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oA方向控制阀 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 5 方向控制阀方向控制阀 液压控制阀概述液压控制阀概述5.2 单向阀单向阀5.3 换向阀换向阀5.4 方向阀在换向与方向阀在换向与 锁紧回路中的应用锁紧回路中的应用5.5 液压阀的连接方式液压阀的连接方式 液压控制阀概述液压控制阀概述液压控制阀是液压系统中的控制元件，它们的作用是通过对液压系统中压力油的流动方向流动方向、压力大小压力大小、流量大小流量大小的控制，从而达到对执行元件的运动方向运动方向、输出力输出力（或力矩）大小大小、输输出速度大小出速度大小进行控制。不论何种液压系统，都是由一些完成一定功能的基本液压回路组成，而液压回路主要是由各种液压控制阀按一定需要组合而成。对于实现相同目的的液压回路，由于选择的液压控制阀不同或组合方式不同，回路的性能也不完全相同。因此熟悉各种液压控制阀的性能、基本回路的特点，对于设计和分析液压系统极为重要。根据其作用的不同，液压控制阀可分为三大类：方向控制阀方向控制阀：如单向阀、换向阀等。压力控制阀压力控制阀：如溢流阀、减压阀、顺序阀等。流量控制阀流量控制阀：如节流阀、调速阀等。相应地可由这些阀组成三种基本回路：方向控制方向控制回路、压力控制回路回路、压力控制回路和调速回路调速回路。按控制方式的不同，液压阀又可分为普通液压控普通液压控制阀、伺服控制阀、比例控制阀。制阀、伺服控制阀、比例控制阀。根据安装形式不同，液压阀还可分为管式、板式管式、板式和插装式等若干种。和插装式等若干种。各种类型的液压阀的基本工作参数液压阀的基本工作参数是额定压力额定压力和额定流量额定流量，不同的额定压力和额定流量使得每种液压阀具有多种规格。5 方向控制阀方向控制阀本章仅涉及方向控制阀和方向控制回路。方向控制阀是用来改变液压系统中各油路之间液流通断关系的阀类。如单向阀、换向阀及压力表开关等。5.2 单向阀单向阀 单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。5.2.1普通单向阀普通单向阀单向阀又称止回阀，它使液体只能沿一个方向通过。单向阀可单独使用；也可与其它类型的液压阀相并联，从而构成组合阀。对单向阀的主要性能要求是：油液向一个方向通过油液向一个方向通过时压力损失要小；反向不通时密封性要好，动作灵时压力损失要小；反向不通时密封性要好，动作灵敏，工作时无撞击和噪声。敏，工作时无撞击和噪声。(1)单向阀的工作原理和图形符号图5.10为单向阀的工作原理和图形符号。当液流由A腔流入时，克服弹簧力将阀芯顶开，于是液流由A流向B；当液流反向流入时，阀芯在液压力和弹簧力的作用下关闭阀口，使液流截止，液流无法流向A腔。单向阀实质上是利用流向所形成的压力差使阀芯开启或关闭。图510 单向阀的工作原理和图形符号 (a)工作原理图，(b)详细符号，(c)简化符号 (2)典型结构与主要用途典型结构与主要用途 单向阀的结构如图5.11所示。按进出口流道的布置形式，单向阀可分为直通式直通式和直角式直角式两种。直通式单向阀进口和出口流道在同一轴线上;而直角式单向阀进出口流道则成直角布置。图5.11 单向阀的典型结构 (a)直角式单向阀(板式连接);(b)阀芯为球阀的直通式单向阀(管式连接);(c)阀芯为锥阀的直通式单向阀(管式连接)图5.11(a)为板式连接的直角式单向阀，在该阀中，液流顶开阀芯后，直接从阀体内部的铸造通道流出，压力损失小，而且只要打开端部螺塞即可对内部进行维修，十分方便。图5.11(b)、(c)为管式连接的直通式单向阀，它可直接装在管路上，比较简单，但液流阻力损失较大，而且维修装拆及更换弹簧不便。按阀芯的结构形式，单向阀又可分为钢球式钢球式和锥阀式阀式两种。图5.11(b)是阀芯为球阀的单向阀，其结构简单，但密封容易失效，工作时容易产生振动和噪声，一般用于流量较小的场合。图5.11(c)是阀芯为锥阀的单向阀，这种单向阀的结构较复杂，但其导向性和密封性较好，工作比较平稳。单向阀开启压力一般为0.0350.05MPa，所以单向阀中的弹簧很软。单向阀的主要用途如下单向阀的主要用途如下（1）单向阀可以安装在回油单向阀可以安装在回油路中作为背压阀路中作为背压阀。将软弹簧更换成合适的硬弹簧，用以产生0.20.6MPa的背压。就成为背压阀。1-防止油液倒流；2-形成背压Q315264（2）安装在液压泵出口，安装在液压泵出口，防止系统压力突然升高而损防止系统压力突然升高而损坏液压泵。防止系统中的油坏液压泵。防止系统中的油液在泵停机时倒流回油箱液在泵停机时倒流回油箱。（3）与其它阀组合成单向与其它阀组合成单向控制阀。控制阀。（4）用于隔开油路之间的用于隔开油路之间的联系，防止油路相互干扰联系，防止油路相互干扰；防止泵倒灌1隔开油路；2组成单向平衡阀 5.2.2 液控单向阀液控单向阀液控单向阀是允许液流向一个方向流动，反向开启则必须通过液压控制来实现的单向阀。液控单向阀可用作二通开关阀，也可用作保压阀，用两个液控单向阀还可以组成“液压锁”。(1)液控单向阀的工作原理和图形符号图5.12为液控单向阀的工作原理和图形符号。当控制油口无压力油(pK=0)通入时，它和普通单向阀一样，压力油只能由A腔流向B腔，不能反向倒流。若从控制油口K通入控制油pK时，即可推动控制活塞，将阀芯顶开，从而实现液控单向阀的反向开启，此时液流可从B腔流向A腔。图5.12 液控单向阀的工作原理和图形符号 (a)工作原理图;(b)详细符号;(c)简化符号(2)液控单向阀应用液控单向阀应用1）控制重物匀速下落当换向阀通电时，油缸匀速下落（不会自由落体下落）；当换向阀断电时，油缸起吊重物。2）液压锁：液压锁用于汽车液压吊等的支腿。双向液压锁 (3)典型结构典型结构 液控单向阀有不带卸荷阀芯不带卸荷阀芯的筒式液控单向阀(见图5.13)和带卸荷阀芯带卸荷阀芯的卸载式液控单向卸载式液控单向阀阀(见图 5.14)两种结构形式。图5.13 筒式液控单向阀1-控制活塞；2-顶杆；3-单向阀芯卸载式阀中，当控制活塞上移时先顶开卸载阀的小阀芯，使主油路卸压，然后再顶开单向阀芯。这样可大大减小控制压力，使控制压力与工作压力之比降低到4.5，因此可用于压力较高的场合，同时可以避免筒式阀中当控制活塞推开单向阀芯时，高压封闭回路内油液的压力将突然释放，产生巨大冲击 和噪声的现象。上述两种结构形式按其控制活塞处的泄油方式，又均有内泄式内泄式和外泄式外泄式之分。图5.14(a)为内泄式，其控制活塞的背压腔与进油口p1相通。图514 带卸荷阀芯的液控单向阀 (a)带卸荷阀芯的内泄式液控单向阀;(b)带卸荷阀芯的外泄式液控单向阀外泄式见图5.13和图5.14(b)的活塞背压腔直接通油箱，这样反向开启时就可减小p1腔压力对控制压力的影响，从而减小控制压力pK。故一般在反向出油口压力p1较低时采用内泄式，高压系统采用外泄式。5.3 换向阀换向阀换向阀是利用阀芯和阀体间相对位置的不同来变换不同管路间的通断关系，实现接通、切断，或改变液流方向的阀类。它的用途很广，种类也很多。对换向阀性能的主要要求是：油液流经换向阀时的压力损失要小(一般0.3MPa)；互不相通的油口间的泄漏要小;换向可靠、迅速且平稳无冲击。换向阀按阀的结构形式结构形式、操纵方式操纵方式、工作位工作位置数置数和控制的通道数控制的通道数的不同，可分为各种不同的类型。按阀的结构形式有：滑阀式、转阀式、球阀滑阀式、转阀式、球阀式、锥阀式。式、锥阀式。按阀的操纵方式有：手动式、机动式、电磁手动式、机动式、电磁式、液动式、电液动式、气动式式、液动式、电液动式、气动式。按阀的工作位置数和控制的通道数有：二位二位二通阀、二位三通阀、二位四通阀、三位四二通阀、二位三通阀、二位四通阀、三位四通阀、三位五通阀通阀、三位五通阀等。5.3.1 换向机能换向机能5.3.1.1 换向阀的换向阀的“通通”和和“位位”“通”和“位”是换向阀的重要概念。“几通几通”即所通油路个数；即所通油路个数；“几位几位”即工作位置个即工作位置个数。数。不同的“通”和“位”构成了不同类型的换向阀。通常所说的“二位阀”、“三位阀”是指换向阀的阀芯有两个或三个不同的工作位置。所谓“二通阀”、“三通阀”、“四通阀”是指换向阀的阀体上有两个、三个、四个各不相通且可与系统中不同油管相连的油道接口，不同油道之间只能通过阀芯移位时阀口的开关来沟通。几种不同“通”和“位”的滑阀式换向阀主体部分的结构形式和图形符号如表5.1所示。表51 不同的“通”和“位”的滑阀式换向阀主体部分的结构形式和图形符号表5.1中图形符号的含义如下：(1)用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几“位”；(2)方框内的箭头表示油路处于接通状态，但箭头方向不一定表示液流的实际方向箭头方向不一定表示液流的实际方向;(3)方框内符号“”或“”表示该油路不通；(4)方框外部连接的接口数有几个，就表示几“通”;(5)一般，阀与系统供油路连接的进油口用字进油口用字母母P表示表示，阀与系统回油路连通的回油口用回油口用T(有时用有时用O)表示表示；而阀与执行元件连接的油口阀与执行元件连接的油口用用A、B等表示等表示。有时在图形符号上用用L表示表示泄漏油口泄漏油口；(6)换向阀都有两个或两个以上的工作位置，其中一个为常态位，即阀芯未受到操纵力时常态位，即阀芯未受到操纵力时所处的位置。所处的位置。图形符号中的中位是三位阀的常态位。利用弹簧复位的二位阀则以靠近弹靠近弹簧的方框内的通路状态为其常态位。簧的方框内的通路状态为其常态位。绘制系统图时，油路一般应连接在换向阀的绘制系统图时，油路一般应连接在换向阀的常态位上常态位上。5.3.1.2 滑阀机能滑阀机能滑阀式换向阀处于中间位置或原始位置时，阀中各油口的连通方式称为换向阀的滑阀机能。滑阀机能直接影响执行元件的工作状态，不同的滑阀机能可满足系统的不同要求。正确选择滑阀机能是十分重要的。这里介绍二位二通和三位四通换向阀的滑阀机能。(1)二位二通换向阀二位二通换向阀二位二通换向阀其两个油口之间的状态只有两种：通或断通或断见图5.15(a)。自动复位式(如弹簧复位)的二位二通换向阀的滑阀机能有常常闭式闭式(O型)和常开式常开式(H型)两种见图5.15(c)。图515 二位二通换向阀的滑阀机能 (2)三位四通换向阀三位四通换向阀 三位四通换向阀的滑阀机能有很多种，常见的有表5.2中所列的几种。中间一个方框表示其原始位置，中间一个方框表示其原始位置，左右方框表示两个换向位，其左位和右位各油口的左右方框表示两个换向位，其左位和右位各油口的连通方式均为直通或交叉相通，所以只用一个字母连通方式均为直通或交叉相通，所以只用一个字母来表示中位的形式。来表示中位的形式。另外，三位四通换向阀还有两个过渡位置，当对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亦有要求时，根据过渡位置各油口连通状态及阀口节流形式尚可派生出其它滑阀机能。在液压符号中，这种过渡机能被画在各工位通路符号之间，并用虚线与之隔开。表表5.2 三位四通阀常用滑阀机能三位四通阀常用滑阀机能P、O口相通，A与B口均封闭，活塞闭锁不动，泵卸荷，也可用多个M型换向阀并联工作M型P、A、O口相通，B 口封闭，活塞处于单向闭锁状态，泵卸荷K型P封闭，A、B、O口相通，活塞浮动，在外力作用下可移动，泵不卸荷Y型P、A，B、O口全通，活塞浮动，在外力作用下可移动，泵卸荷H型P、A，B、O四口全封闭，液压缸闭锁，可用于多个换向阀并联工作O型中位油口状况，特点及应用符 号型式P、A、B口相通，O封闭，泵与缸两腔相通，可组成差动回路P和O封闭，A与B相通，活塞浮动，在外力作用下可移动，泵不卸荷U型P与A相通，O与B封闭，活塞处于停止位置C型P与A封闭，B与O相通，活塞停止，但在外力作用下可向一边移动，泵不卸荷J型P型X型符 号型式四油口处于半开启状态，泵基本上卸荷，但仍保持一定压力中位油口状况，特点及应用图5.16表示了O型三位四通换向阀的两种不同过渡机能。增加过渡机能将加长阀芯的行程，这对电磁换向阀尤为不利，因为过长的阀芯行程不仅影响到电磁换向阀的动作可靠性，而且还延长了它的动作时间，所以电磁换向阀一般都是标准的换向机能而不设置过渡机能。只有液动(或电液动)换向阀才设计成不同的过渡机能。不同机能的滑阀，其阀体是通用件，区别仅在于阀区别仅在于阀芯台肩结构、轴向尺寸及阀芯上径向通孔的个数。芯台肩结构、轴向尺寸及阀芯上径向通孔的个数。5.3.2 换向阀的操纵方式换向阀的操纵方式 5.3.2.1 手动换向阀手动换向阀手动换向阀主要有弹簧复位弹簧复位和钢球定位钢球定位两种形式。图517 三位四通手动换向阀(a)弹簧钢球定位式符号，(b)弹簧自动复位式符号图5.17(a)所示为钢球定位式三位四通手动换向阀，用手操纵手柄推动阀芯相对阀体移动后，可以通过钢球使阀芯稳定在三个不同的工作位置上。图5.17(b)则为弹簧自动复位式三位四通手动换向阀。通过手柄推动阀芯后，要想维持在极端位置，必须用手扳住手柄不放，一旦松开了手柄，阀芯会在弹簧力的作用下，自动弹回中位。图5.17(c)所示为旋转移动式手动换向阀，旋转手柄可通过螺杆推动阀芯改变工作位置。这种结构具有体积小、调节方便等优点。由于这种阀的手柄带有锁，不打开锁不能调节，因此使用安全。5.3.2.2 机动换向阀机动换向阀 机动换向阀又称行程换向阀，它是用挡铁或凸轮推动阀芯实现换向。机动换向阀多为图5.18所示的二位阀。图5.18 二位二通机动换向阀1-挡铁；2-滚轮；3-阀芯；4-弹簧 5.3.2.3 电磁换向阀电磁换向阀电磁换向阀是利用电磁铁吸力推动阀芯来改变阀的工作位置。由于它可借助于按钮开关、行程开关、限位开关、压力继电器等发出的信号进行控制，所以操作轻便，易于实现自动化，因此应用广泛。(1)工作原理 电磁换向阀的品种规格很多，但其工作原理是基本相同的。现以图所示三位四通O型滑阀机能的电磁换向阀为例来说明。图5.19 电磁换向阀的工作原理图 l-阀体;2-阀芯;3-弹簧座;4-弹簧;5-推杆;6-铁芯;7-衔铁在图5.19中，阀体l内有三个环形沉割槽，中间为进油腔P，与其相邻的是工作油腔A和B。两端还有两个互相连通的回油腔T。阀芯两端分别装有弹簧座3、复位弹簧4和推杆5，阀体两端各装一个电磁铁。当两端电磁铁都断电时见图5.19(a)，阀芯处于中间位置。此时P、A、B、T各油腔互不相通；当左端电磁铁通电时见图5.19(b)，该电磁铁吸合，并推动阀芯向右移动，使P和A连通，B 和T连通。当其断电后，右端复位弹簧的作用力可使阀芯回到中间位置，恢复原来四个油腔相互封闭的状态；当右端电磁铁通电时见图5.19(c)，其衔铁将通过推杆推动阀芯向左移动，P和B相通，A 和T相通。电磁铁断电，阀芯则在左弹簧的作用下回到中间位置。(2)直流电磁铁和交流电磁铁直流电磁铁和交流电磁铁阀用电磁铁根据所用电源的不同，有以下三种：交流电磁铁。交流电磁铁。阀用交流电磁铁的使用电压一般为交流220V，电气线路配置简单。交流电磁铁启动力较大，换向时间短。但换向冲击大，工作时温升高(外壳设设有散热筋有散热筋)；当阀芯卡住时，电磁铁因电流过大易烧坏，可靠性较差，所以切换频率不许超过30次min，寿命较短。直流电磁铁直流电磁铁。直流电磁铁一般使用24V直流电压，因此需要专用直流电源。其优点是不会因铁芯卡住而烧坏(其圆筒形外壳上没有散热筋没有散热筋)，体积小，工作可靠，允许切换频率为120次min，换向冲击小，使用寿命较长。但启动力比交流电磁铁小。本整型电磁铁本整型电磁铁。本整型指交流本机整流型交流本机整流型。这种电磁铁本身带有半波整流器，可以在直接使用交流电源的同时，具有直流电磁铁的结构和特性。(3)干式、油浸式、湿式电磁铁干式、油浸式、湿式电磁铁不管是直流电磁铁还是交流电磁铁，都可做成干式的、油浸式的和湿式的。干式电磁铁。干式电磁铁。干式电磁铁的线圈、铁芯与轭铁处于空气中不和油接触，电磁铁与阀联结时，在推杆的外周有密封圈。由于回油有可能渗入对中弹簧腔中，所以阀的回油压力不能太高。此类电磁铁附有手动推杆，一旦电磁铁发生故障时可使阀芯手动换位。此类电磁铁是简单液压系统常用的一种形式。油浸式电磁铁油浸式电磁铁。油浸式电磁铁的线圈和铁芯都浸在无压油液中。推杆和衔铁端部都装有密封圈。可帮助线圈散热，且可改善推杆的润滑条件，所以寿命远比干式电磁铁为长。因有多处密封，此种电磁铁的灵 敏性较差，造价较高。湿式电磁铁湿式电磁铁。湿式电磁铁也叫耐压式电磁铁，它和油浸式电磁铁不同之处是推杆处无密封油浸式电磁铁不同之处是推杆处无密封圈圈。线圈和衔铁都浸在有压油液中，故散热好，摩擦小。还因油液的阻尼作用而减小了切换向时的冲击和噪声。所以湿式电磁铁具有吸声小、寿命长、温升低等优点，是目前应用最广的一种电磁铁是目前应用最广的一种电磁铁。也有人将油浸式电磁铁和耐压式电磁铁都叫做湿式电磁铁。(4)电磁换向阀的典型结构电磁换向阀的典型结构 图5.20所示为交流式二位三通电磁换向阀。当电磁铁断电时，阀芯2被弹簧7推向左端，P和A接通；当电磁铁通电时，铁芯通过推杆3将阀芯2推向右端，使P和B接通。图5.20 交流式二位三通电磁换向阀1-阀体;2-阀芯;3-推杆;4、7-弹簧;5、8-弹簧座;6-O形圈;9-后盖P TA B图5.21为直流湿式三位四通电磁换向阀。当两边电磁铁都不通电时，阀芯2在两边对中弹簧4的作用下处于中位，P、T，A、B油口互不相通；当右边电磁铁通电时，推杆将阀芯2推向左端，P与B通，A与T通，当左边电磁铁通电时，P与 A通，B与T通。必须指出，由于电磁铁的吸力有限必须指出，由于电磁铁的吸力有限(120N)，因此电磁换向阀只适用于流量不太大的，因此电磁换向阀只适用于流量不太大的场合。当流量较大时，需采用液动或电液场合。当流量较大时，需采用液动或电液动控制。动控制。5.3.2.4 液动换向阀液动换向阀液动换向阀是利用控制压力油来改变阀芯位置的换向阀。对三位阀而言，按阀芯的对中形式，分为弹簧对中型和液压对中型两种。图5.22(a)所示为弹簧对中型三位四通液动换向阀，阀芯两端分别接通控制油口K1和K2。图522 弹簧对中型三位四通液动换向阀当K1通压力油时，阀芯右移，P与A通，B与T(O)通；当K2通压力油时，阀芯左移，P与B通，A与T(O)通；当K1和K2都不通压力油时，阀芯在两端对中弹簧的作用下处于中位。当对液动滑阀换向平稳性要求较高时，还应在滑阀两端K1、K2 控制油路中加装阻尼调节器见图5.22(c)。阻尼调节器由一个单向阀和一个节流阀并联组成，单向阀用来保证滑阀端面进油畅通，而节流阀用于滑阀端面回油的节流，调节节流阀开口大小即可调整阀芯的动作时间。5.3.2.5 电液换向阀电液换向阀电液换向阀是电磁换向阀和液动换向阀的组合。其中，电磁换向阀起先导作用，控制液动换向阀的动作，改变液动换向阀的工作位置；液动换向阀作为主阀，用于控制液压系统中的执行元件。由于液压力的驱动，主阀芯的尺寸可以做得很大，允许大流量通过。因此，电液换向阀主要用在流量超过电磁换向阀额定流量的液压系统中，从而用较小的电磁铁就能控制较大的流量。电液换向阀的使用方法与电磁换向阀相同。电液换向阀有弹簧对中和液压对中两种形式。若按控制压力油及其回油方式进行分类则有：外部控制、外部回油；外部控制、内部回油；内部控制、外部回油；内部控制、内部回油等四种类型。图523 内部控制、外部回油的弹簧对中型电液换向阀 (a)结构图；(b)符号，(c)简化符号l、7-单向阀;2、6-节流阀;3、5-电磁铁;4-电磁阀阀芯;8-主阀芯外部控制外部回油外部回油口 5.4 方向阀在换向与锁紧回路中的应用方向阀在换向与锁紧回路中的应用在液压系统中，工作机构的启动、停止或变换运动方向等是利用控制进入执行元件油流的通、断及改变流动方向来实现的。实现这些功能的回路称为方向控制回路。方向阀主要用于通断控制、换向控制、锁紧、保压等方面。5.4.1 换向回路换向回路5.4.1.1 简单换向回路简单换向回路 简单换向回路，只需在泵与执行元件之间采用标准的普通换向阀即可。5.4.1.2 复杂换向回路复杂换向回路当需要频繁、连续自动地作往复运动且对换向过程有很多附加要求时，则需采用复杂换向回路。对于换向要求高的主机(如各类磨床)，若用手动换向阀就不能实现自动往复运动。采用机动换向阀，利用工作台上的行程块推动(联接在换向阀杆上的)拨杆来实现自动换向，但工作台慢速运动时，当换向阀移至中间位置时，工作台会因失去动力而停止运动(称“换向死点”)，不能实现自动换向；当工作台高速运动时，又会因换向阀芯移动过快而引起换向冲击。若采用电磁换向阀由行程挡块推动行程开关发出换向信号，使电磁阀动作推动换向，可避免“死点”，但电磁阀动作一般较快，存在换向冲击，而且电磁阀还有换向频率不高、寿命低、易出故障等缺陷。为解决上述两个矛盾，采用特殊设计的机液换向阀，以行程挡块推动机动先导阀，由它控制一个可调式液动换向阀来实现工作台的换向，既可避免“换向死点”，又可消除换向冲击。这种换向回路，按换向要求不同可分为时间控制制动式和行程控制制动式两种。(1)时间控制制动式换向回路时间控制制动式换向回路如图5.25所示，这种回路中的主油路只受换向阀3控制。图示位置油缸活塞向右运动。挡块碰拨叉后，先导阀心移至最左边。图5.25 时间控制制动式换向回路 l-节流阀;2-先导阀;3-换向阀;4-溢流阀控制油路中的压力油经单向阀通向换向阀3右端，换向阀左端的油经节流阀J1流回油箱，换向阀芯向左移动，移动速度由节流阀J1开口大小来控制。阀芯上的制动锥面逐渐关小回油通道，活塞速度逐渐减慢，并在换向阀3的阀芯移动 l 距离后将回油通道封死，使活塞停止运动。这段时间的长短由节流阀J1开口大小来控制。阀3右端仍保持一定油压使阀芯继续左移，油缸换向。换向阀阀芯上的制动锥半锥角一般为1.53.5，在换向要求不高的地方还可以取大一些。制动锥长度可根据试验确定，一般取l=3l2mm。当节流阀J1和J2的开口大小调定之后，换向阀阀芯移动距离l所需的时间(即活塞制动所经历的时间)就确定不变(不考虑油液粘度变化的影响)。因此，这种制动方式被称为时间控制制动式。这种换向回路的主要优点是：其制动时间可根据主机部件运动速度的快慢、惯性的大小通过节流阀J1和J2的开口量得到调节，以便控制换向冲击，提高工作效率，此外，换向阀中位机能采用H型，对减小冲击量和提高换向平稳性都有利。其主要缺点是：换向过程中的冲出量受运动部件的速度和其它一些因素的影响，换向精度不高。这种换向回路主要用于工作部件运动速度较高、要求换向平稳、无冲击、但换向精度要求不高的场合，如用于平面磨床和插、拉、刨床液压系统中。(2)行程控制制动式换向回路行程控制制动式换向回路如图5.26所示，这种回路中的主油路除受换向阀3控制外，还受先导阀2控制。图示位置油缸活塞向右运动。挡块碰拨叉后，先导阀心向左移动，经过一小段时间移至最左边（由油缸行程决定）。图5.26 行程控制制动式换向回路1-节流阀;2-先导阀;3-换向阀;4-溢流阀当先导阀2在换向过程中向左移动时，先导阀阀芯的右制动锥将液压缸右腔的回油通道逐渐关小，使活塞速度逐渐减慢，对活塞进行预制动。当回油通道被关得很小(轴向开口量尚留约0.20.5mm)、活塞速度变得很慢时，换向阀3的控制油路才开始切换，换向阀芯向左移动。切断主油路通道，使活塞停止运动，并随即使它在相反的方向启动。反向运动到一定距离时，挡块又拨动拨叉，进行制动与换向。这里，不论运动部件原来的速度快慢如何，先导阀总是要先移动一段固定的行程l，将工作部件先进行预制动后，再由换向阀来使它换向，所以这种制动方式被称为行程控制制动式。先导阀制动锥一般取长度l=512mm，合理选择制动锥度能使制动平稳。行程控制制动式换向回路的换向精度较高，冲出量较小，但由于先导阀的制动行程恒定不变，制动时间的长短和换向冲击的大小就将受运动部件速度快慢的影响。所以这种换向回路宜用在主机工作部件运动速度不大，但换向精度要求较高的场合，如磨床液压系统中。5.4.2 锁紧回路锁紧回路锁紧回路可使液压缸活塞在任一位置停止，并可防止其停止后窜动。使执行元件锁紧的最简单的方法是利用三位换向阀的M型或O型中位机能封闭液压缸两腔，使执行元件在其行程的任意位置上锁紧。但由于滑阀式换向阀不可避免地存在泄漏，这种锁紧方法不够可靠，只适用于锁紧时间短且要求不高的回路中。最常用的方法是采用液控单向阀，其锁紧回路如图5.27所示。由于液控单向阀有良好的密封性能，即使在外力作用下，也能使执行元件长期锁紧。为了保证在三位换向阀中位时锁紧，换向阀应采用H型或Y型机能。这种回路常用于汽车起重机的支腿油路中，也用于矿山采掘机械的液压支架的锁紧回路中。图527 锁紧回路5.5 液压阀的连接方式液压阀的连接方式液压阀的连接方式有五种。(1)螺纹连接螺纹连接阀体油口上带螺纹的阀称为管式阀。将管式阀的油口用螺纹管接头与管道连接，并由此固定在管路上。这种连接方式适用于小流量的简单液压系统。其优点是：连接方式简单，布局方便，系统中各阀间油路一目了然。其缺点是：元件分散布置，所占空间较大，管路交错，接头繁多，不便于装卸维修。(2)法兰连接法兰连接 它是通过阀体上的螺钉孔(每油口多为4个螺钉孔)与管件端部的法兰，用螺钉连接在一起。这种阀称为法兰连接式阀。适用于通径32mm以上的大流量液压系统。其优缺点与螺纹连接相同。(3)板式连接板式连接阀的各油口均布置在同一安装平面上，并留有连接螺钉孔，这种阀称为板式阀，如电磁换向阀多为板式阀。将板式阀用螺钉固定在与阀有对应油口的平板式或阀块式连接体上。这种连接方式的优点是：更换元件方便，不影响管路，并且有可能将阀集中布置。与板式阀相连的连接体有连接板和集成块两种形式。连接板连接板。将板式阀固定在连接板上面，阀间油路在板后用管接头与管子连接。这种连接板简单，检查油路较方便，但板上油管多，装配极为麻烦，占空间也大。板式连接阀板式连接阀 集成块。集成块是一个正六面连接体。将板式阀用螺钉固定在集成块的三个侧面上，通常三个侧面各装一个阀，有时在阀与集成块间还可以用垫板安装一个简单的阀，如单向阀、节流阀等。剩余的一个侧面则安装油管，连接执行元件。集成块的上、下面是块与块的接合面，在各集成块的结合面上同一坐标位置的垂直方向钻有公共通油孔：压力油孔P、回油孔T、泄漏油孔L以及安装螺栓孔，有时还有测压油路孔。块与块之间及块与阀之间接合面上的各油口用O形密封圈密封。在集成块内打孔，沟通各阀组成回路。每个集成块与装在其周围的阀类元件构成一个集成块组，每个集成块组就是一个典型回路。根据各种液压系统的不同要求，选择若干不同的集成块组叠加在一起(见图5.28)，即可构成整个集成块式液压装置。这种集成方式的优点是：结构紧凑，占地面积小，便于装卸和维修，可把液压系统的设计简化为集成块组的选择，因而得到广泛应用。但它也有设计工作量大，加工复杂，不能随意修改系统等缺点。图5.28 集成块式液压装置1-底板;2-集成块;3-阀;4-盖板 (4)叠加式连接叠加式连接 将各种液压阀的上下面都做成像板式阀底面那样的连接面，相同规格的各种液压阀的连接面中，油口位置、螺钉孔位置、连接尺寸都相同(按相同规格的换向阀的连接尺寸确定)，这种阀称为叠加阀。按系统的要求，将相同规格的各种功能的叠加阀按一定次序叠加起来，即可组成叠加阀式液压装置，如图5.29所示。图5.29 叠加阀式液压装置1-底板;2-压力表开关;3-换向阀叠加阀式液压装置的最下面一般为底板，底板上开有进油口P、回油口T及通往执行元件的油口A、B和压力表油口。一个叠加阀组一般控制一个执行元件。若系统中有几个执行元件需要集中控制，可将几个垂直叠加阀组并排安放在多联底板上。用叠加阀组成的液压系统，元件间的连接不使用管子，也不使用其它形式的连接体，因而结构紧凑，体积小，系统的泄漏损失及压力损失较小，尤其是液压系统更改较方便、灵活。叠加阀为标准化元件，设计中仅需绘出叠加阀式液压系统原理图，即可进行组装，因而设计工作量小，应用广泛。(5)插装式连接插装式连接 将阀制成(取消了阀体的)圆筒形专用元件插装阀。将插装阀直接插入布有孔道的阀块(集成块)的插座孔中，而构成液压系统，其结构十分紧凑。各种压力阀、流量阀、方向阀、比例阀等均可制成插装阀形式。小小 结结单向阀和换向阀是液压系统中控制液流方向的元件。单向阀分成两类：即普通单向阀(简称单向阀)和液控单向阀。普通单向阀只允许液流向一个方向通过；液控单向阀具有普通单向阀的功能，并且只要在控制口通入一定压力的控制油液，油流反向也能通过。单向阀和液控单向阀用于回路需要单向导通的场合，也用于各种锁紧回路。换向阀既可用来使执行元件换向，也可用来切换油路。换向阀的各种结构形式中，滑阀式用得较多。而各种操纵形式的换向阀中，则以电磁和电液换向阀用得较多，因为它易于实现自动化。换向阀的图形符号明确地表示了阀的作用原理、工作位置数、通路数、通断状态以及操纵方式等，应予以足够的重视，并能熟练掌握。习习 题题5.3 说明O型、M型、P型和H型三位四通换向阀在中间位置时的特点。5.5 O型机能的三位四通电液换向阀中的先导电磁阀一般选用何种中位机能?由双液控单向阀组成的锁紧回路中换向阀又选用什么机能?为什么?5.6 在图5.22(a)所示液动换向阀和图5.23(a)所示电液换向阀中，主阀和先导阀各是几台肩式?T、A、P、B、T所对应的阀体环形沟槽，何处为构成阀口节流边的工作槽?