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1、液压与气动技术电子教案 35第第 5 单元单元 液压控制元件及液压基本回路液压控制元件及液压基本回路 【学习要求与方法】【学习要求与方法】 在液压系统中，液压控制阀用来控制液流的压力、流量和方向，以保证执行元件按设计的要求进行工作。通过本单元学习，要求掌握各种常用阀的工作原理、结构特点、图形符号和应用等；掌握常用液压基本回路的类型、组成、工作原理及应用等。学习时，应抓住问题的实质，集中精力深入理解和掌握工作原理；要通过图文对照，实物拆装，回路实验等手段加强对相关知识的理解和应用。 【重点与难点】【重点与难点】 重点： 1换向阀的工作原理，图形符号； 2换向阀的中位机能； 3压力的工作原理，图形
2、符号，应用特点； 4流量阀的调节原理，图形符号，应用特点； 5常见基本回路分析及应用特点。 难点： 1中位机能； 2压力阀的工作原理； 3图形符号； 4基本回路分析，回路功能特点。 【建议课时】【建议课时】16 学时 【作业要求】【作业要求】完成综合训练全部内容 【学习内容】【学习内容】 知识点知识点 1 方向控制阀及方向控制基本回路方向控制阀及方向控制基本回路 1单向阀和换向阀单向阀和换向阀 （1） 单向阀 单向阀的作用是控制液压系统中液流的方向。 1） 普通单向阀 普通单向阀的作用是只允许液流沿一个方向流动，反向液流被截止。它要求正向液流通过时压力损失小，反向液流被截止时密封性能好。 液压
3、与气动技术电子教案 36（a）管式普通单向阀 （b）板式普通单向阀 （c）图形符号 2） 液控单向阀 当控制口 K 处无压力油通入时，它的工作和普通单向阀一 样，压力油只能从进油口P1流向出油口 P2，不能反向流动。 当控制口 K 处有压力油通入时，控制活塞 1 右侧 a 腔通泄油口，在液压力作用下活塞向右移动，推动顶杆 2 顶开阀心，使油口 P1和 P2接通，油液就可以从 P2口流向 P1口。 （2） 换向阀 1） 换向阀的功用 换向阀是利用阀心与阀体间相对位置的改变， 使油路接通、切断或变换油液的流动方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。 2） 换向阀的分类 按阀心相对于阀体的
4、运动方式分为滑阀式和转阀式两种。 按改变阀心与阀体之间相对位置的动力源种类或操作方式分为手动、 机动、电磁动、液动和电液动等。 (a)手动式 (b)机动式 (c) 电磁动 (d)弹簧控制 (e) 液动 (f) 液压先导控制 (g) 电液控制 3） 换向阀工作原理 液压与气动技术电子教案 37（a） （b） 当阀心处于图 （a）位置时，阀心上的环形槽使 P 与 B 相通，A 与 T 相通，活塞向左运动。 当阀心处于图（b）位置时，阀心上的环形槽使 P 与 A 相通，B 与 T 相通，活塞向右运动。 4）常用换向阀 手动换向阀 它是利用人力使阀心阀体间产生相对运动。 （a）自动复位式手动换向阀结构
5、图 （b）定位机构结构 换向阀图形符号绘制规则： 用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几个“位”； 方框内的箭头表示在这 一位置上油路处于接通状态，但箭头的方向并不一定表示油液的实际流向； 方框内符号“”或“”表示此通路被阀心封闭，即该通路不通； 一个方框的上边和下边与外部连接的接口（油口）数是几个，就表示几“通”； 一般情况下，阀的进油口用 P 表示，回油口用 T 表示，工作油口用 A、B 等表示。 液压与气动技术电子教案 38机动换向阀 机动换向阀又称行程阀，它是利用安装在工作台上的挡铁或凸轮来迫使阀心移动，从而控制油液的流动方向。 电磁换向阀 电磁换向阀是利用电磁铁的通电吸合与断电
6、释放而直接推动阀心以实现液流通、断或改变液流方向的。 因电磁换向阀操作方便，布置灵活，易于实现动作转换，所以应用最为广泛。 二位三通电磁换向阀 液压与气动技术电子教案 39三位五通电磁换向阀 常态位置：常态位置： 对二位阀来说，常态位置就是指靠近弹簧那一方框表示的阀心与阀体的相对位置； 对三位阀来说，常态位置一般就是指中间位置。 中位机能： 换向阀阀 心处于中间位置时，各油口的连通情况称为换向阀的中位机能（ 也称滑阀机能）。 三位换向阀主要中位机能及应用特点： 机能代号 结构原理图 中位机能图形符号 机能特点和作用 O 在中间位置时，油口全部关闭。液压缸锁紧，液压泵不卸荷，并联的其他液压执行元
7、件 运动不受影响。从静止到启动较平稳，但换向冲击大。 M 在中间位置时，液压泵卸荷，不能并联其他执行元件 ，由于液压缸中充满油，从静止到启动较平稳，但换向冲击大。 液压与气动技术电子教案 40H 中间位置时，油口全开，液压泵卸荷，液压缸成浮动式，与其他执行元件 不能并联使用。由于液压缸的油液流回油箱，从静止到启动有冲击，换向较平稳。 Y 中间位置时，泵口关闭，液压缸浮动，液压泵不卸荷。可并联其他执行元件 ，其运动不受影响。由于液压缸中油液流回油箱，从静止到启动有冲击。 P 在中间位置时，回油口关闭，泵口和两液压缸口连通，可以形成差动回路。液压泵不卸荷，可并联其他执行元件 。从静止到启动较平稳，
8、换向过 程中，液压 缸两腔均通压力油，换向时最平稳。 液动换向阀 液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀心位置的换向阀，它 适用于流量较大的场合。 当控制油口 K1、K2不通压力油时，阀心在两端弹簧作用下处于中间位置，P、A、B、T 互不相通。 当 K1接通压力油，K2接通回油时，阀心向右移动， P 与 A 相通，B 与 T 相通。 当 K2接通压力油，K1接通回油时，阀心向左移动，P 与 B 相通，A 与 T 相通。 电液动换向阀 电液换向阀是由电磁换向阀和液动换向阀组合而成。电磁换向阀起先导作用，它可以改变控制液流的方向， 从而改变液动换向阀阀心的位置。由于操纵液动换向阀的液压 推力可以
9、很大，所以主阀心的尺寸可以做得很大，允许有较大的油液流量通过， 而推动液动换向阀阀心的控制流量不必很大，这样就可以用较小的电磁铁就能控制较大的液流。 液压与气动技术电子教案 41当先导电磁阀的两个电磁铁均不通电时，先导电磁阀阀心处于中间位置，控制压力油进油口 P关闭，主阀心在两端弹簧的作用下处于中间位置，P、A、B、T 互不相通。 当先导电磁阀左边的电磁铁通电，先导电磁阀阀心处于右位，控制压力 油经 P到A， 再到主阀心左端油腔，回油从主阀心右端经 B到 T，回油箱。 于是主阀心移至右端，即液动换向阀左位工作，此时 P 与 A、B 与 T 相通。 当先导电磁阀右边的电磁铁通电时，则有 P 与
10、A、B 与 T 相通。 2方向控制基本回路方向控制基本回路 方向控制回路是通过控制 进入执行元件液流的通、断或改变流向，实现液压系统执行元件起动、停止和换向作用的回路。方向控制基本回路核心液压元件是方向控制阀。 （1） 换向回路 用二位三通电磁阀控制单作用弹簧复位缸方向的换向回路： 液压与气动技术电子教案 42手动转阀（先导阀）控制液动换向阀（主阀）的换向回路。 （2） 锁紧回路 锁紧回路的作用是 为了使工作部件能在任意位置上停留，以及在停止工作时，防止在受力的情况下发生移动。 最简单的方法是采用 O 型或 M 型机能的三位换向阀。 最常用的方法是采用液控单向阀。 液压与气动技术电子教案 43
11、知识点知识点 2 压力控制阀及压力控制基本回路压力控制阀及压力控制基本回路 1溢流阀及相关回路溢流阀及相关回路 溢流阀主要作用有两个：一是在系统中起溢流稳压作用；二是在系统中起安全保护作用。 （1）溢流阀 常用的溢流阀按其结构形式和基本动作方式可分直动式和先导式两种。 直动式溢流阀：直动式溢流阀： 当进油口压力较低时，阀心在弹簧作用下处于最下端，将 P 口和 T 口断开，阀处于液压与气动技术电子教案 44关闭状态，溢流阀不溢流。 当进油压力升到作用在阀心底面的液压力大于弹簧力时，阀心上升，阀口打开，油液由 P 口经 T 口溢流到油箱。 当有油液溢流回油箱时，溢流进油口处压力基本保持一定值。通过
12、旋松或旋紧溢流阀的调节螺母，可以对溢流阀的开启压力进行调节。 先导式溢流阀：先导式溢流阀： 先导式溢流阀由先导阀和主阀两部分组成。在先导式溢流阀中，压力 油与先导阀上弹簧作用力相平衡，通过先导阀的打开和关闭来控制主阀心的启闭动作。 当压力不高时，作用在先导阀阀心上的液压力不足以克服先导阀弹簧的作用力，先导阀关闭，阻尼孔内油液不流动，主阀阀心上下两端的液压油的压力相等。这时，主阀心在弹簧的作用下处于最下端，进、回油口被主阀心切断，P 口与 T 口不能形成通路， 溢流阀不溢流。 当进油口 P 口压力升高，使得作用在先导阀上的液压力大于先导阀弹簧时，先导阀打开，油液就会从 P 口通过阻尼孔经先导阀流
13、向 T 口。由于阻尼孔的存在，油液经过阻尼孔时会产生一定的压力损失， 主阀阀心的下部压力大于上部的压力，即形成压力差。主阀心在压力差作用下克服弹簧的弹力向上运动，油液从 P 口向 T 口的流动，溢流阀开始溢流，P 口压力也保持一定值。 先导式溢流阀有一个与主阀心上腔相通的远程控制口 K，当它与另一远程调压阀相连，就可以通过远程调压阀调节溢流阀主阀上端的压力，实现溢流阀的远程调压。若它通过二位二通换向阀接油箱时，就能使溢流阀进油口压力降至零或接近于零，实现系统卸荷。 （2） 溢流阀的应用和调压回路 1） 溢流稳压 液压与气动技术电子教案 452） 安全保护 3） 背压 4） 远程调压 2减压阀及
14、相关回路减压阀及相关回路 （1） 减压阀 在一个液压系统， 往往一个泵需要向几个执行元件供油，而各执行元件所 需的工作压力不尽相同。若执行元件所需的工作压力低于液压泵供油压力时，可在该分支油路中串联一个减压阀，所需压力由减压阀调节。减压阀基本功能是减压稳压。 先导式减压阀： 液压与气动技术电子教案 46在负载小，减压阀出口压力低于先导阀调压弹簧调定压力时，先导阀关闭，主阀心上阻尼孔中油液不流动，主阀心上、下端液压力相等，主阀心在弹簧作用下仍位于下端，阀口大开，不起减压作用。 当负载增大，减压阀的出口压力超过先导阀调压弹簧调定压力时，先导阀打开，主阀心阻尼孔有油液通过，并在主阀心上下端形成压力差
15、，主阀心在压力差作用下克服弹簧的弹力向上运动，主阀阀口减小，减压阀起减压作用。此时，由于减压阀开口能在出口压力波动时自动调节，减压阀出口压力可以维持稳定不变。 先导式减压阀和先导式溢流阀进行对比分析：先导式减压阀和先导式溢流阀进行对比分析： 减压阀保持出口压力基本不变，而溢流阀保持进口处压力基本不变； 在不工作时，减压阀进、出油口互通，而溢流阀进出油口不通； 为保证减压阀出口压力调 定值恒定，它的先导阀弹簧腔需通过泄油口单独外接油箱；而溢流阀的出油口是通油箱的，所以它的先导阀的弹簧腔和泄漏油可通过阀体上的通道和出油口相通，不必单独外接油箱。 （2） 减压回路 用于夹紧油路中： 用于控制油路中
16、液压与气动技术电子教案 473顺序阀及相关回路顺序阀及相关回路 （1） 顺序阀 顺序阀的主要作用是使两个以上执行元件按压力高低实现顺序动作，所以称为顺序阀。顺序阀的结构与溢流阀很相似，按结构的不同也可分为直动式和先导式，按压力控制方式不同可分为外控式和内控式。 直动式内控顺序阀： 先导式内控顺序阀： 单向顺序阀： 液压与气动技术电子教案 48直动式外控顺序阀： （2） 顺序阀的应用及相关回路 1） 平衡回路 平衡回路的功用 在于防止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相 连的工作部 件因自重而自行下落。 采用单向顺序阀的平衡回路： 适用于工作部件重量不大且不变化，活塞锁住时定位精度要求不高的场合。 采用液控顺
