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气动阀门-换向阀的结构原理

来源:互联网   发布日期:2013-2-28

换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动,使油路接通或切断而改变油流方向的阀。
换向阀的分类:
按结构形式可分:滑阀式、转阀式、球阀式。
按阀体连通的主油路数可分:两通、三通、四通等。
按阀芯在阀体内的工作位置可分:两位、三位、四位等。
按操作阀芯运动的方式可分:手动、机动、电磁动、液动、电液动等。
按阀芯定位方式分:钢球定位式、弹簧复位式。
下面以滑阀式换向阀为例讲解期工作原理。
(一)滑阀式换向阀的结构
阀芯与阀体孔配合处为台肩,阀体孔内沟通油液的环形槽为沉割槽。阀体在沉割槽处有对外连接油口。
阀芯台肩和阀体沉割槽可以是两台肩三沉割槽,也可以是三台肩五沉割槽。当阀芯运动时,通过阀芯台肩开启或封闭阀体沉割槽,接通或关闭与沉割槽相通的油口。
1.手动(机动)换向阀
阀芯运动是藉助于机械外力实现的。其中,手动换向阀又分为手动和脚踏两种;机动换向阀则通过安装在运动部件上的撞块或凸轮推动阀芯。特点是工作可靠。
根据阀芯的定位方式分为:弹簧钢球定位式和弹簧自动复位式。
2.电磁换向阀
阀芯运动是藉助于电磁力和弹簧力的共同作用。电磁铁不得电,阀芯在右端弹簧的作用下,处于左极端位置(右位),油口p与A通,B不通;电磁铁得电产生一个电磁吸力,通过推杆推动阀芯右移,则阀左位工作,油口p与B通,A不通。
电磁铁可以是直流、交流或交本整流的。
 两位电磁阀有弹簧复位式(一个电磁铁)和钢球定位式(两个电磁铁)。
如果将两端电磁铁与弹簧对中机构组合,又可组成三位的电磁换向阀,电磁铁得电分别为左右位,不得电为中位(常位)。
电磁吸力有限,电磁换向阀最大通流量小于100 L/min。对液动力较大的大流量阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。
3.电液换向阀
电液换向阀是由电磁换向阀与液动换向阀组合而成,液动换向阀实现主油路的换向,称为主阀;电磁换向阀改变液动阀控制油路的方向,称为先导阀。
电液换向阀工作原理要点:
1.为保证液动阀回复中位,电磁阀的中位必须是A、B、T油口互通。
2.控制油可以取自主油路的p口(内控),也可以另设独立油源(外控)。采用内控时,主油路必须保证最低控制压力(0.3~0.5MPa);采用外控时,独立油源的流量不得小于主阀最大通流量的15 %,以保证换向时间要求。
3.电磁阀的回油可以单独引出(外排),也可以在阀体内与主阀回油口沟通,一起排回油箱(内排)。
4.液动阀两端控制油路上的节流阀可以调节主阀的换向速度。
(二)滑阀的中位机能:三位的滑阀在中位时各油口的连通方式体现了换向阀的控制机能,称之为滑阀的中位机能。
不同滑阀机能的滑阀,阀体是通用的,仅阀芯台肩的尺寸和形状不同。
滑阀机能的应用:使泵卸载的有H、K、M型;使执行元件停止的有O、M型;使执行元件浮动的有H、Y型;使液压缸实现差动的有P型。
    (三)换向阀的性能
1. 换向可靠性:换向信号发出后阀芯能灵敏地移到工作位置; 换向信号撤除后阀芯能自动复位。同一通径的电磁阀,机能不同,可靠换向的压力流量范围不同,一般用工作极限曲线表示。
2. 压力损失:包括阀口压力损失和流道压力损失。换向阀的压力损失除与通流量有关,还与阀的机能、阀口流动方向有关,一般不超过1MPa。
3.内泄漏量:滑阀式换向阀为环形间隙密封,工作压力越高, 内泄漏越大。泄漏不仅带来功率损失,而且引起油液发热。因此阀芯与阀体要同心,并要有足够的封油长度。
4.换向平稳性:就是要求换向时压力 冲击要小。手动换向阀和电液换向阀可以控制换向时间来减小换向冲击。
5.换向时间和换向频率:交流电磁铁的换向时间约为0.03~0.15s,直流电磁铁的换向时间约为0.1~0.3s;换行频率为60~240次/min。
    (四)电磁球阀简介
结构:主要由左、右阀座、球阀、操作杆、杠杆、弹簧等组成。p 口压力油除通过右阀座孔作用在球阀的右边外,还经过阀体上的通道 b 进入操纵杆的空腔并作用在球阀的左边,球阀所受轴向液压力平衡。
特点:对油液污染不敏感,换向性能好;密封性能好,最高压力可达63MPa;电磁吸力经杠杆放大后传给阀芯,推力大;使用介质的粘度范围大,可直接用于高水基、乳化液;加工装配工艺难度较大,成本较高。
应用:主要用在超高压小流量液压系统或作插装阀的先导阀。

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