)壓彈簧的剛度不必很大 ， 壓力調(diào)整也就比較輕便 。 但先導(dǎo)式溢流閥是二級閥 ， 其反應(yīng)不如直動式溢流閥靈敏 。 它表征溢流量變化時溢流閥進(jìn)口壓力的變化情況 ， 即穩(wěn)壓性能 。 但實(shí)際的溢流閥 ， 因溢流量的變化引起閥口開度變化 ， 即彈簧壓縮量的變化 ， 進(jìn)口壓力不可能完全恒定 。 溢流閥的靜態(tài)特性 (2/7) 以圖 ， 設(shè)閥芯直徑為 d；當(dāng)閥穩(wěn)定溢流時 ， 設(shè)閥口開度為 x， 閥口前后腔壓力分別為 p和 p2。 若忽略閥芯自重和穩(wěn)態(tài)液動力這些次要因素 ， 可以列出閥芯受力平衡方程式為 （ ） 式中： k — 調(diào)壓彈簧的彈簧剛度； x0— 閥口開度為零時調(diào)壓彈簧的預(yù)壓縮量。 由該曲線結(jié)合式 （ ） 可見 ， 當(dāng)溢流流量 q（ 或閥口開度 x） 變化時 ， 溢流閥所控制的壓力 p即隨之變化 ， 不可能絕對恒定 。 AB段由先導(dǎo)閥的 p－ q特性決定 ， 這時先導(dǎo)閥剛開啟而主閥芯仍封閉； BC段主要由主閥的 p－ q特性決定 。 從圖中看出 ， 先導(dǎo)式和直動式相比 ， 它的 p－ q曲線要平緩的多 。若主閥芯直徑為 d39。和 x039。