換向閥的類(lèi)型與工作原理
（1）換向閥的類(lèi)型

換向閥是利用閥芯在閥體中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使油路接通、切斷或變換油路聯(lián)通組合方式，改變油液的流動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。

按閥芯運(yùn)動(dòng)的操縱方式不同，換向閥可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁動(dòng)、液動(dòng)、電液動(dòng)換向閥，其操縱方式符號(hào)如圖4-3所示。按閥芯的工作位置數(shù)量不同，分為二位、三位、多位換向閥。按閥體上被控制的進(jìn)出油口的數(shù)量不同，可分為二通、三通、四通、五通等類(lèi)型的換向閥。

圖4-3換向閥操縱方式符號(hào)

（2）換向閥的工作原理圖
4-4（a）為滑閥式換向閥的工作原理圖。當(dāng)閥芯處于圖示位置（中位）時(shí)，油口P、A、B、T互不相通，液壓缸的活塞處于停止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)閥芯向右移動(dòng)一定的距離時(shí)（左位），由液壓泵輸出的壓力油從閥的P口經(jīng)A口輸向液壓缸左腔，液壓缸右腔的油經(jīng)B口、T口流回油箱，液壓缸活塞向右運(yùn)動(dòng)；反之，若閥芯向左移動(dòng)一定距離時(shí)（右位），活塞向左運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了換向。

圖4-4（a）中所示結(jié)構(gòu)的換向閥可用圖4-4（b）所示的圖形符號(hào)來(lái)表達(dá)。

圖4-4換向閥的工作原理

（3）換向閥圖形符號(hào)的含義

表4-1所示為不同“位數(shù)”與“通數(shù)”的換向閥結(jié)構(gòu)示意圖與圖形符號(hào)的對(duì)應(yīng)表。

表中換向閥圖形符號(hào)的含義如下。

①閥的工作位置數(shù)稱為“位”，用方框表示，有幾個(gè)方框就表示有幾“位”。

②方框中箭頭“↗”表示兩油口相通，方框內(nèi)封閉符號(hào)“⊥”表示此油路被閥芯封閉。

③閥控制的油液通路數(shù)量稱為“通”，箭頭、封閉符號(hào)與方框的交點(diǎn)即為滑閥的通路數(shù)，有幾個(gè)交點(diǎn)就稱為有幾“通”。

④一般閥與系統(tǒng)供油路連接的進(jìn)油口用P表示，與系統(tǒng)回油路連接的回油口用T表示，而閥與執(zhí)行元件連接的工作油口用A、B表示。

⑤靠近控制（操縱）方式的方框，為控制力起作用時(shí)接入的工作位置；二位閥的彈簧側(cè)和三位閥的中位是閥不動(dòng)作時(shí)的位置，稱為“常態(tài)位”。在液壓原理圖中，換向閥與油路的連接應(yīng)畫(huà)在常態(tài)位。二位二通閥有常開(kāi)型（常態(tài)位置兩油口聯(lián)通）和常閉型（常態(tài)位兩油口封閉斷開(kāi)）2種類(lèi)型，應(yīng)注意：區(qū)別。

表4-1結(jié)構(gòu)示意圖與圖形符號(hào)

圖中4-3中不同的操縱方式與表4-1中所示的換向閥的位和通路符號(hào)組合就可以得到不同的換向閥，如三位五通電液換向閥、二位二通機(jī)動(dòng)換向閥等。

換向閥使用中可能出現(xiàn)的故障及診斷排除方法：



原因
排除方法
閥心不能移動(dòng)

閥芯表面劃傷、閥體內(nèi)孔劃傷、油液污染使閥芯卡阻、閥芯彎曲
卸開(kāi)換向閥，仔細(xì)清洗，研磨修復(fù)內(nèi)存油直或更換閥芯
閥芯與閥體內(nèi)孔配合間隙不當(dāng)，間隙過(guò)大，閥芯在閥體內(nèi)歪斜，使閥芯卡??；間隙過(guò)小，摩擦阻力增加，閥芯移不動(dòng)

檢查配合間隙。間隙太小，研磨閥芯，間隙太大，重配閥芯，也可以采用電鍍工藝，閥芯直徑。閥芯直徑小于20mm時(shí)，正常配合間隙在0.008~0.015mm范圍內(nèi)；閥芯直徑大于20mm時(shí)，間隙在0.015~0.025mm正常配合范圍內(nèi)
彈簧太軟，閥芯不能自動(dòng)復(fù)位；彈簧太硬，閥芯推不到位
更換彈簧
手動(dòng)換向閥的聯(lián)桿磨損或失靈
更換或修復(fù)聯(lián)桿
電磁換向閥的電磁鐵損壞
更換或修復(fù)電磁鐵
液動(dòng)換向閥或電波動(dòng)換向閥兩端的單向節(jié)流器失靈
仔細(xì)檢查節(jié)流器是否堵塞、單向閥是否泄漏，并進(jìn)行修復(fù)
液動(dòng)或電液動(dòng)換向閥的控制壓力油壓力過(guò)低
檢查壓力低的原因，對(duì)癥解決
氣控液壓換向閥的氣源壓力過(guò)低
檢修氣源
油液粘度太大
更換粘度適合的油液
油溫太高，閥芯熱變形卡住
查找油溫高原因并降低油溫
連接螺釘有的過(guò)松，有的過(guò)緊，致使閥體變形，致使閥芯移下不動(dòng)。另外，安裝基面平面度超差，緊固后面體也會(huì)變形
松開(kāi)全部螺釘，重新均勻擰緊。如果因安裝基面平面度超差閥芯移不動(dòng)，則重磨安裝基面，使基面平面度達(dá)到規(guī)定要求
電磁鐵線圈燒壞
線圈絕緣不良
更換電磁鐵線圈
電磁鐵鐵心軸線與閥芯軸線同軸度不良
拆卸電磁鐵重新裝配
供電電壓太高
按規(guī)定電壓值來(lái)糾正供電電壓
閥芯被卡住，電磁力推不動(dòng)閥芯
拆開(kāi)換向閥，仔細(xì)檢查彈簧是否太硬、閥芯是否被臟物卡住以及其他推不動(dòng)閥芯的原因，進(jìn)行修復(fù)并更換電磁鐵線圈
回油口背壓過(guò)高
檢查背壓過(guò)高原因，對(duì)癥來(lái)解決
外泄漏
泄油腔壓力過(guò)高或O形密封圈失效造成電磁閥推桿處外滲漏
檢查泄油腔壓力，如對(duì)于多個(gè)換向閥泄油腔串接在一起，則將它們分別接口油箱；更換密封圈
安裝面粗糙、安裝螺釘松動(dòng)、漏裝O形密封圈或密封圈失效
磨削安裝面使其粗糙度符合產(chǎn)品要求（通常閥的安裝面的粗糙度Ra不大于0.8μm）；擰緊螺釘，補(bǔ)裝或更換O形密封圈
噪聲大
電磁鐵推桿過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短
修整或更換推桿
電磁鐵鐵心的吸合面不平或接觸不良
拆開(kāi)電磁鐵，修整吸合面，清除污物

換向閥分類(lèi)
（1）機(jī)動(dòng)換向閥，機(jī)動(dòng)換向閥又稱行程閥。
（2）電磁換向閥，電磁換向閥是利用電磁吸引力操縱閥芯換位的方向控制閥。
（3）電液換向閥，電液換向閥是由電磁換向閥和液動(dòng)換向閥組成的復(fù)合閥。
（4）手動(dòng)換向閥，手動(dòng)換向閥是用手推杠桿操縱閥芯換位的方向控制閥。
優(yōu)點(diǎn)
動(dòng)作準(zhǔn)確、自動(dòng)化程度高、工作穩(wěn)定可靠，但需附設(shè)驅(qū)動(dòng)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(jiǎn)單，多用于流量較小的生產(chǎn)工藝上。
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(rùn)滑系統(tǒng)輸送潤(rùn)滑油的管道中。通過(guò)變換密封組件在閥體中的相對(duì)位置，使閥體各通道連通或斷開(kāi)，從而控制流體的換向和啟停。
換向閥的主要性能
以電磁閥的項(xiàng)目為多，它主要包括下面幾項(xiàng)：
1.工作可靠性
指電磁鐵通電后能否可靠地?fù)Q向，而斷電后能否可靠地復(fù)位。電磁閥也只有在一定的流量和壓力范圍內(nèi)才能正常工作。這個(gè)工作范圍的極限稱為換向界限。
2.壓力損失
由于電磁閥的開(kāi)口很小，故液流流過(guò)閥口時(shí)產(chǎn)生較大的壓力損失。
3.內(nèi)泄漏量
在各個(gè)不同的工作位置，在規(guī)定的工作壓力下，從高壓腔漏到低壓腔的泄漏量為內(nèi)泄漏量。過(guò)大的內(nèi)泄漏量不僅會(huì)降低系統(tǒng)的效率，引起過(guò)熱，而且還會(huì)影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正常工作。
4.換向和復(fù)位時(shí)間
交流電磁閥的換向時(shí)間一般為0.03～0.05s，換向沖擊較大;而直流電磁閥的換向時(shí)間為0.1～0.3s，換向沖擊較小。通常復(fù)位時(shí)間比換向時(shí)間稍長(zhǎng)。
5.換向頻率
換向頻率是在單位時(shí)間內(nèi)閥所允許的換向次數(shù)。目前單電磁鐵的電磁閥的換向頻率一般為60次/min。
6.使用壽命
電磁閥的使用壽命主要取決于電磁鐵。濕式電磁鐵的壽命比干式的長(zhǎng)，直流電磁鐵的壽命比交流的長(zhǎng)。
7.滑閥的液壓卡緊現(xiàn)象
滑閥的液壓卡緊現(xiàn)象不僅在換向閥中有，其他的液壓閥也普遍存在，在高壓系統(tǒng)中更為，特別是滑閥的停留時(shí)間越長(zhǎng)，液壓卡緊力越大，以致造成移動(dòng)滑閥的推力（如電磁鐵推力）不能克服卡緊阻力，使滑閥不能復(fù)位。
引起液壓卡緊的原因，有的是由于臟物進(jìn)入縫隙而使閥芯移動(dòng)困難，有的是由于縫隙過(guò)小在油溫升高時(shí)閥芯膨脹而卡死，但是主要原因是來(lái)自滑閥副幾何形狀誤差和同心度變化所引起的徑向不平衡液壓力。為了減小徑向不平衡力，應(yīng)嚴(yán)格控制閥芯和閥孔的制造精度，在裝配時(shí)，盡可能使其成為順錐形式，另一方面在閥芯上開(kāi)環(huán)形均壓槽，也可以大大減小徑向不平衡力。

換向閥使用中可能出現(xiàn)的故障及診斷排除方法：



原因
排除方法
閥心不能移動(dòng)

閥芯表面劃傷、閥體內(nèi)孔劃傷、油液污染使閥芯卡阻、閥芯彎曲
卸開(kāi)換向閥，仔細(xì)清洗，研磨修復(fù)內(nèi)存油直或更換閥芯
閥芯與閥體內(nèi)孔配合間隙不當(dāng)，間隙過(guò)大，閥芯在閥體內(nèi)歪斜，使閥芯卡??；間隙過(guò)小，摩擦阻力增加，閥芯移不動(dòng)

檢查配合間隙。間隙太小，研磨閥芯，間隙太大，重配閥芯，也可以采用電鍍工藝，閥芯直徑。閥芯直徑小于20mm時(shí)，正常配合間隙在0.008~0.015mm范圍內(nèi)；閥芯直徑大于20mm時(shí)，間隙在0.015~0.025mm正常配合范圍內(nèi)
彈簧太軟，閥芯不能自動(dòng)復(fù)位；彈簧太硬，閥芯推不到位
更換彈簧
手動(dòng)換向閥的聯(lián)桿磨損或失靈
更換或修復(fù)聯(lián)桿
電磁換向閥的電磁鐵損壞
更換或修復(fù)電磁鐵
液動(dòng)換向閥或電波動(dòng)換向閥兩端的單向節(jié)流器失靈
仔細(xì)檢查節(jié)流器是否堵塞、單向閥是否泄漏，并進(jìn)行修復(fù)
液動(dòng)或電液動(dòng)換向閥的控制壓力油壓力過(guò)低
檢查壓力低的原因，對(duì)癥解決
氣控液壓換向閥的氣源壓力過(guò)低
檢修氣源
油液粘度太大
更換粘度適合的油液
油溫太高，閥芯熱變形卡住
查找油溫高原因并降低油溫
連接螺釘有的過(guò)松，有的過(guò)緊，致使閥體變形，致使閥芯移下不動(dòng)。另外，安裝基面平面度超差，緊固后面體也會(huì)變形
松開(kāi)全部螺釘，重新均勻擰緊。如果因安裝基面平面度超差閥芯移不動(dòng)，則重磨安裝基面，使基面平面度達(dá)到規(guī)定要求
電磁鐵線圈燒壞
線圈絕緣不良
更換電磁鐵線圈
電磁鐵鐵心軸線與閥芯軸線同軸度不良
拆卸電磁鐵重新裝配
供電電壓太高
按規(guī)定電壓值來(lái)糾正供電電壓
閥芯被卡住，電磁力推不動(dòng)閥芯
拆開(kāi)換向閥，仔細(xì)檢查彈簧是否太硬、閥芯是否被臟物卡住以及其他推不動(dòng)閥芯的原因，進(jìn)行修復(fù)并更換電磁鐵線圈
回油口背壓過(guò)高
檢查背壓過(guò)高原因，對(duì)癥來(lái)解決
外泄漏
泄油腔壓力過(guò)高或O形密封圈失效造成電磁閥推桿處外滲漏
檢查泄油腔壓力，如對(duì)于多個(gè)換向閥泄油腔串接在一起，則將它們分別接口油箱；更換密封圈
安裝面粗糙、安裝螺釘松動(dòng)、漏裝O形密封圈或密封圈失效
磨削安裝面使其粗糙度符合產(chǎn)品要求（通常閥的安裝面的粗糙度Ra不大于0.8μm）；擰緊螺釘，補(bǔ)裝或更換O形密封圈
噪聲大
電磁鐵推桿過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短
修整或更換推桿
電磁鐵鐵心的吸合面不平或接觸不良
拆開(kāi)電磁鐵，修整吸合面，清除污物
換向閥分類(lèi)
（1）機(jī)動(dòng)換向閥，機(jī)動(dòng)換向閥又稱行程閥。
（2）電磁換向閥，電磁換向閥是利用電磁吸引力操縱閥芯換位的方向控制閥。
（3）電液換向閥，電液換向閥是由電磁換向閥和液動(dòng)換向閥組成的復(fù)合閥。
（4）手動(dòng)換向閥，手動(dòng)換向閥是用手推杠桿操縱閥芯換位的方向控制閥。
優(yōu)點(diǎn)
動(dòng)作準(zhǔn)確、自動(dòng)化程度高、工作穩(wěn)定可靠，但需附設(shè)驅(qū)動(dòng)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(jiǎn)單，多用于流量較小的生產(chǎn)工藝上。
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(rùn)滑系統(tǒng)輸送潤(rùn)滑油的管道中。通過(guò)變換密封組件在閥體中的相對(duì)位置，使閥體各通道連通或斷開(kāi)，從而控制流體的換向和啟停。
換向閥的主要性能
以電磁閥的項(xiàng)目為多，它主要包括下面幾項(xiàng)：
1.工作可靠性
指電磁鐵通電后能否可靠地?fù)Q向，而斷電后能否可靠地復(fù)位。電磁閥也只有在一定的流量和壓力范圍內(nèi)才能正常工作。這個(gè)工作范圍的極限稱為換向界限。
2.壓力損失
由于電磁閥的開(kāi)口很小，故液流流過(guò)閥口時(shí)產(chǎn)生較大的壓力損失。
3.內(nèi)泄漏量
在各個(gè)不同的工作位置，在規(guī)定的工作壓力下，從高壓腔漏到低壓腔的泄漏量為內(nèi)泄漏量。過(guò)大的內(nèi)泄漏量不僅會(huì)降低系統(tǒng)的效率，引起過(guò)熱，而且還會(huì)影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正常工作。
4.換向和復(fù)位時(shí)間
交流電磁閥的換向時(shí)間一般為0.03～0.05s，換向沖擊較大;而直流電磁閥的換向時(shí)間為0.1～0.3s，換向沖擊較小。通常復(fù)位時(shí)間比換向時(shí)間稍長(zhǎng)。
5.換向頻率
換向頻率是在單位時(shí)間內(nèi)閥所允許的換向次數(shù)。目前單電磁鐵的電磁閥的換向頻率一般為60次/min。
6.使用壽命
電磁閥的使用壽命主要取決于電磁鐵。濕式電磁鐵的壽命比干式的長(zhǎng)，直流電磁鐵的壽命比交流的長(zhǎng)。
7.滑閥的液壓卡緊現(xiàn)象
滑閥的液壓卡緊現(xiàn)象不僅在換向閥中有，其他的液壓閥也普遍存在，在高壓系統(tǒng)中更為，特別是滑閥的停留時(shí)間越長(zhǎng)，液壓卡緊力越大，以致造成移動(dòng)滑閥的推力（如電磁鐵推力）不能克服卡緊阻力，使滑閥不能復(fù)位。
引起液壓卡緊的原因，有的是由于臟物進(jìn)入縫隙而使閥芯移動(dòng)困難，有的是由于縫隙過(guò)小在油溫升高時(shí)閥芯膨脹而卡死，但是主要原因是來(lái)自滑閥副幾何形狀誤差和同心度變化所引起的徑向不平衡液壓力。為了減小徑向不平衡力，應(yīng)嚴(yán)格控制閥芯和閥孔的制造精度，在裝配時(shí)，盡可能使其成為順錐形式，另一方面在閥芯上開(kāi)環(huán)形均壓槽，也可以大大減小徑向不平衡力。
電磁閥的電源條件：
1、根據(jù)供電電源種類(lèi)，分別選用交流和直流電磁閥。一般來(lái)說(shuō)交流電源取用方便；
2、電壓規(guī)格用盡量選用AC220V.DC24V；
3、電源電壓波動(dòng)通常交流選用+%10%.-15%，直流允許±%10左右，如若超差，須采取穩(wěn)壓措施；
4、應(yīng)根據(jù)電源容量選擇額定電流和消耗功率。須注意交流起動(dòng)時(shí)VA值較高，在容量不足時(shí)應(yīng)選用間接導(dǎo)式電磁閥。