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1、常用液常用液压压元件元件简简介介(一）一）一、方向控制阀靠阀口的接通或断开来控制液流方向的元件称为方向阀，它主要有单向阀和换向阀两大类。(一)、单向控制阀和液控单向阀l、单向阀是只准液流正向自由导通，而反向截止的阀。图 2 是力士乐公司的单向阀结构，阀体内装弹簧在常态时支持阀芯处于关闭位置，当有液流流过时，阀芯开启，其行程受挡铁限制。图 3是其符号。对这种符号要很好地记住和理解，它不表示结构，只表示职能，这对于表示和了解液压系统是非常方便的。单向阀在液压系统中的应用是相当多的，一般在油泵出口处要加设一个单向阀，其作用是防止停泵时，压力油倒流，在维修泵时，防止管路中的油跑出。此外利用其反向截止作
2、用，当两条油路需要隔离时，以防止干扰，就需要在两个油路之间设一单向阀。阀的开启压力由弹簧力和阀芯有效面积决定。开启压力一般为 0.5-4-4 巴。开启压力较小的阀可作为单向节流阀的闭锁元件。与回油滤油器相并连的单向阀，开启压力较大，一般为 4 巴。目的在于当滤油器阻塞时，单向阀作为旁通阀使用。2、液控单向阀液控单向阀具有单向阀的功能，即液流可以正向导通，反向截止，同时在必要时又可将其逆止作用解除，使液流可以反向通过，这样就给液压系统带来很多方便。图 4 是力士乐公司的 SV 型液控单向阀的结构和符号。这种阀无泄漏油口。由 A 口至 B 口油液始终可以流动。反方向上则导阀(2)和主阀(3)被弹簧
3、(4)和系统压力压在阀座上。若 X 口供给压力油则控制活塞(5)被推向右。这时首先打开导阀(2)，然后打开主阀(3)。于是油液先通过导阀，然后通过主阀。为了保证用控制活塞(5)能可靠地操纵阀芯动作，需要一定的最低控制压力。图 5 是 SL 型液压控单向阀的结构和符号。这种阀在原理上，与 SV 型有相同的功能。不同之处在于增加了泄漏油口 Y，这就可使控制活塞(5)的环形面积与 A 口隔离。A 口来的油压只作用在控制活塞(5)的面积 M 上，从而有效地降低此条件下所需的控制压力。液控单向阀具有良好的单向密封性能，常用于执行元件需要长时间保压，锁紧的情况下，也可用于防止油缸停止时下滑以及速度换接等回
4、路中。图 6 是 SV 型液控单向阀应用示例。此图说明，SV 型液控单向阀在反向开启时，A 口必须是无压力的，如在 A 口有压力，此压力作用在控制活塞的环形面积上，将对 X 口的控制压力起反作用，使阀芯打不开。图 7 是 SL 阀的应用示例，此图表明，在 X 口油压力将 SL 型液控单向阀反向开启时，A 口已由节流阀加上节流，在这时控流阻力，在这时控制活塞环形腔不能与 A 口相通，必须使该腔的泄漏油一单独接回油箱。前面两个图中的液控单向阀的阀芯都带有小的先导阀(3),目的在于使主阀芯易于反向打开。实际也有不带先导阀的桔构。3、Z2S 型液压锁如图 8 所示，在一个阀体中装上两个单向阀和一个控制
5、活塞就构成了双液控单向阀。这种阀液流由 A 至 A1 或由 B 至 81 是自由流动的，而反方向封闭。如油从 A 流经阀至 A1 或由 B至 B1，压力作用在活塞(1)上。活塞(1)便向右或向左运动，将阀芯(2)推移离其阀座。此时油便可以从 B1 流向 B 或由 A1 流向 A。为保证锥阀芯正确闭合，当控制阀于中位时，工作口应通回油路而卸荷。图 9 是其应用回路，它可以实现油缸的双向锁紧，可使油缸在任意位置停止，并不会因外力而移动，故称液压锁。这种阀一般为板式结构安装在换向阀和油路板之间。当通径较大时，在主阀芯上装有先导小锥阀，以便于主阀芯上腔预卸荷，而后主阀再开启，这样有利于减小控制压力，利
6、于主阀芯开启。压机液压基础知识：常用液压元件简介（二）二、换向阀 换向阀是利用阀芯相对于阀体的相对运动，实现油路换接，或者是接通、关断，从而实现液压执行元件的启动、停止或改变运动方向。 对换向阀的基本要求是，液流通过阀的压力损失要小，泄漏要小，换向要求平稳可靠。 换向阀的种类很多，按阀芯的结构分，有滑阀式和转阀式两种。滑阀式换向阀用的多，有如下优点:较为简单的结构，有高度的换效能，阀芯径向力均衡，操作力低，摩擦小，易于实现多种控制功能。按操作方式分有手动、机动、电动、液动、电液动等多种。按阀芯工 作在阀体内所处的位置区分有二位和三位阀。按换向阀的接口分有二通、三通、四通和五通四种。 1、滑阀式
7、换向阀的工作原理和机能 我们以力士乐公司 WE 型三位四通电磁换向阀为例来说明。图 10 是结构图，主要由阀体(1)、电磁铁(2)、滑阀(3)及复位弹簧(4)等组成。电磁铁不通电时，滑阀即阀芯由复位弹簧保持在中间位置或初始位置(对于二位阀)。在此位置，所有油口 P. T. A. B 靠阀芯上的肩和阀体上的环形槽的结构关系都是相互隔开的。当左电磁通电时，靠电磁铁推力通过推杆(5)，使滑阀(3)右移到上作位置上(终端位置)，由此改变了液流的接通关系为 P、T、A、B。如果右电磁通电，滑阀左移则形成 P-A. B-T 的接通关系。阀芯有二个工作位置：中位、右位、左位，称为三位。具有四个连接油口称为四
8、通。阀芯在不同工作位置时油路的接通关系不同，称之为阀的机能。图 11 是前述阀的机能符号。对这种机能符号应很好地理解和熟记。三个方块表示滑阀的三个工作位置，字母 P. A. B. T 表示四个油口。图中之中间位置 P、A.、B、T 油口都画了一个T，表示各油口封住互不相通，左位和右位画的交叉箭头和平行箭头表示在相应位置时油路的接通关系。左右两侧的弹簧表示阀芯靠弹簧复位对中，弹簧下面的符号表示电磁铁。可见该符号只表示功能而不表示结构，即实现上述功能阀的结构可以有几种。靠改变滑阀的结构，可以构成不同的控制功能，一般有 50 种之多，这在液压手册中都有说明，下面图 12 所列几种是最常用的。这里要特
9、别注意三位换向阀的阀芯在中间位置时各种油口的接通关系不同、这可满足不同的使用要求，这称之为三位阀的中位机能。在分析和选择换向阀的中位机能时，通常可从以下几点进行分析确定： (1)系统保压：当 P 口被封住，系统用于多缸系统。当 P 口不太通畅地与 T 接通时(如 V 型)系统保持一定的压力供控制油路使用。 (2)系统卸荷：P 口通畅地与 T 口接通时，系统卸荷。 (3)换向平稳性和精度：当通液压缸的 A. B 两口都封住时，换向过程易产生液压冲击，换向不平稳，但换向精度高。反之，A. B 两口都通 T 口时，换向过程中工作部件不易制动，换向精度低，但液压冲击小。 (4)启动平稳性：阀在中位时，
10、液压缸某腔如通油箱，则启动时该腔内因无油液引起前冲现象，启动不太平稳。 (5)液压缸“浮动”和在任意位置上的停止：阀在中位，当 A、B 两口互通时，卧式液压缸呈“浮动”状态，可利用其它机构移动工作台，调整其位置。当 A、B 两口堵塞或与 P 口连接(在非差动情况下)，则可使液压缸在任意位置处停下来。此外在考虑阀的机能时，还应很好地考虑阀芯在由一个位置向另一个工作位置移动时过渡位置的情况对系统带来的影响。由于滑阀的结构不同，过渡状态的机能也不同，图 13 中所画虚线方块表示过渡位置时油路的接通关系。 2、滑阀式换向阀的操作方式 1)电磁阀：是依靠电磁铁的推力来使阀芯移动的换向阀。电磁阀按使用的电
11、源不同有交流和直流两种。交流电磁铁起动力很大，约在 0.01-0.075S 内可换向一次，不用专门的电源。其缺点是启动电流大，当电压为额定电压 85%时,则电磁铁推力太小，铁芯可能不动作，或者当阀芯被卡住时，电磁铁线圈会在 10-15min 后烧毁。换向阀频率不能太高，冲击和噪声都较大。直流电磁铁不论吸合与否，其电流基本不变，因此不会因阀芯被卡住而烧坏线圈，工作可靠，冲击小，换向频率较高(允许 120 次/min,高的可达 240 次/min 以上)。接照电磁铁的衔铁是否浸在油里，电磁铁又有干式和湿式之分。干式电磁铁不允许油液进入电磁铁内部，因此推动阀芯的推杆处要有可靠的密封，密封处较大，影响
12、了可靠性，也易产生泄漏。图 14 为湿式电磁铁情况，左侧为直流，右侧为交流。从图中看出湿式电磁铁具有一个用非磁材料制成的导套，油液被封在导套内。在线圈磁场的作用下，街铁在导套内运动，所以电磁阀的相对运动件之间就不需要设置密封装置，减少了阀芯的运动阻力，提高了滑阀换向的可靠性，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，有利于减小换向冲击和噪声，循环油液还可带走线圈产生的部分热量，延长了电磁铁的工作寿命。干式电磁铁一般只能工作 50-60 万次，而湿式电磁铁则可工 1000 万次以上，一般压砖机都采用湿式电磁阀。受电磁铁推力限制，电磁阀的通径最大到 10mm,采用先导式控制。表 4
13、 为士乐公司电磁阀的主要技术规格。 2)液动式换向阀:依靠液体压力推动阀芯运动实现油路换向的阀，因此它适合于大通径大流量的阀。 图 15 是液动阀的机能符号，它表示液压操纵换向，弹簧复位，阀的机能图中未有画出，可根据情况选用。表 6 是力士乐公司的液动阀的主要技术规格。表 4表 53)电液动换向阀:是将小通径电磁阀和大通径的液动阀组合在一起，以前者作为先导阀控制后者的换向。这种阀具有电磁阀控制方便的优点，又具有液动阀适合大流量的优点。 图 16 是力士乐弹簧对中三位四通电液换向阀的结构图。换向阀是由主阀体(1)、主阀芯(2)、一个(对于 2 位阀)或二个复位弹簧(3)和一个或二个电磁铁的小通径
14、先导阀组成。主阀芯(2)是靠两个弹簧(3)保持在中间位置，两弹簧腔与先导阀 T 腔相通(无背压)。控制油从通道(7)引入供给先导阀(4)，当先导阀换向后控制油作用在主阀芯(2)两端中的一端上，推动主阀芯换向，从而使各油口按滑阀机能接通。当电磁铁断电时，导阀阀芯回到初始位置，两弹簧腔(6)通过导阀 T 腔与油箱接通，在弹簧力的作用下，主阀芯回到中间位置。弹簧腔内的控制油经先导阀 T 腔或外排口 Y 排出。图 17 是机能符号， a)是详细符号，b)是简化符号。对于弹簧对中式电液换向阀的先导阀一定要采用中位机能 a. b 口都同时回油箱的阀（J 型阀)，只有这样才能保证先导阀两个电磁铁断电时主阀芯
15、复位。先导阀的控制油的输入与输出根据情况可选用内控或外控方式。简化符号表示的是主阀的机能，图中未有画出，可自行选用。图 18 是压力对中的三位四通电液换向阀的结构图。在这种结构中是通过压力油作用在主阀芯(2)的两侧端面上，由阀体内的定位套（9)使主阀芯保持在中间位置上。如果通过先导电磁阀(4)的换向使主阀芯一端卸荷，一端通压力油，则主阀芯移动换向。使相应的油口接通。此卸荷端的油经先导阀由 Y 口排出。为了减少主阀芯与定位套之间的空间压力，需要单独开一个泄漏油单独回油箱的 L 口。 图 19 是这种阀的机能符号，a)是详细符号，b)是简化符号，对于液压对中的电液换向阀的先导阀一定要采用中位机能为
16、 P、a、b 都接通的关系(M 型阀)。这样才能保证当先导阀处于中位时，主阀芯两侧同时通压力油，由于左右两侧的有效面积不等，在压差的作用下，主阀芯复由定位套(9)定位。先导阀的控制油的输入与输出根据情况可选内控或外控方式。简化符号表示的是主阀的机能、图中未画出，可自行选用。表 6 是电液换向阀的主要技术规格(含液动阀)4)手动换向阀：是靠人手操杠杆使阀芯换向。图 20 是其一种符号。 5)机动式换向阀:别称行程阀。它是利用行程挡块或凸轮使阀芯移动换向。机动阀换向可靠。利用改变挡块斜面的角度便可控制阀芯的移动速度，因而可调节换向过程的快慢，减少冲击。图 21 是力士乐公司的 WMR(U)10 型机动换向阀的结构图，阀的组成包括阀体(1)，滚子/推杆(2)，控制阀芯(3)和复位弹簧(4) 。 滚子没有被压时，控制阀芯(3)由复位弹簧(4)保持在起始位置。当滚子被压时控制阀芯(3)由滚子/推杆(2)操纵，径小杆(5)直接控制阀芯，阀芯便移动到所要求的位置。 当作用在滚子/推杆(2)上的力减小时，控制阀芯(3)被复位弹簧(4)推回到起始位置。 表 6 是力士乐机动阀的技术参数。
