王積偉液壓傳動(dòng)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(shù)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(dòng)方向或調(diào)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(dòng)方向。,按機(jī)能分類：壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥 按結(jié)構(gòu)分類：滑閥、座閥、射流管閥、噴嘴擋板閥 按操縱方法分類：手動(dòng)閥、機(jī)/液/氣動(dòng)閥、電動(dòng)閥,二、液壓閥的分類,動(dòng)作靈敏，使用可靠，工作時(shí)沖擊和振動(dòng)小。 油液流過時(shí)壓力損失小。 密封性能好。 結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護(hù)方便，通用性大。,三、對(duì)液壓閥的基本要求,穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力是閥心移動(dòng)完畢，開口固定之后，液流流過閥口時(shí)因動(dòng)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(dòng) 力,（一）穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力,第二節(jié) 液壓閥上的共性問題,瞬態(tài)液動(dòng)力是滑閥在移動(dòng)過程中（即開口大小發(fā)生變化時(shí)）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(dòng)時(shí)出現(xiàn)瞬態(tài)液動(dòng)力的情況。,（二）瞬態(tài)液動(dòng)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(shí)，壓力油通過徑向縫隙泄漏量的大小，是閥的性能指標(biāo)之一。 滑閥用于伺服閥時(shí)，實(shí)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(gè)方向流動(dòng)，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(duì)液壓缸進(jìn)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(duì)換向閥的主要要求,換向閥應(yīng)滿足： 流體流經(jīng)閥時(shí)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(jié)構(gòu)形式,換向閥按閥心形狀分類，主要有滑閥式和轉(zhuǎn)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(dòng)換向閥 圖6-12所示為手動(dòng)換向閥及其圖形符號(hào)。,機(jī)動(dòng)換向閥 圖6-13所示為機(jī)動(dòng)換向閥及其圖形符號(hào)，它依靠擋鐵或凸輪來壓迫閥心移動(dòng)，從而實(shí)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(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)。,電磁換向閥借助于電磁鐵吸力推動(dòng)閥心動(dòng)作來改變液流流向。,液動(dòng)換向閥 液動(dòng)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(dòng)換向閥及圖形符號(hào)。,電液換向閥 圖6-17所示為電液換向閥的結(jié)構(gòu)原理及其圖形符號(hào)。,2.滑閥機(jī)能,工作位置機(jī)能 過渡位置機(jī)能,3.電磁球閥,電磁球閥是一種以電磁鐵的推力為驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)鋼球來實(shí)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(nèi)泄漏量 換向和復(fù)位時(shí)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(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓作用。 對(duì)溢流閥的主要要求是：調(diào)壓范圍大，調(diào)壓偏差小，壓力振擺小，動(dòng)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(dòng)式圖6-23所示為直動(dòng)式滑閥型溢流閥的工作原理。,（二）工作原理和結(jié)構(gòu),先導(dǎo)式圖6-25所示為先導(dǎo)控制式溢流閥的工作原理。,作溢流閥，溢流閥有溢流時(shí)，可維持閥進(jìn)口亦即系統(tǒng)壓力恒定。 作安全閥，系統(tǒng)超載時(shí)，溢流閥才打開，對(duì)系統(tǒng)起過載保護(hù)作用，而平時(shí)溢流閥是關(guān)閉的。 作背壓閥，溢流閥（一般為直動(dòng)式的）裝在系統(tǒng)的回油路上，產(chǎn)生一定的回油阻力，以改善執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。 用先導(dǎo)式溢流閥對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓或使系統(tǒng)卸荷。,（三）靜態(tài)特性,（四）應(yīng)用,二、減壓閥,（一）功用和要求,（二）工作原理和結(jié)構(gòu),（三）性能,（四）應(yīng)用,三、順序閥,（一）功用,（二）工作原理和結(jié)構(gòu),（三）性能,（四）應(yīng)用,圖6-33所示為在工程機(jī)械領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的一種平衡閥結(jié)構(gòu)。,四、平衡閥,五、壓力繼電器,壓力繼電器的主要性能包括： 調(diào)壓范圍 靈敏度和通斷調(diào)節(jié)區(qū)間 重復(fù)精度 升壓或降壓動(dòng)作時(shí)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(diào)節(jié)特性,3.最小穩(wěn)定流量和流量調(diào)節(jié)范圍,二、調(diào)速閥,（一）工作原理,（二）靜態(tài)特性,（三）應(yīng)用,旁通式調(diào)速閥亦稱溢流節(jié)流閥，圖6-38所示旁通式調(diào)速閥是由定差溢流閥與節(jié)流閥并聯(lián)而成。,三、旁通式調(diào)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(jìn)行控制。伺服放大器的輸入電壓信號(hào)來自電位器、信號(hào)發(fā)生器、同步機(jī)組和計(jì)算機(jī)的D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器等輸出的電壓信號(hào)；其輸出的電流與輸入電壓信號(hào)成正比。,圖6-39所示為一典型的電液伺服閥，由電機(jī)械轉(zhuǎn)換器、液壓控制閥和反饋機(jī)構(gòu)三部分組成。,滑閥根據(jù)滑閥上控制邊數(shù)（起控制作用的閥口數(shù)）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(jié)構(gòu)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(nèi)泄漏特性,（二）動(dòng)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(hào)連續(xù)地、按比例地對(duì)油液的壓力、流量或方向進(jìn)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(fù)合閥（如比例壓力流量閥）；按液壓放大級(jí)的級(jí)數(shù)可以分為：直動(dòng)式和先導(dǎo)式；按閥內(nèi)級(jí)間參數(shù)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(jié)構(gòu),（一）比例壓力閥,1.直動(dòng)式比例壓力閥,2.先導(dǎo)式比例壓力閥,圖6-52為兩個(gè)應(yīng)用輸出壓力直接檢測(cè)反饋和在先導(dǎo)級(jí)與主級(jí)間動(dòng)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(dòng)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(dǎo)式開環(huán)控制的比例方向（節(jié)流）閥，其先導(dǎo)閥及主閥均為四邊滑閥。,三、比例閥的特點(diǎn),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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造精度要求和價(jià)格均比電液伺服閥低，抗污染性好，維護(hù)保養(yǎng)方便，雖動(dòng)態(tài)快速性比電液伺服閥低，但在很多領(lǐng)域中已得到廣泛的應(yīng)用。,四、比例閥的選用,如系統(tǒng)的某液壓參數(shù)（如壓力）的設(shè)定值超過3個(gè)，使用比例閥對(duì)其進(jìn)行控制是最恰當(dāng)?shù)摹?另外，利用斜坡信號(hào)作用在比例方向閥上，可以對(duì)機(jī)構(gòu)的加速和減速實(shí)現(xiàn)有效的控制；利用比例方向閥和壓力補(bǔ)償器實(shí)現(xiàn)負(fù)載補(bǔ)償，便可精確地控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度而不受負(fù)載的影響。,第八節(jié) 電液數(shù)字閥,一、數(shù)字閥的結(jié)構(gòu),圖6-55所示為由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的數(shù)字流量閥。,圖6-56所示為用力矩馬達(dá)和球閥組成的高速開關(guān)型數(shù)字閥。,圖6-57所示為錐閥型高速開關(guān)電磁閥。,二、數(shù)字閥的使用,（一）增量式數(shù)字閥,增量式數(shù)字閥控制的電液系統(tǒng)框圖如圖6-58所示。,（二）脈寬調(diào)制式數(shù)字閥,脈寬調(diào)制信號(hào)是具有恒定頻率、不同開啟時(shí)間比率的信號(hào)，如圖6-59所示。,第九節(jié) 疊加閥和插裝