(1)换向阀的分类
换向阀按阀的安装方式,可分为管式、板式和集成式等;按阀体连通的主油路数,可分为二通、三通和四通等;按阀芯在阀体内的工作位置,可分为二位、三位和四位等;按操纵阀芯运动的方式,可分为手动、机动、电磁动、液动及电液动等;按阀芯的定位方式,可分为钢球定位和弹簧复位两种。换向阀按其结构类型及运动方式,可分为滑阀式、转阀式和锥阀式,其中,滑阀式换向阀在液压系统中应用较广泛,因此本节主要介绍滑阀式换向阀。
(2)换向阀的工作原理
滑阀式换向阀的工作是利用阀芯与阀体的相对工作位置改变,使油路连通、断开或变换油液流动的方向,从而控制执行元件的启动、停止或换向。换向阀的工作原理如图6.7 所示。当阀芯处于图示位置时,液压缸两腔不通液压油,活塞处于停止状态。若使换向阀的阀芯左移,阀体上的油口P 和A 连通、B 和T 连通。这时,液压油经P 至A 进入液压缸左腔,右腔油液经B 至T 回油箱,活塞向右运动;反之,若使阀芯右移,则P 和B 连通,A 和T 连通,活塞便向左运动。
(3)图形符号
一个换向阀完整的图形符号包括工作位置数、通路数、在各个位置上油口连通关系、操纵方式、复位方式及定位方式等。
换向阀图形符号的含义如下:
图6.7 换向阀的工作原理图
①方框表示阀的工作位置,有几个方框就表示有几“位”。
②方框内的箭头表示在这一位置上油路处于接通状态,但箭头方向并不一定表示液流的实际流向。方框内符号“┳”或“┷”表示此通路被阀芯封闭,即该油路不通。
③一个方框中箭头首尾或封闭符号与方框的交点表示阀的接出通路,其交点数即为滑阀的通路数。
④靠近操纵方式的方框,为控制力作用下的工作位置。
⑤一般情况下,阀与系统供油路连接的进油口用字母P 表示;阀与系统回油路连接的回油口用字母T 表示(或字母O);而阀与执行元件连接的工作油口则用字母A、B 表示。
表6.1 列出了几种常用换向阀的结构原理、图形符号及其使用场合。
表6.1 换向阀的结构原理与图形符号
常见的滑阀操纵方式如图6.8 所示。
图6.8 滑阀操纵方式
(4)滑阀式换向阀的中位机能
对各种操纵方式的三位四通和三位五通换向滑阀,阀芯在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。不同的中位机能,可满足液压系统的不同要求。常用换向阀的各种中位形式、作用及特点见表6.2。
表6.2 三位四通换向阀的中位机能(设左上、右上、左下、右下分别有A,B,P,T 口)
续表
(5)几种常见的换向阀(www.daowen.com)
1)机动换向阀
机动换向阀又称行程阀,它必须安装在液压缸附近,由运动部件上安装的挡块或凸轮(或滚轮)压下阀芯使阀换位。如图6.9 所示为二位四通机动换向阀的结构原理及符号。机动换向阀通常是弹簧复位式的二位阀。其结构简单,动作可靠,换向位置精度高,通过改变挡块的迎角α 和凸轮外形,可使阀芯获得合适的换位速度,以减少换向冲击。
2)电磁换向阀
电磁换向阀是利用电磁铁吸力操纵阀芯换位的换向阀。如图6.10 所示为三位四通电磁换向阀的结构原理图及其符号。阀的两端各有一个电磁铁和一个对中弹簧,阀芯在常态时处于中位。当右端电磁铁通电吸合时,衔铁通过推杆将阀芯推至左端,换向阀就在右位工作;反之,左端电磁铁通电吸合时,换向阀就在左位工作。
如图6.11 所示为二位四通电磁换向阀的图形符号。如图6.11(a)所示为弹簧复位式,如图6.12(b)所示为双电磁铁钢球定位式。
3)液动换向阀
液动换向阀是利用压力油来推动阀芯移动的换向阀。液动换向阀的结构原理及其图形符号如图6.12 所示。当控制压力油从控制口K 输入后,阀芯在压力油的作用下,压缩弹簧产生位移,使阀换位。其工作原理与电磁阀相似。
图6.9 机动换向阀
图6.10 电磁换向阀
1—阀体;2—阀芯;3—弹簧座;4—弹簧;5—挡块;6—推杆;7—线圈;8—密封导磁套;9—衔铁;10—防气螺钉
图6.11 二位四通电磁换向阀
图6.12 液动换向阀
1—阀体;2—阀芯;3 弹簧;4—端盖
4)电液换向阀
将电磁阀与液动阀组合在一起组成电液换向阀。电磁阀(称先导阀)用于改变控制油的流动方向,从而导致液动阀(称主阀)换向,改变主油路的通路状态。
如图6.13 所示为电液换向阀的结构原理及符号。其中,如图6.13(a)所示为两端带主阀芯行程调节机构的结构图。常态时,先导阀和主阀都处于中位,控制油路和主油路均不进油。当左端电磁铁通电时,先导阀处于左位工作,控制油自P′经先导阀作用在主阀左腔K1,使主阀换向处于左位工作,主阀右端油腔K2 经先导阀回油至油箱,此时,主油路P 与B、同时A 与T相通;反之,当先导阀左电磁铁断电,右电磁铁通电时,则主油路油口换接,此时,P 与A、B 与T相通,实现了换向。如图6.13(d)所示为电液换向阀简化符号。在回路中常以简化的符号表示。
图6.13 电液换向阀
5)手动换向阀
手动换向阀是用手动杠杆操纵阀芯换位的换向阀。如图6.14 所示为手动换向阀的符号。按换向定位方式不同,可分为钢球定位式(见图6.14(a))和弹簧复位式(见图6.14(b))两种。
图6.14 手动换向阀的符号
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