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液压与气动控制1任务五正确连接与安装方向控制回路课程名称液压与气动控制班级学习任务正确连接与安装方向控制回路计划学时4教学目标知识目标能力目标素质目标1、了解方向控制阀的功用、分类和结构2、掌握换向阀位通滑阀机能3、掌握方向控制回路的组成、功用及特点4、了解常用液压控制阀的常见故障机排除方法1.能正确选用与安装液压元件；2.能进行液压控制阀常见故障的诊断排除；3.能根据实际情况进行液压回路的设计。培养学生的动手能力教学重点正确选用与安装液压控制阀教学过程环节教学内容方式参考时间任务导入控制液压系统油液流动方向的阀称为方向控制阀，简称方向阀。按其用途可分为单向阀和换向阀两类。方向控制回路用来控制液压系统各条油路中油流的接通、切断或改变流向，从而使各执行元件按需要相应作出起动、停止或换向等一系列动作。常用的有换向回路、顺序回路、锁紧回路和浮动回路等。分析、演示10任务分析本任务主要掌握方向控制阀的工作原理、结构、操纵方式及阀的选用，能进行方向控制阀的故障检测与排除，掌握方向控制回路的组成、功用及使用特点。小组讨论10任务实施介绍换向阀的分类，阀的位通概念，阀的工作原理，滑阀中位技能原理，阀的选用及方向控制回路的连接教师讲解，学生自主实施，教师进行指导40任务总结与考核总结所学知识点、技能点，小组互评任务完成情况小组互评，进行分析，完成课后题，总结本次课所学内容。20拓展任务常用液压控制阀的常见故障分析及排除方法学生自主训练30[工作任务导入]：控制液压系统油液流动方向的阀称为方向控制阀，简称方向阀。按其用途可分为单向阀和换向阀两类。方向控制回路用来控制液压系统各条油路中油流的接通、切断或改变流向，从而使各执行元件按需要相应作出起动、停止或换向等一系列动作。常用的有换向回路、顺序回路、锁紧回路和浮动回路等。液压与气动控制2[工作任务分析]：本任务主要掌握方向控制阀的工作原理、结构、操纵方式及阀的选用，能进行方向控制阀的故障检测与排除，掌握方向控制回路的组成、功用及使用特点。[工作任务实施]：一、部分概述（一）液压阀的作用液压阀是用来控制液压系统中油液的流动方向或调节其压力和流量的，因此它可分为方向阀、压力阀和流量阀三大类。一个形状相同的阀，可以因为作用机制的不同，而具有不同的功能。压力阀和流量阀利用通流截面的节流作用控制着系统的压力和流量，而方向阀则利用通流通道的更换控制着油液的流动方向。这就是说，尽管液压阀存在着各种各样不同的类型，它们之间还是保持着一些基本共同之点的。（二）液压阀的分类液压阀可按不同的特征进行分类，如表所示。表5—1液压阀的分类分类方法种类详细分类按机能分类压力控制阀溢流阀、顺序阀、卸荷阀、平衡阀、减压阀、比例压力控制阀、缓冲阀、仪表截止阀、限压切断阀、压力继电器流量控制阀节流阀、单向节流阀、调速阀、分流阀、集流阀、比例流量控制阀方向控制阀单向阀、液控单向阀、换向阀、行程减速阀、充液阀、梭阀、比例方向阀按结构分类滑阀圆柱滑阀、旋转阀、平板滑阀座阀椎阀、球阀、喷嘴挡板阀射流管阀射流阀按操作方法分类手动阀手把及手轮、踏板、杠杆机动阀挡块及碰块、弹簧、液压、气动电动阀电磁铁控制、伺服电动机和步进电动机控制按连接方式分类管式连接螺纹式连接、法兰式连接板式及叠加式连接单层连接板式、双层连接板式、整体连接板式、叠加阀液压与气动控制3插装式连接螺纹式插装（二、三、四通插装阀）、法兰式插装（二通插装阀）按其他方式分类开关或定值控制阀压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀按控制方式分类电液比例阀电液比例压力阀、电源比例流量阀、电液比例换向阀、电流比例复合阀、电流比例多路阀三级电液流量伺服伺服阀单、两级（喷嘴挡板式、动圈式）电液流量伺服阀、三级电液流量伺服数字控制阀数字控制压力控制流量阀与方向阀（三）对液压阀的基本要求动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小。油液流过的压力损失小。密封性能好。结构紧凑，安装、调整、使用、维护方便，通用性大二、方向控制阀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。（一）单向阀液压系统中常见的单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。1.普通单向阀图单向阀(a)结构图(b)职能符号图1—阀体2—阀芯3—弹簧2.液控单向阀图液控单向阀(a)结构图(b)职能符号图1—活塞2—顶杆3—阀芯液压与气动控制4(二)换向阀换向阀利用阀芯相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油流的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。1.对换向阀的主要要求换向阀应满足：油液流经换向阀时的压力损失要小。互不相通的油口间的泄露要小。换向要平稳、迅速且可靠。2.转阀图（a）所示为转动式换向阀（简称转阀）的工作原理图。该阀由阀体1、阀芯2和使阀芯转动的操作手柄3组成，在图示位置，通口P和A相通、B和T相通；当操作手柄转换到“止”位置时，通口P、A、B和T均不相通，当操作手柄转换到另一位置时，则通口P和B相通，A和T相通。5—3（b）所示是它的职能符号。3.滑阀式换向阀换向阀在按阀芯形状分类时，有滑阀式和转阀式两种，滑阀式换向阀在液压系统中远比转阀式用得广泛。（1）结构主体。图5-4滑阀操纵方式(a)手动式(b)机动式(c)电磁动(d)弹簧控制(e)液动(f)液压先导控制(g)电液控制(三)换向阀的结构在液压传动系统中广泛采用的是滑阀式换向阀，在这里主要介绍这种换向阀的几种典型结构。①手动换向阀。②机动换向阀。液压与气动控制5图5-6机动换向阀③电磁换向阀。电磁换向阀是利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯来控制液流方向的。图5-7二位三通电磁换向阀(a)结构图(b)职能符号图1—推杆2—阀芯3—弹簧所述，电磁换向阀就其工作位置来说，有二位和三位等。二位电磁阀有一个电磁铁靠弹簧复位；三位电磁阀有两个电磁铁，如图5-8示为一种三位五通电磁换向阀的结构和职能符号。图5-8三位五通电磁换向阀(a)结构图(b)职能符号图④液动换向阀。液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向阀，图5-9为三位四通液动换向阀的结构和职能符号。液压与气动控制6图5-9三位四通液动换向阀（a）结构图（b）职能符号图⑤电液换向阀。图5-10液换向阀(a)结构图(b)职能符号(c)简化职能符号1，6-节流阀2，7-单向阀3，5-电磁铁4-电磁阀阀芯8-主阀阀芯(四)换向阀的中位机能分析在分析和选择阀的中位机能时，通常考虑以下几点：①系统保压。②系统卸荷。③启动平稳性。④液压缸“浮动”和在任意位置上的停止。(5)主要性能。①工作可靠性。②压力损失。③内泄漏量。三、方向控制回路液压与气动控制7在液压系统中，起控制执行元件的起动、停止及换向作用的回路，称方向控制回路。方向控制回路有换向回路和锁紧回路。1)换向回路运动部件的换向，一般可采用各种换向阀来实现，一般都可采用二位四通(或五通)及三位四通(或五通)换向阀来进行换向，按不同用途还可选用各种不同的控制方式的换向回路。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较高的组合机床液压系统中被普遍采用。但电磁换向阀动作快，换向会有冲击。另外，一般不频繁地切换。对于流量较大和换向平稳性要求较高的场合，电磁换向阀的换向回路已不能适应上述要求，往往采用手动换向阀或机动换向阀作先导阀，而以液动换向阀为主阀的换向回路，或者采用电液动换向阀的换向回路。在液动换向阀的换向回路或电液动换向阀的换向回路中，控制油液除了用辅助泵供给外，在一般的系统中也可以把控制油路直接接入主油路。但是，当主阀采用M型或H型中位机能时，必须在回路中设置背压阀，保证控制油液有一定的压力，以控制换向阀阀芯的移动。在机床夹具、油压机和起重机等不需要自动换向的场合，常常采用手动换向阀来进行换向。2)锁紧回路为了使工作部件能在任意位置上停留，以及在停止工作时，防止在受力的情况下发生移动，可以采用锁紧回路。(1)换向锁紧回路换向阀锁紧回路是利用O型或M型换向阀机能将执行元件锁紧在任意位置上。当换向阀阀芯处于中间位置时液压缸的进、出油口均被关闭，活塞即被锁紧。这种锁紧回路由于换向阀的环状缝隙泄漏较大，难以保证长时间闭锁，只用于锁紧要求不高，或短时停留的场合。(2)利用液控单向阀的锁紧回路图6-10自控平衡阀控制的锁紧回路这种回路有自控式和远控式两种。图6-10所示为自控式平衡阀锁紧回路。它在重物下降的回油路上装接一个自控平衡阀。提升重物时换向阀右位接入油路，压力油通过平衡阀中的单向阀进入液压缸下腔。重物下降时换向阀左位接入油路，压力油即进入液压缸上腔，并建立一定的压力促使下腔背压超过平衡阀的调定压力，然后打开平衡阀使重物按控制速度下降。当换向阀处于中位时，缸下腔油路被平衡阀锁紧，重物可停留在任意中间位置。这种回路常在油压机中用以平衡活塞及其附件的自重，防止活塞自行下降，适用于负载稳定的工况。液压与气动控制8[工作任务小结]：（1）液压控制阀按功能分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。就结构而言，所有的阀都是由阀芯、阀体和控制方法组成；从原理上所有的阀都是利用阀芯相对阀体的移动来改变通流面积或通流方向，进而实现各种控制要求。（2）单向阀和液控单向阀是方向控制阀的一种，要了解其结构、工作原理和职能符号，并了解其在方向控制回路的作用。换向阀要掌握换向阀中的“位”和“通”以及中位机能的含义，熟悉换向阀的控制方式的及其应用场合。[拓展任务]：方向控制阀及回路的故障分析与排除教学后记学生通过大量的图片认识，提高学习液压与气动控制的积极性。