換向閥通過改變閥芯和閥體間的相對位置 ,控 制油液流 動方向 ,接通 或關(guān)閉油路,從而改變液壓傳動系統(tǒng)的工作狀態(tài)的方向 。 常用的換向閥閥芯在閥體內(nèi)作往復(fù)滑動,稱為滑閥。 滑閥是一個有多段環(huán)形槽的圓柱體,其直徑大的部分稱凸肩 ,凸肩與閥體內(nèi)孔相配合 。 閥體內(nèi)孔中加工有若干段環(huán)形槽,閥體上有若干個與外部相通的通路口,并與相應(yīng)的環(huán)形槽相通(圖13-44)。
(1)換向閥的工作原理:如圖13-45所示為三位四通換向閥的換向工作原理圖。換向閥有3個工作位置(滑閥在中間和左右兩端)和4個通路口(壓力油口 P、回油口 T 和通往執(zhí)行元件兩端的油口 A 和 B) 。 當(dāng)滑閥處于中間位置時〔圖13-45(a)〕,滑閥的兩個凸肩將 A 、B 油口封死 ,并隔斷進(jìn)回油口 P 和 T ,換向閥阻止向執(zhí)行元件供壓力油 ,執(zhí)行元件不工作 ;當(dāng)滑閥處于右位時〔圖13-45(b)〕,壓力油從P口進(jìn)入閥體,經(jīng) A 口通向執(zhí)行元件 ,而從執(zhí)行元件流回的油液經(jīng) B 口進(jìn)入閥體 ,并由回油口 T 流回油箱 ,執(zhí)行元件在壓力油作用下向某一規(guī)定方向運(yùn)動;當(dāng)滑閥處于左位時〔圖13-45(c)〕,壓力油經(jīng)P 、B 口通向執(zhí)行元件,回油則經(jīng)A 、T 口流回油箱 ,執(zhí)行元件在壓力油作用下反向運(yùn)動。 控制滑閥在閥體內(nèi)做軸向移動,通過改變各油口間的連接關(guān)系,實(shí)現(xiàn)油液流動方向的改變 ,這就是滑閥式換向閥的工作原理。
(2)換向閥的種類、圖形符號。 換向閥滑閥的工作位置數(shù)稱為“位” ,與液壓傳動系統(tǒng)中油路相連通的油口數(shù)稱為“通”。常用的換向閥種類有:二位二通、二位三通、二位四通、二位五通、三位三通、三位四通、三位五通和三位六通等。 控制滑閥移動的方法常用的有人力、機(jī)械、電氣、直接壓力和先導(dǎo)控制等。常用換向閥的圖形符號見表13-5,常用控制方法的圖形符號示例見表13-6。
一個換向閥的完整圖形符號應(yīng)具有表明工作位置數(shù)、油口數(shù)和在各工作位置上油口的連通關(guān)系、控制方法以及復(fù)位、定位方法的符號 。
(3)三位四通換向閥的中位滑閥機(jī)能:三位換向閥的滑閥在閥體中有左、中、右三個工作位置 。左、右工作位置是使執(zhí)行元件獲得不同的運(yùn)動方向;中間位置則可利用不同形狀及尺寸的閥芯結(jié)構(gòu),得到多種不同的油口連接方式,除使執(zhí)行元件停止運(yùn)動外,還具有其他一些功能。三位閥在中間位置時油口的連接關(guān)系稱為滑閥機(jī)能,又稱為中位機(jī)能。三位四通換向閥滑閥機(jī)能的圖形符號如圖13-46所示,其中常用的幾種滑閥機(jī)能特點(diǎn)見表13-7。
(4)手動換向閥:手動換向閥是用人力控制方法改變閥芯工作位置的換向閥,有二位二通、二位四通和三位四通等多種形式。如圖 13-47所示為一種三位四通自動復(fù)位手動換向閥。 當(dāng)手柄上端向左扳時,閥芯2向右移動,進(jìn)油口P和油口A接通,油口B和回油口T接通。 當(dāng)手柄上端向右扳時,閥芯左移,這時進(jìn)油口 P 和油口 B 接通,油口 A 通過環(huán)形槽、閥芯中心通孔與回油口 T 接通,實(shí)現(xiàn)換向。 松開手柄時 ,右端的彈簧使閥芯恢復(fù)到中間位置,斷開油路。這種換向閥不能定位在左、右兩端位置上。 如需滑閥在左、中、右三個位置上均可定位 ,可將彈簧換成定位裝置 。
(5)機(jī)動換向閥:機(jī)動換向閥又稱行程換向閥,是用機(jī)械控制方法改變閥芯工作位置的換向閥,常用的有二位二通(常閉和常開)、二位三通、二位四通和二位五通等多種。如圖13-48所示為二位二通常閉式行程換向閥。閥芯的移動通過擋鐵(或凸輪)推壓閥桿2頂部的滾輪1,使閥桿推動閥芯3下移實(shí)現(xiàn)。擋鐵移開時,閥芯靠其底部的彈簧4復(fù)位。
(6)電磁換向閥:電磁換向閥簡稱電磁閥,是用電氣控制方法改變閥芯工作位置的換向閥。如圖13-4所示為二位三通電磁換向閥。當(dāng)電磁鐵通電時,銜鐵通過推桿1將閥芯2推向右端,進(jìn)油口 P 與油口 B 接通,油口 A 被關(guān)閉。 當(dāng)電磁鐵斷電時,彈簧3將閥芯推向左端,油口 B 被關(guān)閉,進(jìn)油口 P 與油口 A 接通 。如圖13-50所示為三位四通電磁換向閥的結(jié)構(gòu)原理圖。當(dāng)右側(cè)的電磁線圈4通電時,吸合銜鐵5將閥芯 2 推向左位 ,這時進(jìn)油口 P 和油口 B 接通,油口 A與回油口 T 相通;當(dāng)左側(cè)的電磁鐵通電時(右側(cè)電磁鐵斷電),閥芯被推向右位,這時進(jìn)油口 P 和油口 A 接通,油口 B 經(jīng)閥體內(nèi)部管路與回油口 T 相通,實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件換向;當(dāng)兩側(cè)電磁鐵都不通電時,閥芯在兩側(cè)彈簧3的作用下處于中間位置,這時4個油口均不相通 。
電磁換向閥的電磁鐵可用按鈕開關(guān)、行程開關(guān)、壓力繼電器等電氣元件控制,無論位置遠(yuǎn)近,控制均很方便,且易于實(shí)現(xiàn)動作轉(zhuǎn)換的自動化 ,因而得到廣泛的應(yīng)用。根據(jù)使用電源的不同,電磁換向閥分為交流和直流兩種 。 電磁換向閥用于流量不超過1.05×10-3m3/s的液壓傳動系統(tǒng)中
(7)液動換向閥:液動換向閥是用直接壓力控制方法改變閥芯工作位置的換向閥。如圖13-51為三位四通液動換向閥的工作原理圖。 它是靠壓力油液推動閥芯,改變工作位置實(shí)現(xiàn)換向的。當(dāng)控制油路的壓力油從閥右邊控制油口 K2 進(jìn)入右控制油腔時,推動閥芯左移,使進(jìn)油口 P 與油口B 接通,油口 A 與回油口 T 接通;當(dāng)壓力油從閥左邊控制油口 K1 進(jìn)入左控制油腔時,推動閥芯右移,使進(jìn)油口 P 與油口 A 接通,油口 B 與回油口 T 接通 ,實(shí)現(xiàn)換向;當(dāng)兩控制油口 K1 和 K2 均不通控制壓力油時,閥芯在兩端彈簧作用下居中,恢復(fù)到中間位置。由于壓力油液可以產(chǎn)生很大的推力,所以液動換向閥可用于高壓大流的液壓系統(tǒng)中 。
(8)電液換向閥:電液換向閥是用間接壓力控制(又稱先導(dǎo)控制)方法改變閥芯工作位置的換向閥。電液換向閥由電磁換向閥和液動換向閥組合而成 。電磁換向閥起先導(dǎo)作用,稱先導(dǎo)閥,用來控制液流的流動方向,從而改變液動換向閥(稱為主閥)的閥芯位置 ,實(shí)現(xiàn)用較小的電磁鐵來控制較大的液流。圖13-52為三位四 通電液換 向閥 的圖形 符號。當(dāng)先導(dǎo)閥右端電磁鐵通電時,閥芯左移 ,控制油路的壓力油進(jìn)入主閥右控制油腔,使主閥閥芯左移(左控制油腔油液經(jīng)先導(dǎo)閥泄回油箱),使進(jìn)油口 P 與油口A 相通,油口 B 與回油口 T 相通;當(dāng)先導(dǎo)閥左端電磁鐵通電時,閥芯右移,控制油路的壓力油進(jìn)入主閥左控制油腔,推動主閥閥芯右移(主閥右控制油腔的油液經(jīng)先導(dǎo)閥泄回油箱),使進(jìn)油口 P 與油口 B 相通,油口 A 與回油口 T 相通,實(shí)現(xiàn)換向 。
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一.用雙向變量泵換向的回路
當(dāng)雙向變量泵的左邊油路為高壓時,液壓缸活塞向右運(yùn)動,此時閥D處于左位。當(dāng)變量泵的右邊管路為高壓時,液壓缸活塞向左運(yùn)動,此時,閥D處于右位,使液壓缸左腔的多余油液經(jīng)閥D和背壓閥P回油箱。泵Ⅱ?yàn)檠a(bǔ)油泵,溢流閥Y調(diào)定補(bǔ)油壓力,溢流閥K為安全閥。當(dāng)液壓缸為活塞兩邊的有效面積相等的雙桿液壓缸時,可去掉閥D和閥P。
二.溢流閥在液壓系統(tǒng)中的作用
溢流閥在液壓系統(tǒng)中很重要,特別是液壓油泵定量泵系統(tǒng),沒有溢流閥幾乎不可能工作。它的主要功能有如下幾點(diǎn):
1.用于產(chǎn)生背壓:將溢流閥串聯(lián)在回油路上,可以產(chǎn)生背壓,使執(zhí)行元件運(yùn)動平穩(wěn)。此時溢流閥的調(diào)定壓力低,一般用直動式低壓溢流閥即可。
2.作遠(yuǎn)程調(diào)壓閥用:用管路將溢流閥的遙控口接至調(diào)節(jié)方便的遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)進(jìn)口處,以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控目的。
3.起穩(wěn)壓溢流作用:用定量泵供油時,它與節(jié)流閥配合,可以調(diào)節(jié)和平衡液壓系統(tǒng)中的流量。在這種場合下,閥口經(jīng)常隨著壓力的波動而開啟,油液經(jīng)閥口流回油箱,起穩(wěn)壓溢流作用
4.作高低壓多級控制用:換向閥將溢流閥的遙控口和幾個遠(yuǎn)程調(diào)壓閥連接,即可實(shí)現(xiàn)高低壓多級控制。
5.起安全閥作用:避免液壓系統(tǒng)和機(jī)床因過載而引起事故。在這種場合下,閥門平時是關(guān)閉的,只有負(fù)載超過規(guī)定的極限時才開啟,起安全作用。通常,把溢流閥的調(diào)定壓力比系統(tǒng)最高壓力調(diào)高10~20%。。
6.作卸荷閥用:由先導(dǎo)型溢流閥與二位二通電磁閥配合使用,可使系統(tǒng)卸荷。
三.用雙向定量泵換向的回路
用雙向定量泵換向,要借助電動機(jī)實(shí)現(xiàn)泵的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)正轉(zhuǎn)時,液壓泵左邊油口為出油口,壓力油經(jīng)兩個單向閥進(jìn)入液壓缸左腔,同時使液控單向閥F打開,液壓缸右腔的油經(jīng)節(jié)流閥E和液控單向閥F回油箱。而液壓泵的吸油則通過單向閥A進(jìn)行。溢流閥J調(diào)定液壓缸活塞右行時的工作壓力、本回路為對稱式油路,正反向油流走向類似,不再贅述。應(yīng)用本回路時,要注意換向頻率不能太高,并且要在輕載或卸荷狀態(tài)下起動液壓泵。
換向閥互不相通的油口間的泄漏要小;換向要穩(wěn)定、迅速且可靠。換向閥的中位機(jī)能是指換向閥的閥芯處在中間位置或原始位置時閥中各油口的連通形式,體現(xiàn)了換向閥的控制機(jī)能。通過改變閥芯的形狀和尺寸可得到不同的中位機(jī)能,進(jìn)而直接影響執(zhí)行元件的工作狀況。
工作過程中可以控制內(nèi)部液壓油的流動方向、調(diào)節(jié)壓力、調(diào)節(jié)流量。針對于直線型閥芯流道復(fù)雜、壓力損失大等問題,對閥芯的運(yùn)動方式進(jìn)行研究,探討旋轉(zhuǎn)型閥芯對于閥體的相對運(yùn)動、油路接通關(guān)斷,以及改變工作油流動的方向的作用。在一定程度上可以減小閥芯在運(yùn)動過程中的沖程,并且在滿足直線型換向閥流量特性的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化,并且對于換向閥的內(nèi)部流道進(jìn)行簡化。從而節(jié)約一定的生產(chǎn)成本,降低一定的壓力損失。油液流經(jīng)閥時的壓力損失要小;
換向閥用于控制液壓回路中液流的方向或通斷,zui終目的是控制執(zhí)行元件的進(jìn)退(液壓缸)、正反轉(zhuǎn)(液壓馬達(dá))、啟動或停止,是液壓回路中必不可少的構(gòu)成元件。三位換向閥處于中位(常態(tài)位)時各油口的連通方式稱為換向閥的中位機(jī)能。中位機(jī)能不同,即油口的連通方式不同,液壓系統(tǒng)的控制性能也不相同。
在設(shè)計(jì)液壓回路時,換向閥正確合理選用換向閥的中位機(jī)能往往起到至關(guān)重要的作用。在設(shè)計(jì)液壓回路時,正確合理選用換向閥的中位機(jī)能往往起到至關(guān)重要的作用。反之,中位機(jī)能選用不當(dāng),可能會影響系統(tǒng)的預(yù)定功能,甚至帶來嚴(yán)重的故障。
換向閥的種類:
1、手動換向閥
利用手動杠桿來改變閥芯位置實(shí)現(xiàn)換向。分彈簧自動復(fù)位和彈簧鋼珠定位兩種。
2、機(jī)動換向閥
機(jī)動換向閥又稱行程閥,主要用來控制機(jī)械運(yùn)動部件的行程,借助于安裝在工作臺上的檔鐵或凸輪迫使閥芯運(yùn)動,從而控制液流方向。
3、電磁換向閥
利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放而直接推動閥芯來控制液流方向。它是電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)之間的信號轉(zhuǎn)換元件。
4、液動換向閥
利用控制油路的壓力油來改變閥芯位置的換向閥。閥芯是由其兩端密封腔中油液的壓差來移動的。
5、電液換向閥
由電磁滑閥和液動滑閥組成。電磁閥起先導(dǎo)作用,可以改變控制液流方向,從而改變液動滑閥閥芯的位置。用于大中型液壓設(shè)備中。
換向閥的特點(diǎn):
1、在石油、化工、礦山和冶金等行業(yè)中,六通換向閥是一種重要的流體換向設(shè)備。該閥安裝在稀油潤滑系統(tǒng)輸送潤滑油的管道中。通過變換密封組件在閥體中的相對位置,使閥體各通道連通或斷開,從而控制流體的換向和啟停。
2、在粉體輸送行業(yè)及氣力輸送系統(tǒng)環(huán)境中,三通換向閥是一種重要的粉體換向設(shè)備,安裝在輸送管道中,通過氣動控制方式調(diào)整軸擋板來改變通道物料方向.
3、換向閥動作準(zhǔn)確、自動化程度高、工作穩(wěn)定可靠,但需附設(shè)驅(qū)動和冷卻系統(tǒng),結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜;閥瓣式結(jié)構(gòu)則較簡單,多用于流量較小的生產(chǎn)工藝上。
換向閥通常要考慮執(zhí)行元件的換向精度和平穩(wěn)性要求,是否需要保壓或卸荷;是否需要“浮動”或可在任意位置停止等。在生產(chǎn)實(shí)踐中由于換向閥中位機(jī)能選用不當(dāng)會引起這樣那樣的故障,下面通過列舉實(shí)例來分析中位機(jī)能選用不當(dāng)引起的故障及排除方法。
液壓系統(tǒng)裝置-丁基膠涂布機(jī)近年來,中空玻璃門窗由于具有良好的隔熱性、隔音性、抗凝霜性、密封性及壽命長等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。槽鋁式中空玻璃門窗的首道密封-涂丁基膠(所用設(shè)備為丁基膠涂布機(jī)),換向閥是生產(chǎn)工藝中必不可少的環(huán)節(jié)。工藝要求丁基膠涂布機(jī)能將丁基膠加熱、加壓、擠出均勻涂在鋁隔條兩側(cè)中部。