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任务1平面磨床工作台换向控制回路设计任务2液压吊车锁紧控制回路设计模块三方向控制阀任务1平面磨床工作台换向控制回路设计教学目标1.掌握换向阀的种类2.掌握换向阀的结构及工作原理3.掌握换向阀的职能符号4.了解换向阀的应用平面磨床平面磨床的工作台在工作中是由液压传动系统带动进行往复运动的，工作台在工作行程中要求往复运动的速度一致，同时要求在任意位置都能锁定。本任务要求画出该平面磨床工作台往复运动的控制回路，并进行分析。任务分析通过任务1的学习，已经知道，要使液压缸往复速度一致，最简单的方法就是采用双作用双出杆液压缸，因此可利用双作用双出杆液压缸来驱动该平面磨床的工作台，这时只要使液压油驱动工作台往复运动的液压缸的不同工作腔，就能使液压缸带动工作台完成往复运动。通过改变压力油流通方向从而控制执行元件运动方向的液压元件称为换向阀。一、换向阀的结构换向阀1－阀芯2－阀体3－阀芯复位弹簧4－操纵装置T、A、P、B－油口L－排气口换向阀主要由阀芯、阀体、阀芯复位弹簧和操作装置组成，阀芯1在操纵装置的作用下沿阀体内腔移动，从而改变个各阀口间的通断情况，图示为P口与B口相通，且P口与B口与T口和A口不相通，而A口与T口相通；当阀芯在操纵装置的作用下向右移动，则P口和A口相通且与T口和B口不通，而A口这时与T口相通；当操纵装置失去作用时，阀芯在弹簧3的作用下复位至图示位置。换向阀上开有不同的油口，通常工作油口或称出油口（接执行元件），用A、B来表示，回油口（接油箱）用T或O来表示，进油口用P来表示。二、换向阀的种类按阀的结构形式分有：滑阀式、转阀式、球阀式、锥阀式。按阀的操纵方式分有：手动式、机动式、电磁式、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：二位二通阀、二位三通阀、二位四通阀、三位四通阀、三位五通阀等。三、换向阀的换向机能换向阀中的“通”和“位”是换向阀的重要概念，不同的“通”和“位”构成了不同类型的换向阀。位：阀芯相对于阀体应有不同的工作位置通：换向阀与液压系统油路相连的油口数不同“通”和“位”的滑阀式换向阀主体部分的结构形式和图形符号名称结构原理图图形符号二位二通二位三通二位四通三位四通ABBABPATABPTAPBABPBPATABPT四、换向阀的滑阀机能三位换向阀的阀芯处于中间位置时（常态位置），其油口间的通路有各种不同的连接方式，以适应各种不同的工作要求。这种常态时的内部通路形式称为滑阀机能。型式符号中位油口状况、特点及应用O型P、A、B、T四口全封闭，液压缸闭锁，可用于多个换向阀并联工作。H型P、A、B、T口全通；活塞浮动，在外力作用下可移动，泵卸荷。Y型P封闭，A、B、T口相通；活塞浮动，在外力作用下可移动，泵不卸荷。K型P、A、T口相通，B口封闭；活塞处于闭锁状态，泵卸荷。M型P、T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X型四油口处于半开启状态，泵基本上卸荷，但仍保持一定压力。P型P、A、B口相通，T封闭；泵与缸两腔相通，可组成差动回路。J型P与A封闭，B与T相通；活塞停止，但在外力作用下可向一边移动，泵不卸荷。C型P与A相通；B与T封闭；活塞处于停止位置。U型P和T封闭，A与B相通；活塞浮动，在外力作用下可移动，泵不卸荷。ABPTABPTABPT三位四通换向阀常用的滑阀机能四、换向阀的滑阀机能1.当系统有卸荷要求时：应选用中位时油口P与T相互连通的形式，如H、K、M形。2.当系统有保压要求时：应选用中位时油口P封闭的形式，如O、Y形等。3.当对执行元件换向精度要求较高时：应选用中位时油口A与B封闭的形式，如O、M形。4.当对执行元件换向平稳性要求较高时：应选用中位时油口A、B与T相互连通的形式，如H、Y、X形。5.当对执行元件启动平稳性要求较高时：应选用中位时油口A与B均不与T连通的形式，如O、C、P形。滑阀中位机能选择的一般原则为：一、平面磨床工作台液压控制回路设计若活塞杆固定，当阀左位接入回路，液压油进入液压缸左腔，使得工作台右移；如阀右位接入系统，液压油进入液压缸右腔，使工作台左移；而阀中位接入系统，液压缸左、右腔均没有液压油流入，且左、右腔不相通，工作台停止运动。平面磨床工作台液压控制回路1－液压缸2－电磁换向阀3－液压泵二、回路连接知识链接电磁换向阀的方向控制回路在液压系统中，起控制执行元件的启动、停止及换向作用的回路，称为方向控制回路。运动部件的换向，一般可采用多种换向阀来实现，而电磁换向阀的换向回路应用最为广泛，尤其在自动化程度要求比较高的组合机床液压系统中被普遍应用。二位四通电磁阀的换向回路单作用液压缸的换向回路教学目标1.掌握单向阀的种类2.掌握单向阀的结构及工作原理3.掌握单向阀的职能符号任务2液压吊车锁紧控制回路设计4.了解单向阀的应用液压吊车液压吊车在安装模具的过程中，对模具的吊装定位时，要求吊车在停止运动时不受外界影响而发生漂移或者窜动，而液压吊车的上下运动靠液压缸的活塞杆驱动，这就要求液压缸活塞杆能可靠地停留在行程的任意位置上。本任务要求设计液压吊车锁紧机构的液压控制回路图，并进行分析。任务分析在平面磨床液压传动系统中，液压缸的停止是靠滑阀的中位机能实现的，而滑阀式换向阀为了保证阀芯和阀体间能顺利滑动，它们之间总是存在着间隙，这就造成了换向阀内部的泄漏。平面磨床的工作方向是水平方向，在停止状态没有外力施加给液压缸，因此，换向阀内部的泄漏对工作台稳定性几乎没有影响；而液压吊车在工作过程中，液压缸活塞杆长时间受到较大重力的影响，此时，要保持位置不变，仅依靠换向阀的中位机能是不能保证的，这时就要利用单向阀组成锁紧控制回路来控制液压油的流动，从而保证液压缸的自锁，防止液压缸在重力作用下下滑。要设计液压吊车锁紧机构的液压控制回路，必须掌握单向阀的结构、工作原理等知识。一、普通单向阀普通单向阀又称止回阀，它使液体只能沿一个方向通过。1.普通单向阀的工作原理图和图形符号单向阀的工作原理图和图形符号a)工作原理图b）一般符号c）简化符号当液流由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。一、普通单向阀2.普通单向阀的典型结构单向阀a）直角式（板式连接）b）球芯直通式（管式连接）c）锥芯直通式（管式连接）d）实物图e）职能符号普通单向阀的开启压力一般为0.035～0.05MPa，所以单向阀中的弹簧很软。单向阀也可以用做背压阀。将软弹簧更换成合适的硬弹簧，就成为背压阀。这种阀常安装在液压系统的回油路上，用以产生0.2～0.6MPa的背压力。当控制油口无压力油（Pk＝0）通入时，它和普通单向阀一样，压力油只能从A腔流向B腔，不能反向倒流。若从控制油口K通入控制油时，即可推动控制活塞，将锥阀芯顶开，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。二、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。液控单向阀可用做二通开关阀，也可用做保压阀，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图和图形符号液控单向阀的工作原理图和图形符号a）工作原理图b）详细符号c）简化符号2.液控单向阀的典型结构上述两种结构形式按其控制活塞处的泄油方式，又均有内泄式和外泄式之分。图a为内泄式，其控制活塞的背压腔与进油口P1相通。外泄式见图b，它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。二、液控单向阀液控单向阀有带卸荷阀芯的卸载式液控单向阀和不带卸荷阀芯的简式液控单向阀两种结构形式。卸载式的液控单向阀a）内泄式b）外泄式液压吊车液压系统对执行机构的往复运动过程中停止位置要求较高，其本质就是对执行机构进行锁紧，使之不动，这种起锁紧作用的回路称为锁紧回路。锁紧回路的功用是使液压缸能在任意位置上停留，且停留后不会因外力作用而移动。一、液压吊车锁紧回路设计液压吊车锁紧回路二、回路分析如图所示即为使用液控单向阀（又称双向液压锁）的锁紧回路。当换向阀处于左位时，压力油经液控单向阀A进入液压缸左腔，同时压力油也进入液控单向阀B的控制油口，打开阀B，使液压缸右腔的回油可经阀B及换向阀流回油箱，活塞向右运动。反之，活塞向左运动，到了需要停留的位置，只要使换向阀处于中位，因换向阀的中位机能为H形机能（或Y形），所以阀A和阀B均关闭，使活塞双向锁紧。在这个回路中，由于液控单向阀的阀座一般为锥阀式结构，所以密封性好，泄漏极少，锁紧的精度高（主要取决于液压缸的泄漏）。这种回路被广泛用于工程机械、起重运输机械等有锁紧要求的场合。知识链接单向阀的应用1换向阀在液压系统中起什么作用？通常有哪些类型？2什么是换向阀的“位”与“通”？3单向阀的作用有哪些?4对单向阀的主要性能要求有哪些？5液控单向阀的主要用途有哪些？