任務(wù)2.10新型液壓閥簡介

任務(wù)2.10新型液壓閥簡介一、學(xué)習(xí)要求1.了解疊加閥、比例閥、電液伺服閥、插裝閥、數(shù)字閥的作用。2.了解疊加閥、比例閥、電液伺服閥、插裝閥、數(shù)字閥的結(jié)構(gòu)和工作原理。3.養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的好習(xí)慣。二、知識準(zhǔn)備1．電液伺服閥簡介電液伺服閥是電液聯(lián)合控制的多級伺服元件，它能將微弱的電氣輸入信號放大成大功率的液壓能量輸出。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。主要用于高速閉環(huán)液壓控制系統(tǒng)，伺服閥價格較高，對過濾精度的要求也較高。如圖所示為力反饋型噴嘴擋板式電液伺服閥的工作原理圖。它由電磁和液壓兩部分組成，電磁部分是一個力矩馬達(dá)，液壓部分是一個兩級液壓放大器。液壓放大器的第一級是雙噴嘴擋板閥，稱前置放大級；第二級是四邊滑閥，稱功率放大級。噴嘴擋板式電液伺服閥的工作原理圖噴嘴擋板式電液伺服閥的工作原理圖（1）力矩馬達(dá)的工作原理力矩馬達(dá)的作用是把輸入的電氣信號轉(zhuǎn)變?yōu)榱?，使銜鐵連同擋板偏轉(zhuǎn)，以控制前置放大級。它由一對永久磁體1、導(dǎo)磁體2和4、銜鐵3、線圈5、彈簧管6等組成。永久磁體1將導(dǎo)磁體磁化為N極和S極，銜鐵和擋板連在一起，由固定在閥坐上的彈簧管支撐，使之位于上下導(dǎo)磁鐵中間。擋板下端為一球頭，嵌放在滑閥的中間凹槽內(nèi)。噴嘴擋板式電液伺服閥的工作原理圖

無電流輸入時，力矩馬達(dá)無輸出，銜鐵中立。有電流輸入時，銜鐵被磁化，若上端為N極,下端為S極，則由同性相斥，異性相吸的原理，銜鐵逆時針方向偏轉(zhuǎn)，同時彈簧彎管變形,產(chǎn)生反力矩，直到電磁力矩與彈簧彎管反力矩相平衡為止。電流越大，產(chǎn)生的電磁力矩越大，銜鐵偏轉(zhuǎn)的角度大。這樣力矩馬達(dá)就把輸入的電信號轉(zhuǎn)換為力矩輸出。動畫噴嘴擋板式電液伺服閥的工作原理圖

（2）前置放大級的工作原理前置放大級的作用是將力放大，因為力矩馬達(dá)產(chǎn)生的力矩很小，無法操縱滑閥的啟閉以產(chǎn)生足夠的液壓功率。它主要由擋板7、噴嘴8、固定節(jié)流孔10和濾油器11組成。力矩馬達(dá)無信號，擋板不動，滑閥不動。力矩馬達(dá)有信號，銜鐵帶擋板偏轉(zhuǎn),兩可變節(jié)流孔變化，滑閥兩端壓力不等，滑閥移動。如果銜鐵逆時針方向偏轉(zhuǎn)，擋板向右偏,右邊可變節(jié)流孔減小，使p1增大，左邊可變節(jié)流孔增大，p2減小，滑閥9在壓力差的作用下向左移動。動畫圖4-26噴嘴擋板式電液伺服閥的工作原理圖

（3）功率放大級的工作原理功率放大級的作用是將前置放大級輸入的滑閥位移信號進(jìn)一步放大，實現(xiàn)功率的轉(zhuǎn)換和放大。它主要由滑閥9和擋板下部的反饋彈簧片組成。當(dāng)無電流信號輸入時，力矩馬達(dá)無力矩輸出，擋板中立，滑閥兩端壓力相等，閥芯在反饋桿下端小球作用下也處于中位。動畫圖4-26噴嘴擋板式電液伺服閥的工作原理圖

當(dāng)有電流信號輸入時，銜鐵帶動擋板逆時針方向偏轉(zhuǎn)一θ角時，閥芯因p1>p2而向左移動，P通B，A通T。在閥芯左移的同時，使擋板在兩噴嘴的偏移量減小，通過擋板下部的反饋彈簧片實現(xiàn)反饋作用，使擋板順時針方向偏轉(zhuǎn)，恢復(fù)到中位，p1減小，p2增大，最終閥芯停止運動，取得一個新的平衡位置。動畫2．比例閥簡介比例閥是在通斷式控制元件和伺服元件基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的電液控制元件。它能一種按輸入的電氣信號連續(xù)地、按比例地對油液的壓力或流量進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。與普通液壓閥相比，其閥芯的運動由比例電磁鐵控制，使輸出的壓力、流量等參數(shù)與輸入的電流成正比，所以可用改變輸入電信號的方法對壓力、流量、方向進(jìn)行連續(xù)控制。比例閥由液壓閥和直流比例電磁鐵兩部分組成，根據(jù)用途和工作特點的不同，比例控制閥可分為比例壓力閥、比例流量閥和比例方向閥三大類。如圖所示為先導(dǎo)錐閥式比例溢流閥的結(jié)構(gòu)、工作原理和圖形符號圖。這種閥用比例電磁鐵取代先導(dǎo)型溢流閥上先導(dǎo)閥的調(diào)壓手柄，便成為先導(dǎo)錐閥式比例溢流閥。該閥下部與普通溢流閥的主閥相同，上部則為比例先導(dǎo)壓力閥。該閥還附有一個手動調(diào)整的先導(dǎo)閥，用以限制比例溢流閥的最高壓力，以避免因電子儀器發(fā)生故障使得控制電流過大，壓力超過系統(tǒng)允許最大壓力的可能性。比例電磁鐵的推桿向先導(dǎo)錐閥芯施加推力，該推力作為先導(dǎo)級壓力負(fù)反饋的指令信號。隨著輸入電信號強度的變化，比例電磁鐵的電磁力將隨之變化，從而改變指令力的大小，使錐閥的開啟壓力隨輸入信號的變化而變化。若輸入信號連續(xù)地、按比例地或按一定程序變化，則比例溢流閥所調(diào)節(jié)的系統(tǒng)壓力也連續(xù)地、按比例地或按一定的程序進(jìn)行變化。因此比例溢流閥多用于系統(tǒng)的多級調(diào)壓或?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的壓力控制。3．疊加閥簡介疊加閥是一種可以相互疊裝的液壓閥，它是在板式液壓閥集成化基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的控制元件。每個疊加閥不僅起控制閥的作用，而且還起連接塊和通道的作用。每個疊加的閥體均有上下兩個安裝平面和四到五個公共通道，每個疊加閥的進(jìn)出油口與公共通道并聯(lián)或串聯(lián)，同一通徑的疊加閥的上下安裝面的油口相對位置與標(biāo)準(zhǔn)的板式液壓閥的油口位置相一致。疊加閥也可分為換向閥、壓力閥和流量閥三種，只是方向閥中僅有單向閥類，而換向閥采用標(biāo)準(zhǔn)的板式換向閥。

(a)結(jié)構(gòu)、工作原理圖(b)圖形符號圖疊加閥的結(jié)構(gòu)、工作原理和圖形符號圖

如圖所示為一組疊加閥的結(jié)構(gòu)、工作原理和圖形符號圖，其中疊加閥1為溢流閥，它并聯(lián)在P與T流通之間，疊加閥2為雙向節(jié)流閥，兩個單向節(jié)流閥分別串聯(lián)在A、B通道上，疊加閥3為雙液控單向閥，它們分別串聯(lián)在A、B通道上，最上面是板式換向閥，最下面還有公共底板。4．插裝閥簡介插裝閥是20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的大流量液壓系統(tǒng)中的一種較新型結(jié)構(gòu)的液壓元件，它的特點是安裝空間小、通流能力大，密封性能好，動作靈敏、結(jié)構(gòu)簡單，因而主要用于流量較大的系統(tǒng)或?qū)γ芊庑阅芤筝^高的系統(tǒng)。如圖所示為插裝閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號圖，這種閥由控制蓋板1、閥套2、彈簧3、閥芯4和閥體5等組成。

由于這種閥的插裝單元在回路中主要起通、斷作用，故又稱二通插裝閥。二通插裝閥的工作原理相當(dāng)于一個液控單向閥。圖中A和B為主油路僅有的兩個工作油口，K為控制油口（與先導(dǎo)閥相接）。當(dāng)K口接回油箱時，如果閥芯受到的向上的液壓力大于彈簧力，閥芯4開啟，A與B相通，當(dāng)A處油壓力大于B處的油壓力時，壓力油從A口流向B口；反之壓力油則從B流向A。當(dāng)K口有壓力油作用時，且K口的油壓力大于A和B口的油壓力，才能保證A與B之間關(guān)閉。5．?dāng)?shù)字閥簡介為了使液壓系統(tǒng)與計算機控制系統(tǒng)更好的融合，各種數(shù)字式液壓控制閥（簡稱數(shù)字閥）便應(yīng)運而生。它能直接接受來自計算機的數(shù)字指令，它的主閥部分與普通液壓閥幾乎沒有本質(zhì)區(qū)別，只是其調(diào)節(jié)操縱部分既非普通液壓閥的那種調(diào)節(jié)手柄，又非比例電磁鐵、力矩馬達(dá)和直流伺服電機，而是一個微型步進(jìn)電機，接受脈沖電流（數(shù)字量），去控制壓力、流量和方向，構(gòu)成“數(shù)字閥”。如圖4-30所示為數(shù)字壓力閥組工作原理圖，這種數(shù)字壓力閥組由6個微型二位二通H