液壓伺服控制2章

1、1 圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類 滑閥靜態(tài)特性的一般分析滑閥靜態(tài)特性的一般分析 零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性 正開口四邊滑閥的靜態(tài)特性正開口四邊滑閥的靜態(tài)特性 雙邊滑閥的靜態(tài)特性雙邊滑閥的靜態(tài)特性 滑閥受力分析滑閥受力分析 滑閥的輸出功率及效率滑閥的輸出功率及效率 滑閥的設(shè)計(jì)滑閥的設(shè)計(jì) 噴嘴擋板閥噴嘴擋板閥 射流管閥射流管閥本章主要內(nèi)容為本章主要內(nèi)容為 ：第二章第二章 液壓放大元件液壓放大元件2 液壓放大元件能將輸入位移液壓放大元件能將輸入位移( (機(jī)械量機(jī)械量) )轉(zhuǎn)換并放大為具有轉(zhuǎn)換并放大為具有一定壓力（一定壓力（液壓量液壓量）的液體流量。）的液體流

2、量。 流量與壓力的乘積即功率，因此也可以說液壓放大元件流量與壓力的乘積即功率，因此也可以說液壓放大元件所輸出的就是所輸出的就是具有一定功率具有一定功率的液壓信號(hào)。的液壓信號(hào)。 液壓放大元件也是控制液壓放大元件也是控制液體流量大小及方向液體流量大小及方向的控制元的控制元件，通常稱為件，通常稱為(液壓液壓)閥，如：滑閥、擋板閥等。閥，如：滑閥、擋板閥等。小小大大3閥芯閥芯閥體（閥套）閥體（閥套）凸肩凸肩沉沉割割槽槽棱邊棱邊閥閥芯芯孔孔閥芯與閥體閥芯與閥體land棱邊棱邊沉割槽沉割槽通油槽通油槽滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖4（A）兩凸肩四通滑閥）兩凸肩四通滑閥(A)為兩凸肩為兩凸肩四四通通滑

3、閥，它有一滑閥，它有一個(gè)進(jìn)油口個(gè)進(jìn)油口P，兩，兩個(gè)通向液壓執(zhí)行個(gè)通向液壓執(zhí)行元件的控制口元件的控制口A及及B，另外還有，另外還有兩個(gè)回油口。因兩個(gè)回油口。因?yàn)閮蓚€(gè)回油口合為兩個(gè)回油口合并成一個(gè)并成一個(gè)O口流口流出滑閥，故整個(gè)出滑閥，故整個(gè)滑閥共有滑閥共有P、T、A、B四個(gè)通油四個(gè)通油口，稱四通閥?？冢Q四通閥。這種結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)中回油壓力作中回油壓力作用于凸肩，因用于凸肩，因油壓力不會(huì)為油壓力不會(huì)為零，當(dāng)閥芯不零，當(dāng)閥芯不在零位時(shí)，總在零位時(shí)，總有一個(gè)有一個(gè)使閥芯使閥芯繼續(xù)打開的力繼續(xù)打開的力作用于閥芯作用于閥芯5（A）兩凸肩四通滑閥）兩凸肩四通滑閥6（A）兩凸肩四通滑閥7(B)兩凸肩兩凸肩三通

4、三通滑閥滑閥 兩個(gè)凸肩里側(cè)的兩個(gè)棱兩個(gè)凸肩里側(cè)的兩個(gè)棱邊是工作棱邊，只有一個(gè)通邊是工作棱邊，只有一個(gè)通向液壓執(zhí)行元件的控制口向液壓執(zhí)行元件的控制口c，所以稱三通閥。如果閥芯向所以稱三通閥。如果閥芯向右微動(dòng)，右微動(dòng)，P口的油液經(jīng)過右口的油液經(jīng)過右凸肩棱邊的節(jié)流作用后通向凸肩棱邊的節(jié)流作用后通向C口，如果閥芯向左移動(dòng)，口，如果閥芯向左移動(dòng)，則則C口的油液經(jīng)左凸肩棱邊口的油液經(jīng)左凸肩棱邊節(jié)流后由節(jié)流后由T口流出滑閥。由口流出滑閥。由于只有一個(gè)控制口于只有一個(gè)控制口C，通向通向液壓缸的無桿腔，液壓缸的液壓缸的無桿腔，液壓缸的有桿腔是不可控有桿腔是不可控的。為使液的。為使液壓缸能雙向運(yùn)動(dòng)，必須采取壓缸能

5、雙向運(yùn)動(dòng)，必須采取其它辦法讓液壓缸活塞回程，其它辦法讓液壓缸活塞回程，圖示結(jié)構(gòu)圖示結(jié)構(gòu)（B）兩凸肩三通滑閥）兩凸肩三通滑閥 8（B）兩凸肩三通滑閥）兩凸肩三通滑閥 9（B）兩凸肩三通滑閥）兩凸肩三通滑閥 10（B）兩凸肩三通滑閥）兩凸肩三通滑閥 11（C） 四凸肩零開口四通滑閥四凸肩零開口四通滑閥(C)四凸肩零開口四四凸肩零開口四通滑閥通滑閥 圖中兩個(gè)通油槽處圖中兩個(gè)通油槽處有四個(gè)工作棱邊。由于有四個(gè)工作棱邊。由于凸肩的寬度和不同凸肩凸肩的寬度和不同凸肩間的距離，與相對(duì)應(yīng)的間的距離，與相對(duì)應(yīng)的油槽尺寸是配制得完全油槽尺寸是配制得完全一致的，所以當(dāng)閥芯處一致的，所以當(dāng)閥芯處于中位時(shí)，凸肩的棱邊于

6、中位時(shí)，凸肩的棱邊與油糟的棱邊，一一對(duì)與油糟的棱邊，一一對(duì)齊，從而把油槽完全封齊，從而把油槽完全封住。這種完全理想化的住。這種完全理想化的滑閥，稱理想滑閥?；y，稱理想滑閥。12（C） 四凸肩零開口四通滑閥四凸肩零開口四通滑閥13（C） 四凸肩零開口四通滑閥四凸肩零開口四通滑閥14（C） 四凸肩零開口四通滑閥四凸肩零開口四通滑閥15(D)三凸肩零開口三凸肩零開口四通滑閥四通滑閥 圖中三個(gè)通油槽處圖中三個(gè)通油槽處有四個(gè)工作棱邊。由于有四個(gè)工作棱邊。由于凸肩的寬度和不同凸肩凸肩的寬度和不同凸肩間的距離，與相對(duì)應(yīng)的間的距離，與相對(duì)應(yīng)的油槽尺寸是配制得完全油槽尺寸是配制得完全一致的，所以當(dāng)閥芯處一致的

7、，所以當(dāng)閥芯處于中位時(shí)，凸肩的棱邊于中位時(shí)，凸肩的棱邊與油糟的棱邊，一一對(duì)與油糟的棱邊，一一對(duì)齊，從而把油槽完全封齊，從而把油槽完全封住。這種完全理想化的住。這種完全理想化的滑閥，稱理想滑閥滑閥，稱理想滑閥（D） 三凸肩零開口四通滑閥三凸肩零開口四通滑閥16（D） 三凸肩零開口四通滑閥三凸肩零開口四通滑閥17（D） 三凸肩零開口四通滑閥三凸肩零開口四通滑閥18（D） 三凸肩零開口四通滑閥19（E） 三凸肩正開口四通滑閥三凸肩正開口四通滑閥(E)三凸肩正開口四通閥三凸肩正開口四通閥 閥芯處于中位時(shí)，閥芯處于中位時(shí)，四個(gè)節(jié)流工作棱邊處都四個(gè)節(jié)流工作棱邊處都有相同的預(yù)開口量有相同的預(yù)開口量U，即在零

8、位時(shí)有即在零位時(shí)有預(yù)開口量預(yù)開口量，這種閥稱正開口閥或負(fù)這種閥稱正開口閥或負(fù)重疊閥。重疊閥。20（E） 三凸肩正開口四通滑閥三凸肩正開口四通滑閥21（E） 三凸肩正開口四通滑閥三凸肩正開口四通滑閥22（F） 三凸肩負(fù)開口四通滑閥三凸肩負(fù)開口四通滑閥(F)三凸肩負(fù)開口四通滑閥三凸肩負(fù)開口四通滑閥 零位時(shí)每個(gè)凸肩都遮零位時(shí)每個(gè)凸肩都遮蓋了相應(yīng)的油槽而有蓋了相應(yīng)的油槽而有重疊重疊量量，只有閥芯位移超過了，只有閥芯位移超過了棱邊處的重疊量后閥口才棱邊處的重疊量后閥口才打開。這種閥稱正重疊閥打開。這種閥稱正重疊閥或負(fù)開口閥?；蜇?fù)開口閥。 23（F） 三凸肩負(fù)開口四通滑閥三凸肩負(fù)開口四通滑閥24（F） 三

9、凸肩負(fù)開口四通滑閥三凸肩負(fù)開口四通滑閥25（F） 三凸肩負(fù)開口四通滑閥三凸肩負(fù)開口四通滑閥26二、按滑閥的工作邊數(shù)分二、按滑閥的工作邊數(shù)分四邊滑閥：控制性能最好，四邊滑閥：控制性能最好，需保證需保證3個(gè)軸向配合尺寸個(gè)軸向配合尺寸雙邊滑閥：需保證雙邊滑閥：需保證1個(gè)軸向配合尺寸個(gè)軸向配合尺寸單邊滑閥：控制性能最差，單邊滑閥：控制性能最差，無需無需保證軸向配合尺寸保證軸向配合尺寸27三、按滑閥的預(yù)開口型式劃分三、按滑閥的預(yù)開口型式劃分正開口（負(fù)重疊）：流量增益變化大，壓力靈敏度低，正開口（負(fù)重疊）：流量增益變化大，壓力靈敏度低， 零位泄漏量大零位泄漏量大零開口（零重疊）：線性流量增益，應(yīng)用廣，加工

10、困難零開口（零重疊）：線性流量增益，應(yīng)用廣，加工困難負(fù)開口（正重疊）：流量負(fù)開口（正重疊）：流量增益有死區(qū)，有穩(wěn)態(tài)誤差，增益有死區(qū)，有穩(wěn)態(tài)誤差， 很少采用很少采用零開口零開口正開口正開口負(fù)開口負(fù)開口零重疊零重疊負(fù)重疊負(fù)重疊正重疊正重疊28四、按閥套窗口的形狀劃分四、按閥套窗口的形狀劃分矩形：開口面積與閥芯位移成比例，線性流量增益（零矩形：開口面積與閥芯位移成比例，線性流量增益（零 開口閥）開口閥）圓形：工藝好，但流量增益非線性。用于要求不高處圓形：工藝好，但流量增益非線性。用于要求不高處29vxAW是變化的WnLW 展開圖展開圖vdWdvxvxvxv30五、按閥芯的凸肩數(shù)目劃分五、按閥芯的凸肩

11、數(shù)目劃分二凸肩：二通閥，（二凸肩的四通閥導(dǎo)向性不好，不能全二凸肩：二通閥，（二凸肩的四通閥導(dǎo)向性不好，不能全 周開口，閥芯所受液壓力不平衡）周開口，閥芯所受液壓力不平衡）三凸肩：三通閥或四通閥三凸肩：三通閥或四通閥四凸肩：四通閥四凸肩：四通閥 如果在閥芯上不開環(huán)形槽，而是直接利用閥芯的軸端面作為閥芯節(jié)如果在閥芯上不開環(huán)形槽，而是直接利用閥芯的軸端面作為閥芯節(jié)流邊流邊 圖（圖（a a） ，則閥芯受到液壓力的作用后不能平衡，會(huì)給控制帶來困，則閥芯受到液壓力的作用后不能平衡，會(huì)給控制帶來困難。通過在閥芯上開設(shè)難。通過在閥芯上開設(shè)環(huán)形槽環(huán)形槽，形成圖（，形成圖（b b）所示）所示平衡活塞平衡活塞，則閥

12、芯上所，則閥芯上所承受的液壓力大部分可以得到平衡，施以承受的液壓力大部分可以得到平衡，施以較小的軸向力即可驅(qū)動(dòng)較小的軸向力即可驅(qū)動(dòng)閥芯。閥芯。 閥芯節(jié)流邊閥芯節(jié)流邊平衡活塞平衡活塞311) 滑閥的靜態(tài)特性即壓力滑閥的靜態(tài)特性即壓力-流量特性，是指穩(wěn)態(tài)情況下，閥的流量特性，是指穩(wěn)態(tài)情況下，閥的負(fù)載流量、負(fù)載壓力和滑閥位移負(fù)載流量、負(fù)載壓力和滑閥位移之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。2) 滑閥的靜態(tài)特性滑閥的靜態(tài)特性表示滑閥的表示滑閥的工作能力和性能工作能力和性能，對(duì)液壓伺服，對(duì)液壓伺服系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)特性計(jì)算具有重要意義。系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)特性計(jì)算具有重要意義。3) 閥的靜態(tài)特性可用閥的靜態(tài)特性可用方程、曲線或

13、特性參數(shù)方程、曲線或特性參數(shù)（閥的系數(shù)）表（閥的系數(shù)）表示。示。4) 靜態(tài)特性曲線和閥的系數(shù)可從靜態(tài)特性曲線和閥的系數(shù)可從實(shí)際實(shí)際的閥得出，許多結(jié)構(gòu)的的閥得出，許多結(jié)構(gòu)的閥也可用閥也可用解析法解析法推導(dǎo)出壓力流量方程推導(dǎo)出壓力流量方程);(LvLpxfQ 32為了分析簡便，對(duì)滑閥作如下假設(shè)：為了分析簡便，對(duì)滑閥作如下假設(shè)：1) 1) 液壓能源是理想的恒壓源。液壓能源是理想的恒壓源。 供油壓力為常數(shù)，回油壓力為零，或?qū)⒐┯蛪毫┯蛪毫槌?shù)，回油壓力為零，或?qū)⒐┯蛪毫闯墒嵌咧羁闯墒嵌咧?) 2) 忽略管道和閥腔內(nèi)的壓力損失。忽略管道和閥腔內(nèi)的壓力損失。與閥口處的節(jié)流損失相比很小，可忽略

14、不計(jì)與閥口處的節(jié)流損失相比很小，可忽略不計(jì)3) 3) 液體是不可壓縮的。液體是不可壓縮的。 穩(wěn)態(tài)情況時(shí)，液體密度變化很小，可忽略不計(jì)。穩(wěn)態(tài)情況時(shí)，液體密度變化很小，可忽略不計(jì)。4) 4) 各節(jié)流口流量系數(shù)相等。各節(jié)流口流量系數(shù)相等。 5) 5) 閥是匹配對(duì)稱的。閥是匹配對(duì)稱的。 dddddCCCCC4321 vvvvxQxQxQxQ312133節(jié)流口節(jié)流口1、3處的流量處的流量 )(211ppWCQsvd)(2023ppWxCQvdpLpApAppF)(2121pppLpL一負(fù)載壓力 由假設(shè)知，在理想狀態(tài)下，由于匹配，流過節(jié)流口由假設(shè)知，在理想狀態(tài)下，由于匹配，流過節(jié)流口1及及3的流量必然相等

15、。取的流量必然相等。取QL為流入及流出負(fù)載的負(fù)載流量，則為流入及流出負(fù)載的負(fù)載流量，則QL=Q1= Q3。 由式由式(2-2)及及(2-3)可見可見 2021ppppps21pppspACQd234由式由式(2-4)及及(2-5)可得可得 )(211Lsppp)(212Lsppp)(1)(11214LsdLsdLppACppACQQQ 這就是滑閥壓力這就是滑閥壓力-流量方程的一般表達(dá)式流量方程的一般表達(dá)式)(1)(11212LsdLsdsppACppACQQQ1） 對(duì)于匹配對(duì)稱閥，空載時(shí)，與負(fù)載相連的對(duì)于匹配對(duì)稱閥，空載時(shí)，與負(fù)載相連的兩個(gè)管道中的壓力均為兩個(gè)管道中的壓力均為sp212）當(dāng)加上

16、負(fù)載后，一個(gè)管道中的壓力升高恰等于另一個(gè)管道）當(dāng)加上負(fù)載后，一個(gè)管道中的壓力升高恰等于另一個(gè)管道中的壓力降低中的壓力降低35 滑閥的靜態(tài)特性曲線滑閥的靜態(tài)特性曲線通常由實(shí)驗(yàn)通常由實(shí)驗(yàn)得到，對(duì)某些得到，對(duì)某些理想理想滑閥也滑閥也可由可由解析法解析法得到。靜態(tài)特性曲線的定義：得到。靜態(tài)特性曲線的定義：1) 1) 流量特性曲線流量特性曲線指負(fù)載壓降等于常數(shù)時(shí)，負(fù)載流量與閥芯位移之間的關(guān)系。指負(fù)載壓降等于常數(shù)時(shí)，負(fù)載流量與閥芯位移之間的關(guān)系。負(fù)載負(fù)載壓降為零時(shí)壓降為零時(shí)的流量特性為的流量特性為空載空載流量特性流量特性2) 2) 壓力特性曲線壓力特性曲線指負(fù)載流量等于常數(shù)時(shí)，負(fù)載壓降與閥芯位移之間的關(guān)系

17、。指負(fù)載流量等于常數(shù)時(shí)，負(fù)載壓降與閥芯位移之間的關(guān)系。通常通常所指的壓力特性是所指的壓力特性是負(fù)載流量為零時(shí)負(fù)載流量為零時(shí)的壓力特性的壓力特性363) 3) 壓力壓力- -流量特性曲線流量特性曲線 指閥芯位移一定時(shí)，負(fù)載流量與負(fù)載壓降之間的關(guān)系。指閥芯位移一定時(shí)，負(fù)載流量與負(fù)載壓降之間的關(guān)系。 壓力壓力- -流量特性曲線流量特性曲線全面描述全面描述了閥的了閥的穩(wěn)態(tài)特性穩(wěn)態(tài)特性。最大。最大位移下的壓力位移下的壓力- -流量特性曲線表示閥的流量特性曲線表示閥的工作能力和規(guī)格工作能力和規(guī)格。當(dāng)負(fù)載所需要的壓力和流量能被閥在最大位移時(shí)的壓力當(dāng)負(fù)載所需要的壓力和流量能被閥在最大位移時(shí)的壓力- -流量曲線

18、流量曲線包圍包圍時(shí)，閥就能滿足負(fù)載的要求。時(shí)，閥就能滿足負(fù)載的要求。37定義閥的三個(gè)系數(shù)：定義閥的三個(gè)系數(shù)：1) 1) 流量增益流量增益 流量特性曲線在某一點(diǎn)的切線斜率。直接影響系統(tǒng)的流量特性曲線在某一點(diǎn)的切線斜率。直接影響系統(tǒng)的開開環(huán)增益環(huán)增益 表示負(fù)載壓降一定時(shí)，閥單位輸入位移所引起的負(fù)載流表示負(fù)載壓降一定時(shí)，閥單位輸入位移所引起的負(fù)載流量變化的大小。量變化的大小。 其值越其值越大大，閥對(duì)負(fù)載流量的控制就越，閥對(duì)負(fù)載流量的控制就越靈敏靈敏。2) 2) 流量流量- -壓力系數(shù)壓力系數(shù) 壓力壓力- -流量曲線的切線斜率冠以負(fù)號(hào)。影響系統(tǒng)流量曲線的切線斜率冠以負(fù)號(hào)。影響系統(tǒng)阻尼比和阻尼比和速度剛

19、度速度剛度 表示閥開度一定時(shí)，負(fù)載壓降變化所引起的負(fù)載流量變表示閥開度一定時(shí)，負(fù)載壓降變化所引起的負(fù)載流量變化的大小?；拇笮　?其值小，閥的剛度大。是系統(tǒng)中的一種阻尼其值小，閥的剛度大。是系統(tǒng)中的一種阻尼vLqxQKLLcpQK383) 3) 壓力增益（壓力靈敏度）壓力增益（壓力靈敏度） 壓力特性曲線的切線斜率。表示壓力特性曲線的切線斜率。表示起動(dòng)大慣量和大摩起動(dòng)大慣量和大摩擦力負(fù)載擦力負(fù)載的能力的能力 通常是指負(fù)載流量為零時(shí)，閥單位輸入位移所引起通常是指負(fù)載流量為零時(shí)，閥單位輸入位移所引起的負(fù)載壓力變化的大小。的負(fù)載壓力變化的大小。 其值其值大大，閥對(duì)負(fù)載壓力的控制，閥對(duì)負(fù)載壓力的控制靈敏

20、靈敏度高度高cqvLpKKxpK39定義了閥的系數(shù)以后，定義了閥的系數(shù)以后，壓力壓力- -流量特性方程的線性化流量特性方程的線性化表達(dá)式可寫表達(dá)式可寫成：成：LcvqpKxKQ1)1)閥的系數(shù)值隨閥的工作點(diǎn)而變閥的系數(shù)值隨閥的工作點(diǎn)而變2)2)反饋系統(tǒng)經(jīng)常工作在原點(diǎn)附近反饋系統(tǒng)經(jīng)常工作在原點(diǎn)附近 此時(shí)，流量增益最大，流量此時(shí)，流量增益最大，流量- -壓力系數(shù)最小，阻尼比最低壓力系數(shù)最小，阻尼比最低 因此，原點(diǎn)處是設(shè)計(jì)的最危險(xiǎn)點(diǎn)。因此，原點(diǎn)處是設(shè)計(jì)的最危險(xiǎn)點(diǎn)。3)3)原點(diǎn)處的閥系數(shù)稱為零位閥系數(shù)原點(diǎn)處的閥系數(shù)稱為零位閥系數(shù)0qK0cK0pK40理想滑閥是指：徑向間隙為零、工作邊銳利的滑閥。理想滑

21、閥是指：徑向間隙為零、工作邊銳利的滑閥。理想滑閥的開口面積和閥芯位移的關(guān)系易確定，其壓力理想滑閥的開口面積和閥芯位移的關(guān)系易確定，其壓力-流量方程可用解析法得到。流量方程可用解析法得到。41(b)液壓橋(a)結(jié)構(gòu)原理圖)(1)(112LsdLsdLppACppACQ0vx)(1A2LsdLppCQ01A0vx)(1A1LsdLppCQ02A420.80.81.2-1.2-0.8-0.8-0.4-0.40.40.40.2-0.2000-0.80.8-0.40.40.6-0.6-1.0 理想零開口四邊滑閥壓力理想零開口四邊滑閥壓力- -流量曲線流量曲線 曲線是非線性的曲線是非線性的 ! sLvvv

22、vLLppxxxxQQ1maxmax43)(1LsdvLqppWCxQK)(2)(1LsLsvdLLcppppWxCpQKcqvLsvLpKKxppxpK)(22、理想零開口四邊滑閥的閥系數(shù)、理想零開口四邊滑閥的閥系數(shù)根據(jù)定義可得：根據(jù)定義可得：sdqpWCK1000cK0pK根據(jù)公式得到的根據(jù)公式得到的Kq0與實(shí)際與實(shí)際測得的比較測得的比較一致一致，但算出的，但算出的Kp0和和Kc0與試驗(yàn)值有與試驗(yàn)值有很大出入很大出入。原因完全是由于假設(shè)了閥是理想。原因完全是由于假設(shè)了閥是理想的、沒有的、沒有徑向間隙徑向間隙而引起來的。而引起來的。 44 實(shí)際的閥總有徑向間隙，否則閥芯就不能運(yùn)動(dòng)。實(shí)際的閥總

23、有徑向間隙，否則閥芯就不能運(yùn)動(dòng)。 1.1.當(dāng)閥不在零位時(shí)，通過閥的徑向間隙的泄漏量甚當(dāng)閥不在零位時(shí)，通過閥的徑向間隙的泄漏量甚小而可忽略不計(jì)。小而可忽略不計(jì)。 2.2.當(dāng)閥在零位（當(dāng)閥在零位（0.025mm0.025mm范圍內(nèi)）時(shí)，閥口關(guān)死，間范圍內(nèi)）時(shí)，閥口關(guān)死，間隙泄漏流量幾乎就是通過此節(jié)流口的全部流量，因此隙泄漏流量幾乎就是通過此節(jié)流口的全部流量，因此就不能忽略了。就不能忽略了。 3.3.有很小的正的或負(fù)的重疊量有很小的正的或負(fù)的重疊量 4.4.閥口工作邊存在小圓角閥口工作邊存在小圓角45 將將兩個(gè)控制口堵死兩個(gè)控制口堵死并各接一壓力表，可分別測出壓力并各接一壓力表，可分別測出壓力p1及

24、及p2。然后再實(shí)測出。然后再實(shí)測出xv與與p1、p2的值，確定其相互關(guān)系，由此即可的值，確定其相互關(guān)系，由此即可得到得到pL=f(xv)曲線。在曲線曲線。在曲線原點(diǎn)原點(diǎn)求曲線斜率，即求曲線斜率，即零位壓力增益零位壓力增益Kp0。1 1 壓力特性曲線壓力特性曲線462 泄漏流量曲線泄漏流量曲線 在供油壓力一定在供油壓力一定時(shí)，改變閥芯位移，測出泄露流量，可時(shí)，改變閥芯位移，測出泄露流量，可得泄漏流量曲線。得泄漏流量曲線。1）閥芯在）閥芯在中位中位時(shí)的時(shí)的泄漏泄漏流量流量最大最大。因?yàn)榇藭r(shí)閥的。因?yàn)榇藭r(shí)閥的密封密封長長度度最短最短2）可用來）可用來度量度量閥芯在中位時(shí)的液壓閥芯在中位時(shí)的液壓功率損

25、失功率損失大小大小473 中位泄漏流量曲線中位泄漏流量曲線 使使閥芯閥芯處于閥套的中間位置處于閥套的中間位置不動(dòng)不動(dòng)，改變供油壓力，測量，改變供油壓力，測量出相應(yīng)的泄漏流量，可得中位泄漏流量曲線出相應(yīng)的泄漏流量，可得中位泄漏流量曲線 1）可用來判斷閥的加工）可用來判斷閥的加工配合質(zhì)量配合質(zhì)量 2）確定確定閥的零位閥的零位流量流量-壓力系數(shù)壓力系數(shù)484 給出實(shí)際零開口四邊滑閥的給出實(shí)際零開口四邊滑閥的Kp0和和Kc0近似計(jì)算公式近似計(jì)算公式 當(dāng)閥芯在零位時(shí)，即當(dāng)閥芯在零位時(shí)，即xv=0，四通滑閥的四個(gè)工作棱邊處都，四通滑閥的四個(gè)工作棱邊處都沒有閥開口，但都有沒有閥開口，但都有徑向間隙徑向間隙。

26、由。由形成四個(gè)相同的矩形形成四個(gè)相同的矩形節(jié)節(jié)流縫隙流縫隙，通過此節(jié)流口的流量甚小，雷諾數(shù)，通過此節(jié)流口的流量甚小，雷諾數(shù)Re也甚小，流動(dòng)也甚小，流動(dòng)狀態(tài)屬于狀態(tài)屬于層流層流（舊閥舊閥為紊流，但流量為紊流，但流量-壓力系數(shù)變化不大，約壓力系數(shù)變化不大，約23倍倍），故通過此節(jié)流口的流量），故通過此節(jié)流口的流量Q為為 pWQ322式中式中p節(jié)流口兩側(cè)的壓力差，節(jié)流口兩側(cè)的壓力差， 動(dòng)力粘度系數(shù)，動(dòng)力粘度系數(shù)，Ns/m2。 49根據(jù)壓力流量系數(shù)的定義根據(jù)壓力流量系數(shù)的定義 00vxLLcPQK322WsdcqppCKKK1322000 由于零位閥系數(shù)是把工作點(diǎn)取在零位的，因此由于零位閥系數(shù)是把工作

27、點(diǎn)取在零位的，因此(2-11)式中的式中的增量增量QL、xv及及pL也就直接等于也就直接等于QL、xv及及pL了，所以了，所以(2-11)式式可寫成可寫成 LcvqLpKxKQ00這就是非常有用的液壓放大元件的線性化流量方程。這就是非常有用的液壓放大元件的線性化流量方程。 實(shí)際零開口閥的零位壓力增益主要取決于閥的實(shí)際零開口閥的零位壓力增益主要取決于閥的徑向間隙徑向間隙值，而與閥的面積梯值，而與閥的面積梯度無關(guān)。零位壓力增益是個(gè)很大的值，很容易達(dá)到度無關(guān)。零位壓力增益是個(gè)很大的值，很容易達(dá)到1011的數(shù)量級(jí)的數(shù)量級(jí)5051 仍沿用前面的仍沿用前面的假設(shè)假設(shè)，即，即閥閥是理想的，是理想的，油液油液

28、是理想的，是理想的，能能源壓力源壓力是是理想理想的。的。 當(dāng)閥芯在零位，即當(dāng)閥芯在零位，即xv=0時(shí)，四個(gè)節(jié)流口處都有時(shí)，四個(gè)節(jié)流口處都有相同相同的預(yù)的預(yù)開口量開口量U。 正開口閥的正常工作范圍是：正開口閥的正常工作范圍是： |xv|U，也就是四個(gè)節(jié)流口，也就是四個(gè)節(jié)流口均均處于打開狀態(tài)而都有流量通過，如果閥芯位移處于打開狀態(tài)而都有流量通過，如果閥芯位移x xv v U U，即有，即有二個(gè)節(jié)流口閉死，就相當(dāng)于零開口型四通滑閥了，其靜特性與二個(gè)節(jié)流口閉死，就相當(dāng)于零開口型四通滑閥了，其靜特性與零開口零開口型四通滑閥型四通滑閥完全相完全相同同 。 當(dāng)閥芯在當(dāng)閥芯在零位零位，且負(fù)載壓力，且負(fù)載壓力p

29、L也為零時(shí)，四個(gè)節(jié)流口的也為零時(shí)，四個(gè)節(jié)流口的節(jié)節(jié)流作用相同流作用相同，則，則Q1=Q2=Q3=Q4，QL=0。 52 當(dāng)閥芯偏離零位，如圖示當(dāng)閥芯偏離零位，如圖示方向閥芯方向閥芯向右移動(dòng)向右移動(dòng)xv，則，則， LsvLsvdLppxUppxUWCQ1sLvsLvsdLppUxppUxpWUCQ11111)(1)(11214LsdLsdLppACppACQQQ53根據(jù)上式及零位條件根據(jù)上式及零位條件xv=QL=pL=0，可得，可得 sdvLqpWCxQK20ssdLLcppWUCPQK0UpKKKscqp2000LsvLsvdLppxUppxUWCQ154正開口閥的流量增益為零開口閥的正開口閥

30、的流量增益為零開口閥的兩倍兩倍，這是因?yàn)?，這是因?yàn)镼L由兩個(gè)節(jié)流口一起控制調(diào)節(jié)的緣故，它們是由兩個(gè)節(jié)流口一起控制調(diào)節(jié)的緣故，它們是差動(dòng)差動(dòng)變化的。壓力流量方程的右邊有變化的。壓力流量方程的右邊有兩項(xiàng)兩項(xiàng)就說明這一點(diǎn)。就說明這一點(diǎn)。所以所以線性度好線性度好。正開口閥的流量壓力系數(shù)較零開口閥的正開口閥的流量壓力系數(shù)較零開口閥的大一倍大一倍，即正，即正開口閥的剛度約小一倍。開口閥的剛度約小一倍。 Kc0取決于取決于面積梯度面積梯度，而，而Kp0與面積梯度與面積梯度無關(guān)無關(guān)。LsvLsvdLppxUppxUWCQ1ssdLLcppWUCPQK0UpKKKscqp200055正開口閥的閥口常開，總有流量

31、通過，正開口閥的閥口常開，總有流量通過，徑向間隙徑向間隙的的泄漏量總是遠(yuǎn)小于閥口流量，可以泄漏量總是遠(yuǎn)小于閥口流量，可以略去略去，故理論推，故理論推導(dǎo)的導(dǎo)的三個(gè)零位閥系數(shù)都是正確三個(gè)零位閥系數(shù)都是正確可用的?？捎玫?。5. 正開口閥的正開口閥的零位零位閥系數(shù)閥系數(shù)Kq0，Kc0與與非零位非零位的閥系的閥系數(shù)數(shù)Kq和和Kc非常非常近似近似（線性線性度好）。度好）。6. 6. 在在零位零位附近，附近，實(shí)際零實(shí)際零開口閥很類似于開口閥很類似于正正開口閥。開口閥。56正開口閥的零位泄漏量應(yīng)是窗口正開口閥的零位泄漏量應(yīng)是窗口3、4泄漏量之和，即：泄漏量之和，即：零位泄漏量零位泄漏量比較比較大大，不適合于大

32、功率控制的場合。，不適合于大功率控制的場合。K Kq0q0，K Kc0c0也可以用零位泄漏量表示也可以用零位泄漏量表示實(shí)際應(yīng)用中，可采用部分實(shí)際應(yīng)用中，可采用部分正開口閥正開口閥，以，以增加阻尼作用增加阻尼作用。但會(huì)但會(huì)壓力增益降低壓力增益降低，零位泄漏零位泄漏流量增流量增大大，且，且流量增益非流量增益非線性線性。sdcpWUCQ2UQKcq0sccPQK2057閥芯離開中間位置時(shí)，只有一閥芯離開中間位置時(shí)，只有一個(gè)節(jié)流窗口工作，另一個(gè)則關(guān)個(gè)節(jié)流窗口工作，另一個(gè)則關(guān)閉。閉。一、零開口雙邊滑閥的靜態(tài)特性一、零開口雙邊滑閥的靜態(tài)特性csvdLppWxCQ2cvdLpWxCQ258寫成無因次形式：寫

33、成無因次形式：(2-33) 無因次壓力無因次壓力-流量曲線與零開口四邊滑閥的一樣，只是坐標(biāo)流量曲線與零開口四邊滑閥的一樣，只是坐標(biāo)要加以改變。要加以改變。cvLpxQ_cvLpxQ_10.80.81.2-1.2-0.8-0.8-0.4-0.40.40.40.2-0.2000-0.80.8-0.40.40.6-0.6-1.00.80.81.2-1.2-0.8-0.8-0.4-0.40.40.40.2-0.2000.5s0.10.90.30.70.6-0.6-1.0svdLpWxCQ2maxmaxsvdLpWxCQ1maxmaxsLvvvvLLppxxxxQQ1maxmax59零位工作點(diǎn)：零位工作

34、點(diǎn)：20scpp 在該點(diǎn)工作時(shí)，閥控液壓缸在在該點(diǎn)工作時(shí)，閥控液壓缸在兩個(gè)方向兩個(gè)方向的的控制性能一樣控制性能一樣，可得到可得到相同的加速和減速能力相同的加速和減速能力及相同的及相同的運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度。為了使閥。為了使閥在這一點(diǎn)工作，在這一點(diǎn)工作，在無外負(fù)載力作用時(shí)，有桿腔面積和無桿腔在無外負(fù)載力作用時(shí)，有桿腔面積和無桿腔面積須滿足：面積須滿足： 0LvQxrhAA2在有外負(fù)載力作用時(shí)，有桿腔面積和無桿腔面積須滿足在有外負(fù)載力作用時(shí)，有桿腔面積和無桿腔面積須滿足 hsLhrApFAA2160在零位工作點(diǎn)求偏導(dǎo)，可得到零開口雙邊滑閥的零位系數(shù)為：在零位工作點(diǎn)求偏導(dǎo)，可得到零開口雙邊滑閥的零位系數(shù)

35、為：sdvLqpWCxQK00與零開口四邊滑閥比有以下特點(diǎn)：與零開口四邊滑閥比有以下特點(diǎn)：流量增益流量增益一樣一樣，壓力增益為四邊閥的，壓力增益為四邊閥的一半一半常值負(fù)載常值負(fù)載力力和摩擦負(fù)載力在系統(tǒng)中引起的穩(wěn)態(tài)和摩擦負(fù)載力在系統(tǒng)中引起的穩(wěn)態(tài)誤差誤差是四邊是四邊閥的閥的兩倍兩倍。適用于適用于機(jī)液機(jī)液伺服系統(tǒng)（負(fù)載力小，允許誤差大）伺服系統(tǒng)（負(fù)載力小，允許誤差大）K Kp0p0和和K Kc0c0應(yīng)根據(jù)其零位漏損量應(yīng)根據(jù)其零位漏損量推算推算。 0/000ssvdcLcppWxCpQK000vsvcpxpxpK61cvvdcsvdLpxUWxCppxUWCQ22cvcvLpxpxQ_1110.8-2

36、.0-1.00.200.5s0.10.90.30.70.62.01.0-0.8-0.4-0.2-0.6-1.00.4svdLpWxCQ2maxmax62sdvLqpWCxQK200正開口雙邊閥的三個(gè)零位閥系數(shù)為：正開口雙邊閥的三個(gè)零位閥系數(shù)為：與正開口四邊閥相比：與正開口四邊閥相比：零位流量增益零位流量增益一樣一樣，壓力增益是四邊閥的，壓力增益是四邊閥的一半一半。1. 四邊閥有四邊閥有兩個(gè)兩個(gè)控制通道，且控制通道，且差動(dòng)工差動(dòng)工作，而雙邊閥僅有作，而雙邊閥僅有一一個(gè)控制通道個(gè)控制通道。ssdcLcppWUCpQK/200UpxpKsvcp00sdcpWUCQ 零位泄漏流量為：零位泄漏流量為：6

37、3 三、三通閥、四邊閥靜特性比較三、三通閥、四邊閥靜特性比較1 1、流量增益、流量增益KqKq零開口閥是正開口閥的一半；零開口閥是正開口閥的一半；開口型式相同，流量增益相同開口型式相同，流量增益相同2 2、流量壓力系數(shù)、流量壓力系數(shù)KcKc三通閥是四通閥的三通閥是四通閥的2 2倍；倍；正開口是零開口的正開口是零開口的2 2倍倍4 4、零開口的零開口的壓力流量系數(shù)遠(yuǎn)小于壓力流量系數(shù)遠(yuǎn)小于正開口閥（正開口閥（0 0）零開口的零開口的壓力增益遠(yuǎn)大于壓力增益遠(yuǎn)大于正開口閥。（正開口閥。（infinf）零開口的零開口的因因“內(nèi)泄漏內(nèi)泄漏”引起的誤差將遠(yuǎn)小于引起的誤差將遠(yuǎn)小于正開口閥。正開口閥。3 3、壓

38、力增益、壓力增益KpKp三通閥是四通閥的一半；三通閥是四通閥的一半；通道數(shù)相同，壓力增益相同通道數(shù)相同，壓力增益相同64滑閥是液壓控制系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)。它滑閥是液壓控制系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)。它由前一級(jí)由前一級(jí)的力矩的力矩馬達(dá)等電磁元件或其它放大元件馬達(dá)等電磁元件或其它放大元件驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。要驅(qū)動(dòng)閥芯軸向運(yùn)動(dòng)，須要驅(qū)動(dòng)閥芯軸向運(yùn)動(dòng)，須克服軸向阻力克服軸向阻力。阻力小，前一。阻力小，前一級(jí)元件的輸出功率就小。閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)的級(jí)元件的輸出功率就小。閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力阻力是設(shè)計(jì)滑閥是設(shè)計(jì)滑閥前一級(jí)前一級(jí)元件的主要元件的主要依據(jù)依據(jù)。操縱滑閥閥芯運(yùn)動(dòng)需要克服各種阻力，包括：操縱滑閥閥芯運(yùn)動(dòng)需要克服各種阻力，包括： 1

39、 1）閥芯質(zhì)量的）閥芯質(zhì)量的慣性力慣性力 2 2）閥芯與閥套間的）閥芯與閥套間的摩擦力摩擦力（干摩擦力（定值，與（干摩擦力（定值，與運(yùn)動(dòng)方向反）、靜摩擦力（起動(dòng)時(shí)有）、運(yùn)動(dòng)方向反）、靜摩擦力（起動(dòng)時(shí)有）、 粘性粘性 摩擦力摩擦力（與速度成正比）（與速度成正比） 3 3）閥芯所受）閥芯所受液動(dòng)力液動(dòng)力（由于液體流過滑閥而引起）（由于液體流過滑閥而引起） 4 4）彈性力和任意）彈性力和任意外負(fù)載力外負(fù)載力 本節(jié)主要側(cè)重討論液動(dòng)力 651. 穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力計(jì)算公式穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力計(jì)算公式 穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力是在閥口開穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力是在閥口開度一定的度一定的穩(wěn)定流動(dòng)穩(wěn)定流動(dòng)（流量一（流量一定，壓降一定）情況下，液定，壓降一

40、定）情況下，液流對(duì)閥芯的流對(duì)閥芯的反作用力反作用力。 cos)90coscos(2121sQVVVQFF 根據(jù)動(dòng)量定理可求得穩(wěn)態(tài)軸根據(jù)動(dòng)量定理可求得穩(wěn)態(tài)軸向液動(dòng)力的大小為：向液動(dòng)力的大小為：pWxCQv2d又Cv流速系數(shù)，一般取流速系數(shù)，一般取0.950.98， W閥口面積梯度閥口面積梯度Cq流量系數(shù)，流量系數(shù)， x閥口開度閥口開度 p閥口壓差閥口壓差， p=p1-p2pCVv22由由柏努利方程柏努利方程可求得閥口射流可求得閥口射流最小斷面最小斷面處的處的流速流速為：為：y 軸向穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力軸向穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力xvx控制體p1p2661）由于射流角總是小于）由于射流角總是小于90度，所以度，所以 穩(wěn)態(tài)

41、液動(dòng)力的方向總是穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的方向總是指向使指向使閥口關(guān)閉閥口關(guān)閉的方向。的方向。2）作用與閥的對(duì)中彈簧的作用相似，是由液體流動(dòng)所引起）作用與閥的對(duì)中彈簧的作用相似，是由液體流動(dòng)所引起的一種的一種彈性力彈性力。3）實(shí)際滑閥）實(shí)際滑閥（徑向間隙和工作圓角）射流角減小，液動(dòng)力（徑向間隙和工作圓角）射流角減小，液動(dòng)力增大增大（特別在（特別在小開口小開口時(shí)），液動(dòng)力與時(shí)），液動(dòng)力與閥開口閥開口之間呈現(xiàn)之間呈現(xiàn)非非線性線性。vfvvdxKpWxCCFcos2s則穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力則穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力F1為為y 軸向穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力軸向穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力xvx為穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力剛度cos2pWCCKvdf對(duì)于理想滑閥，射流角對(duì)于理想滑閥，射流

42、角=69 。取。取Cv=0.98，Cd=0.61，則，則vfvxKpxWF43. 0s671）空載時(shí)）空載時(shí)液動(dòng)力液動(dòng)力最大最大2）負(fù)載壓力一定）負(fù)載壓力一定時(shí)，穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力與閥開口時(shí)，穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力與閥開口成比例成比例關(guān)系，否則，呈非線性。關(guān)系，否則，呈非線性。3）穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力）穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力很大很大。（。（d=12mm，ps=14MPa，Kf=22.7kg/mm，xv=0.5mm，F(xiàn)s0=11.4kg）4）由于受力矩馬達(dá)輸出力矩的）由于受力矩馬達(dá)輸出力矩的限制限制，穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力限制了單級(jí)伺服閥的輸，穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力限制了單級(jí)伺服閥的輸出功率，故使用出功率，故使用兩級(jí)伺服閥兩級(jí)伺服閥。第一級(jí)產(chǎn)生足夠大的力去驅(qū)動(dòng)

43、第二級(jí)。第一級(jí)產(chǎn)生足夠大的力去驅(qū)動(dòng)第二級(jí)5）難題：）難題：補(bǔ)償和消除穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力（在所有流量和壓降下完全補(bǔ)償，且不補(bǔ)償和消除穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力（在所有流量和壓降下完全補(bǔ)償，且不出現(xiàn)非線性）出現(xiàn)非線性）2Lsppp2. 零開口四邊滑閥的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力零開口四邊滑閥的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力vfvLsxKxppWF43. 0s 零開口四邊滑閥工作時(shí)，兩零開口四邊滑閥工作時(shí)，兩個(gè)個(gè)串聯(lián)的閥口串聯(lián)的閥口同時(shí)起作用，每同時(shí)起作用，每個(gè)閥口的壓降為：個(gè)閥口的壓降為：總的液動(dòng)力為：總的液動(dòng)力為：68其其空載空載穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力是零開口四邊滑閥的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力是零開口四邊滑閥的兩倍兩倍vvsssxUWAAxUWAApAppApAppAF42314

44、4223311-43. 0所以：因?yàn)殚y是匹配對(duì)稱的，3. 正開口四邊滑閥的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力正開口四邊滑閥的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力UpxpWFLvs86. 0s 正開口四邊滑閥有四個(gè)節(jié)流窗口同時(shí)工作正開口四邊滑閥有四個(gè)節(jié)流窗口同時(shí)工作總的液動(dòng)力為總的液動(dòng)力為：69根據(jù)閥口流量公式根據(jù)閥口流量公式pWxCQvd2對(duì)其求導(dǎo)，并對(duì)其求導(dǎo)，并忽略壓力變化率忽略壓力變化率的微小影響，可得瞬態(tài)液動(dòng)力為：的微小影響，可得瞬態(tài)液動(dòng)力為：dtdxBdtdxpWLCFvfvdt21）瞬態(tài)液動(dòng)力與閥芯的）瞬態(tài)液動(dòng)力與閥芯的移動(dòng)速度移動(dòng)速度成正比，起粘性阻尼力的作用。成正比，起粘性阻尼力的作用。2）阻尼系數(shù)）阻尼系數(shù) Bf 與與阻尼長度

45、阻尼長度 L 有關(guān)。有關(guān)。3）瞬態(tài)液動(dòng)力的方向始終與閥腔內(nèi)液體的）瞬態(tài)液動(dòng)力的方向始終與閥腔內(nèi)液體的加速度方向相反加速度方向相反。4）若瞬態(tài)液動(dòng)力方向）若瞬態(tài)液動(dòng)力方向與閥芯移動(dòng)方向相反與閥芯移動(dòng)方向相反，則起，則起正阻尼力正阻尼力的作用，的作用，反之，則起反之，則起負(fù)阻尼力負(fù)阻尼力的作用。的作用。701）當(dāng)）當(dāng)L2 L1時(shí)，時(shí)，Bf 0，是，是正阻尼正阻尼，反之，是負(fù)阻尼。，反之，是負(fù)阻尼。2）負(fù)阻尼負(fù)阻尼對(duì)閥工作的穩(wěn)定性對(duì)閥工作的穩(wěn)定性不利不利。應(yīng)保證。應(yīng)保證L2 L1 。3）瞬態(tài)液動(dòng)力的數(shù)值一般）瞬態(tài)液動(dòng)力的數(shù)值一般很小很小，不能用它做阻尼源。，不能用它做阻尼源。2Lsppp2. 零開口

46、四邊滑閥的瞬態(tài)液動(dòng)力零開口四邊滑閥的瞬態(tài)液動(dòng)力dtdxBdtdxppWCLLFvfvLsdt12 L2是正阻尼長，是正阻尼長，L1是負(fù)阻尼是負(fù)阻尼長，閥口壓差：長，閥口壓差：總的液動(dòng)力為：總的液動(dòng)力為： L2 L1 L1 L2 71其其空載空載瞬態(tài)液動(dòng)力是零瞬態(tài)液動(dòng)力是零開口四邊滑閥的開口四邊滑閥的兩兩倍倍3. 正開口四邊滑閥的瞬態(tài)液動(dòng)力正開口四邊滑閥的瞬態(tài)液動(dòng)力dtdxBdtdxppppWCLLFvfvLsLsd12t L2是正阻尼長，是正阻尼長，L1是負(fù)阻尼，分別求出四個(gè)節(jié)流閥口的是負(fù)阻尼，分別求出四個(gè)節(jié)流閥口的瞬態(tài)液動(dòng)力，將它們相加得總的瞬態(tài)液動(dòng)力為：瞬態(tài)液動(dòng)力，將它們相加得總的瞬態(tài)液動(dòng)

47、力為：72 根據(jù)閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)的力平衡方程，可得閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)的總驅(qū)動(dòng)力根據(jù)閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)的力平衡方程，可得閥芯運(yùn)動(dòng)時(shí)的總驅(qū)動(dòng)力為：為：閥芯與閥腔油液質(zhì)量vLvfvfvvvimFxkdtdxBBdtxdmF22在實(shí)際計(jì)算中，還必須考慮：在實(shí)際計(jì)算中，還必須考慮：閥的閥的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置（如力矩馬達(dá)）運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量、阻尼和（如力矩馬達(dá)）運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量、阻尼和彈簧剛度，并作彈簧剛度，并作相應(yīng)折算相應(yīng)折算。 1. 驅(qū)動(dòng)裝置必須有驅(qū)動(dòng)裝置必須有足夠大的驅(qū)動(dòng)力足夠大的驅(qū)動(dòng)力儲(chǔ)備。（理論計(jì)算的儲(chǔ)備。（理論計(jì)算的偏偏差（實(shí)際與理想）差（實(shí)際與理想），切除滯留在節(jié)流窗口處的，切除滯留在節(jié)流窗口處的贓物贓物顆粒）顆粒）73

48、對(duì)于液壓伺服系統(tǒng)，對(duì)于液壓伺服系統(tǒng)，效率是隨負(fù)載變化而變化效率是隨負(fù)載變化而變化的，而負(fù)載的，而負(fù)載并非恒定并非恒定，因此效率很難保持在最高值。，因此效率很難保持在最高值。在伺服系統(tǒng)中，效率相對(duì)來說是比較次要的，尤其是中小在伺服系統(tǒng)中，效率相對(duì)來說是比較次要的，尤其是中小功率系統(tǒng)，而系統(tǒng)的功率系統(tǒng)，而系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度和精度等更重要穩(wěn)定性、響應(yīng)速度和精度等更重要。以以恒壓源零開口四邊滑閥恒壓源零開口四邊滑閥為例，它所能輸出的功率為為例，它所能輸出的功率為 ：對(duì)該式求導(dǎo)，并令對(duì)該式求導(dǎo)，并令dNL/dpL=0，可得功率，可得功率P達(dá)最大值時(shí)的條件為達(dá)最大值時(shí)的條件為 LsvdLLLLppWx

49、CpQpN1sLpp32 74當(dāng)當(dāng)pL=2ps/3時(shí)的線性尚可。時(shí)的線性尚可。 0.80.81.2-1.2-0.8-0.8-0.4-0.40.40.40.2-0.2000-0.80.8-0.40.40.6-0.6-1.075所以放大元件的所以放大元件的最大輸出功率最大輸出功率為為 液壓伺服系統(tǒng)的效率與液壓能源的型式及管路損失有關(guān)。下液壓伺服系統(tǒng)的效率與液壓能源的型式及管路損失有關(guān)。下面忽略管路的損失，且采用面忽略管路的損失，且采用變量泵變量泵，即，即Qs=QL，則閥在最大輸，則閥在最大輸出功率時(shí)的出功率時(shí)的最高效率最高效率為：為：3max332svdLmpWxCN%7 .6632 sLLLpQ

50、pQ 當(dāng)采用當(dāng)采用定量泵加溢流閥定量泵加溢流閥作液壓能源時(shí)，閥在最大輸出功率時(shí)作液壓能源時(shí)，閥在最大輸出功率時(shí)的的最高效率最高效率為：為：%5 .383132/32132maxmaxsvdsssvdsssLLpWxCpppWxCppQpQ76結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式的選擇和的選擇和基本參數(shù)基本參數(shù)的確定的確定負(fù)載和執(zhí)行元件對(duì)滑閥的負(fù)載和執(zhí)行元件對(duì)滑閥的穩(wěn)態(tài)特性穩(wěn)態(tài)特性要求要求伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性的要求的要求盡量盡量結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單簡單、工藝工藝性好、性好、驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力小、工作力小、工作可靠可靠一、結(jié)構(gòu)型式的選擇一、結(jié)構(gòu)型式的選擇（一）滑閥工作邊數(shù)的選擇（一）滑閥工作邊數(shù)的選擇（二）節(jié)流窗口形狀的

51、選擇（二）節(jié)流窗口形狀的選擇（三）預(yù)開口型式的選擇（三）預(yù)開口型式的選擇（四）閥芯凸肩數(shù)的選擇（四）閥芯凸肩數(shù)的選擇77（三）閥芯直徑（三）閥芯直徑d為了保證為了保證剛度剛度，閥芯頸部直徑，閥芯頸部直徑dr不小于不小于d/2。1. 為了保證為了保證節(jié)流口可控節(jié)流口可控，避免，避免流量飽和流量飽和，閥腔通道內(nèi)的流速不，閥腔通道內(nèi)的流速不能過大，需要閥腔通道的面積為控制窗口面積的能過大，需要閥腔通道的面積為控制窗口面積的4倍倍以上以上 。max2244vrWxddmax2643vWxd 因?yàn)?，所以：2ddr對(duì)于對(duì)于全周開口的閥全周開口的閥 ，所以，所以dW67maxvxd這是全周開口的滑閥不產(chǎn)生

52、流量飽和的條件，這是全周開口的滑閥不產(chǎn)生流量飽和的條件，若不滿足若不滿足，則需則需加大閥芯直徑加大閥芯直徑，采用，采用非全周開口非全周開口的滑閥結(jié)構(gòu)。的滑閥結(jié)構(gòu)。78 滑閥其它一些尺寸，如滑閥其它一些尺寸，如閥芯長度閥芯長度L、凸肩寬度凸肩寬度b、阻尼長度阻尼長度L1+L2等與閥芯直徑等與閥芯直徑d之間有一定的之間有一定的經(jīng)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)比例關(guān)系。比例關(guān)系。 1. L=(47)d 2. L1+L2=2d 3. 兩端密封凸肩寬度約為兩端密封凸肩寬度約為0.7d 4. 中間凸肩寬度可小于中間凸肩寬度可小于0.7d，因?yàn)椴黄鹈芊庾饔?。，因?yàn)椴黄鹈芊庾饔谩?L2 L1 L1 L2 79DnD0Q2xf0-xf

53、xf pcpSQL pcQ1為了減小油溫的影響，固定節(jié)流孔通常為了減小油溫的影響，固定節(jié)流孔通常是是短管形短管形的，噴嘴端部近于的，噴嘴端部近于銳邊銳邊。單噴嘴擋板閥是三通閥，只能控制差動(dòng)液壓缸單噴嘴擋板閥是三通閥，只能控制差動(dòng)液壓缸80壓力特性是指切斷負(fù)載即壓力特性是指切斷負(fù)載即QL = 0時(shí)，時(shí)，控制控制壓力壓力p pc c隨擋板位移隨擋板位移x xf f的變化特性。的變化特性。000ACxDCadfndf其中202111ffscxxapp2.40.7500.80.42.81.20.81.60.4a零位壓力靈敏度為：零位壓力靈敏度為：0fxfcdxdp零位壓力靈敏度最高時(shí)，1000ACxD

54、Cadfndf零位控制壓力為：零位控制壓力為：scpp210差動(dòng)液壓缸活塞兩邊的面積比為差動(dòng)液壓缸活塞兩邊的面積比為2：181scffscsdLppxxpppACQ000112-0.8-0.400s-0.50.4-0.30.20.80.4-0.8-0.4-0.2-0.6-0.10.80.20.60.4 單噴嘴-擋板閥壓力流量特性噴嘴擋板閥是噴嘴擋板閥是常開式常開式，類，類似于似于正開口正開口滑閥滑閥由于噴嘴一擋板閥只有一由于噴嘴一擋板閥只有一個(gè)可變節(jié)流口，故它的曲個(gè)可變節(jié)流口，故它的曲線形狀線形狀不對(duì)稱不對(duì)稱于原點(diǎn)。于原點(diǎn)。 82sndffLqpDCxQK00sqfsfndfcLcpKxpxDCpQK0000022閥在零位時(shí)的三個(gè)系數(shù)為：閥在零位時(shí)的三個(gè)系數(shù)