換向閥的操縱方式

5.3.2.1 手動(dòng)換向閥 Manually-actuated Valve

手動(dòng)換向閥主要有彈簧復(fù)位(Spring Reset)和鋼珠定位(Steel Ball Orientation)兩種型式。圖5.17(a)所示為鋼球定位式三位四通手動(dòng)換向閥，用手操縱手柄推動(dòng)閥芯相對(duì)閥體移動(dòng)后，可以通過鋼球使閥芯穩(wěn)定在三個(gè)不同的工作位置上。圖5.17(b)則為彈簧自動(dòng)復(fù)位式三位四通手動(dòng)換向閥。通過手柄推動(dòng)閥芯后，要想維持在極端位置，必須用手扳住手柄(Hand Lever)不放，一旦松開了手柄，閥芯會(huì)在彈簧力的作用下，自動(dòng)彈回中位。

圖5.17(c)所示為旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式手動(dòng)換向閥，旋轉(zhuǎn)手柄可通過螺桿推動(dòng)閥芯改變工作位置。這種結(jié)構(gòu)具有體積小、調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)。由于這種閥的手柄帶有鎖，不打開鎖不能調(diào)節(jié)，因此使用安全。

5.3.2.2 機(jī)動(dòng)換向閥 Mechanically-actuated Valve

機(jī)動(dòng)換向閥又稱行程換向閥，它是用擋鐵或凸輪(Cam)推動(dòng)閥芯實(shí)現(xiàn)換向。機(jī)動(dòng)換向閥多為圖5.18所示二位閥。

圖5.17 三位四通手動(dòng)換向閥

(a)彈簧鋼球定位式結(jié)構(gòu)及符號(hào)；(b)彈簧自動(dòng)復(fù)位式結(jié)構(gòu)及符號(hào)位置定位;(c)旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式手動(dòng)換向閥。

圖5.18 二位二通機(jī)動(dòng)換向閥

1—擋鐵；2—滾輪；3—閥芯；4—彈簧

5.3.2.3 電磁換向閥 Solenoid-actuated Directional Valve

電磁換向閥是利用電磁鐵吸力推動(dòng)閥芯來改變閥的工作位置。由于它可借助于按鈕開關(guān)(Button Switch)、行程開關(guān)(Journey Switch)、限位開關(guān)(Limit Switch)、壓力繼電器(Pressure Switch)等發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行控制，所以操作輕便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因此應(yīng)用廣泛。

（1）工作原理

電磁換向閥的品種規(guī)格很多，但其工作原理是基本相同的?，F(xiàn)以圖5.19所示三位四通O型滑閥機(jī)能的電磁換向閥為例來說明。

在圖5.19中，閥體1內(nèi)有三個(gè)環(huán)形沉割槽，中間為進(jìn)油腔P，與其相鄰的是工作油腔A和B。兩端還有兩個(gè)互相連通的回油腔T。閥芯兩端分別裝有彈簧座3、復(fù)位彈簧4和推桿5，閥體兩端各裝一個(gè)電磁鐵。

當(dāng)兩端電磁鐵都斷電時(shí)［見圖5.19（a）］，閥芯處于中間位置。此時(shí)P、A、B、T各油腔互不相通；當(dāng)左端電磁鐵通電時(shí)［見圖5.19（b）］，該電磁鐵吸合，并推動(dòng)閥芯向右移動(dòng)，使P和B連通，A和T連通。當(dāng)其斷電后，右端復(fù)位彈簧的作用力可使閥芯回到中間位置，恢復(fù)原來四個(gè)油腔相互封閉的狀態(tài)；當(dāng)右端電磁鐵通電時(shí)［見圖5.19（c）］，其銜鐵將通過推桿推動(dòng)閥芯向左移動(dòng)，P和A相通、B和T相通。電磁鐵斷電，閥芯則在左彈簧的作用下回到中間位置。

（2）直流電磁鐵和交流電磁鐵

閥用電磁鐵根據(jù)所用電源的不同，有以下三種：

①交流電磁鐵(Alternating-current Solenoid)。閥用交流電磁鐵的使用電壓一般為交流220V，電氣線路配置簡單。交流電磁鐵啟動(dòng)力較大，換向時(shí)間短。但換向沖擊大，工作時(shí)溫升高(故其外殼設(shè)有散熱筋)；當(dāng)閥芯卡住時(shí)，電磁鐵因電流過大易燒壞，可靠性較差，所以切換頻率不許超過30次／分；壽命較短。

②直流電磁鐵(Directing-current Solenoid)。直流電磁鐵一般使用24V直流電壓，因此需要專用直流電源。其優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)因鐵芯卡住而燒壞(故其圓筒形外殼上沒有散熱筋)，體積小，工作可靠，允許切換頻率為120次／分，換向沖擊小，使用壽命較長。但起動(dòng)力比交流電磁鐵小。

③本整型電磁鐵。本整型指交流本機(jī)整流型。這種電磁鐵本身帶有半波整流器(Half-wave Rectifier)，可以在直接使用交流電源的同時(shí)，具有直流電磁鐵的結(jié)構(gòu)和特性。

（3）干式、油浸式、濕式電磁鐵

不管是直流電磁鐵還是交流電磁，都可做成干式的、油浸式的和濕式的。

① 干式電磁鐵(Dry Solenoid)。干式電磁鐵的的線圈、鐵芯與扼鐵處于空氣中不和油接觸，電磁鐵與閥聯(lián)結(jié)時(shí)，在推桿的外周有密封圈。由于回油有可能滲入對(duì)中彈簧腔中，所以閥的回油壓力不能太高。此類電磁鐵附有手動(dòng)推桿，一旦電磁鐵發(fā)生故障時(shí)可使閥芯手動(dòng)換位。此類電磁鐵是簡單液壓系統(tǒng)常用的一種形式。

②油浸式電磁鐵(Oil-immersed Solenoid)。油浸式電磁鐵的線圈和鐵芯都浸在無壓油液中。推桿和銜鐵端部都裝有密封圈。油可幫助線圈散熱，且可改善推桿的潤滑條件，所以壽命遠(yuǎn)比干式電磁鐵為長。因有多處密封，此種電磁鐵的靈敏性較差，造價(jià)較高。

③濕式電磁鐵(Wetted Solenoid)。濕式電磁鐵也叫耐壓式電磁鐵，它和油浸式電磁鐵不同處是推桿處無密封圈。線圈和銜鐵都浸在有壓油液中，故散熱好，摩擦小。還因油液的阻尼作用而減小了切換時(shí)的沖擊和噪聲。所以濕式電磁鐵具有吸著聲小、壽命長、溫升低等優(yōu)點(diǎn)。是目前應(yīng)用最廣的一種電磁鐵。也有人將油浸式電磁鐵和耐壓式電磁鐵都叫做濕式電磁鐵。

圖5.19 電磁換向閥的工作原理圖

1—閥體；2—閥芯；3—彈簧座；4—彈簧；5—推桿；6—鐵芯；7—銜鐵。

圖5.20 交流式二位三通電磁換向閥

1—閥體；2—閥芯；3—推桿；4、7—彈簧；5、8—彈簧座；6—O型圈；9—后蓋。

（4）電磁換向閥的典型結(jié)構(gòu)Typical Structure for Solenoid-actuated Directional Valve

圖5.20所示為交流式二位三通電磁換向閥。當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)，閥芯2被彈簧7推向左端，P 和A接通；當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，鐵芯通過推桿3將閥芯2推向右端，使P和B接通。

圖5.21為直流濕式三位四通電磁換向閥。當(dāng)兩邊電磁鐵都不通電時(shí)，閥芯2在兩邊對(duì)中彈簧4的作用下處于中位，P、T、A、B口互不相通；當(dāng)右邊電磁鐵通電時(shí)，推桿6將閥芯2推向左端，P 與A通，B與T通，當(dāng)左邊電磁鐵通電時(shí)，P與B通，A與T通。

必須指出，由于電磁鐵的吸力有限(120N)，因此電磁換向閥只適用于流量不太大的場合。當(dāng)流量較大時(shí)，需采用液動(dòng)或電液動(dòng)控制。

圖5.22 彈簧對(duì)中型三位四通液動(dòng)換向閥