液壓放大元件0101

1、 也稱為液壓放大器，是一種以機(jī)械運(yùn)動(dòng)來控制流體動(dòng)也稱為液壓放大器，是一種以機(jī)械運(yùn)動(dòng)來控制流體動(dòng)力的的元件。在液壓伺服系統(tǒng)中，它將輸入的機(jī)械信號力的的元件。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，（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。包括是一種功率放大元件。包括滑閥、噴嘴擋板閥和射流管滑閥、噴嘴擋板閥和射流管閥。閥。結(jié)構(gòu)型式、工作原理、靜態(tài)特性、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則結(jié)構(gòu)型式、工作原理、靜態(tài)特性、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一、按進(jìn)、出閥的通道數(shù)劃分一、按進(jìn)、出

2、閥的通道數(shù)劃分四通閥四通閥(圖圖2-1a、b、c、d)三通閥三通閥(圖圖2-1e)二通閥二通閥(圖圖2-1f)二、按滑閥的工作邊數(shù)劃分二、按滑閥的工作邊數(shù)劃分四邊滑閥四邊滑閥(圖圖2-1a、b、c)雙邊滑閥雙邊滑閥(圖圖2-1d、e)單邊滑閥單邊滑閥(圖圖2-1f)三、按閥套窗口的形狀劃分三、按閥套窗口的形狀劃分矩形、圓形、三角形等多種矩形、圓形、三角形等多種四、按閥芯的凸肩數(shù)目劃分四、按閥芯的凸肩數(shù)目劃分二凸肩、三凸肩、四凸肩二凸肩、三凸肩、四凸肩2.1 圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類 p.13一、按進(jìn)、出閥的通道數(shù)劃分一、按進(jìn)、出閥的通道數(shù)劃分四通閥四通閥(圖圖2-1a、

3、b、c、d)三通閥三通閥(圖圖2-1e)二通閥二通閥(圖圖2-1f)二、按滑閥的工作邊數(shù)劃分二、按滑閥的工作邊數(shù)劃分四邊滑閥四邊滑閥(圖圖2-1a、b、c)雙邊滑閥雙邊滑閥(圖圖2-1d、e)單邊滑閥單邊滑閥(圖圖2-1f)三、按閥套窗口的形狀劃分三、按閥套窗口的形狀劃分矩形、圓形、三角形等多種矩形、圓形、三角形等多種四、按閥芯的凸肩數(shù)目劃分四、按閥芯的凸肩數(shù)目劃分二凸肩、三凸肩、四凸肩二凸肩、三凸肩、四凸肩 圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類 五、按滑閥的預(yù)五、按滑閥的預(yù)開口型式劃分開口型式劃分正開口正開口(負(fù)重疊負(fù)重疊)、零開口零開口(零重疊零重疊)和和負(fù)開口負(fù)開口(正重疊正

4、重疊)一、滑閥壓力一、滑閥壓力流量方程的一般表達(dá)式流量方程的一般表達(dá)式(求解時(shí)假定：求解時(shí)假定：)2.2 2.2 滑閥靜態(tài)持性的一般分析滑閥靜態(tài)持性的一般分析(p.16) (p.16) 根據(jù)橋路的壓力平衡可得：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 各橋臂的流量方程：111pgq 222pgq 333pgq 444pgq 2idiACg 式中節(jié)流口液導(dǎo)：閥口配磨匹配條件： g1( xv ) = g3( xv )

5、 g2( xv ) = g4( xv ) g2( xv ) = g1( -xv ) g4( xv ) = g3( -xv )則有： q1 = q3 q2 = q4 p1 = p3 p2 = p4 聯(lián)立解得：12sLppp22sLppp由以上公式推得負(fù)載流量為：2122sLsLLppppqgg2111()()LdsLdsLqC AppC App2122sLsLsppppqgg2111()()sdsLdsLqC AppC App供油流量為：二、滑閥的靜態(tài)特性曲線(I) 閥的流量特性：負(fù)載壓降等于常數(shù)時(shí)，負(fù)載流量與閥芯位移之間的關(guān)系。負(fù)載壓降pL0時(shí)的流量特性稱為空載流量特性。(II) 閥的壓力特性

6、：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。通常所指的壓力特性是指負(fù)載流量qL0 時(shí)的壓力特性。(III) 閥的壓力-流量特性：（p.22） 指閥芯位移一定時(shí)，負(fù)載流量與負(fù)載壓降之間的關(guān)系。壓力流量特性曲線族(見圖28)則全面描述了閥的靜態(tài)特性。三、閥的線性化分析和閥的系數(shù)(p.19)（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點(diǎn)附近展成臺(tái)勞級數(shù)可得：LALLvAvLLALppqxxqqqLALLvAvLLLALppqxxqqqq（2）滑閥的特性系數(shù)(p.21)流量增益：指負(fù)載壓降一

7、定時(shí)，閥單位輸入位移所引起的負(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)閥單位輸入位移所引起的負(fù)載壓力變化的大小。vLqxqKLLcpqKvLpxpK根據(jù)：所以有：負(fù)載壓力流量線性化方程：LLvLvLpqxqxqcqpKKK LcvqLpKxKq2.3 零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性(p.20) 一、理想零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性 1、理想零開口四邊滑閥的壓力流量方程 閥芯左移： 閥芯右移：合并得：221()2sLLdsLppqgC App111()2sLLdslppqgC App 21()vvLdsLvvxxqC Appxx1()vL

8、dvsLvxqC Wxppx 歸一化處理得：其中：1vvLLvxqxpxvvvmxxxLLsppp0LLmqqq01mdvmsqC Wxp2、理想零開口四邊滑閥的閥系數(shù)流量增益：流量-壓力系數(shù)：壓力增益：1()LqdsLvqKC Wppx1()2()dvsLLcLsLC WxppqKppp 2()LsLpvvpppKxx0vLLxpq0qdsKC Wp00cK0pK 理想零開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)流量增益：流量-壓力系數(shù)：壓力增益： 一、實(shí)際零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性 1、壓力特性曲線和泄漏流量曲線2、中位泄漏流量曲線實(shí)際零開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)流量-壓力系數(shù)：壓力增益：2032cccsqr

9、WKp002032qdspccKCpKKr2.4 正開口四邊滑閥的特性(p.24) 1、理想正開口四邊滑閥的壓力流量方程歸一化方程：vv11()()()()LdsLdsLqC W UxppC W Uxppvv(1) (1)(1) (1+)LLLssdsqxpxpUpUpC WUp(1) 1(1) 1vvLLLqxpxp2.4 正開口四邊滑閥的特性 (p.25,與另開口閥的靜態(tài)曲線比較，線性度要好，但是以降低壓力增益和效益為代價(jià)的。)正開口四邊滑閥的壓力流量曲線2、理想正開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)流量增益：流量-壓力系數(shù)：壓力增益：02qdsKC Wp0dscsC WUpKps02ppKU2.5

10、雙邊滑閥的靜態(tài)特性（p.25）帶差動(dòng)液壓缸的雙邊滑閥2.5 雙邊滑閥的靜態(tài)特性 一、零開口雙邊滑閥的靜態(tài)特性 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 無因次方程：1vLcqxpvLcqxp2、零開口雙邊滑閥的零位閥系數(shù)流量增益：流量-壓力系數(shù)：壓力增益：00LsqdvqpKC Wx0000vsdvLcLsxpC WxqKpp 000vcspvvxppKxx2、正開口雙邊滑閥的零位閥系數(shù)流量增益：流量-壓力系數(shù)：壓力增益：002LsqdvqpKC Wx002sdLccspC WUqKpp 0

11、0cspvppKxU2.6 滑閥的受力分析 一、作用在滑閥閥芯上的液動(dòng)力 1、穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力1cossFFqv2cossvdvfvFC C WxpK x0.43svfvFWxpK x 2.6 滑閥的受力分析(p.28)2cossvdvfvFC C WxpK x0.43svfvFWxpK x 2、零開口四邊滑閥穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力3、正開口四邊滑閥穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力0.43()ssLvfvFW ppxK x000.43ssvfvFWp xKx00.86()ssvLFW p xp U00.86ssvFWp x4、瞬態(tài)液動(dòng)力()td mvFdttvdvdvdqFmLALdtdtdt2vvtdfdxdxFC WLpBdtd

12、t2fdBC WLp5、零開口四邊滑閥瞬態(tài)液動(dòng)力6、正開口四邊滑閥瞬態(tài)液動(dòng)力21()()vvtdsLfdxdxFLL C WppBdtdt21()()fdsLBLL C Wpp212212112 ()2 ()22vvtdsdsvvdddxdxFL C WppL C WppdtdtdxdxLC WpLC Wpdtdt21() ()()vvtdsLsLfdxdxFLL C WppppBdtdt 二、滑閥驅(qū)動(dòng)力 22()vvivvffvLd xdxFmBBK xFdtdt2.7 滑閥的輸出功率和效率 一、零開口四邊滑閥輸出功率1()1sLLLLLLdvsLdvssspppNp qp C WxppC

13、Wxppp1LLLsssdvsNpppppC Wx p323 3sLmdvmpNC Wx2.7 滑閥的輸出功率和效率 二、零開口四邊滑閥輸出效率（p.39）max2()230.6673ssLLssssp qp qp qp qmax212()33()0.385sdvmssLLsssdvmsp C Wxppp qp qp C Wxp2.9 噴嘴擋板閥(p.43) 一、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性 結(jié)構(gòu)原理：即可討論靜態(tài)特性得負(fù)載流量方程：cfdfcsdLpACppACq2)(200n結(jié)論是：噴嘴擋板閥結(jié)構(gòu)簡單靈敏度髙比滑閥抗污染能力強(qiáng)缺點(diǎn)是零位流量大，效率低。常常用于小功率的液壓系統(tǒng)或兩級閥的前置放大級。思考題n1、為什么把液壓控制閥稱為液壓放大元件？n2、什么是理想滑閥?什么是實(shí)際滑閥？n3、什么是三通閥、四通閥?什么是雙邊滑閥、四邊滑閥?它們之間有什么關(guān)系?n4、什么叫閥的工作點(diǎn)？零位工作點(diǎn)的條件是什么?n5、在計(jì)算系統(tǒng)穩(wěn)定性、響應(yīng)特性和穩(wěn)態(tài)誤差時(shí)應(yīng)如何選定閥的系數(shù)？為什么？n6、比較零開口閥與正開口閥、三通閥與四通閥的三個(gè)系數(shù)有什么異同，為什么?n7、徑向間隙對零開口滑閥的靜態(tài)特性有什么影響，為什么要研究實(shí)際實(shí)際零開口滑閥的泄漏特性?