常用電液比例閥PPT課件

1、n電液比例壓力閥電液比例壓力閥n電液比例方向閥電液比例方向閥n電液比例流量閥電液比例流量閥第1頁(yè)/共59頁(yè) 普通液壓閥屬開(kāi)關(guān)式定值控制閥。由它們組成的系統(tǒng)屬傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)閥液壓系統(tǒng)，大多采用機(jī)械式手動(dòng)可調(diào)節(jié)手柄和普通的通斷電磁鐵、壓力繼電器、行程開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)液體壓力、流量和方向的控制。運(yùn)動(dòng)部件的加速或減速過(guò)程一般是通過(guò)機(jī)械凸輪曲線來(lái)實(shí)現(xiàn)。 電液比例閥能按輸入的電信號(hào)連續(xù)地、按比例地控制液壓系統(tǒng)的壓力、流量和方向。 第2頁(yè)/共59頁(yè) 比例閥控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一種模擬式開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)，使用各種比例閥和相配套的電子放大器，根據(jù)給定的模擬電信號(hào)，按比例地對(duì)液體的壓力、流量和方向進(jìn)行有效的連續(xù)的控制。 根據(jù)一個(gè)

2、輸入電壓值的大小，通過(guò)電子放大器，將輸入電壓信號(hào)（一般010V之間）轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流信號(hào)，如1mV=1mA。這個(gè)電流信號(hào)作為輸入量被送入電磁鐵，從而產(chǎn)生和輸入信號(hào)成比例的輸出量力或位移。 該力或位移又作為輸入量加給比例閥，使比例閥產(chǎn)生一個(gè)與輸入量成正比例的流量或壓力。第3頁(yè)/共59頁(yè) 開(kāi)環(huán)控制原理框圖第4頁(yè)/共59頁(yè)閉環(huán)控制原理框圖第5頁(yè)/共59頁(yè)第6頁(yè)/共59頁(yè)性能對(duì)照表項(xiàng)目類別 電液伺服閥 電液比例閥 早期電液閥 開(kāi)關(guān)閥介質(zhì)過(guò)濾精度 310 25 25 25閥內(nèi)壓降MPa 721 0.52 0.250.5 0.255滯環(huán) 13 13 47 無(wú)重復(fù)精度 0.5 0.5 1 p3，主閥芯上移，

3、減壓小孔進(jìn)入控制位置，小孔的通流面積減小，液阻增大。油液從A通過(guò)小孔流向B時(shí)，產(chǎn)生壓力將使出口處壓力保持在調(diào)定值上第17頁(yè)/共59頁(yè) DRE型先導(dǎo)式比例減壓閥的先導(dǎo)閥部分與溢流閥部分完全相同。A為一次壓力油入口，B為二次壓力油出口。y為外泄油口，必須單獨(dú)接往油箱。第18頁(yè)/共59頁(yè)1.4 靜態(tài)特性曲線 閥的靜態(tài)特性是指在穩(wěn)定工作狀態(tài)下，比例閥各靜態(tài)參數(shù)之間的相互關(guān)系。如輸入電流與輸出壓力之間的關(guān)系曲線，稱為IP特性曲線，輸入壓力與輸出流量之間的關(guān)系，稱為pq特性曲線等。 020040060080001002003004005.010.015.020.025.030.031.5輸出壓力/MPa輸

4、入壓力/MPa5.010.015.020.025.030.035.0電流/mA流量/L min-1死區(qū)額定壓力31.5MPa（a）IP特性曲線 第19頁(yè)/共59頁(yè)020040060080001002003004005.010.015.020.025.030.031.5輸出壓力/MPa輸入壓力/MPa5.010.015.020.025.030.035.0電流/mA流量/L min-1死區(qū)額定壓力31.5MPa （b）pq特性曲線 第20頁(yè)/共59頁(yè)2.電液比例方向閥第21頁(yè)/共59頁(yè) 電液比例換向閥是在傳統(tǒng)的電磁換向閥的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，用比例電磁鐵取代了電磁換向閥的普通開(kāi)關(guān)電磁鐵。因此比例換向

5、閥的開(kāi)口不只是有開(kāi)和關(guān)兩種狀態(tài)，其開(kāi)口大小與比例電磁鐵的輸入信號(hào)成正比，也就同時(shí)對(duì)系統(tǒng)液流的方向和流量進(jìn)行控制。所以比例換向閥實(shí)質(zhì)上是一種兼有流量控制和方向控制功能的復(fù)合閥。比例方向閥比例方向閥第22頁(yè)/共59頁(yè) 功能：比例方向控制閥按輸入信號(hào)的極性和幅值大小，同時(shí)對(duì)液壓系統(tǒng)液流方向和流量進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)方向和速度的控制。在壓差恒定條件下，通過(guò)電液比例方向閥的流量與輸入電信號(hào)的幅值成正比例，而流動(dòng)方向取決于比例電磁鐵是否受激勵(lì)。具有方向控制功能和流量控制功能的兩參數(shù)控制復(fù)合閥。 外觀：其外觀與傳統(tǒng)方向控制閥相同。 基本原理：為了對(duì)進(jìn)、出口同時(shí)執(zhí)行準(zhǔn)確節(jié)流，比例方向閥滑閥閥芯臺(tái)肩圓

6、柱面上開(kāi)有軸向的節(jié)流(控制)槽。節(jié)流槽幾何形狀為三角形、矩形、圓形或其組合狀。節(jié)流槽在臺(tái)肩圓周上均勻分布、左右對(duì)稱分布或成某一比例分布。節(jié)流槽軸向長(zhǎng)度大于閥芯行程，使控制口總有節(jié)流功能。節(jié)流槽與閥套通過(guò)不同的配合可以得到O型、P型、Y型等不同的閥機(jī)能。比例方向閥有直動(dòng)型和先導(dǎo)控制型。第23頁(yè)/共59頁(yè)2.1 比例換向閥的特點(diǎn) 1.它和普通電磁換向閥一樣，具有許多種中位滑閥機(jī)能，可以適應(yīng)各種液壓回路的要求，同時(shí)閥芯內(nèi)部充分采用了流量阻尼及引入各種內(nèi)部反饋控制，以及輸入電信號(hào)大小可控等特點(diǎn)，因此換向平穩(wěn)、完全避免了換向時(shí)的液壓沖擊。 2. 比例換向閥從結(jié)構(gòu)上看，閥芯與閥體窗口之間有較大的搭合量，為

7、正重疊閥，存在較大的零位死區(qū)，（一般為控制電流的1020），伺服閥雖然已有正重疊、零重疊和負(fù)重疊三種，即使是正重疊閥，其搭合量也很小，而且大多數(shù)為零重疊閥。比例閥的閥口壓降比伺服閥低，節(jié)流損失能耗較小。第24頁(yè)/共59頁(yè) 3.高性能比例換向閥，又稱為比例伺服閥，采用了零重疊結(jié)構(gòu)，所以在滯環(huán)，線性度，重復(fù)精度等方面的性能已經(jīng)接近伺服閥的水平，但在動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能方面與高性能的伺服之間還存在差距?，F(xiàn)代電液比例換向閥不僅能用于開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，也能用于閉環(huán)控制系統(tǒng)。 4.比例換向閥的閥芯與閥體之間的配合間隙約35m，而伺服閥的配合間隙約為0.5m。因此，比例換向閥抗污染能力強(qiáng)，制造成本相對(duì)較低，維護(hù)也比較容

8、易，這是比例換向閥的突出優(yōu)點(diǎn)。第25頁(yè)/共59頁(yè)2 2.2 .2 比例換向閥的類型比例換向閥的類型 比例換向閥的類型，根據(jù)對(duì)輸出流量的功能不同，可分為比例方向節(jié)流閥和比例方向流量閥兩種。前者類似于比例節(jié)流閥，比例電磁鐵輸入的電信號(hào)直接控制閥口的開(kāi)度，因此輸出流量與閥口前后壓差有關(guān)，輸出流量隨負(fù)載而變。后者類似于比例調(diào)速閥，它由比例換向閥和具有壓力補(bǔ)償功能的定差減壓閥組成，輸出流量不受負(fù)載變化的影響。 根據(jù)控制功率大小不同，可分為直動(dòng)式比例換向閥和先導(dǎo)式比例換向閥兩種。前者由比例電磁鐵推桿直接推動(dòng)換向閥閥芯，因此控制的流量較小。后者由先導(dǎo)級(jí)（小直徑三通比例減壓閥或其他壓力閥）來(lái)控制功率放大級(jí)。可

9、構(gòu)成二級(jí)甚至三級(jí)閥。先導(dǎo)級(jí)與功率級(jí)之間的耦合方式有多種形式，例如流量壓力反饋，流量位移反饋和流量電反饋等。第26頁(yè)/共59頁(yè)（1 1）直動(dòng)式比例換向閥）直動(dòng)式比例換向閥不帶位置反饋不帶位置反饋第27頁(yè)/共59頁(yè) 主要由比例電磁鐵，閥體，閥芯和復(fù)位彈簧等組成。結(jié)構(gòu)與普通電磁換向閥完全相似，只是用比例電磁鐵取代了普通電磁鐵。當(dāng)比例電磁鐵1接受到輸入電信號(hào)時(shí)，比例電磁鐵推桿直接推動(dòng)閥芯右移，油口P與B通，A與T通，實(shí)現(xiàn)了換向。閥芯的位移量（開(kāi)口度）與輸入電信號(hào)大小成比例變化，輸出流量也就與輸入電信號(hào)大小成比例變化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)液流方向和流量的同時(shí)控制。這類閥的控制邊有較大的重疊量，存在較大的中位死區(qū)。由

10、于受到摩擦力和液動(dòng)力的影響，閥芯的定位精度不高。只適用于NG6,NG10以下通徑的換向閥。第28頁(yè)/共59頁(yè)第29頁(yè)/共59頁(yè)（2）直動(dòng)式比例換向閥帶位置反饋 它增加了位移傳感器7來(lái)檢測(cè)閥芯的實(shí)際位移。當(dāng)比例電磁鐵接受到輸入電信號(hào)時(shí)，閥芯移動(dòng)一個(gè)相應(yīng)的距離，閥芯的移動(dòng)由位移傳感器檢測(cè)，把檢測(cè)到的閥芯實(shí)際位移量轉(zhuǎn)變成電信號(hào)反饋到比例放大器，與輸入信號(hào)比較后得出偏差控制信號(hào)，去糾正實(shí)際輸出值與給定值之間的誤 差。由于閥內(nèi)部構(gòu)成了位置電反饋閉環(huán)回路，也就可以抑制由摩擦力，液動(dòng)力等外干擾帶來(lái)的影響，使閥的控制精度得到很大提高。 第30頁(yè)/共59頁(yè)第31頁(yè)/共59頁(yè)第32頁(yè)/共59頁(yè)（3）先導(dǎo)式比例換向

11、閥-不帶位置反饋第33頁(yè)/共59頁(yè)口均關(guān)閉。當(dāng)比例電磁鐵1通電時(shí)，先導(dǎo)閥芯右移，先導(dǎo)控制壓力油從X口經(jīng)先導(dǎo)閥開(kāi)口進(jìn)入主閥芯右腔，壓縮主閥對(duì)中彈簧使主閥芯左移，主閥口PA及BT油路接通。主閥芯左腔回油經(jīng)先導(dǎo)閥芯流到先導(dǎo)回油口Y。若忽略摩擦力、液動(dòng)力等干擾力的影響，先導(dǎo)比例減壓閥輸出的控制油壓力與輸入電信號(hào)成正比，主閥芯的移動(dòng)受控于兩端油壓作用力的大小，所以主閥芯的開(kāi)口 先導(dǎo)閥采用一個(gè)雙電磁鐵控制的小通徑比例減壓閥，主閥采用單彈簧對(duì)中式滑閥。 P口接油源，A、B口分別接執(zhí)行元件兩腔，T口接通油箱，X口為外控制油口，Y口為回油口。當(dāng)無(wú)電信號(hào)輸入時(shí)，先導(dǎo)閥芯在兩端對(duì)中彈簧作用下處于中間位置，所有閥第3

12、4頁(yè)/共59頁(yè)量與輸入先導(dǎo)閥的電信號(hào)成正比，主閥的輸出流量也就是可控的，連續(xù)地按比例變化的。這種閥的特點(diǎn)是主閥芯采用單彈簧對(duì)中方式，彈簧有壓縮量，當(dāng)先導(dǎo)閥無(wú)電信號(hào)輸入時(shí)，主閥芯對(duì)中，單彈簧對(duì)中簡(jiǎn)化了閥的結(jié)構(gòu)。使制造和裝配無(wú)特殊要求，調(diào)整方便。但這種閥主閥芯的移動(dòng)位置精度會(huì)受到摩擦力、液動(dòng)力等干擾力的影響，輸出流量的控制精度不可能很高。第35頁(yè)/共59頁(yè)第36頁(yè)/共59頁(yè)第37頁(yè)/共59頁(yè) 先導(dǎo)閥是一個(gè)單電磁鐵控制的小通徑換向閥，在全行程上，有4個(gè)切換位置，先導(dǎo)閥芯的位移由位移傳感器1檢測(cè)。主閥芯的兩端都有對(duì)中彈簧，先導(dǎo)閥芯為二級(jí)位移電反饋滑閥。該閥的位移電反饋功能提高了主閥芯的抗干擾（摩擦力、

13、液動(dòng)力等）能力，并能快速地跟蹤輸入電信號(hào)的變化。獲得更加穩(wěn)定的輸出流量。第38頁(yè)/共59頁(yè)第39頁(yè)/共59頁(yè)第40頁(yè)/共59頁(yè)3.比例流量閥 電液比例流量閥，其功用是對(duì)液壓系統(tǒng)中的液體流量進(jìn)行比例控制，也就是對(duì)液壓執(zhí)行元件（液壓缸或液壓馬達(dá)）的輸出速度或輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行比例控制。按照功能不同，可分為比例節(jié)流閥和比例調(diào)速閥兩大類。按照控制功率大小不同可分為直接控制式和先導(dǎo)控制式兩種。直動(dòng)式控制的功率及流量較小，它是利用比例電磁鐵直接驅(qū)動(dòng)閥芯，從而調(diào)節(jié)閥口的開(kāi)度和流量，其輸出流量受到節(jié)流口前后壓差的影響，輸出流量是不穩(wěn)定的，也就是隨負(fù)載而變化，同時(shí)它所控制的執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度也就隨負(fù)載而變化。比例調(diào)速

14、閥由比例節(jié)流閥與通用壓力補(bǔ)償器或流量反饋元件組成?？梢允构?jié)流閥口的前后壓差基本保持不變，輸出的流量基本上是恒定的，不受外界負(fù)載變化的影響。 根據(jù)閥內(nèi)部是否含有反饋，直動(dòng)式又可分為普通型和位移電反饋型兩類。先導(dǎo)式比例流量閥是利用小功率的閥作為先導(dǎo)級(jí)，對(duì)大功率的主閥進(jìn)行控制。根據(jù)反饋形式不同，先導(dǎo)式比例節(jié)流閥有位移力反饋和位移電反饋等類型，先導(dǎo)式比例調(diào)速閥有流量位移電反饋和流量電反饋等類型。第41頁(yè)/共59頁(yè)3.1 比例節(jié)流閥-直動(dòng)式電液比例節(jié)流閥12345APBTABPT 直動(dòng)式電液比例節(jié)流閥 1比例電磁鐵；2推桿；3彈簧；4閥芯；5閥體 通過(guò)比例電磁鐵的推桿2直接推動(dòng)節(jié)流閥閥芯4移動(dòng)。改變節(jié)流

15、口開(kāi)度的大小，從而改變通過(guò)節(jié)流口的流量。閥口開(kāi)度大小與比例電磁鐵輸入的電壓信號(hào)成正比。也就控制了輸出流量與輸入電信號(hào)大小成比例變化。直動(dòng)式比例節(jié)流閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于沒(méi)有壓力補(bǔ)償器，輸出流量受到外界負(fù)載變化的影響，流量控制精度較低。同時(shí)，推動(dòng)閥芯的力與摩擦力和液動(dòng)力有關(guān)。僅適用于小流量和要求不高的低壓系統(tǒng)。第42頁(yè)/共59頁(yè)第43頁(yè)/共59頁(yè)3.2 比例節(jié)流閥-先導(dǎo)式-位移力反饋型 結(jié)構(gòu)上主要由比例電磁鐵，滑閥式先導(dǎo)閥芯，插裝式主閥，反饋彈簧和復(fù)位彈簧等組成。主閥芯和先導(dǎo)閥芯之間的力傳遞關(guān)系是由反饋彈簧和閥芯位移共同實(shí)現(xiàn)的，故稱為位移力反饋型先導(dǎo)式比例節(jié)流閥。 當(dāng)未輸入電信號(hào)時(shí)，在反饋彈簧的作用

16、下，先導(dǎo)閥口關(guān)閉，主閥上下腔的作用壓力pA，px相等，但由于閥芯上端面積大及復(fù)位彈簧力的作用，使主閥關(guān)閉。 當(dāng)輸入電信號(hào)時(shí)，比例電磁鐵產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推動(dòng)先導(dǎo)滑閥克服彈簧力向下移動(dòng)，打開(kāi)可變節(jié)流口R2。液壓油從A口經(jīng)固定節(jié)流口R1，可變節(jié)流口R2流往B口時(shí)，產(chǎn)生壓降，使主閥芯上腔壓力pX降低。主閥芯在壓差pApx的作用下克服彈簧力 上移，主閥節(jié)流口開(kāi)啟。同時(shí)，主閥芯的位移經(jīng)反饋彈簧化為反饋力作用在先導(dǎo)閥芯上，先導(dǎo)閥芯上移，當(dāng)反饋力與電磁推力相等時(shí)，達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)。第44頁(yè)/共59頁(yè) Rexroth-FES Rexroth-FES 2 2通比例節(jié)流閥 第45頁(yè)/共59頁(yè)3 3.3 .3 比

17、例節(jié)流閥比例節(jié)流閥-先導(dǎo)式先導(dǎo)式-位移電位移電反饋型反饋型Ui123456789ABYXUf位移電反饋型先導(dǎo)式比例節(jié)流閥1位移檢測(cè)桿；2三通先導(dǎo)比例減壓閥；3比例電磁鐵；4比例放大器；5位移傳感器；6控制蓋板；7閥套；8主閥芯；9主閥節(jié)流口 主要由三通先導(dǎo)比例減壓閥2、插裝式主閥8及位移檢測(cè)傳感器5三部分組成。先導(dǎo)閥插裝在主閥的控制蓋板6上。A為進(jìn)油口，B為出油口，X為先導(dǎo)油口與A口相連，y為外泄漏油口應(yīng)直接連通油箱。位移傳感器的檢測(cè)桿與主閥芯固連成一體。外部控制電路的信號(hào)Ui輸入比例放大器4與位移傳感器的電反饋信號(hào)uf相比較得出差值，此差值驅(qū)動(dòng)先導(dǎo)閥芯移動(dòng)，控制主閥芯8上部彈簧腔的液壓力，主

18、閥芯在壓差作用下運(yùn)動(dòng)，從而改變主閥芯閥口開(kāi)度。并使閥口開(kāi)度保持在規(guī)定值上。 第46頁(yè)/共59頁(yè)3.4 比例調(diào)速閥-直動(dòng)式電液比例調(diào)速閥 直動(dòng)式比例調(diào)速閥與直動(dòng)式比例節(jié)流閥的區(qū)別主要是在節(jié)流閥前或后串連了一個(gè)具有壓差補(bǔ)償器功能的定差減壓閥。可以使節(jié)流閥的前后壓差基本保持不變，也就使調(diào)速閥的輸出流量不受負(fù)載變化的影響，獲得穩(wěn)定的輸出流量。第47頁(yè)/共59頁(yè) 它主要由比例電磁鐵1，節(jié)流閥芯2，定差減壓閥3，閥體4，彈簧5等部分組成。比例電磁鐵的輸出力通過(guò)推桿直接作用在節(jié)流閥芯上，輸入電信號(hào)的大小控制了節(jié)流閥開(kāi)口大小，只須改變電信號(hào)輸入量，就可連續(xù)按比例地控制所需要的輸出流量。與節(jié)流閥串聯(lián)的定差減壓閥

19、的壓力補(bǔ)償功能使節(jié)流閥前后壓差基本保持為定值。使輸出流量不受外界負(fù)載變化的影響。第48頁(yè)/共59頁(yè)第49頁(yè)/共59頁(yè)3.5 比例調(diào)速閥-先導(dǎo)式電液比例調(diào)速閥 它屬于流量位移力反饋型比例調(diào)速閥。其結(jié)構(gòu)主要由插裝式主節(jié)流閥1，與之串連的流量傳感器2，反饋彈簧3，先導(dǎo)閥芯4和比例電磁鐵5等組成。R1、R2、R3為液阻，pS為進(jìn)油口，接油源，p1為出油口，與外負(fù)載連接。第50頁(yè)/共59頁(yè) 當(dāng)比例電磁鐵接受到輸入電信號(hào)時(shí)，電磁力推動(dòng)先導(dǎo)閥芯4克服反饋彈簧3的反饋力而移動(dòng)，使先導(dǎo)閥口開(kāi)啟形成可控液阻，從而使主節(jié)流閥1控制腔的油壓力p2降低，在壓差pSp2的作用下，主節(jié)流閥開(kāi)啟，從油源來(lái)的壓力油通過(guò)主節(jié)流口

20、后流經(jīng)流量傳感器后至負(fù)載。機(jī)械式流量傳感器檢測(cè)到的流量大小與其閥芯位移量Z成比例變化，并通過(guò)反饋彈簧轉(zhuǎn)換成反饋力作用在先導(dǎo)閥芯上，使先導(dǎo)閥口有關(guān)小的趨勢(shì)，當(dāng)反饋力與電磁力相平衡時(shí)，則先導(dǎo)閥，主節(jié)流閥與流量傳感器的開(kāi)口處于一個(gè)新的平衡狀態(tài)，比例閥輸出穩(wěn)定的流量。而輸出流量與主節(jié)流閥開(kāi)口成正比與傳感器位移Z成正比，Z又與電磁力成正比。第51頁(yè)/共59頁(yè) 先導(dǎo)式比例調(diào)速閥與直動(dòng)式比例調(diào)速閥相比較：其流量補(bǔ)償原理是不一樣的，直動(dòng)式比例調(diào)速閥是依靠與之串聯(lián)的定差減壓閥的壓力補(bǔ)償功能來(lái)獲得穩(wěn)定輸出流量。而先導(dǎo)式比例調(diào)速閥是依靠主節(jié)流口通流面積的變化來(lái)補(bǔ)償因負(fù)載而引起的流量變化，通過(guò)流量位移力反饋內(nèi)部閉環(huán)來(lái)獲得穩(wěn)定輸出流量。第52頁(yè)/共59頁(yè)電液比例控制系統(tǒng)與集成技術(shù) 電液比例控制系統(tǒng)是用電液比例閥組成的液壓系統(tǒng)。用比例壓力閥、比例流量閥和比例方向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)液體壓力、流量和流動(dòng)方向的控制。若將所使用的各種控制閥按回路單元集成在一起，可以使結(jié)構(gòu)緊湊，減少連接管道，降低壓力損失和減少外泄漏，提高系統(tǒng)的效率。第53頁(yè)/共59頁(yè)電液比例壓力控制回路第54頁(yè)/共59頁(yè)其工藝路線如下：送料架送片入沖鉚機(jī)沖鉚機(jī)壓緊缸壓緊種板和銅吊耳沖孔缸沖孔沖孔缸退，鉚接缸進(jìn)鉚接缸退，壓緊缸退送料架將片送出。對(duì)液壓系統(tǒng)各執(zhí)行元件的