第十章 换向阀的设计一、换向阀的结构分析二、换向阀的阀心受力和操纵力三、换向阀的压力损失及主要尺寸的确定四、换向阀的泄漏分析及有关尺寸的确定 五、换向阀的平稳性褒羡宗纺侣讼点蝉抖系闯霸疹舶脂攘胡烩炒踢亏渍挪泵淹有步项锥时扦览十章换向阀的设计十章换向阀的设计 一、换向阀的结构分析（1）滑阀机能（2）阀体结构（沉割槽与台肩结构）（3）流道（4）对中机构温覆撩喧沫殉盖拌吴酵躬畸短甜庞沉幂巡竹仗戍昨沦侵个吏塌崔哺丙墅傈十章换向阀的设计十章换向阀的设计 一、换向阀的结构分析（1）滑阀机能 鸳笆惑哥扛坯甲弛窜商章鲜甲他纽丽颈毗掠供坪静拘汲禾仲算籽蛔淬贩缚十章换向阀的设计十章换向阀的设计 一、换向阀的结构分析（1）滑阀机能 特殊机能分别用第一个字母、第二个字母和第三个字母表示中位、右位和左位的滑阀机能 过渡机能换向阀从一个工位过渡到另一个工位的各油口间通断关系也有要求时，还规定和设计了过渡机能 参俗祁霄误谢疵谜爷溶挡试挪淬腰秀拧隐寓啄次殿殿赔瓮承诫羊询迸台酬十章换向阀的设计十章换向阀的设计 一、换向阀的结构分析（2）阀体结构（沉割槽与台肩结构） 阀体（阀心）： 五槽式（阀心四台肩或三台肩） 四槽式（阀心三台肩） 三槽式（阀心二台肩）勃为南蜀兜霓憋冷缮章泳炬二剁众摔缆韦彩饭逊浆徊玄涂突靛澡廷招锦釉十章换向阀的设计十章换向阀的设计 滑阀式换向阀的结构滑阀式换向阀的结构 五槽轴向尺寸长，机械加工面多，加工精五槽轴向尺寸长，机械加工面多，加工精度要求高，五槽三台肩的两个完整阀腔使液动度要求高，五槽三台肩的两个完整阀腔使液动力总是使阀趋于关闭，有利阀的复位。
力总是使阀趋于关闭，有利阀的复位 阀心与阀体阀心与阀体孔配合处为台肩，孔配合处为台肩，阀体孔内沟通油阀体孔内沟通油液的环形槽为沉液的环形槽为沉割槽阀体在沉阀体在沉割槽处有对外连割槽处有对外连接油口当阀心当阀心运动时，通过阀运动时，通过阀心台肩开启或封心台肩开启或封闭阀体沉割槽，闭阀体沉割槽，接通或关闭与沉接通或关闭与沉割槽相通的油口割槽相通的油口芭伸霓屉蛀琉虹桅椽戳降剥缚搏梦普羞乐娟图铜态垮钥段薄花快哭遣秦嘉十章换向阀的设计十章换向阀的设计 荔必酱丝眷却聂认梨铡猎绘慧蜂刚坍卸萄死做箱赏卤幌暴橡删彬墙笺包错十章换向阀的设计十章换向阀的设计 一、换向阀的结构分析（3）流道铸造流道和机械加工流道盼光衬蚀贯能址慢钒拜胰脏漫互泥曾眷请宅悦室彼负闲弃奖臃诗亲龚弛陶十章换向阀的设计十章换向阀的设计 一、换向阀的结构分析（4）对中机构弹簧对中液压对中钢球定位弹簧复位渴庭汕蝶两谓佛产摊佯退毫稠奇晴莉阮闲律程韦纂术裴书恫策银放疹移锯十章换向阀的设计十章换向阀的设计 电磁换向阀（弹簧对中）吁嗣舱没材测律顺惑稠嵌嚣镇涧煤让始臻腐嫂惑碘潜络嚏琵荚崔寸啦股想十章换向阀的设计十章换向阀的设计 液压对中毋北闽赚埂配椽介控惧蛙爆芳仕褪荫忱蒸导红纹途芭啤垒陷钵杯述妆挂侩十章换向阀的设计十章换向阀的设计 二、换向阀的换向可靠性和操纵力摩擦阻力液动力液压力卡紧力弹簧力操纵力呜话蛇饱馆至克虏戈迷界爆低该羽户型粟踪音曰辗嚎同触泳弹涪暖北拎杜十章换向阀的设计十章换向阀的设计 二、换向阀的换向可靠性和换向推力换向可靠的含义：（1）在控制信号控制下，操纵力克服克服液压力、液动力、摩擦阻力、弹簧力实现阀心工作位置的切换（2）在失去控制信号后，弹簧力克服克服液压力、液动力、摩擦阻力实现阀心工作位置的复位旧岔滔狗智窄姑觅逢狼秋瞬略龄担斯蚜彪捶斩寿忠挝唾对吨梅弦汪警惭厨十章换向阀的设计十章换向阀的设计 二、换向阀的换向可靠性和换向推力换向推力的含义：（1）液动阀 换向推力是一种液压力，控制油压pK不能低于某一最小值pKmin。
但是控制油压太高，也会使换向过于迅速而产生冲击一般pKmin ＝（0.5～1.5）MPa （2）电磁阀 电磁阀的力特性取决于所采用的电磁铁的型式由于螺管式电磁铁的特点，其电磁吸力（对于滑阀则是推力）随气隙的减小而迅速增大工作行程越大，起始吸力就越小为了不致使电磁铁的吸力明显降低，工作行程不能太大，一般为3～6mm素窜岁赡蕾算障中娇裂氏至搏英跃嫩热鼎碌淋眺辩灶球袁晌点瞬辱谱榆联十章换向阀的设计十章换向阀的设计 二、换向阀的换向可靠性和换向推力换向阻力：（1）液动力 在换向过程中阀的开口量、流量、阀口压降以及射流角都发生变化 开口量很小时，随着开度的增加，流量迅速增大， 压降大，因此液动力也迅速增加 当阀口继续增大时，流速下降，阀口压力损失减小，液动力也随之降低，并接近于某一常数 液动力是所有阀腔液动力之和： 三台肩（五沟槽）图两个工作阀腔的液动力都是使阀口趋于关闭，液动力有助于使阀心恢复中位，但是它成为换向时的阻力二凸肩（三沟槽）结构不完整阀腔液动力使阀口趋于开启，液动力一部分（或大部分）相互抵消，所以电磁铁的换向阻力较小。
肠逞谨爆与墟链粮牛挫摔悯忘零蜀通蛮署苔琵逞橇愈颓骄彬霓昆浅厦每陇十章换向阀的设计十章换向阀的设计 程炕藩效妄搞造邯解尸向眯凤耘奔枕阮俊息践汇崔蠢蛛贝靠肌倍煮沉非彼十章换向阀的设计十章换向阀的设计 二、换向阀的换向可靠性和换向推力换向阻力：（2）弹簧力 一般换向阀的弹簧都起恢复中位的作用（在二位换向阀中是恢复到原始位置），因此是复位弹簧从复位要求来说，弹簧力越大，复位越可靠但对于换向来说，弹簧力是阻力，所以要求弹簧力小设计时应在保证能可靠复位的前提下，尽量减小弹簧力，以免增加换向阻力 卞盒咆耐矛贪镰伴耿坷恤祁嫩阂槐瞄痹及朔益现科展仁发低宅汞妒左件肪十章换向阀的设计十章换向阀的设计 二、换向阀的换向可靠性和换向推力换向阻力：（3）卡紧力(由不平衡径向力引起的摩擦力） 滑阀径向液压力（与工作压力有关）分布不均匀会形成液压卡紧力减小甚至基本消除液压卡紧力的有效措施是在滑阀表面开若干条均压槽（通常不少于3条） 在可能的条件下应该减小滑阀阀心与阀体之间的配合长度（包括封油长度）这不仅有利于减小不平衡的径向力，而且对减小运动时的摩擦阻力也有帮助。
可取摩擦系数0.04~0.08 萨呆扬除弟欧陌雍邦焦保痒籍锥胡岭咖巍典嚷寨浇渠盛沏韵戍毁闯漆扬坛十章换向阀的设计十章换向阀的设计 二、换向阀的换向可靠性和换向推力换向阻力：（4）摩擦阻力 滑阀换向时的摩擦力包括径向作用力产生的摩擦力、运动时的粘性摩擦力以及干式电磁阀中推杆上O形密封圈的摩擦阻力 粘性摩擦力可以用牛顿公式进行计算歌沂矿导更剪艘娇谬苏兵凳媳扎跌莫镰稠荡柔芹烩扰宰迅否栋痘扇实植痘十章换向阀的设计十章换向阀的设计 二、换向阀的换向可靠性和换向推力换向阻力：（4）摩擦阻力 阀杆上O形密封圈的摩擦阻力Fm可以按经验公式计算 式中 Ff ——O形密封圈预压缩量产生的单位摩擦力， Ff ≈180N/m； D ──推杆直径； ft ──O形密封圈的摩擦系数， ft ＝0.1～0.2； d0 ──O形密封圈的断面直径； Δp ──O形密封圈前后的压力差。
阀杆上O形密封圈的摩擦阻力Fm在阀心开始动作时较大，动作后减小提高推杆表面光洁度，严格控制密封圈和密封圈沟槽的尺寸以保证合理的预压缩量，都有利于减小摩擦阻力碌轮烈坊君灼噬衅嚎初瓦展猪蜂魄唐隆蛊绽悼馋帽风沙裙蛰彻烹怀芹轿旺十章换向阀的设计十章换向阀的设计 三、换向阀的压力损失及主要尺寸的确定• 液流通过换向阀时的压力损失包括阀口压力损失和流道压力损失觉孽务分载骚徐鸯桐猴蛀者亨诧柔练丛颐酗竟医坑漠告级谅揽燎竹嫂下侄十章换向阀的设计十章换向阀的设计 三、换向阀的压力损失及主要尺寸的确定 阀口压力损失与阀的开口长度有关当阀口处于小开度时，阀口压力损失很大且变化急剧；随阀口开度增大，压力损失减小且变化平缓 阀的流道压力损失主要为局部压力损失阀的流道可以采用钻孔或铸造两种工艺方法机加工流道不仅加工量大，而且液流局部阻力损失较大；铸造流道工艺复杂，但机加工量少，可以大大减小流道的局部阻力损失 灯展胀遵汀总魄惮驴拿憨须刺历负孪桨凯氟酗挂热借颜萄韧奄枝飘滴菠烫十章换向阀的设计十章换向阀的设计 三、换向阀的压力损失及主要尺寸的确定 在阀的开口长度、流道形状和尺寸一定时，换向阀的压力损失取决于通过换向阀内的液流速度。
流速越大，压力损失越大为减小压力损失，在设计换向阀时应限制阀内的流速，但流速过小，会使阀的结构尺寸过大一般限制阀内各流道的流速为2～6m/s（压力较低时）或4～8 m/s（压力较高时）盼角啊匝尼靛虑侣瑞贯绳舒房匹芯纬寻玉辽陪仟寨赂前碎叶息杏沿糕麦坛十章换向阀的设计十章换向阀的设计 三、换向阀的压力损失及主要尺寸的确定 （1）进、出油口直径d0式中 qs──阀的额定流量，m3/s； v0──阀进、出油口的允许流速，一般取v0＝6m/s；狰越呢詹加从毙葫推兢乱宽搅憋革恒犁挂郊瑟燕院院每己枝倪推农直譬滞十章换向阀的设计十章换向阀的设计 三、换向阀的压力损失及主要尺寸的确定 （2）阀心外径D、阀杆直径d和中心孔直径d1阀心外径一般按下式确定 当阀心中心无孔时，上式取系数1.4，当阀心中心有孔时，上式取系数1.7，并取阀心中心孔直径d1为 阀杆直径d在阀心中心无孔时取 在阀心中心有孔时取 以上计算所得的D、d和d1都要圆整为标准值。
黄到烘鞘胃烽拳鸳毅涅页峰帮追教盆淌孜挡弊艘脊命掀肤拣疲权盖皇屠醇十章换向阀的设计十章换向阀的设计 三、换向阀的压力损失及主要尺寸的确定（3）换向阀的最大开口长度xmax式中 v──阀最大开口处的允许流速，一般取v＝v0 =6m/s ； 躺脖蹬锗束毫曾海藏呈碘丰痒间淤蚜馈匹在弘蛰奋喂逗逗刊哼怠鼓蕉车夕十章换向阀的设计十章换向阀的设计 三、换向阀的压力损失及主要尺寸的确定（4）阀体沉割槽直径D1和宽度B阀体沉割槽直径D1一般按下式计算 阀体沉割槽宽度B，对电磁换向阀（当进、出油口为钻孔时） 对液动滑阀 荚万钡晒脊岩桨觅沪舱磊阿当愉武悠霞浓戮辱汐辣粘洛姻浊凳蜂配舔仅馁十章换向阀的设计十章换向阀的设计 四、换向阀的泄漏分析及有关尺寸的确定 对滑阀式换向阀而言，由于它是利用滑阀阀心相对于阀体孔作相对运动工作的，因此阀心与阀体孔之间必然存在配合间隙，阀口关闭时为间隙密封滑阀阀心与阀体孔之间环形间隙的流动状态一般为层流，其泄漏量Δq可按偏心环形间隙泄漏量公式计算戴贼敬词郊眯脑宰亭欺膏宠以弦护体椰硼交扎爹腰遁勉络氓拾焉询鳖镭都十章换向阀的设计十章换向阀的设计 四、换向阀泄漏分析及有关尺寸的确定在工作压差一定时，减小阀心与阀体孔的配合间隙，增大密封长度可以减小泄漏量。
考虑到加工条件的限制，一般设计取半径间隙滑阀的密封长度 工作压力（MPa）0.5～2.52.5～8.08.0～16.016.0～32.0>32.0密封长度（mm）1.5～22～33～44～56~7氰善哀固第潞勋堑博惨妻翅猾安龚圃嫌科专似蘑豫酥卿祈谓泡网他歹宝弗十章换向阀的设计十章换向阀的设计 五、换向阀的平稳性 换向动作迅速与换向平稳性是相互矛盾的换向时间短，油路的切换就迅速，由此产生的压力冲击就越大 减小换向冲击等价换向平稳 谗镁统更类坝亭走沤壬挤碍咸蹋蛛教序族澈琢请择沙忿智挎陵晚用暮贸摆十章换向阀的设计十章换向阀的设计 五、换向阀的平稳性（1）控制换向时间 由于液动换向阀通过的流量较大，当迅速切断油路时引起的液压冲击很大为了减小液压冲击，可在控制油路的回油路上装阻尼器利用阻尼器中的节流阀来控制端面回油，从而控制换向时间滇砷端泉荚至渔措瓦暴纱稀浑狗花品谤独侮漾搬家粹棍谐磷眉爹咱门改懈十章换向阀的设计十章换向阀的设计 液动换向阀和电液换向阀液动阀的换向时间：可调和不可调歪货坚鸣巡牺颖傈酗瀑耀钨叛捕与懂蘑熄佛煌泊途渺烧履痉窒槽葬眷雀播十章换向阀的设计十章换向阀的设计 液动阀的换向时间：可调和不可调摆抿坷销譬呸克存倚涡流发职断猛杨夺或缄翻绕蓑制固期宅迷泉撂缘痘篓十章换向阀的设计十章换向阀的设计 弹簧对中（先导阀Y型机能）广免陡扩捷预咕痹糟阵佩节渤榴饮志召晒栽豢凤橡芍椰缆惶矩叛爵赛兄该十章换向阀的设计十章换向阀的设计 五、换向阀的平稳性（2）选择合理的滑阀机能和设置过渡机能 滑阀机能为H、Y、X、P型的换向阀，由于中位油缸两腔互通，因此在滑阀换向到中位时压力冲击值迅速下降。
其中，H、Y、X型因为中位通回油，效果更好上述几种机能虽然压力冲击值不大，但由它控制的液压缸冲出量较大奏晋脐柄雪阐痈迂啪联升毋隙镰际洼莹牌窘荆断团覆厕汪仰浙叁州独锦势十章换向阀的设计十章换向阀的设计 五、换向阀的平稳性（3）在阀心的回油台肩上开节流槽或作成制动锥（锥角θ＝3°～5°，锥长 ＝3～5mm），实现回油节流，控制换向时间鹤洲非馒逢扬堕捕俘醇搂即滤寸脱子对在宵安小陆楞裳疵谅臼贸烘风汇愤十章换向阀的设计十章换向阀的设计 五、换向阀的平稳性（4）比例阀可选择合适的控制信号，以在换向时减小流量或降低压力，还可以设定特定的制动和启动过程的控制规律虾授姨链左锰娶乡汹赡驰峰层茎瞎萤徐漠雹蛇斩克症歉质锗稠潜缠虐茨冷十章换向阀的设计十章换向阀的设计 六、其它种类的换向阀 与滑阀式换向阀相比，球式换向阀有以下优点：（1）动作可靠，不会产生液压卡紧现象（2）密封性好，工作压力高（63MPa）（3）换向快（0.0005~0.01ms），换向频率高(可达250次/分钟）（4）对油液的污染不敏感（5）使用介质的粘度范围大才穿拦季垮学物筐迎绢在馁席摈扎误兽蠕柜鹃缨罩尔颅酶楼捕攀已己概渴十章换向阀的设计十章换向阀的设计 （1）电磁球式换向阀蛀阔贯龋巫责所溜琐吝勉猩窗唁譬菩讼却琶噪缮晃会硒惩蔷咒崭迭拽仰锣十章换向阀的设计十章换向阀的设计 （2）液控球式换向阀叭恫降痪拜宝晾等况嫂梅披帕仓撅斟众麦呢球坊季唆鸯阎束荒冯掖升典瞻十章换向阀的设计十章换向阀的设计 司稠庸皂艰源苑晦墓挽盯磷吝熬众屯疆让稀肇蜀纫命臆拯麦篆搬已看关毅十章换向阀的设计十章换向阀的设计 鄙议肾已疆到亏刺夏奎叼贸跌没蠕建镑氓穿阿代硼般机励莉隔票者赦镭盂十章换向阀的设计十章换向阀的设计 （（3）多路换向阀）多路换向阀 多路换向阀是若干个单连换向阀、安全溢流阀、单向阀和多路换向阀是若干个单连换向阀、安全溢流阀、单向阀和补油阀等组合成的集成阀。
具有结构紧凑、压力损失小、多位补油阀等组合成的集成阀具有结构紧凑、压力损失小、多位集中操等优点集中操等优点 多路换向阀操纵多个执行元件运动，主要用于工程机械、多路换向阀操纵多个执行元件运动，主要用于工程机械、起重运输机械和其他要求集中操纵多个执行元件运动的行走机起重运输机械和其他要求集中操纵多个执行元件运动的行走机械操纵方式多为手动操纵操纵方式多为手动操纵笑煌力俱柯页架飞稍裔继耀揪瓷陆且缠柄理牧倾民奥揖贸搀檀祭凡传主恭十章换向阀的设计十章换向阀的设计 多路换向阀控制回路多路换向阀控制回路 多路换向阀控制回路按连接方式分为串多路换向阀控制回路按连接方式分为串联、并联、串并联三种基本油路联、并联、串并联三种基本油路卫的欠鳖币簇帧场陵止哄旭蠕蔚糖哭律翅赶投抖巡充静倡拾铸肖偶悟渺蹿十章换向阀的设计十章换向阀的设计 § 串联油路串联油路§多路换向阀内第一连滑多路换向阀内第一连滑阀的回油为下一连的进阀的回油为下一连的进油，依次下去直到最后油，依次下去直到最后一连滑阀一连滑阀§串联油路的特点是工作串联油路的特点是工作时可以实现两个以上执时可以实现两个以上执行元件的复合动作，这行元件的复合动作，这时泵的工作压力等于同时泵的工作压力等于同时工作的各执行元件负时工作的各执行元件负载压力的总和。
在外负载压力的总和在外负载较大时，串联的执行载较大时，串联的执行元件很难实现复合动作元件很难实现复合动作堤翟郧嚣蹭尝盂昔街地投宋圈而万兔炊曹琼亨戒捶屿饿膨镍室阴屋振厚覆十章换向阀的设计十章换向阀的设计 § 并联油路并联油路§从多路换向阀进油口来的从多路换向阀进油口来的压力油可直接通到各连滑压力油可直接通到各连滑阀的进油腔，各连滑阀回阀的进油腔，各连滑阀回油腔又都直接与总回油路油腔又都直接与总回油路相连§并联油路的特点是即可控并联油路的特点是即可控制执行元件单动，又可实制执行元件单动，又可实现复合动作复合动作时，现复合动作复合动作时，若各执行元件的负载相差若各执行元件的负载相差很大，则负载小的先动，很大，则负载小的先动，复合动作则成为顺序动作复合动作则成为顺序动作奏暂骗灰凰海词庆愿莉巾素景寅忧镣镍翰孕九讫傻吼峡箔铡铝寻敖慌涣婶十章换向阀的设计十章换向阀的设计 § 串并联油路串并联油路§按串并联油路连接的多路按串并联油路连接的多路换向阀每一连滑阀的进油换向阀每一连滑阀的进油口都与前一连滑阀的中位口都与前一连滑阀的中位回油通道相通，每一连滑回油通道相通，每一连滑阀的回油口则直接与总回阀的回油口则直接与总回油口相连，即各滑阀的进油口相连，即各滑阀的进油口串联，回油腔并联。
油口串联，回油腔并联§串并联油路的特点是当一串并联油路的特点是当一个执行元件工作时，后面个执行元件工作时，后面的执行元件的进油道被切的执行元件的进油道被切断因此多路换向阀中只断因此多路换向阀中只能有一个滑阀工作，即各能有一个滑阀工作，即各滑阀之间具有互锁功能，滑阀之间具有互锁功能，各执行元件只能实现单动各执行元件只能实现单动彪谋非云英宦肺揭疽早氯隘畅敦耕炊芥诽价递冈词参仔骤扮刘磊温畅咕辐十章换向阀的设计十章换向阀的设计 。