换向阀是利用阀芯相对于阀体的相对运动,实现油路换接,或者是接通、关断,从而实现液压执行元件的启动、停止或改变运动方向。
对换向阀的基本要求是:液流通过阀的压力损失要小,泄漏要小,换向要求平稳可靠。
1)换向阀的种类
换向阀的种类很多。按阀芯的结构,可分为滑阀式、转阀式和球阀式3种。滑阀式换向阀使用得最多,其优点是:结构简单,换效能高,阀芯径向力均衡,操作力低,摩擦小,易于实现多种控制功能。按操作方式,可分为手动、机动、电动、液动及电液动等。按阀芯工作在阀体内所处的位置,可分为二位阀和三位阀。按换向阀的接口,可分为二通、三通、四通及五通4种。
在研究换向阀或分析液压系统工作原理时,通常要用到3个重要的术语:位数、通路数和中位机能。为改变液流方向或实现液流通断,阀芯相对阀体的工作位置数,称为位数。自然(零位,静止)位置也是一种工作位置(状态),在液压职能符号中位数是用方框表示的,方框数即阀的位数。换向阀的位数通常为二位或三位,见表5.1。通数或通路数,即阀体上与系统油路相连的油路数,符号“┴,┬”表示一条通路(油口),符号“↑,↓,/\”表示两条通路(油口)。位数和通路数通常是联合使用的,如几位几通换向阀。在正确的换向阀符号中,不同位置上的通路数必须是相等的,否则是错误的。
表5.1 滑阀式换向阀结构与图形符号
二位四通电磁换向阀
2)换向阀的中位机能
三位换向阀的阀芯处于中间位置时(常态位置),其油口间的通路有几种不同的连接方式,以适应各种不同的工作要求。这种常态的内部通路形式,称为滑阀机能。
三位四通换向阀的滑阀机能有很多种,常见的见表5.2所列。中间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连通方式均为直通或交叉相通,故只用一个字母来表示中位的形式。
表5.2 滑阀的中位机能(www.xing528.com)
续表
滑阀的中位机能不但影响液压系统的工作状态,也影响执行元件换向时的工作性能。通常可根据液压系统的保压或卸荷要求、执行元件停止时的浮动或锁紧要求、执行元件换向时的平稳或准确性要求,选择滑阀的中位机能。滑阀中位机能选择的一般原则如下:
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形、K形、M形。
②当系统有保压要求时,应选用中位油口P封闭的形式,如O形、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形、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形、Y形、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形、C形、P形。
3)换向阀的操纵方式
根据不同的需要,换向阀有多种控制方式,每种控制方式有对应的符号表示,如图5.17所示。
图5.17 换向阀的操纵方式
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