液壓伺服控制系統(tǒng)液壓控制元件實(shí)用教案

1、會計(jì)學(xué)1液壓伺服控制系統(tǒng)液壓伺服控制系統(tǒng)(kn zh x tn)液壓液壓控制元件控制元件第一頁，共56頁。OUTLINE 圓柱滑閥結(jié)構(gòu)型式、工作(gngzu)原理、靜態(tài)特性噴嘴擋板閥結(jié)構(gòu)型式、工作(gngzu)原理、靜態(tài)特性射流管閥結(jié)構(gòu)型式、工作(gngzu)原理、靜態(tài)特性第1頁/共56頁第二頁，共56頁。2.1 圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式(xn sh)及分類第2頁/共56頁第三頁，共56頁。第3頁/共56頁第四頁，共56頁。一、按進(jìn)、出閥的通道數(shù)劃分 四通閥 三通閥 二通閥二、按滑閥的工作邊數(shù)劃分 四邊滑閥 雙邊滑閥 單邊滑閥三、按閥套窗口的形狀(xngzhun)劃分 矩形、圓形、三角形等多種四、按

2、閥芯的凸肩數(shù)目劃分 二凸肩、三凸肩、四凸肩五、 滑閥的預(yù)開口型式分類 六、 滑閥的預(yù)開口型式分類 2.1 圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)(jigu)型式及分類 第4頁/共56頁第五頁，共56頁。四通(s tn)閥三通閥三通閥三通閥四通(s tn)閥四通閥第5頁/共56頁第六頁，共56頁。四邊(sbin)滑閥四邊(sbin)滑閥四邊滑閥雙邊滑閥雙邊滑閥雙邊滑閥第6頁/共56頁第七頁，共56頁。雙肩滑閥雙肩滑閥三肩滑閥四肩滑閥三肩滑閥雙肩滑閥第7頁/共56頁第八頁，共56頁。流量(liling)曲線 零開口(ki ku)(零重疊)正開口（負(fù)重疊 ） 負(fù)開口 （正重疊 ） 第8頁/共56頁第九頁，共56頁。圓周(y

3、unzhu)開口閥口 非圓周(yunzhu)開口閥口 閥芯位移 時(shí)，圓周開口閥的開口面積為非圓周開口閥的開口面積為vLx2vdxvx第9頁/共56頁第十頁，共56頁。2.2 圓柱(yunzh)滑閥的靜態(tài)特性分析第10頁/共56頁第十一頁，共56頁。滑閥壓力流量方程(fngchng)的一般表達(dá)式2.2 滑閥靜態(tài)持性的一般(ybn)分析 第11頁/共56頁第十二頁，共56頁?；炯僭O(shè)：（1）液壓能源是理想的恒壓源，回油壓力(yl)為零； （2）忽略管道和閥腔內(nèi)的壓力(yl)損失，因?yàn)楣艿篮烷y腔內(nèi)的壓力(yl)損失與閥口處的節(jié)流損失相比很小，所以可以忽略不計(jì)；（3）工作液是不可壓縮的；（4）各節(jié)流閥

4、口流量系數(shù)相等；（5）各閥口的油路窗口是矩形的，滑閥結(jié)構(gòu)上閥口是匹配與對稱的。 第12頁/共56頁第十三頁，共56頁。根據(jù)橋路的壓力(yl)平衡可得：p1 + p4 = psp2 + p3 = ps p1 - p2 = pLp3 - p4 = pL根據(jù)橋路的流量平衡可得： q1 + q2 = qs q3 + q4 = qs q4 - q1 = qLq2 - q3 = qL 第13頁/共56頁第十四頁，共56頁。111pgq 222pgq 333pgq 444pgq 2idiACg 式中節(jié)流(ji li)口液導(dǎo)：第14頁/共56頁第十五頁，共56頁。12sLppp22sLppp第15頁/共56頁

5、第十六頁，共56頁。2122sLsLLppppqgg2111()()LdsLdsLqC AppC App2122sLsLsppppqgg2111()()sdsLdsLqC AppC App供油流量(liling)為：第16頁/共56頁第十七頁，共56頁。二、閥的線性化分析和閥的系數(shù)（1）閥的線性化分析閥的壓力-流量特性是非線性的。利用線件化理論對系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析時(shí)，必須將這個(gè)方程線性化。利用負(fù)載壓力流量方程將其在某一特定工作(gngzu)點(diǎn)附近展成臺勞級數(shù)可得：LALLvAvLLALppqxxqqqLALLvAvLLLALppqxxqqqq第17頁/共56頁第十八頁，共56頁。（2）滑閥的特性

6、系數(shù)流量增益：指負(fù)載壓降一定時(shí)，閥單位輸入(shr)位移所引起的負(fù)載流量變化的大小。流量-壓力系數(shù)：指閥開度一定時(shí)，負(fù)載壓降變化所引起的負(fù)載流量變化大小。壓力增益：指qL0時(shí)閥單位輸入(shr)位移所引起的負(fù)載壓力變化的大小。vLqxqKLLcpqKvLpxpK第18頁/共56頁第十九頁，共56頁。根據(jù)：所以(suy)有：負(fù)載壓力流量線性化方程：LLvLvLpqxqxqcqpKKKLcvqLpKxKq第19頁/共56頁第二十頁，共56頁。閥的三個(gè)系數(shù)流量增益：直接影響開環(huán)增益，因而對系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)特性、穩(wěn)態(tài)誤差有直接影響。流量-壓力系數(shù)：直接影響閥控執(zhí)行元件的速度比和速度剛度(n d)。壓

7、力增益：表示閥控執(zhí)行元件組合啟動(dòng)大慣量和大摩擦力負(fù)載的能力。第20頁/共56頁第二十一頁，共56頁。零位閥系數(shù)閥的系數(shù)值隨著工作點(diǎn)的變化而變化。最重要的閥系數(shù)是零位閥系數(shù)零位閥系數(shù)：液壓伺服系統(tǒng)閥經(jīng)常(jngchng)工作在零位附近。零位流量增益最大，因而系統(tǒng)開環(huán)增益也最大。零位流量-壓力系數(shù)最小，因而系統(tǒng)阻尼比最小。零位系統(tǒng)穩(wěn)定，則在其它工作點(diǎn)系統(tǒng)一定穩(wěn)定。因此零位閥系數(shù)經(jīng)常(jngchng)最為系統(tǒng)分析時(shí)閥的性能參數(shù)第21頁/共56頁第二十二頁，共56頁。4.3 零開口圓柱(yunzh)滑閥的靜態(tài)特性分析第22頁/共56頁第二十三頁，共56頁。 一、理想零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性 1、理想零

8、開口四邊滑閥的壓力(yl)流量方程U=0第23頁/共56頁第二十四頁，共56頁。 閥芯左移： 閥芯右移(yu y)：合并得：221()2sLLdsLppqgC App111()2sLLdslppqgC App 21()vvLdsLvvxxqCAppxx1()vLdvsLvxqC Wxppx第24頁/共56頁第二十五頁，共56頁。 歸一化處理(chl)得：其中：1vvLLvxqxpxvvvmxxxLLsppp0LLmqqq01mdvmsqC Wxp第25頁/共56頁第二十六頁，共56頁。理想零開口 滑閥的靜態(tài)特性曲線(I) 閥的流量特性：負(fù)載(fzi)壓降等于常數(shù)時(shí)，負(fù)載(fzi)流量與閥芯位移

9、之間的關(guān)系。負(fù)載(fzi)壓降pL0時(shí)的流量特性稱為空載流量特性。第26頁/共56頁第二十七頁，共56頁。(II) 閥的壓力特性：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(gun x)。通常所指的壓力特性是指負(fù)載流量qL0 時(shí)的壓力特性。第27頁/共56頁第二十八頁，共56頁。2、理想零開口四邊滑閥的閥系數(shù)流量增益(zngy)：流量-壓力系數(shù)：壓力增益(zngy)：1()LqdsLvqKC Wppx1()2()dvsLLcLsLC WxppqKppp 2()LsLpvvpppKxx第28頁/共56頁第二十九頁，共56頁。理想零開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)流量增益(zngy)：流量-壓力系

10、數(shù)：壓力增益(zngy)：0qdsKC Wp00cK0pK 第29頁/共56頁第三十頁，共56頁。 一、實(shí)際零開口四邊滑閥的靜態(tài)(jngti)特性 1、壓力特性曲線和泄漏流量曲線實(shí)際(shj)零開口四通滑閥流量特性基本理想零開口閥一樣壓力(yl)特性泄漏特性第30頁/共56頁第三十一頁，共56頁。實(shí)際零開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)流量-壓力(yl)系數(shù)：壓力(yl)增益：2032cccsqr WKp002032qdspccKCpKKr第31頁/共56頁第三十二頁，共56頁。4.4 正開口圓柱(yunzh)滑閥的靜態(tài)特性分析第32頁/共56頁第三十三頁，共56頁。1、理想正開口四邊滑閥的壓力流量(l

11、iling)方程歸一化方程：vv11()()()()LdsLdsLqC W UxppC W Uxppvv(1) (1)(1) (1+)LLLssdsqxpxpUpUpC WUp(1) 1(1) 1vvLLLqxpxp第33頁/共56頁第三十四頁，共56頁。全程(qunchng)正開口四通滑閥的壓力流量曲線 小正開口四通滑閥的壓力流量(liling)曲線 小正開口四通滑閥的壓力流量曲線局部 第34頁/共56頁第三十五頁，共56頁。2、理想正開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)(xsh)流量增益：流量-壓力系數(shù)(xsh)：壓力增益：02qdsKC Wp0dscsC WUpKps02ppKU第35頁/共56頁第

12、三十六頁，共56頁。4.5 雙邊滑閥的靜態(tài)特性(txng)分析第36頁/共56頁第三十七頁，共56頁。 一、零開口雙邊滑閥的靜態(tài)特性(txng) 1、零開口雙邊滑閥的壓力流量方程閥芯左移：閥芯右移：122()()LdscdvscqC AppC Wxpp222LdcdvcqC ApC Wxp第37頁/共56頁第三十八頁，共56頁。帶差動(dòng)液壓缸的雙邊(shungbin)滑閥第38頁/共56頁第三十九頁，共56頁。 無因次方程(fngchng)：1vLcqxpvLcqxp第39頁/共56頁第四十頁，共56頁。2、零開口雙邊(shungbin)滑閥的零位閥系數(shù)流量增益：流量-壓力系數(shù)：壓力增益：00L

13、sqdvqpKC Wx0000vsdvLcLsxpC WxqKpp 000vcspvvxppKxx第40頁/共56頁第四十一頁，共56頁。2、正開口雙邊滑閥的零位閥系數(shù)流量(liling)增益：流量(liling)-壓力系數(shù)：壓力增益：002LsqdvqpKC Wx002sdLccspC WUqKpp 00cspvppKxU第41頁/共56頁第四十二頁，共56頁。4.6 滑閥的受力分析(fnx)相比較而言，作用滑閥閥芯上的驅(qū)動(dòng)力會很大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過閥芯上作用的各種( zhn)阻力之和。第42頁/共56頁第四十三頁，共56頁。4.7 滑閥輸出功率及效率(xio l)第43頁/共56頁第四十四頁，共5

14、6頁。 一、零開口(ki ku)四邊滑閥輸出功率1()1sLLLLLLdvsLdvssspppNp qp C WxppC Wxppp1LLLsssdvsNpppppC Wx p323 3sLmdvmpNC Wx第44頁/共56頁第四十五頁，共56頁。恒壓定量(dngling)液壓源恒壓變量(binling)液壓源第45頁/共56頁第四十六頁，共56頁。 二、零開口四邊(sbin)滑閥輸出效率max2()230.6673ssLLssssp qp qp qp qmax212()33()0.385sdvmssLLsssdvmsp C Wxppp qp qp C Wxp第46頁/共56頁第四十七頁，共

15、56頁。2.8 滑閥設(shè)計(jì)(shj)（暫略）第47頁/共56頁第四十八頁，共56頁。2.9 噴嘴(pnzu)擋板閥第48頁/共56頁第四十九頁，共56頁。 一、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性 結(jié)構(gòu)(jigu)原理：第49頁/共56頁第五十頁，共56頁。噴嘴(pnzu)擋板閥如圖所示為噴嘴擋板(dn bn)閥的工作原理圖。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、加工要求低、運(yùn)動(dòng)部件慣性小、位移小、反應(yīng)(fnyng)快、靈敏度和精度高。缺點(diǎn)：無功損耗大、抗污染能力較差、輸出功率小。 第50頁/共56頁第五十一頁，共56頁。壓力流量(liling)曲線 壓力特性(txng)曲線 第51頁/共56頁第五十二頁，共56頁。2.10 射流(shli)管閥第52頁/共56頁第五十三頁，共56頁。射流(shli)管閥如圖所示為射流(shli)管閥工作原理圖。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、加工(ji gng