第五章 方 向 控 制 阀
方向控制阀（方向阀）是控制液压系统中的液流方向的阀，用来对系统中各个支路的液流进行通、断的切换，以适应工作的要求。一个液压系统所应用的各个控制阀中，方向阀占的数量相当多。
§5-1 方向阀的功能及分类
常规方向阀的基本作用是对液流进行通、断（开、关）切换。因此，工作原理比较简单，它的结构也并不复杂。但是，为了满足不同液压系统对液流方向的控制要求，方向阀的品种规格名目繁多。
一、分类
方向阀按其功能，大致可分成以下几种类型：
有时把压力表开关也归到方向控制阀中。
除了上述一般的方向控制阀外，还有可以进行阀芯位置连续控制的电液比例方向阀。
从阀芯的结构特征来区分，又有锥阀式、球阀式、滑阀式和转阀式等。
（一）单向阀
单向阀类似于电路中的二极管。在液压系统中单向阀只允许液流沿一个方向通过，反方向流动则被截止。它是一种结构最简单的控制阀。图5-1（图5-1省略p89）分别是钢球式直通单向阀和锥阀式直通单向阀。
液流从1P流入时，克服弹簧力而将阀芯顶开，再从2P流出。当液流反向流入时，由于阀芯被压紧在阀座密封面上，所以流动被截止。
钢球式单向阀的结构简单，但密封性不如锥阀式，并且由于钢球没有导向部分，所以工作时容易产生振动，一般用在流量较小的场合。锥阀式应用最多，虽然加工要求较钢球式高一些，但是它的导向性好，密封可靠。
图5-1所示单向阀是管式结构，尺寸小巧紧凑，可以直接安装在管路中。此外还有板式结构的单向阀（图5-2）（图5-2省略p90），它的装拆维修比较方便，不过需要另行设置安装底板。此外，由于板式单向阀内的流道有转弯，所以流动阻力损失较管式结构大。
单向阀中的弹簧主要是用来克服摩擦力、阀芯的重力和惯性力，使阀芯在液流反方向流动时能迅速关闭。但弹簧过硬会影响阀的开启压力并造成过大的流动损失。一般单向阀的开启压力大约0.03~0.05MPa，并可根据需要更换弹簧。例如，单向阀作为背压阀使用时，需要具有与系统工作相适应的开启压力，因此采用较硬的弹簧。
第五章 液压控制阀
一.判断题.
1．单向阀的作用是要变换液流流动方向，接通或关闭油路。（ ）
2. 单向阀可以用来作背压阀。( )
3．溢流阀的进口压力即为系统压力。（ ）
4．先导式溢流阀的远程控制口可以使系统实现远程调压或使系统卸荷。（ ）
5．节流阀和调速阀都是用来调节流量及稳定流量的流量控制阀。（ ）
6． 滑阀为间隙密封，锥阀为线密封，后者密封性能好。( )
7. 串联了定值减压阀的支路，始终能获得低于系统压力调定值的稳定的工作压力。（ ）
8．因电磁吸力有限，对液动力较大的大流量换向阀应选用液动换向阀或电液换向阀。( )
9. 节流阀和调速阀都是用来调节流量及稳定流量的流量控制阀。 ( )
二.选择题.
1．在下列液压阀中， 不能作为背压阀使用
A．单向阀 B.顺序阀
C. 减压阀 D.溢流阀
2．若某三位换向阀的阀心在中间位置时，压力油与油缸两腔连通、回油封闭，则此阀的滑阀机能为
A．P型 B. Y型
C．K型 D. C型
3．使三位四通换向阀在中位工作时泵能卸荷，应采用_______.
A ."P"型阀； B ."Y"型阀； C . "M"型阀。
4. 为使三位四通阀在中位工作时能使液压缸闭锁，应采用________型阀。
A."O" 型阀; B. "P" 型阀; C. "Y"型阀。
5．三位四通电液换向阀的液动滑阀为液压对中型，其先导电磁换向阀中位必须是_____机能．
A. H型 B. M型 C. Y型 D. P型
6．一水平放置的双伸出杆液压缸，采用三位四通电磁换向阀，要求阀处于中位时，液压泵卸荷．且液压缸浮动．其中位机能应选用_______.
A. H型 B. M型 C. Y型 D. O型
7. 题图所示的图形符号表示_______。
A.三位四通电磁换向阀
B.四位三通电磁换向阀
C.三位二通电磁换向阀
8. 溢流阀________.
第五章 执行器
第一节 概述
一、执行器基础知识
执行器是自动控制系统的终端部分，直接安装在工艺管道上，通过接受调节器发出的控制信号，改变阀门的开度或电机的转速来改变管道中的介质流量，从而把被调参数控制在所要求的范围内，从而达到生产过程自动化。因此，执行器是自动控制系统中一个极为重要而又不可缺少的组成部门。
执行器按其能源形式可分为气动、电动和液动三大类。气动执行器习惯称为气动薄膜调节阀，它以压缩空气为能源，具有机构简单、动作可靠、平稳、输出推力大、本质防爆、价格便宜、维修方便等独特的优点，因此被广泛应用在石油、化工、冶金、电力等工业部门中。
执行器常称调节阀，又称控制阀。它由执行机构和调节机构（也称调节阀）两部分组成，其中，执行机构是调节阀的推动部分，它按控制信号的大小产生相应的推力，通过阀杆使调节阀阀芯产生相应产生相应的位移（或转角）。调节机构是调节阀的调节部分，它与调节介质直接接触，在执行机构的推动下，改变阀芯与阀座间的流通面积，从而达到调节流量的目的。
二、气动执行器
一个气动调节系统由气源及减压过滤系统、电/气转换器（电/气阀门定位器）、气动执行器（执行机构和调节机构）构成。
1． 气动执行机构
气动执行机构主要由膜盒、膜片、弹簧和阀杆等组成。气动执行机构有薄膜式（有弹簧）及活塞式（无弹簧）两类，后者往往采用较高的气压范围，使用于需要推力较大的场合。薄膜式执行机构的输入气压一般为20～100kPa；但也有40～200 kPa的，这时在调节器与执行机构之间应装设比例继动器或高气源阀门定位器，将调节器的输出气压提高。
执行机构是调节阀的推动装置，它根据控制信号压力的大小而产生相应的输出力来推动调节机构动作。当压力信号p增大时，推杆向下动作的为正作用；推杆向上动作的为反作用，但其工作原理是相同的。当压力信号进入薄膜气室时，橡胶膜片由于气体的作用而产生推力，使阀杆移动，压缩弹簧，直至弹簧的反作用与膜片上的作用力相平衡。输出推杆位移量L与输入气压信号P成正比关系，引入调节阀的压力信号不同，得到的位移量也不同，由此控制调节阀的开度。其输出位移的最大范围L为执行机构的行程。
第一章 液压与气压传动概述
1.液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？
2.液压传动有哪些基本组成部分?试说明各组成部分的作用。
3.液压传动有哪些优缺点?
4..如何绘制常用液压元件的图形符号?
5. 气压传动系统与液压传动系统相比有哪些优缺点？
第二章 流体传动基础
1.压力有哪几种表示方法？液压系统的压力与外负载有什么关系？表压力是指什么压力？
2.解释下述概念：理想液体、恒定流动、层流、紊流和雷诺数。
3.理想伯努力方程的物理意义是什么？
4.液压缸直径D=150mm，柱塞直径d=100mm，液压缸中充满油液。如果在柱塞上(如图2-1a所示)和缸体上(如图2-1 b所示)的作用力F=50000N，不计油液自重所产生的压力，求液压缸中液体的压力。
图2-1
5.如图2-2所示，一管道输送ρ=900Kg/m3液体，h=15mm。测得压力如下：(1)点1、2处的压力分别是P1=0.45MPa、P2=0.4MPa；(2) P1=0.45MPa、P2=0.25MPa。试确定液流方向。
图2-2
6.如图2-3所示，当阀门关闭时压力表的读数为0.25MPa；阀门打开时压力表的读数为0.06MPa。如果d=12mm，ρ=900Kg/m3，不计液体流动时的能量损失，求阀门打开时的液体量Q。
图2-3
7.某一液压泵从油箱吸油。吸油管直径d=60mm,流量Q=150L/min，油液的运动粘度ν=30×106m2/s，ρ=900Kg/m3，弯头处的局部损失系数ξ=0.2，吸油口粗滤器网上的压力损失ΔP=0.02MPa。若希望泵吸油口处的真空度不大于0.04MPa，求泵的安装(吸油)高度(吸油管浸入油液部分的沿层损失可忽略不计)。
图2-4
8.如图2-5所示：已知：D=150mm ，d=100 mm，活塞与缸体之间是间隙配合且保持密封，油缸内充满液体，若F = 5000N时，不计液体自重产生的压力，求缸中液体的压力。
