電液氣控制工程2.液壓放大元件.ppt

1、1.1.2 電液伺服控制系統(tǒng)的組成,1 輸入元件也稱指令元件，可以是機(jī)械的、電氣的、氣動的等，如靠模、指令電位器、計算器等 2 反饋測量元件各種傳感器 3 比較元件 給出偏差信號 4 放大轉(zhuǎn)換元件（機(jī)）電液伺服閥 5 執(zhí)行元件液壓缸、液壓馬達(dá) 6 控制對象負(fù)載,第2章 液壓放大元件,也稱為液壓放大器，是一種以機(jī)械運(yùn)動來控制流 體動力的的元件。在液壓伺服系統(tǒng)中，它將輸入 的機(jī)械信號（位移、轉(zhuǎn)角）轉(zhuǎn)換為液壓信號（流 量、壓力）輸出，并進(jìn)行功率放大。因此，它既 是一種能量轉(zhuǎn)換元件，也是一種功率放大元件。 液壓放大器包括滑閥、噴嘴擋板閥和射流管閥。 主要內(nèi)容： 結(jié)構(gòu)型式、工作原理、靜態(tài)特性、設(shè)計準(zhǔn)則,

2、3.1 圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類,閥是液壓伺服系統(tǒng)中的一種主要控制元 件，它的靜態(tài)、動態(tài)特性對液壓伺服系統(tǒng) 有很大的影響。結(jié)構(gòu)簡單、單位體積輸出 功率大、工作可靠、動態(tài)特性好是其優(yōu) 點(diǎn),3.1 圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類(續(xù),1 按進(jìn)出閥的通道數(shù)劃分 四通閥、三通閥、二通閥 四通閥有兩個控制口，可用來控制雙作用液壓缸或液壓馬達(dá) 三通閥只有一個控制口，只能用來控制差動液壓缸。 二通閥只有一個可變流口，必須和一個固定節(jié)流孔配合使用,2 按滑閥的工作邊數(shù)劃分 四邊滑閥、雙邊滑閥及單邊滑閥 四邊滑閥有4個可控的節(jié)流口，控制性能最好 雙邊滑閥有兩個可控的節(jié)流閥，控制性能居中 單邊滑閥只有一個可控的節(jié)流口，

3、控制性能最差 四邊滑閥需要保證3個軸向配合尺寸，結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜、成本高,3 按滑閥的預(yù)開口形式劃分 正開口（負(fù)重疊）、零開口（零重疊） 負(fù)開口（正重疊） 預(yù)開口形式對滑閥性能，特別是零位性能特性有很大的影響。 零開口：具有線性流量增益，性能比較好，應(yīng)用最廣泛，但是加工困難 負(fù)開口：具有死區(qū)，將引起穩(wěn)態(tài)誤差，很少采用。 正開口：開口區(qū)內(nèi)流量增益變化大，零位泄漏大,4 按閥套窗口形狀劃分（矩形、圓形、三角形） 矩形窗口又分全周開口和非全周開口。 其開口面積與閥芯位移成正比，可以獲得線性的流量增益，用得最多。 5 按閥芯的凸肩數(shù)目劃分（二、三、四凸肩滑閥） 三凸肩、四凸肩的四通閥，導(dǎo)向性和密封性好，常

4、用,3.2 閥芯液壓力,3.2.1液體的壓縮性 1 液體的壓縮性 習(xí)慣上用壓縮性系數(shù)反映密封容腔中液體體積與所受外力變化的關(guān)系,31,2 液體壓力的形成,33,37,37）表明，壓力區(qū)中的壓力變化快慢取決于有效流量的大小,若 則沒有液體進(jìn)出壓力區(qū)，壓力區(qū)中的壓力也就不會變化,3.2.2 滑閥受力分析,閥芯運(yùn)動需要克服各種阻力：閥芯質(zhì)量的慣性力、閥芯與閥套間的摩擦力，閥芯所受的液動力、彈簧力和任意外負(fù)載力等,3.2.2.1作用在滑閥閥芯上的液動力 液流流經(jīng)滑閥時滑閥受到的反作用力，分為穩(wěn)態(tài)液動力與瞬態(tài)液動力。 穩(wěn)態(tài)液動力與滑閥開口量成正比，瞬態(tài)液動力與滑閥開口量變化率成正比,液流經(jīng)過閥口時。由于

5、流動方向和流速的改 變，閥芯上會受到附加的作用力。在閥口開度 一定的穩(wěn)定流動情況下，液動力為穩(wěn)態(tài)液動 力。當(dāng)閥口開度發(fā)生變化時，還有瞬態(tài)液動力 作用。穩(wěn)態(tài)液動力可分為軸向分力和徑向分 力。由于一般將閥體的油腔對稱的設(shè)置在閥芯 的周圍，因此沿閥芯的徑向分力互相抵消了， 只剩下沿閥芯軸線方向的穩(wěn)態(tài)液動力,由于射流角90度，所以穩(wěn)態(tài)液動力的方向總是指向使閥口關(guān)閉的方向。p一定時，穩(wěn)態(tài)液動力與閥的開口量成正比彈性力 實(shí)際的閥受徑向間隙和工作圓邊的影響，使過流面積增大，射流角減小，從而使穩(wěn)態(tài)液動力增大,空載液動力剛度,穩(wěn)態(tài)液動力一般都很大，是滑閥的主要阻力。 例：全周開口，直徑1.2x10-2m的閥芯，

6、供油壓力14MPa，空載液動力剛度: 如果閥芯的最大位移510-4m時，空載的穩(wěn)態(tài)液動力,2、瞬態(tài)液動力,對閥口流量公式求導(dǎo)并代入上式，可得： Bf為阻力系數(shù)，與長度L有關(guān) 瞬態(tài)液動力的方向與閥芯的移動方向相反，則起正阻尼作用 瞬態(tài)液動力的方向與閥芯的移動方向相同，則起負(fù)阻尼作用，負(fù)阻尼對閥的工作穩(wěn)定性不利,瞬態(tài)液動力與閥芯的移動速度成正比，起粘性阻尼作用。方向始終與腔內(nèi)液體的加速度方向相反,1)零開口四邊滑閥的瞬態(tài)液動力,2)正開口四邊滑閥的瞬態(tài)液動力,3.2.2.2、滑閥的驅(qū)動力,3.3 液壓橋路,在控制原理的數(shù)學(xué)模型中，液與電有著極為類似的數(shù)學(xué)特性。 以液壓力p代表電壓U，以流量qv代替電流I，把閥的液阻代替電橋中的電阻，則可對閥進(jìn)行橋路