液壓放大元件

1、1)1)了解液壓控制閥的結構形式及分類方法了解液壓控制閥的結構形式及分類方法2)2)掌握掌握3)3)了解掌握機液伺服閥、電液伺服閥、電液比例閥分類及應用場合。了解掌握機液伺服閥、電液伺服閥、電液比例閥分類及應用場合。4)4)5)5)掌握滑閥的受力分析和計算方法掌握滑閥的受力分析和計算方法6)6)掌握掌握。7)7)掌握掌握8)8)掌握掌握9)9)了解其他類型的電液伺服閥的原理和結構了解其他類型的電液伺服閥的原理和結構10)10)了解滑閥位置反饋，負載流量反饋，負載壓力反饋的基本概念。了解滑閥位置反饋，負載流量反饋，負載壓力反饋的基本概念。按機液伺服閥、電液伺服閥、電液比例閥分類并說明功能及應用場

2、合）液壓放大器，以機械運動來控制流體動力傳輸?shù)脑?。液壓放大器，以機械運動來控制流體動力傳輸?shù)脑?。具有具有結構簡單、單位體積輸出功率大、工作可靠和動態(tài)性能好等結構簡單、單位體積輸出功率大、工作可靠和動態(tài)性能好等優(yōu)點，優(yōu)點，在在液壓伺服系統(tǒng)中廣泛應用。液壓伺服系統(tǒng)中廣泛應用。滑閥滑閥、噴嘴擋板閥和射流管閥等、噴嘴擋板閥和射流管閥等。結構形式、工作原理、靜態(tài)特性及設計準則結構形式、工作原理、靜態(tài)特性及設計準則一、按進、出閥的通道數(shù)劃分一、按進、出閥的通道數(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

3、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、四凸肩五、按滑閥的預開口型式劃分五、按滑閥的預開口型式劃分正開口正開口(負重疊負重疊)、零開口、零開口(零重疊零重疊)、負開口、負開口(正重疊正重疊) 五、按滑閥的預開口型式劃分五、按滑閥的預開口型式劃分正開口正開口(負重疊負重疊)零開口零開口(零重疊零重疊)負開口負開口(正重疊正重疊) 圖2.4 滑閥

4、閥口形狀(a) 通油槽為整周開槽 (b)通油槽為方孔 （c）通油槽為圓孔。dvxvxvxv(a)(b)（c）vxAW 是變化的W開園孔開園孔nLW 展開圖開方孔開方孔vdW 全周開口全周開口 land滑閥典型結構原理圖 滑閥典型結構原理圖（a）兩凸肩四通滑閥 （D） 三凸肩負開口四通滑閥（E） 三凸肩正開口四通滑閥 不論凸肩數(shù)有多少，也不管是三通或四通的閥，都可以做成正不論凸肩數(shù)有多少，也不管是三通或四通的閥，都可以做成正開口、負開口或零開口的。開口、負開口或零開口的。（C） 四凸肩零開口四通滑閥（C） 四凸肩零開口四通滑閥（C） 四凸肩零開口四通滑閥（D） 三凸肩零開口四通滑閥（D） 三凸肩

5、四通滑閥（D） 三凸肩四通滑閥（E） 三凸肩四通滑閥（E） 三凸肩正開口四通滑閥（F） 三凸肩四通滑閥(b)液壓橋(a)結構原理圖A 它表示滑閥的它表示滑閥的工作能力和性能工作能力和性能，對液壓伺服系統(tǒng)的靜、動，對液壓伺服系統(tǒng)的靜、動態(tài)特性計算具有重要意義。態(tài)特性計算具有重要意義。閥的靜態(tài)特性可用方程、曲線或特性參數(shù)閥的靜態(tài)特性可用方程、曲線或特性參數(shù)( () )表示。表示。靜態(tài)特性曲線和閥的系數(shù)的獲得：靜態(tài)特性曲線和閥的系數(shù)的獲得： 1 1）可從實際的閥測出）可從實際的閥測出 2 2）對許多結構的閥也可以用解析法推導出壓力）對許多結構的閥也可以用解析法推導出壓力- -流量方程。流量方程。 四

6、邊滑閥及等效橋路四邊滑閥及等效橋路 在推導壓力在推導壓力流量方程時，作以下假設：流量方程時，作以下假設：1) 1) 液壓能源是理想的恒壓源，液壓能源是理想的恒壓源，。另外，假。另外，假設設。2) 2) 。3) 3) 假定假定。因為考慮的是穩(wěn)態(tài)情況，液體。因為考慮的是穩(wěn)態(tài)情況，液體密度變化量很小。密度變化量很小。4) 4) 假定閥假定閥。式中節(jié)流口液導：式中節(jié)流口液導：負載壓降等于常數(shù)時，負載壓降等于常數(shù)時，負載壓降負載壓降pL0時的流量特性稱時的流量特性稱為空載流量特性。為空載流量特性。負載流量等于常數(shù)時，負載流量等于常數(shù)時，通常所指的壓力特性是指負載通常所指的壓力特性是指負載 流量流量qL0

7、時的壓力特時的壓力特性性 即能滿足系統(tǒng)即能滿足系統(tǒng) 設計要求。設計要求。 閥芯位移一定時，負載流量閥芯位移一定時，負載流量與負載壓降之間的關系。壓與負載壓降之間的關系。壓力力流量特性曲線族可全面描流量特性曲線族可全面描述閥的穩(wěn)態(tài)述閥的穩(wěn)態(tài)特性特性。 閥的壓力閥的壓力- -流量特性是非線性的。利用線件化理論對系統(tǒng)進行動態(tài)分流量特性是非線性的。利用線件化理論對系統(tǒng)進行動態(tài)分析時，須將這個方程線性化。析時，須將這個方程線性化。 利用負載壓力流量方程將其在某一特定工利用負載壓力流量方程將其在某一特定工作點作點附近展成臺勞級數(shù)可得：附近展成臺勞級數(shù)可得： 指負載壓降一定時，指負載壓降一定時，閥單位輸入位

8、移閥單位輸入位移 所引起的所引起的負載流量變化的大小。負載流量變化的大小。 指閥開度一定時，指閥開度一定時，負載壓降變化所引負載壓降變化所引起的負載流起的負載流量變化大小。量變化大小。 指指qL0時，時，閥單位輸入位移所引起閥單位輸入位移所引起 的負載壓力的負載壓力變化的大小。變化的大小。 ： 閥的三個系數(shù)是表示閥靜態(tài)特性的三個性能參數(shù)。在確定系閥的三個系數(shù)是表示閥靜態(tài)特性的三個性能參數(shù)。在確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應特性和穩(wěn)態(tài)誤差時非常重要。統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應特性和穩(wěn)態(tài)誤差時非常重要。表示閥控執(zhí)行元件組合起動大慣量或大摩擦力表示閥控執(zhí)行元件組合起動大慣量或大摩擦力負載的能力。負載的能力。直接影響閥控

9、執(zhí)行元件直接影響閥控執(zhí)行元件( (液壓動力元液壓動力元件件) )的阻尼比和速度剛度。的阻尼比和速度剛度。直接影響系統(tǒng)的開環(huán)增益，因而對系統(tǒng)直接影響系統(tǒng)的開環(huán)增益，因而對系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應特性、穩(wěn)態(tài)誤差有直接影響。的穩(wěn)定性、響應特性、穩(wěn)態(tài)誤差有直接影響。 閥的閥的系數(shù)值系數(shù)值隨閥的工作點而變。隨閥的工作點而變。壓力壓力流量特性的原點對系統(tǒng)穩(wěn)定性來說是最關鍵的一點。流量特性的原點對系統(tǒng)穩(wěn)定性來說是最關鍵的一點。一個系統(tǒng)在這一個系統(tǒng)在這點能穩(wěn)定工作，則在其它的工作點也能穩(wěn)定工點能穩(wěn)定工作，則在其它的工作點也能穩(wěn)定工作。作。最重要的工作點是最重要的工作點是，因為反饋控制系，因為反饋控制系統(tǒng)經常在原點附

10、近工作。而此處閥的統(tǒng)經常在原點附近工作。而此處閥的一、理想零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性一、理想零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性一、理想零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性一、理想零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性x0時一、理想零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性一、理想零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性一、理想零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性一、理想零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性 一、零開口四邊閥的壓力一、零開口四邊閥的壓力-流量特性方程流量特性方程/)(2/)(0LSvdLLSvPPWxCQPPPx閥口壓差時 x0時時 x67 xvmax;2、 xvmax約為約為0.10.5;3、保持凸肩為銳邊，間隙為、保持凸肩為銳邊，間隙為0.3微米。微米。噴嘴噴嘴-擋板閥

11、閥有擋板閥閥有單噴嘴單噴嘴-擋板閥擋板閥和和雙噴嘴雙噴嘴-擋板閥擋板閥兩種。兩種。單噴嘴單噴嘴-擋板閥相當于帶擋板閥相當于帶1個個固定節(jié)流孔的正開口三通閥固定節(jié)流孔的正開口三通閥雙噴嘴雙噴嘴-擋板閥擋板閥相當于帶相當于帶2個個固定節(jié)流孔的正開口四通閥固定節(jié)流孔的正開口四通閥二、雙噴嘴擋板閥的靜態(tài)特性二、雙噴嘴擋板閥的靜態(tài)特性 一、雙噴嘴一、雙噴嘴-擋板閥的壓力擋板閥的壓力-流量特性流量特性4321QQQQQL流量關系)()(),()(04030201xxdAAAdxxdAAAnnn固定節(jié)流孔面積為噴孔直徑固定節(jié)流孔面積各閥口節(jié)流面積/)(2/)(2)(/)(2)(/)(2)(200103410

12、10021PPACPPxxdCQQQPPxxdCPPACQQQSdSndfLSndfSdL隱函數(shù)特性方程/)(2)(/)(2/)(2)(/)(210420031021001PPxxdCQPPACQPPxxdCQPPACQSndfSdSndfSd閥口流量方程Q1Q2Q3Q42022012010)1(1)1(12/0 xxPPxxPPPPPQSSSL且令 二、雙噴嘴二、雙噴嘴-擋板閥的壓力特性擋板閥的壓力特性xxPPPxxPxxPPxxPxxPPxfPPPSSLSSLSSLL0002020212)21(1)21(1)1(1)1(1)(閥閥vxLP？Q LKpvxLP1/KcLQ00 xPKSP00

13、00000/xPKPxKPPxdCKPdCKSPSqSSndfCSndfq零位壓力增益零位壓力流量系數(shù)零位流量增益 三、三、雙噴嘴雙噴嘴-擋板閥零位的閥系數(shù)擋板閥零位的閥系數(shù)SdfffLnSdfLnPxCkxkPdFxPxCPdFF0220228)4()8()4(彈簧剛度雙噴嘴擋板閥的液動力液動彈簧力靜壓力xkPdFfLn)4(21、為防止流量飽和，、為防止流量飽和， x0=dn /16;2、 x0約為約為0.1, d00.5。射流管閥一般用先導級射流管閥一般用先導級作為壓力放大器用作為壓力放大器用閥系數(shù)由實驗確定閥系數(shù)由實驗確定1、射流管閥只有一個噴、射流管閥只有一個噴孔堵塞后孔堵塞后“事故歸零事故歸零”；