方向控制阀教案4.doc

第 4 次课教学整体设计课 题方向控制阀授课时间第 周 星期 （ 月 日） 第 节课时2学时授课类型理论课 实验课 实训课 习题课 讨论课 现场教学 其它：教学资源挂图 模型 实物 多媒体 音像 报纸 其它：绘图工具教学方法讲授法 讨论法 启发式 案例教学法 现场教学法 角色扮演法 项目教学法 情境教学法 其它：教学目标（包括知识、技能、素质目标）知识目标：1、了解液压控制元件的性能参数和基本要求； 2、掌握单向阀的类型及工作原理； 3、了解滑阀式换向阀的主体结构形式； 4、了解换向阀的操纵方式及图形符号； 5、掌握换向阀的中位机能； 6、掌握换向阀的典型结构。技能目标：1、能够熟练地分析滑阀式换向阀的主体结构形式； 2、能够掌握换向阀的操纵方式及绘制图形符号； 3、能够分析电磁换向阀的工作原理。素质目标：1、培养学生对液压与气压传动系统的学习兴趣；2、 培养学生分析液压与气压传动系统的能力；3、 养成良好的学习习惯。重点、难点：教学重点：换向阀的操纵方式及图形符号；教学难点：换向阀的典型结构。教学设计：1、授课思路简述：（围绕所选用教学方法分条编写授课步骤，要涵盖课前准备、课程导入、师生活动安排、任务训练、实践教学环节安排、教学效果检测等主要环节。）一、复习旧课二、导入新课三、讲授知识四、师生活动安排五、教师总结六、布置作业2、课堂训练内容安排： 课堂训练：找学生到前面分析换向阀的操纵方式及绘制图形符号.课堂提问：1.简述液控单向阀的特点。 2.简述电磁换向阀的特点。 3、课后作业与思考题：（根据课程内容适当设计巩固性作业、项目式作业、预习性作业、推荐参考书及网站）巩固性作业： 1.简述单向阀的类型及工作原理。 2.简述滑阀式换向阀的主体结构形式。 3.简述换向阀的操纵方式及图形符号。预习性作业： 液压控制元件：了解压力控制阀的种类、结构、工作原理。教学后记：教学过程（教学设计实施步骤及时间分配）步骤1：复习巩固、检查课后搜集的资料（10分钟） 一、复习液压缸的类型与特点，活塞式液压缸的工作过程； 二、复习液压缸的常见故障及排除方法。三、检查预习情况步骤2：本节课学习任务、情境设计（5分钟） 我们常见的液压起重机在其作业中起重臂有升有降，吊钩有起有落，起重机、液压挖掘机坦克炮塔等有右转也有左转，那么这些动作是如何实现的哪，在液压系统中由哪些元件担负此类动作的实施。接下来我们就来学习一下方向控制阀。 步骤3-1：讲授知识（30分钟） 2.3 控制元件 液压控制元件简称液压阀，液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向、压力和流量的液压元件。 液压控制元件的基本原理概括的说是利用某种作用力和弹簧力相平衡的原理工作的，这种作用力可以是油液压力产生的液压力或其他外力。液压控制元件本身是消耗能量的控制元件。 液压传动系统对阀的基本要求为：结构简单紧凑、动作灵敏可靠、调整方便、密封性能好、通油压力损失小、通用性好和便于安装维护。 2.3.1 方向控制阀 方向控制阀是控制液压系统中油液流动方向的，它分为单向阀和换向阀两类。一. 单向阀单向阀主要有普通单向阀、液控单向阀和单向失压切断阀三种。1.普通单向阀普通单向阀简称单向阀，其作用是只允许油液沿一个方向流动，不允许反向倒流。因此，又叫做逆止阀。 图2-32单向阀及图形符号 a)锥阀芯 b)球阀芯 c)图形符号1阀体 2阀芯 3弹簧 4、5挡圈普通单向阀的应用安装在泵的出口，防止压力冲击影响泵的正常工作或防止泵不工作时液压系统油液经泵倒流回油箱。被用来分隔油路以防止高低压干扰。 与其他的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向顺序阀等。 安装在执行元件的回油路作背压阀。2.液控单向阀液控单向阀的作用是允许油液正向流动，当液控口接通压力油时，允许反向倒流。液控单向阀的最小控制压力约为主油路压力的 30%左右。工程上常用于反向锁紧，故称为液压锁。 液控单向阀及图形符号 a) 结构原理图 b）图形符号 1活塞 2顶杆 3阀芯 液控单向阀的应用对液压缸进行闭锁；作为竖直使用液压缸的支撑防止自由下落。需要指出： 控制压力油油口不工作时，应使其通回油箱，否则控制活塞难以复位，单向阀反向不能截止液流。步骤3-2讲授知识（30分钟）二. 换向阀 换向阀作用是利用阀芯和阀体间相对位置的变化来接通、断开或改变系统中油液的流动方向。 1、分类 2、换向阀的工作原理 3.滑阀式换向阀的主体结构形式 换向阀的主体结构是指阀芯和阀体的结构，常见滑阀式换向阀主体部分的结构形式如表2-7 所示。阀体上有多个通口，各油口之间的通、断取决于阀芯的不同工作位置，阀芯在外力作用下移动可以停留在不同的工作位置上。 4.换向阀的操纵方式及图形符号 常见的滑阀式换向阀操纵方式如表2-8所示。换向阀的图形符号表示了下列特征：“位”即阀芯相对于阀体的位置数，图形符号用方框表示位，几个方框表示几位；“通”即阀芯在每个位置上各油口的连通形式，图形符号用直线或带箭头的直线表示通、丁字头表示断；操纵方式有手动、机动、电磁、液动、电液动等，它们的图形符号画在方框侧面，弹簧符号也画在方框的侧面表示复位形式。液压系统换向阀的图形符号必须画在 “常态”即弹簧复位或电磁铁断电状态。5.换向阀的中位机能 三位换向阀阀芯在中间位置时，各油口间的连通方式及对系统产生的性能称为换向阀的中位机能，并用英文字母来形象表示。中位机能不同，换向阀对系统的控制性能影响不同。常用换向阀的各种机能形式、作用及特点见表2-9所示，它表示了换向阀阀芯在中间位置时，各油口间的连通方式，并由此产生对液压系统换向时的压力变化、冲击大小、换向平稳性和制动位置精度等方面的影响。 6.换向阀的典型结构换向阀的种类很多，下面介绍几种常用的换向阀结构。 手动换向阀：手动换向阀是利用手动杠杆驱动阀芯运动而实现油路换向的。手动换向阀的结构有弹簧复位式和钢球定位式两种。 1)弹簧复位式三位四通手动换向阀如图2-35a所示。向右推动手柄，阀芯向左移动至左位，此时P与A相通，B经阀芯轴向孔与T相通；向左拉动手柄，阀芯向右移至右位，此时P与B相通，A与T相通，液流实现换向。松开手柄时，阀芯靠弹簧力恢复至中位(原始位置)，此时P、A、B、T全部封闭，阀为O型滑阀机能。 2)钢球定位式三位四通手动换向阀如图2-35b所示。由于定位机构的作用，松开手柄时，阀芯仍保持原有的位置。因此，选择弹簧复位或钢球定位主要根据工作机器的要求而定。 图2-35 三位四通手动换向阀及图形符号 a）弹簧复位式 b）钢球定位式 c）弹簧式图形符号 d）钢球式图形符号 机动换向阀：机动换向阀又称为行程换向阀，它是利用行程挡铁或凸轮推动阀芯移动来实现油路换向。如图2-36所示。在常态位置时，P与A相通，B封闭；当行程挡铁5压下机动阀滚轮4时，阀芯下移，使P与B相通，A封闭。图中阀芯上的轴向孔是泄漏孔，应接油箱（图形符号使用时画出），以保证阀芯复位。 a) b） 图2-36 二位三通机动换向阀及图形符号a) 结构原理图 b）图形符号 1弹簧 2阀芯 3阀体 4滚轮 5行程挡铁电磁换向阀：电磁换向阀是利用电磁铁的吸力推动阀芯移动实现液流的通、断或改变液流方向的阀,电磁换向阀形式很多。 1)二位二通电磁换向阀如图2-37所示。它是由阀芯4、弹簧3、阀体5、推杆6和电磁铁等组成。常态时电磁铁不通电，P与A 相通（常开型）。电磁铁通电时，电磁铁推动推杆6 克服弹簧3的预紧力，推动阀芯4换至左位，P与A不通。 a） b） 图2-37 二位二通电磁换向阀及图形符号a）结构原理图 b）图形符号 1卡环 2挡圈 3弹簧 4阀芯 5阀体 6推杆 7环 8线圈 9衔铁 10导套 11插头组件2)三位四通电磁换向阀如图2-38所示。阀芯2两端有两根对中弹簧4和两个定位套3 ,使阀芯2 处在常态中位，此时 P、A、B、T全部封闭，故滑阀机能为O型。仅当右端电磁铁通电吸合时，衔铁 9经推杆6将阀芯推至左端，P与A通，B与T通；仅当左端电磁铁通电吸合时，阀芯被推至右端，P与B通，A与T通，实现油路换向。 图2-38 三位四通电磁换向阀及图形符号a）结构原理图 b）图形符号 1阀体 2阀芯 3定位套 4对中弹簧 5挡圈 6推杆 7环 8线圈 9衔铁 10导套 11插头组件 液动换向阀：液动换向阀是利用控制油路的压力油来推动阀芯移动实现主油路换向。它适应于大流量阀。三位四通液动换向阀及图形符号如图2-39 所示。当控制油口K1、K2不通压力油时，阀芯在对中弹簧作用下处在常态中位，此时 P、A、B与T全部封闭，故为O 型滑阀机能；当 K1 通压力油，K2通回油时，阀芯右移，P与A通, B 与T通；当K2通压力油，K1通回油时，阀芯左移，P与B通，A与 T通，实现油路换向。 图2-39 三位四通液动换向阀及图形符号 a）结构原理图 b）图形符号 电液动换向阀：电液动换向阀是电磁阀和液动阀的组合，电磁阀起先导作用，以改变液动阀的阀芯位置，液动阀控制主油路换向，所以可以用较小的电磁铁来控制较大的液流。因此，常常应用于大流量场合。电液动换向阀的结构及图形符号如图2-40 所示。当两个电磁铁都不通电时，电磁阀阀芯4处于中位，液动阀阀芯8因两端都接通油箱，在弹簧力的作用下主阀芯处于中位，P、A、B和T全封闭。电磁铁3通电时，电磁阀阀芯 4右移，压力油通过单向阀1进入液动阀阀芯 8的左端，推动阀芯8右移，右端的油液经节流阀6和电磁阀回油箱，液动阀主油路 P和A通，B和T通。同理，当电磁铁5通电时，液动阀主油路P和B通，A和T通，实现油路换向。图中单向节流阀1和2（6和7）称为阻尼调节器。调节节流阀开口，即可调节主阀换向时间，从而可以消除执行元件的换向冲击。 图2-40 三位四通电液动换向阀及图形符号a）结构原理图 b）图形符号 1、6单向阀 2、7节流阀 3、5电磁铁 4电磁阀阀芯 8液动阀阀芯 电液动换向阀根据控制油的进回油方式不同分为内控内回、内控外回、外控内回和外控外回四种。若进入先导电磁阀的控制油来自主阀的P 腔，这种控制方式称为内部控制。其优点是结构简单，但因泵的工作压力通常较高，故控制部分能耗大。若进入先导电磁阀的压力油引自主阀 P腔以外的油路，如专用的低压泵或系统的某一部分，这种控制方式称为外部控制。若先导电磁阀的回油口单独接油箱，这种回油方式称为外部回油。若先导阀的回油口与主阀的 T口相通，则称为内部回油。内回式的优点是无需单设回油管路，但主回油路的背压需较小，而外回式不受此限制。 步骤：师生活动安排（5分钟）找学生到前面分析换向阀的操纵方式及绘制图形符号.步骤5：教师总结（ 5分钟） 1、单向阀的类型及工作原理； 2、换向阀的典型结构及工作原理。 步骤6：布置作业（5分钟）巩固性作业： 1.简述单向阀的类型及工作原理。 2.简述滑阀式换向阀的主体结构形式。 3.简述换向阀的操纵方式及图形符号。预习性作业： 液压控制元件：了解压力控制阀的种类、结构、工作原理。附：板书设计 2.3 控制元件 2.3.1 方向控制阀 一. 单向阀1.普通单向阀 2.液控单向阀二.换向阀 1、分类 2、换向阀的工作原理 3.滑阀式换向阀的主体结构形式 4.换向阀的操纵方式及图形符号 5.换向阀的中位机能 6.换向阀的典型结构 手动换向阀： 机动换向阀： 电磁换向阀 液动换向阀 电液动换向阀12