第4講-常用電控液壓元件PPT課件

1、2021/7/231第第4講講 常用電控液壓元件（常用電控液壓元件（1）2021/7/232液壓控制系統(tǒng)按照使用的控制元件不同可分為：伺服控制系統(tǒng)、比例控制系統(tǒng)和數(shù)字控制系統(tǒng)。2021/7/233液壓控制系統(tǒng)的典型組成：2021/7/2342021/7/235液壓伺服系統(tǒng)（也稱液壓隨動(dòng)系統(tǒng)）是以液壓動(dòng)力元件作驅(qū)動(dòng)裝置所組成的反饋控制系統(tǒng)，其輸出量（機(jī)械位移、速度、加速度或力）能以一定的精度，自動(dòng)按照輸入信號(hào)的變化規(guī)律運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，還起到功率放大作用，故又是一個(gè)功率放大裝置。2021/7/236比例控制系統(tǒng) 多為開環(huán)液壓控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓參數(shù)的遙控，也可以作為信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大元件用于閉環(huán)控制系

2、統(tǒng)。比例閥由“比例電磁鐵+普通液壓閥”組成，是一種按輸入信號(hào)連續(xù)或按比例地控制液壓系統(tǒng)中的流量、壓力和方向的控制閥。2021/7/237數(shù)字控制系統(tǒng) 采用數(shù)字信號(hào)直接控制液流的壓力、流量和方向的電液數(shù)字閥（數(shù)字閥）作為控制元件。2021/7/2382021/7/2392021/7/23104.1 電液伺服閥電液伺服閥2021/7/2311v電液伺服閥既是電液轉(zhuǎn)換元件，又是功率放大元件，它能夠把微小的電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換成大功率的液壓能（流量和壓力）輸出。從而實(shí)現(xiàn)了一些重型機(jī)械設(shè)備的伺服控制。2021/7/2312v伺服閥輸入信號(hào)是由電氣元件來(lái)完成的。電氣元件在傳輸、運(yùn)算和參量的轉(zhuǎn)換等方面既快速又簡(jiǎn)便，

3、而且可以把各種物理量轉(zhuǎn)換成為電量。所以在自動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛使用電氣裝置作為電信號(hào)的比較、放大、反饋檢測(cè)等元件；而液壓元件具有體積小，結(jié)構(gòu)緊湊、功率放大倍率高，線性度好，死區(qū)小，靈敏度高，動(dòng)態(tài)性能好，響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，可作為電液轉(zhuǎn)換功率放大的元件。因此，在一控制系統(tǒng)中常以電氣為“神經(jīng)”，以機(jī)械為“骨架”，以液壓控制為“肌肉”最大限度地發(fā)揮機(jī)電、液的長(zhǎng)處。2021/7/2313電液伺服閥的組成v電液伺服閥通常由電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換器、液壓放大器、檢測(cè)反饋機(jī)構(gòu)(或平衡機(jī)構(gòu))三部分組成。2021/7/2314電液伺服閥的分類電液伺服閥的分類 電液伺服閥的種類很多，根據(jù)它的結(jié)構(gòu)和機(jī)能可作如下分類： 1）按液壓放

4、大級(jí)數(shù)，可分為單級(jí)伺服閥、兩級(jí)伺服閥和三級(jí)伺服閥，其中兩級(jí)伺服閥應(yīng)用較廣。 2）按液壓前置級(jí)的結(jié)構(gòu)形式，可分為單噴嘴擋板式、雙噴嘴擋板式、滑閥式、射流管式和偏轉(zhuǎn)板射流式。 3）按反饋形式可分為位置反饋、流量反饋和壓力反饋。 4）按電-機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置可分為動(dòng)鐵式和動(dòng)圈式。 5）按輸出量形式可分為流量伺服閥和壓力控制伺服閥。 6）按輸入信號(hào)形式可分為連續(xù)控制式和脈寬調(diào)制式。2021/7/2315v電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換器：利用電磁原理工作的。它由永久磁鐵或激磁線圈產(chǎn)生極化磁場(chǎng)。通過(guò)控制線圈產(chǎn)生控制磁場(chǎng)，兩個(gè)磁場(chǎng)之間相互作用產(chǎn)生與控制信號(hào)成比例并能反應(yīng)控制信號(hào)極性的力或力矩，從而使其運(yùn)動(dòng)部分，因而也稱為力矩馬達(dá)

5、。2021/7/2316v 1)根據(jù)可動(dòng)件運(yùn)動(dòng)：直線位移式和角位移式（力馬達(dá)、力矩馬達(dá)）。v 2)按可動(dòng)件結(jié)構(gòu)：動(dòng)鐵式和動(dòng)圈式（可動(dòng)件是銜鐵、控制線圈）。v 3)按極化磁場(chǎng)：非激磁式、固定電流激磁和永磁式三種。2021/7/2317電液伺服閥實(shí)例之：動(dòng)圈式力馬達(dá)型單級(jí)電液伺服閥2021/7/2318電液伺服閥實(shí)例之：噴嘴擋板式力反饋電液伺服閥2021/7/2319雙噴嘴擋板伺服閥 電液伺服閥是電液聯(lián)合控制的多級(jí)伺服元件，它能將微弱的電氣輸入信號(hào)放大成大功率的液壓能量輸出。它具有控制精度高和放大倍數(shù)大等優(yōu)，在液壓控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。在此著重介紹三種典型電液伺服閥的工作原理 2021/7/2

6、320 雙噴嘴擋板電液伺服閥由力矩馬達(dá)和液壓放大器組成。力矩馬達(dá)組成 由一對(duì)永久磁鐵1、導(dǎo)磁體2和 4、銜鐵3、線圈5和內(nèi)部懸置擋板 7的彈簧管6等組成 。液壓放大器組成l前置放大器 前置放大級(jí)是一個(gè)雙 噴嘴擋板閥，它主要由擋板7 噴嘴8節(jié)流孔10和濾油器11組成。l功率放大器 功率放大級(jí)主要由滑閥9和擋板下部 的反饋彈簧片組成。2021/7/2321電液伺服閥工作原理力矩馬達(dá)工作原理 磁鐵把導(dǎo)磁體磁化成N、S極，形成磁場(chǎng)。銜鐵和擋板固連由彈簧支撐位于導(dǎo)磁體的中間。擋板下端球頭嵌放在滑閥中間凹槽內(nèi)；線圈無(wú)電流時(shí)，力矩馬達(dá)無(wú)力矩輸出，擋板處于兩噴嘴中間；當(dāng)輸入電流通過(guò)線圈使銜鐵3左端被磁化為N極

7、，右端為S極，銜鐵逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)。彈簧管彎曲產(chǎn)生反力矩，使銜鐵轉(zhuǎn)過(guò)角。電流越大角就越大，力矩馬達(dá)把輸入電信號(hào)轉(zhuǎn)換為力矩信號(hào)輸出。2021/7/2322 壓力油經(jīng)濾油器和節(jié)流孔流到滑閥左、右兩端油腔和兩噴嘴腔，由噴嘴噴出，經(jīng)閥9中部流回油箱力矩馬達(dá)無(wú)輸出信號(hào)時(shí)，擋板不動(dòng)，滑閥兩端壓力相等。當(dāng)矩馬達(dá)有信號(hào)輸出時(shí)，擋板偏轉(zhuǎn)，兩噴嘴與擋板之間的間隙不等，致使滑閥兩端壓力不等，推動(dòng)閥芯移動(dòng)。前置放大級(jí)工作原理2021/7/2323功率放大級(jí)工作原理 當(dāng)前置放大級(jí)有壓差信號(hào)使滑閥閥芯移動(dòng)時(shí)，主油路被接通?；y位移后的開度正比于力矩馬達(dá)的輸入電流，則閥的輸出流量和輸入電流成正比；當(dāng)輸入電流反向時(shí)，輸出流量也反向。滑閥移動(dòng)同時(shí)，擋板下端的小球亦隨同移動(dòng)，使擋板彈簧片產(chǎn)生