滑閥靜態(tài)特性課件

圓柱滑閥的靜態(tài)特性圓柱滑閥的靜態(tài)特性一、按進(jìn)、出閥的通道數(shù)劃分四通閥(圖2-1a、b、c、d)三通閥(圖2-1e)二通閥(圖2-1f)二、按滑閥的工作邊數(shù)劃分四邊滑閥(圖2-1a、b、c)雙邊滑閥(圖2-1d、e)單邊滑閥(圖2-1f)三、按閥套窗口的形狀劃分矩形、圓形、三角形等多種四、按閥芯的凸肩數(shù)目劃分二凸肩、三凸肩、四凸肩3.1圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類一、按進(jìn)、出閥的通道數(shù)劃分3.1圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類一、按進(jìn)、出閥的通道數(shù)劃分四通閥(圖2-1a、b、c、d)三通閥(圖2-1e)二通閥(圖2-1f)二、按滑閥的工作邊數(shù)劃分四邊滑閥(圖2-1a、b、c)雙邊滑閥(圖2-1d、e)單邊滑閥(圖2-1f)三、按閥套窗口的形狀劃分矩形、圓形、三角形等多種四、按閥芯的凸肩數(shù)目劃分二凸肩、三凸肩、四凸肩3.1圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類一、按進(jìn)、出閥的通道數(shù)劃分3.1圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類五、按滑閥的預(yù)開口型式劃分正開口(負(fù)重疊)、零開口(零重疊)和負(fù)開口(正重疊)五、按滑閥的預(yù)開口型式劃分2.2滑閥分析滑閥有正開口、零開口、負(fù)開口三種?；y的開口型式

正開口零開口負(fù)開口2.2滑閥分析滑閥有正開口、零開口、負(fù)開口三正開口、零開口、負(fù)開口正開口、零開口、負(fù)開口

滑閥的面積梯度及部分開口，可全周開口、開方孔、開園孔開園孔展開圖開方孔全周開口滑閥的面積梯度及部分開口，可全周開口、開方孔、開園孔開三位四通滑閥液壓橋路三位四通滑閥液壓橋路一、零開口四邊閥的壓力-流量特性方程2.2.1零開口四通滑閥的靜特性

一、零開口四邊閥的壓力-流量特性方程2.2.1

x>0時

x<0時x>0時x<0時二、零開口四邊閥的閥系數(shù)三、零開口四邊閥的特性曲線它是流量曲線在某一點的斜率。表示負(fù)載壓降一定時，閥單位輸入位移引起負(fù)載流量變化大小。它是壓力曲線在某一點的斜率。表示負(fù)載流量為零時，閥單位輸入位移引起負(fù)載壓力變化大小。二、零開口四邊閥的閥系數(shù)三、零開口四邊閥的特性曲線它是流量四、實際零開口四邊閥的零位閥系數(shù)零位時存在徑向泄漏零位時壓力不是無窮大KqKcKqKc等價動態(tài)物理模型動態(tài)數(shù)學(xué)模型四、實際零開口四邊閥的零位閥系數(shù)零位時存在徑向泄漏零位時壓一、正開口四邊閥的壓力-流量特性方程2.2.2正開口四通滑閥的靜特性

一、正開口四邊閥的壓力-流量特性方程2.2.2一、正開口四邊閥的壓力-流量特性方程2.2.2正開口四通滑閥的靜特性

可分解成2個流量的疊加一、正開口四邊閥的壓力-流量特性方程2.2.2第3講-滑閥靜態(tài)特性課件二、正開口四邊閥的閥系數(shù)三、正開口四邊閥的特性曲線KqKc動態(tài)數(shù)學(xué)模型二、正開口四邊閥的閥系數(shù)三、正開口四邊閥的特性曲線KqKc液壓放大元件能將輸入位移(機(jī)械量)轉(zhuǎn)換并放大為具有一定壓力的液體流量。

上一次課小結(jié)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具有一定功率的液壓信號。液壓放大元件也是控制液體流量的大小及方向的控制元件，通常稱為(液壓)閥，如：滑閥、擋板閥等。機(jī)械功率FV液壓功率pQ小大液壓放大元件能將輸入位移(機(jī)械量)轉(zhuǎn)換并放大閥芯閥體（閥套）凸肩沉割槽棱邊閥芯孔閥芯與閥體land棱邊圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖沉割槽通油槽閥芯閥體（閥套）凸肩沉割槽棱邊閥芯孔閥芯與閥體land棱邊圖零開口正開口負(fù)開口ZEROLIPUNDERLIPOVERLIP零重疊負(fù)重疊正重疊圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖零開口正開口負(fù)開口ZEROLIPUNDERLIPABpST（a）兩凸肩四通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖(a)為兩凸肩四通滑閥，它有一個進(jìn)油口P，兩個通向液壓執(zhí)行元件的控制口A及B，另外還有兩個回油口。因為兩個回油口合并成一個O口流出滑閥，故整個滑閥共有P、T、A、B四個通油口，稱四通閥。

這種結(jié)構(gòu)中回油壓力作用于凸肩，因油壓力不會為零，當(dāng)閥芯不在零位時，總有一個使閥芯繼續(xù)打開的力作用于閥芯。ABpST（a）兩凸肩四通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖(pSTABXv（a）兩凸肩四通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖pSTABXv（a）兩凸肩四通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理pSTABXv（a）兩凸肩四通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖pSTABXv（a）兩凸肩四通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理(b)兩凸肩三通滑閥兩個凸肩里側(cè)的兩個棱邊是工作棱邊，只有一個通向液壓執(zhí)行元件的控制口c，所以稱三通閥。如果閥芯向右微動，P口的油液經(jīng)過右凸肩棱邊的節(jié)流作用后通向C口，如果閥芯向左移動，則C口的油液經(jīng)左凸肩棱邊節(jié)流后由T口流出滑閥。由于只有一個控制口C，通向液壓缸的無桿腔，液壓缸的有桿腔是不可控的。為使液壓缸能雙向運(yùn)動，必須采取其它辦法讓液壓缸活塞回程，圖示結(jié)構(gòu)pc（b）兩凸肩三通滑閥cPTpsps(b)兩凸肩三通滑閥pc（b）兩凸肩三通滑閥cPTpsppc（b）兩凸肩三通滑閥滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖cPTpspspc（b）兩凸肩三通滑閥滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖cPTpspspcXv（b）兩凸肩三通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖cPTpspspcXv（b）兩凸肩三通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖pcXv（b）兩凸肩三通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖cPTpspspcXv（b）兩凸肩三通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖（C）四凸肩零開口四通滑閥BPTAps

(c)四凸肩零開口四通滑閥圖中兩個通油槽處有四個工作棱邊。由于凸肩的寬度和不同凸肩間的距離，與相對應(yīng)的油槽尺寸是配制得完全一致的，所以當(dāng)閥芯處于中位時，凸肩的棱邊與油糟的棱邊，一一對齊，從而把油槽完全封住。這種完全理想化的滑閥，稱理想滑閥。

（C）四凸肩零開口四通滑閥BPTAps（C）四凸肩零開口四通滑閥BPTAps（C）四凸肩零開口四通滑閥BPTAps（C）四凸肩零開口四通滑閥XvBPTAps（C）四凸肩零開口四通滑閥XvBPTAps（C）四凸肩零開口四通滑閥Xv圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖BPTAps（C）四凸肩零開口四通滑閥Xv圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原圖中三個通油槽處有四個工作棱邊。由于凸肩的寬度和不同凸肩間的距離，與相對應(yīng)的油槽尺寸是配制得完全一致的，所以當(dāng)閥芯處于中位時，凸肩的棱邊與油糟的棱邊，一一對齊，從而把油槽完全封住。這種完全理想化的滑閥，稱理想滑閥。pSTAB（D）三凸肩零開口四通滑閥圖中三個通油槽處有四個工作棱邊。由于凸肩的寬度和不同凸肩間的pSTAB（D）三凸肩零開口四通滑閥pSTAB（D）三凸肩零開口四通滑閥pSTABXv（D）三凸肩負(fù)開口四通滑閥pSTABXv（D）三凸肩負(fù)開口四通滑閥pSTABXv（D）三凸肩負(fù)開口四通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖pSTABXv（D）三凸肩負(fù)開口四通滑閥圖2.2滑閥典pSTABUUUU（E）三凸肩正開口四通滑閥(e)三凸肩正開口四通閥閥芯處于中位時，四個節(jié)流工作棱邊處都有相同的預(yù)開口量U，即在零位時有預(yù)開口量，這種閥稱正開口閥或負(fù)重疊閥。pSTABUUUU（E）三凸肩正開口四通滑閥(e)三凸肩pSTABUUUU（E）三凸肩正開口四通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖pSTABUUUU（E）三凸肩正開口四通滑閥圖2.2滑pSTABUUUUXv（E）三凸肩正開口四通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖pSTABUUUUXv（E）三凸肩正開口四通滑閥圖2.2pSTABUUUUXv（E）三凸肩正開口四通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖pSTABUUUUXv（E）三凸肩正開口四通滑閥圖2.2pSTABOLOLOLOL（F）三凸肩負(fù)開口四通滑閥(f)三凸肩負(fù)開口四通滑閥零位時每個凸肩都遮蓋了相應(yīng)的油槽而有重疊量，只有閥芯位移超過了棱邊處的重疊量后閥口才打開。這種閥稱正重疊閥或負(fù)開口閥。pSTABOLOLOLOL（F）三凸肩負(fù)開口四通滑閥(fpSTABOLOLOLOL（F）三凸肩負(fù)開口四通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖pSTABOLOLOLOL（F）三凸肩負(fù)開口四通滑閥圖2pSTABOLOLOLOLXv（F）三凸肩負(fù)開口四通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖pSTABOLOLOLOLXv（F）三凸肩負(fù)開口四通滑閥pSTABOLOLOLOLXv（F）三凸肩負(fù)開口四通滑閥圖2.2滑閥典型結(jié)構(gòu)原理圖pSTABOLOLOLOLXv（F）三凸肩負(fù)開口四通滑閥2.2.1零開口四通滑閥的靜特性滑閥的結(jié)構(gòu)型式很多，最有代表性的是零開口四通滑閥。能表示Q、A及Δp三者間關(guān)系的方程就是滑閥的特性方程，而只研究穩(wěn)態(tài)關(guān)系的就叫做靜特性。不論凸肩數(shù)有多少，也不管是三通或四通的閥，都可以做成正開口、負(fù)開口或零開口的。2.2.1零開口四通滑閥的靜特性滑閥的結(jié)構(gòu)型式很多，最有代零開口四通滑閥3142pSQLQ1Q3Tp2p1(b)液壓橋pSTABXv124p13p2QLQL(a)結(jié)構(gòu)原理圖pSTABXv124p13p2QLQLA零開口四通滑閥3142pSQLQ1Q3Tp2p1(b)液壓橋一、零開口四邊閥的壓力-流量特性方程2.2.1零開口四通滑閥的靜特性

一、零開口四邊閥的壓力-流量特性方程2.2.1

x>0時

x<0時x>0時x<0時二、零開口四邊閥的閥系數(shù)三、零開口四邊閥的特性曲線它是流量曲線在某一點的斜率。表示負(fù)載壓降一定時，閥單位輸入位移引起負(fù)載流量變化大小。它是壓力曲線在某一點的斜率。表示負(fù)載流量為零時，閥單位輸入位移引起負(fù)載壓力變化大小。二、零開口四邊閥的閥系數(shù)三、零開口四邊閥的特性曲線它是流量四、實際零開口四邊閥的零位閥系數(shù)零位時存在徑向泄漏零位時壓力不是無窮大KqKcKqKc等價動態(tài)物理模型動態(tài)數(shù)學(xué)模型四、實際零開口四邊閥的零位閥系數(shù)零位時存在徑向泄漏零位時壓一、正開口四邊閥的壓力-流量特性方程2.2.2正開口四通滑閥的靜特性

一、正開口四邊閥的壓力-流量特性方程2.2.2一、正開口四邊閥的壓力-流量特性方程2.2.2正開口四通滑閥的靜特性

可分解成2個流量的疊加一、正開口四邊閥的壓力-流量特性方程2.2.2第3講-滑閥靜態(tài)特性課件二、正開口四邊閥的閥系數(shù)三、正開口四邊閥的特性曲線KqKc動態(tài)數(shù)學(xué)模型二、正開口四邊閥的閥系數(shù)三、正開口四邊閥的特性曲線KqKc圖2.4滑閥閥口形狀(a)

通油槽為整周開槽(b)通油槽為方孔（c）通油槽為圓孔。dvxvxvxv(a)(b)（c）圖2.4滑閥閥口形狀dvxvxvxv(a)(b)（c第3講-滑閥靜態(tài)特性課件第3講-滑閥靜態(tài)特性課件QL/QLmax0.81.0=xv/xvmax0.81.2-1.2-0.8-0.8-0.4-0.40.40.40.2-0.2000pL/ps-0.80.8-0.40.40.6-0.6-1.0ⅣⅡⅢⅠ圖2.5零開口四通滑閥壓力-流量曲線曲線是非線性的!

QL/QLmax0.81.0=xv/xvmax0.81.2-將流量方程(2-8)式在某一工作點(QL1、xv1、pL1)附近全微分，可得在此工作點處的流量方程:(2-11)Kq——流量增益，或流量放大系數(shù)，表示負(fù)載壓力pL不變時，當(dāng)閥芯位移xv，有微小增量時所引起的流量增量；Kc——壓力流量系數(shù)，表示閥芯位移不變時負(fù)載壓力增量與負(fù)載流量增量之間的關(guān)系，也稱閥剛度。將流量方程(2-8)式在某一工作點(QL1、(2-12)(2-13)(2-14)(2-12)(2-13)(2-14)(2-15)(2-16)(2-17)(2-15)(2-16)(2-17)滑閥的三個閥系數(shù)以及其靜特性曲線都可用實驗法測得。pSTABXv124p13p2QL測Kq0滑閥的三個閥系數(shù)以及其靜特性曲線都可用實驗法測得。pSTA圖2.6正開口四通滑閥3142pSQLQ1Q3Tp2p1pSTABXv=0p1p2QLQLL1L2UUUU12432.2.2正開口四通滑閥的靜特性圖2.6正開口四通滑閥3142pSQLQ1Q3Tp2p1圖2.9零開口三通滑閥

pcXvpspsp0≈0AA’2.2.3三通閥的靜特性12一、三通閥的負(fù)載壓力圖2.9零開口三通滑閥pcXvpspsp0≈0AA’三通閥一般驅(qū)動差動缸PL是用來平衡負(fù)載F的壓力三通閥一般驅(qū)動差動缸PL是用來平衡負(fù)載F的壓力2.2.3三通滑閥的靜特性

二、零開口三通閥的壓力-流量特性QLKqKc零位時Kc很??！2.2.3三通滑閥的靜特性二、零開口三通閥的壓力-零開口三通閥的閥系數(shù)(2-37)(2-38)(2-39)零開口三通閥的零位閥系數(shù)也象四通閥一樣，應(yīng)根據(jù)其零位漏損量推算。零開口三通閥的閥系數(shù)(2-37)(2-38)(2-39)三、正開口三通閥的壓力-流量特性QL12三、正開口三通閥的壓力-流量特性QL12圖2.10為正開口三通閥，兩個節(jié)流口同時工作以控制一個控制口，其控制壓力為pc，負(fù)載流量為QL，設(shè)閥芯按圖示方向移動，由圖可知圖2.10正開口三通滑閥pcXvpspsp0≈0AA’U+xvU-xv12圖2.10為正開口三通閥，兩個節(jié)流口同時工和零開口三通閥一樣引入負(fù)載壓力pL，直接引用式(2-34)，得(2-40)和零開口三通閥一樣引入負(fù)載壓力pL，直接引用式(2-34)，(2-27)(2-40)式(2-40)與式(2-27)相比，正開口四通閥流量方程中的pL改換成2pL，就變成正開口三通閥的流量方程了。因此，當(dāng)把圖2.7中正開口四通閥壓力流量曲線的pL/ps坐標(biāo)1改為1/2后，就是正開口三通閥的壓力流量曲線了。圖2.7正開口四通滑閥壓力-流量曲線QL/QLmax1.0=xv/xvmax0.8-2.0-1.00.2000pL/ps-0.80.8-0.40.40.62.01.0ⅣⅢⅡⅠ-0.8-0.4-0.2-0.6-1.00.4(2-27)(2-40)式(2-40)與式正開口三通閥的三個零位閥系數(shù)為(2-41)(2-42)(2-43)三通閥的流量增益與四通閥的流量增益相同，而三通閥的壓力增益Kp較四通閥的小一半，這是因為三通間只控制一個控制腔壓力pc，而另一腔的壓力不可控所致。正開口三通閥的三個零位閥系數(shù)為(2-41)(2-42)(2-2.2.3三通閥的靜特性如果閥芯按圖示方向移動，棱邊1處的節(jié)流口打開，控制腔壓力pc增高，其最大值pcmax=ps時使活塞向右運(yùn)動的力

F1=p1A－psA＇。

A——無桿端活塞面積，A＇——有桿端活塞面積。圖2.9零開口三通滑閥

pcXvpspsp0≈0AA’122.2.3三通閥的靜特性如果閥芯按圖四、三通閥、四邊閥靜特性比較1、液壓放大元件的流量增益Kq與半橋的節(jié)流邊有關(guān)：零開口閥是正開口閥的一半；帶固定節(jié)流孔時，Kq是正開口閥的一半。2、液壓放大元件的壓力流量系數(shù)Kc與半橋、全橋有關(guān)：半橋正開口三通閥是全橋正開口四通閥的2倍；半橋零開口三通閥是全橋零開口四通閥2倍；帶2個固定節(jié)流孔的全橋與正開口四通閥全橋相等；帶1個固定節(jié)流孔的半橋與正開口三通閥半橋相等；3、零開口的壓力流量系數(shù)遠(yuǎn)小于正開口閥，零開口的壓力增益遠(yuǎn)在于正開口閥。零開口的因“內(nèi)泄漏”引起的誤差將遠(yuǎn)小于正開口閥。四、三通閥、四邊閥靜特性比較1、液壓放大元件的流量增益Kq四、三通閥、四邊閥靜特性比較1、流量增益Kq，正開口是零開口的2倍，正開口是帶固定節(jié)流孔閥的2倍，半橋與全橋相等（因左右半橋流量相等）2倍12KqKcKqKc等價動態(tài)物理模型動態(tài)數(shù)學(xué)模型四、三通閥、四邊閥靜特性比較1、流量增益Kq，正開口是零開四、三通閥、四邊閥靜特性比較遠(yuǎn)大于122、零位壓力流量系數(shù)Kc0，正開口遠(yuǎn)大于零開口，半橋是全橋的2倍KqKcKqKc等價動態(tài)物理模型動態(tài)數(shù)學(xué)模型四、三通閥、四邊閥靜特性比較遠(yuǎn)大于122、零位壓力流量系數(shù)壓力放大器的等效閥？QLKp1/Kc壓力放大器的物理模型KpKc+壓力放大器的數(shù)學(xué)模型壓力放大器的等效閥？QLKp1/Kc壓力放大器的物理模型K四、三通閥、四邊閥靜特性比較3、壓力增益Kp，正開口遠(yuǎn)小于零開口，半橋是全橋一半2倍遠(yuǎn)大于四、三通閥、四邊閥靜特性比較3、壓力增益Kp，正開口遠(yuǎn)小于（1）作用在圓柱滑閥上的穩(wěn)態(tài)液動力

2.2.4滑閥的力特性

液流經(jīng)過閥口時，由于流動方向和流速的改變，閥芯上會受到穩(wěn)態(tài)液動力。因沿閥芯徑向的分力互相抵消了，只剩下沿閥芯軸線方向的穩(wěn)態(tài)液動力。

圖2.11作用在帶平衡活塞的滑閥上的穩(wěn)態(tài)液動力

穩(wěn)態(tài)液動力指向閥口關(guān)閉的方向（1）作用在圓柱滑閥上的穩(wěn)態(tài)液動力2.2.4滑閥的力穩(wěn)態(tài)液動力指向閥口關(guān)閉的方向?qū)τ诶硐牖y，射流角為69·，速度系統(tǒng)和流量系統(tǒng)分別為0.98和0.61，則，上述系統(tǒng)為0.43穩(wěn)態(tài)液動力指向閥口關(guān)閉的方向?qū)τ诶硐牖y，射流角為69·，速(2)、作用在滑閥上的液壓卡