王積偉液壓傳動第二版課件第6章.ppt

第一節(jié) 概 述,第二節(jié) 液壓閥上的共性問題,第三節(jié) 方向控制閥,第六章 液 壓 閥,第四節(jié) 壓力控制閥,第五節(jié) 流量控制閥,第六節(jié) 電液伺服閥,第七節(jié) 電液比例閥,第八節(jié) 電液數字閥,第九節(jié) 疊加閥和插裝閥,第一節(jié) 概 述,一、液壓閥的作用,液壓閥是用來控制液壓系統(tǒng)中油液的流動方向或調節(jié)其壓力和流量的，因此它可以分為方向閥、壓力閥和流量閥三大類。 壓力閥和流量閥利用通流截面的節(jié)流作用控制著系統(tǒng)的壓力和流量，而方向閥則利用流道的更換控制著油液的流動方向。,按機能分類：壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥 按結構分類：滑閥、座閥、射流管閥、噴嘴擋板閥 按操縱方法分類：手動閥、機/液/氣動閥、電動閥,二、液壓閥的分類,動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動小。 油液流過時壓力損失小。 密封性能好。 結構緊湊，安裝、調整、使用、維護方便，通用性大。,三、對液壓閥的基本要求,穩(wěn)態(tài)液動力是閥心移動完畢，開口固定之后，液流流過閥口時因動量變化而作用在閥心上的力。圖6-1所示為油液流過閥口的兩種情況。,一、液 動 力,（一）穩(wěn)態(tài)液動力,第二節(jié) 液壓閥上的共性問題,瞬態(tài)液動力是滑閥在移動過程中（即開口大小發(fā)生變化時）閥腔中液流因加速或減速而作用在閥心上的力。 圖6-3所示為閥心移動時出現(xiàn)瞬態(tài)液動力的情況。,（二）瞬態(tài)液動力,二、卡緊力,引起液壓卡緊的主要原因來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，即液壓卡緊力。,三、閥的泄漏特性,滑閥用于壓力閥或方向閥時，壓力油通過徑向縫隙泄漏量的大小，是閥的性能指標之一。 滑閥用于伺服閥時，實際的和理論的滑閥零開口特性之間的差別，也取決于泄漏特性。,普通單向閥的作用是使油液只能沿一個方向流動，不許它反向倒流。,第三節(jié) 方向控制閥,一、單向閥,（一）普通單向閥,（二）液控單向閥,圖6-9所示為普通型外泄式單向閥。,液控單向閥在系統(tǒng)中主要用途有： 對液壓缸進行鎖閉。 作立式液壓缸的支承閥。 某些情況下起保壓作用。,（一）對換向閥的主要要求,換向閥應滿足： 流體流經閥時的壓力損失要小。 互不相通的通口間的泄漏要小。 換向要平穩(wěn)、迅速且可靠。,二、換向閥,（二）換向閥的結構形式,換向閥按閥心形狀分類，主要有滑閥式和轉閥式兩種。 圖6-11所示為滑閥式換向閥的工作原理。,1.滑閥式換向閥的操縱方式,手動換向閥 圖6-12所示為手動換向閥及其圖形符號。,機動換向閥 圖6-13所示為機動換向閥及其圖形符號，它依靠擋鐵或凸輪來壓迫閥心移動，從而實現(xiàn)液流通、斷或改變流向。,電磁換向閥 圖6-14和圖6-15所示為電磁換向閥的結構及圖形符號。,電磁換向閥借助于電磁鐵吸力推動閥心動作來改變液流流向。,液動換向閥 液動換向閥是利用控制油路的壓力油來改變閥心位置的換向閥。 圖6-16所示為三位四通液動換向閥及圖形符號。,電液換向閥 圖6-17所示為電液換向閥的結構原理及其圖形符號。,2.滑閥機能,工作位置機能 過渡位置機能,3.電磁球閥,電磁球閥是一種以電磁鐵的推力為驅動力推動鋼球來實現(xiàn)油路通斷的電磁換向閥。,4.主要性能,工作可靠性 壓力損失,內泄漏量 換向和復位時間 換向頻率 使用壽命,圖6-21所示為多路換向閥的基本油路形式。,三、多路換向閥,溢流閥是通過閥口的溢流，使被控制系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，實現(xiàn)穩(wěn)壓、調壓或限壓作用。 對溢流閥的主要要求是：調壓范圍大，調壓偏差小，壓力振擺小，動作靈敏，過流能力大，噪聲小。,第四節(jié) 壓力控制閥,一、溢流閥,（一）功用和要求,直動式圖6-23所示為直動式滑閥型溢流閥的工作原理。,（二）工作原理和結構,先導式圖6-25所示為先導控制式溢流閥的工作原理。,作溢流閥，溢流閥有溢流時，可維持閥進口亦即系統(tǒng)壓力恒定。 作安全閥，系統(tǒng)超載時，溢流閥才打開，對系統(tǒng)起過載保護作用，而平時溢流閥是關閉的。 作背壓閥，溢流閥（一般為直動式的）裝在系統(tǒng)的回油路上，產生一定的回油阻力，以改善執(zhí)行元件的運動平穩(wěn)性。 用先導式溢流閥對系統(tǒng)實現(xiàn)遠程調壓或使系統(tǒng)卸荷。,（三）靜態(tài)特性,（四）應用,二、減壓閥,（一）功用和要求,（二）工作原理和結構,（三）性能,（四）應用,三、順序閥,（一）功用,（二）工作原理和結構,（三）性能,（四）應用,圖6-33所示為在工程機械領域得到廣泛應用的一種平衡閥結構。,四、平衡閥,五、壓力繼電器,壓力繼電器的主要性能包括： 調壓范圍 靈敏度和通斷調節(jié)區(qū)間 重復精度 升壓或降壓動作時間,（一）工作原理,第五節(jié) 流量控制閥,一、普通節(jié)流閥,（二）靜態(tài)特性,1.流量特性,2.調節(jié)特性,3.最小穩(wěn)定流量和流量調節(jié)范圍,二、調速閥,（一）工作原理,（二）靜態(tài)特性,（三）應用,旁通式調速閥亦稱溢流節(jié)流閥，圖6-38所示旁通式調速閥是由定差溢流閥與節(jié)流閥并聯(lián)而成。,三、旁通式調速閥,第六節(jié) 電液伺服閥,一、電液伺服閥的工作原理,電液伺服閥用伺服放大器進行控制。伺服放大器的輸入電壓信號來自電位器、信號發(fā)生器、同步機組和計算機的D/A數模轉換器等輸出的電壓信號；其輸出的電流與輸入電壓信號成正比。,圖6-39所示為一典型的電液伺服閥，由電機械轉換器、液壓控制閥和反饋機構三部分組成。,滑閥根據滑閥上控制邊數（起控制作用的閥口數）的不同，有單邊、雙邊和四邊滑閥控制式三種類型（圖6-40）。,二、常用的結構形式,射流管圖6-41所示為射流管裝置的工作原理。,噴嘴-擋板圖6-42所示為噴嘴-擋板裝置的工作原理。,三、伺服閥的特性分析,（一）靜態(tài)特性,1.伺服閥的流量-壓力特性,2.流量特性,3.壓力特性,4.內泄漏特性,（二）動態(tài)特性（頻率特性）曲線,第七節(jié) 電液比例閥,一、概 述,電液比例閥是一種按輸入的電氣信號連續(xù)地、按比例地對油液的壓力、流量或方向進行控制的液壓閥。 電液比例閥按控制功能可以分為：電液比例壓力閥、電液比例流量閥、電液比例方向閥和電液比例復合閥（如比例壓力流量閥）；按液壓放大級的級數可以分為：直動式和先導式；按閥內級間參數是否有反饋可以分為：不帶反饋型和帶反饋型。,二、比例閥的結構,（一）比例壓力閥,1.直動式比例壓力閥,2.先導式比例壓力閥,圖6-52為兩個應用輸出壓力直接檢測反饋和在先導級與主級間動壓反饋的比例壓力閥。,（二）比例流量閥,圖6-53所示為反饋型直動式比例流量閥的工作原理。,（三）比例方向閥,圖6-54所示為先導式開環(huán)控制的比例方向（節(jié)流）閥，其先導閥及主閥均為四邊滑閥。,三、比例閥的特點,比例閥是介于普通液壓閥和電液伺服閥之間的一種控制閥，比例閥結構簡單，制造精度要求和價格均比電液伺服閥低，抗污染性好，維護保養(yǎng)方便，雖動態(tài)快速性比電液伺服閥低，但在很多領域中已得到廣泛的應用。,四、比例閥的選用,如系統(tǒng)的某液壓參數（如壓力）的設定值超過3個，使用比例閥對其進行控制是最恰當的。 另外，利用斜坡信號作用在比例方向閥上，可以對機構的加速和減速實現(xiàn)有效的控制；利用比例方向閥和壓力補償器實現(xiàn)負載補償，便可精確地控制機構的運動速度而不受負載的影響。,第八節(jié) 電液數字閥,一、數字閥的結構,圖6-55所示為由步進電動機直接驅動的數字流量閥。,圖6-56所示為用力矩馬達和球閥組成的高速開關型數字閥。,圖6-57所示為錐閥型高速開關電磁閥。,二、數字閥的使用,（一）增量式數字閥,增量式數字閥控制的電液系統(tǒng)框圖如圖6-58所示。,（二）脈寬調制式數字閥,脈寬調制信號是具有恒定頻率、不同開啟時間比率的信號，如圖6-59所示。,第九節(jié) 疊加閥和插裝