液壓閥工作原理動(dòng)畫(huà)

1、1本章主要內(nèi)容為:節(jié)流口的流量特性;流量負(fù)反饋;節(jié)流閥.調(diào)速閥.分流閥等三種流量控制閥的 原理、結(jié)構(gòu)、主要性能和應(yīng)用；其它液壓閥，如插裝閥、電液比例閥、電液伺 服閥的工作原理及應(yīng)用。本章重點(diǎn)是節(jié)流口的流量特性.流量負(fù)反饋.調(diào)速 閥的工作原理和性能。學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)從液壓橋路和流量負(fù)反 饋等基本概念著手理解這些閥的工作原理。#直禺鳥(niǎo)氣禺倍幼-一._L第比章說(shuō)量控制鳳| :流量控制閥簡(jiǎn)稱流量閥，它通過(guò)改變節(jié)流 J 口通流面積或通流通道的長(zhǎng)短來(lái)改變局部阻力 J 的大小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制，進(jìn)而改變執(zhí) I 行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度。流量控制閥包括節(jié)流閥、I ;調(diào)速閥、分流集流閥等。本章除討論普通的流 : 量閥之外，

2、還要簡(jiǎn)要介紹插裝閥、電液比例閥 2和電液伺服閥。直禺鳥(niǎo)氣禺倍幼-一.；第七章魂董控制閥對(duì)流量控制閥的主要性能要求是：1）閥的壓力差變化時(shí)，通過(guò)閥的流量變化小。2）油溫變化時(shí)，流量變化小。3）流量調(diào)節(jié)范圍大，在小流量時(shí)不易堵塞，能得到 很小的穩(wěn)定流量。4）當(dāng)閥全開(kāi)時(shí)，通過(guò)閥的壓力損失要小。5）閥的泄漏量要小。對(duì)于高壓閥來(lái)說(shuō)，還希望其調(diào) 節(jié)力矩要小。犬學(xué)#7/1節(jié)疣!的說(shuō) 特性(7.1)Qm=l細(xì)長(zhǎng)孔簿壁口m=0.57丄節(jié)流口流量公式對(duì)于節(jié)流孔口來(lái)說(shuō)，可將流量公式寫成下列形式:Q = KAm式中：A閥口通流面積；p閥口前、后壓差；m由節(jié)流口形狀和結(jié)構(gòu)決 定的指數(shù)，0.5ml ； 節(jié)流系數(shù)。在流體力

3、學(xué)中，我們遇到過(guò)兩大類節(jié)流口。一類是細(xì)士孔，m-lo在液壓工程中，往往把這類節(jié) 流口當(dāng)作固定（不可調(diào)）節(jié)流器使用。另一類是諄壁節(jié)施口用紊流計(jì)算這一類節(jié)流口的流量。常常把它們作為節(jié)流閥閥口使用。關(guān)于菲壁節(jié)流口的流量公式，在流體力學(xué)中已然推導(dǎo) 和證明過(guò)，我們只引用其結(jié)論即可。令K = C（師 ， 加二0.5流過(guò)薄壁小孔的流量公式由式（7.1）變:式中：q流量系數(shù);P油液密度。2上式也可寫成Q = cdm在上式中若加為常數(shù)，且(2/p)Ar也是常數(shù)，調(diào)節(jié)4, 則可調(diào)節(jié)通過(guò)節(jié)流閥的流量0。需要說(shuō)明的是流量系數(shù)Cd并不是常數(shù)，節(jié)流口的結(jié)構(gòu)、 形狀、壓力差、油溫都對(duì)Cd有影響。精確的Cd值需靠試驗(yàn) 確定。

4、一般Cd=0.60.&加值也受多種因素影響，一般 加二0.51。一般薄壁節(jié)流口的加為0.5左右。盡管式(7-1) 包含著一些非確定因素，但它畢竟給我們提供了一個(gè)對(duì)流 量進(jìn)行概略計(jì)算的簡(jiǎn)明表達(dá)式。7影響流曇穩(wěn)定性的因素液壓系統(tǒng)在工作時(shí)，希望節(jié)流口大小調(diào)節(jié)好后，流量 Q穩(wěn)定不變。但實(shí)際上流量總會(huì)有變化，特別是小流量時(shí), 影響流量穩(wěn)定性與節(jié)流口形狀、節(jié)流壓差以及油液溫度等 因素有關(guān)。(1) 壓差變化對(duì)流量穩(wěn)定性的影響當(dāng)節(jié)流口前后壓差變化時(shí)，通過(guò)節(jié)流口的流量將隨 之改變，節(jié)流口的這種特性可用流量剛度F來(lái)表征。7 = 1/(7.2)、1 AP)=m Q1_ dAp _1dQ tgadApdAp剛度的物理

5、意義如下： 當(dāng)有某一增量時(shí)，。值 相應(yīng)的也有某一增量，Q 的增量值越大，說(shuō)明流量 的變化也就越大，從（7.2） 式看，剛度就越小。反之， 則剛度大。由式（7.2）可知：A流量剛度與節(jié)流口壓差成正比，壓差越大，剛度越大；A壓差一定時(shí)，剛度與流量成反比，流量越小，剛度越大；A系數(shù)加越小，剛度越大。薄壁孔（加= 0.5）比細(xì)長(zhǎng)孔（加 =1）的流量穩(wěn)定性受AP變化的影響要小。因此，為了獲得 較小的系數(shù)加，應(yīng)盡量避免采用細(xì)長(zhǎng)孔節(jié)流口，應(yīng)使節(jié)流口 形式接近于薄壁孔口，以獲得較好的流量穩(wěn)定性。(2) 油溫變化對(duì)流量穩(wěn)定性的影響油溫升高，油液粘度降低。對(duì)于細(xì)長(zhǎng)孔，當(dāng)油溫升高使油的粘度降低時(shí)，流量Q就會(huì)增加。所

6、以節(jié)流通道長(zhǎng)時(shí)溫度對(duì)流量的穩(wěn)定性影響大。對(duì)于薄壁孔，油的溫度對(duì)流量的影響是較小的，這 是由于流體流過(guò)薄刃式節(jié)流口時(shí)為紊流狀態(tài)，其流量與 雷諾數(shù)無(wú)關(guān)，即不受油液粘度變化的影響；節(jié)流口形式 越接近于薄壁孔，流量穩(wěn)定性就越好。(3) 阻塞對(duì)流量穩(wěn)定性的影響節(jié)流閥的阻塞現(xiàn)象一般節(jié)流閥，只要保持油足夠清潔，不會(huì)出 現(xiàn)阻塞。有的系統(tǒng)要求缸的運(yùn)動(dòng)速度極慢，節(jié)流 閥的開(kāi)口只能很小,于是導(dǎo)致阻塞現(xiàn)象的出現(xiàn)。 此時(shí)，通過(guò)節(jié)流閥的流量時(shí)大時(shí)小，甚至斷流。流量小時(shí)，流量穩(wěn)定性與油液的性質(zhì)和節(jié)流 口的結(jié)構(gòu)都有關(guān)。產(chǎn)生堵塞的主要原因是: 油液中的雜質(zhì)或因氧化析出的膠質(zhì)等污物堆積在節(jié)流縫隙處； 由于油液老化或受到擠壓后產(chǎn)生

7、帶電的極化分子， 被吸附到縫隙表面，形成牢固的邊界吸附層，因而影響了節(jié)流縫隙的大小。以上堆積、吸附物增長(zhǎng)到一定厚度 時(shí)，會(huì)被液流沖刷掉，隨后又重新附在閥口上。這樣周而復(fù)始，就形成流量的脈動(dòng); 閥口壓差較大時(shí)容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。減輕堵塞現(xiàn)象的措施有:采用大水力半徑的薄刃式節(jié)流口。一般通流面積越大、節(jié)流通道越短、以及水力半徑越大時(shí)，節(jié)流口越不 易堵塞。適當(dāng)選擇節(jié)流口前后的壓差周多個(gè)節(jié)流口串聯(lián)。- 般取P=0203MPa。精密過(guò)濾并定期更換油液。在節(jié)流閥前設(shè)置單獨(dú)的 精濾裝置，為了除去鐵屑和磨料，可采用磁性過(guò)濾器。節(jié)流口零件的材料應(yīng)盡垃用電位差較小的金屬 以減小吸附層的厚度。7丄3節(jié)流口的形式與特征節(jié)

8、流口是流量閥的關(guān)鍵部位，節(jié)流口形式及其特性 在很大程度上決定著流量控制閥的性能。(1)直角凸肩節(jié)流口BhP（或p匕），此壓力差將兩掛鉤 閥芯1、2推開(kāi)，處于分流工況，此時(shí)的分流可變節(jié)流口是由 掛鉤閥芯1、2的內(nèi)棱邊和閥套5、6的外棱邊組成；Qi p3Q 卩4(b)(c)集流時(shí)，因PVP（或P0 進(jìn)油口泄油口L出油口PP2定差減壓閥節(jié)流閥閥芯推桿比例電磁鐵717.63電液伺月艮閥電液伺服閥是一種比電液比例閥的精度更高、響應(yīng)更快的液壓控制閥。其輸出流量或壓力受輸入的電氣信號(hào)控制，主要用于高 速閉環(huán)液壓控制系統(tǒng)，而比例閥多用于響應(yīng)速度相對(duì)較低的開(kāi)環(huán)控 制系統(tǒng)中O電液伺服閥多為兩級(jí)閥，有壓力型伺服閥和

9、流量型伺服閥之分，絕大部分伺服閥為流量型伺服閥。在流量型伺服閥中，要求主閥芯的位移婦與的輸入電流信號(hào) z成比例，為了保證主閥芯的定位控制，主閥和先導(dǎo)閥之間設(shè)有位 置負(fù)反饋，位置反饋的形式主要有直接位置反饋和位置-力反饋兩 種。7.63.1直接位置反饋電液伺服閥u|卜力馬達(dá)= Kti _ 1 BDNeKteI定節(jié)流孔3、_5先導(dǎo)級(jí)放大元件.一i LJ1動(dòng)圈式直接位 置反饋伺服閥 橋路圖動(dòng)圈窗伺服閥導(dǎo)閥芯6導(dǎo)閥口 11、BA導(dǎo)閥口 12主閥芯2一固定節(jié)流孔3主閥驅(qū)動(dòng)腔b一磁鋼10線圈7調(diào)零彈簧8一主閥驅(qū)動(dòng)腔a固定節(jié)流孔575動(dòng)圈式伺服閥主閥芯2主閥芯2導(dǎo)閥芯6導(dǎo)閥口 11、(c)導(dǎo)閥口 12主閥芯

10、2磁鋼107”調(diào)零彈簧8一主閥驅(qū)動(dòng)腔a主閥驅(qū)動(dòng)腔b(a)1078781.2、3.4采用閥芯.閥套直接比較法；導(dǎo)閥芯導(dǎo)閥套直接比較.通過(guò)剛性連接直接（測(cè)量）反饋； 放大元件為導(dǎo)閥部分、缸是主閥兩端部分；指令元件是線圈，被控對(duì)象是主閥芯，使主閥芯位移跟 蹤動(dòng)圈時(shí)指4位移。7878扌旨乂扌旨導(dǎo)閥芯閥 套比較X類L開(kāi)環(huán)翟制（放夬部分 擾！動(dòng)主閥芯纖矍制對(duì)象及主閥擔(dān)力直接反饋伺服閥控制框圖787.63.2噴嘴擋板式力反饋電液伺服閥力馬達(dá)擋板（導(dǎo)閥芯）噴嘴反饋彈簧桿主滑閥固定節(jié)流孔彈簧管 （扭簧;先導(dǎo)級(jí)油 缸左腔先導(dǎo)級(jí)油 缸左腔要求：主閥芯位移自動(dòng)跟蹤輸入的電流，與 輸入電流成比例。S /力矩馬達(dá)Kt導(dǎo)磁

11、體雙噴嘴擋板閥(a)(b)(a)(b)1 _ 1 今-P(a)(b)力矩比較元件彈賛管及反饋桿AT（B丹全橋）動(dòng)力元件主閥位移牛IS41力矩馬達(dá)/彈簧管（扭簧:FULLLd噴嘴主滑閥固定節(jié)流孔先導(dǎo)級(jí)油（導(dǎo)閥芯）&先導(dǎo)級(jí)油 缸左腔反饋彈簧桿6 7.63.3電液伺服閥的應(yīng)用X fFJ工作臺(tái)放大器R反饋電位器小 結(jié)調(diào)速閥和分流閥是根據(jù)流量負(fù)反饋原理工作的，用于調(diào) 節(jié)和穩(wěn)定流量。流量負(fù)反饋的核心是將被控流量轉(zhuǎn)化為力信號(hào) 與指令力比較，指令力可用調(diào)壓彈簧或比例電磁鐵產(chǎn)生，比較 元件一般是流量調(diào)節(jié)閥芯或先導(dǎo)閥。流量負(fù)反饋比壓力負(fù)反饋更為復(fù)雜，關(guān)鍵在于要將流量 轉(zhuǎn)化成便于比較的力以后，再反饋到閥芯上。將流量轉(zhuǎn)化成 力的過(guò)程稱為流量的傳感測(cè)量，轉(zhuǎn)換部件稱為流量傳感器。 流量閥的流量測(cè)量方法有兩種：壓差法”和位移法” o 用“壓差法”測(cè)量時(shí)，先將流量轉(zhuǎn)化成壓力差，再用測(cè)壓法 測(cè)量，因此用于穩(wěn)定流量的調(diào)速閥被稱為“定差”閥?！拔?移法”測(cè)量時(shí)，先將流量轉(zhuǎn)化成位移，再用彈簧將其轉(zhuǎn)化為 反饋力。小 結(jié)節(jié)流閥沒(méi)有流量負(fù)反饋，因此無(wú)法自動(dòng)穩(wěn)定流量，