電液控制課件01

1、電液控制技術電液控制技術 參考書目參考書目王春行主編王春行主編液壓控制系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)北京：機械北京：機械工業(yè)出版社，工業(yè)出版社，2002 2002 關景泰關景泰機電液控制技術機電液控制技術上海：同濟大上海：同濟大學出版社學出版社 2003 2003年年 H HE E梅里特著梅里特著陳燕慶譯陳燕慶譯液壓控制系液壓控制系統(tǒng)統(tǒng)北京：科學出版社，北京：科學出版社，1976 1976 李洪仁著李洪仁著液壓控制系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)北京：國防工北京：國防工業(yè)出版社，業(yè)出版社，1981 1981 主要內容n 液壓放大元件液壓放大元件（ 噴嘴擋板閥特性分析；零開口四邊滑閥特性分析； 正開口四邊滑閥特性分析等）n

2、液壓動力執(zhí)行元件液壓動力執(zhí)行元件（ 四通閥控對稱液壓缸； 三通閥控差動液壓缸；閥控液壓馬達； 泵控液壓馬達；液壓動力執(zhí)行元件與負載的匹配等）n 機液伺服系統(tǒng)機液伺服系統(tǒng)（ 機液位置伺服系統(tǒng)； 機液速度伺服系統(tǒng)；機液力伺服系統(tǒng)；機液伺服系統(tǒng)的校正等）n 電電機械轉換元件機械轉換元件（ 動圈式力馬達； 動鐵式力矩馬達； 直流比例電磁鐵；控制用電機等）n電液伺服閥及伺服系統(tǒng)電液伺服閥及伺服系統(tǒng)（ 電液伺服閥的結構形式及其特點；力反饋二級電液伺服閥； 電液伺服閥主要性能、實驗特性及選擇應用； 電液位置伺服系統(tǒng)； 電液速度伺服系統(tǒng)； 電液力伺服系統(tǒng)； 電液伺服系統(tǒng)設計等）n電液比例閥及比例控制系統(tǒng)電液比

3、例閥及比例控制系統(tǒng)（電液比例控制閥；電液比例閥主要性能及其選擇； 電液比例控制系統(tǒng)等）n機電液伺服系統(tǒng)性能改善的相關技術機電液伺服系統(tǒng)性能改善的相關技術（ 結構諧振與液壓一機械綜合諧振； 蓄能器及其應用； 典型非線性環(huán)節(jié)及其對策等）第一章第一章 緒論緒論1.1 1.1 伺服控制系統(tǒng)的工作原理及組成伺服控制系統(tǒng)的工作原理及組成 液壓伺服控制系統(tǒng)是以液壓動力元件作驅動裝置液壓伺服控制系統(tǒng)是以液壓動力元件作驅動裝置所組成的反饋控制系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，所組成的反饋控制系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，輸出量輸出量（位移、速度、力等）能夠自動地、快速而準確（位移、速度、力等）能夠自動地、快速而準確地復現(xiàn)地復現(xiàn)輸入量輸

4、入量的變化規(guī)律，與此同時，還對輸入的變化規(guī)律，與此同時，還對輸入信號進行信號進行功率放大功率放大，因此也是一個功率放大裝置。，因此也是一個功率放大裝置。 圖圖 液壓回油節(jié)流調速系統(tǒng)液壓回油節(jié)流調速系統(tǒng) Dsp0p1CT2CT電磁換向閥調速閥工作臺F先閱讀液壓速度傳動系統(tǒng)的基本工作原理先閱讀液壓速度傳動系統(tǒng)的基本工作原理液壓速度傳動系統(tǒng)工作性質液壓速度傳動系統(tǒng)工作性質l傳動系統(tǒng)運動方向是根據(jù)電磁換向閥的電磁鐵CT1、CT2的通電、斷電控制換向閥，改變傳動缸的運動方向。l系統(tǒng)運動速度：向右快速運動，由泵流量決定。向左慢速運動，由調速閥決定。l傳動系統(tǒng)特點：調速閥對溫度壓力油補償作用，可不受溫度、負

5、載變化的影響，但對元器件的泄漏無法補償。再閱讀（采用位置比較）電液位置控制系統(tǒng)再閱讀（采用位置比較）電液位置控制系統(tǒng)圖 電液位置控制系統(tǒng)向左。向左，對應負載位移也向右，向右，對應缸（負載）運動是一個跟隨系統(tǒng)，液壓缸停止運動。，為時，對應閥的輸出流量當ii00 xxxxxxvpiv輸出位移能夠自動地、快速而準確地復現(xiàn)輸出位移能夠自動地、快速而準確地復現(xiàn)輸入的位移變化。輸入的位移變化。原因：原因：閥體與液壓缸缸體剛性的連接在一起，構閥體與液壓缸缸體剛性的連接在一起，構成了負反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。液壓缸的輸出位移能成了負反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。液壓缸的輸出位移能夠連續(xù)不斷的反饋到閥體上，與滑閥閥芯的輸入夠連續(xù)

6、不斷的反饋到閥體上，與滑閥閥芯的輸入位移相比較，得出兩者之間的偏差，這個偏差就位移相比較，得出兩者之間的偏差，這個偏差就是開口量。有開口量就有壓力油輸入到液壓缸，是開口量。有開口量就有壓力油輸入到液壓缸，驅動液壓缸運動（減小偏差），直到輸入位移與驅動液壓缸運動（減小偏差），直到輸入位移與輸出位移相一致為止。輸出位移相一致為止。系統(tǒng)靠偏差來工作的。系統(tǒng)靠偏差來工作的。另一方面，該系統(tǒng)移動閥芯所需的信號功另一方面，該系統(tǒng)移動閥芯所需的信號功率很小，而系統(tǒng)的輸出功率可以很大，故率很小，而系統(tǒng)的輸出功率可以很大，故也是一個也是一個功率放大裝置功率放大裝置。液壓能的控制是。液壓能的控制是靠偏差的大小控制

7、的，因此伺服系統(tǒng)也是靠偏差的大小控制的，因此伺服系統(tǒng)也是一個一個控制液壓能源輸出控制液壓能源輸出的裝置的裝置再閱讀：采用電壓比較的雙電位器電液位置控制系統(tǒng)再閱讀：采用電壓比較的雙電位器電液位置控制系統(tǒng)ipieiepirexxxKuxuxUKxxKuuuf跟隨移動，導致電液伺服閥控制工作臺放大電流輸?shù)綄噶铍娢黄饔泄ぷ髋_不動。位，電液伺服閥處于放大器輸出電流為為電位器增益,00, 0.),(0雙電位器電液位置控制系統(tǒng)工作原理雙電位器電液位置控制系統(tǒng)工作原理方框圖方框圖又一例：又一例： 泵控電液速度控制系統(tǒng)原理圖泵控電液速度控制系統(tǒng)原理圖度伺服控制系統(tǒng)泵控式電液速。因素、負載變化而變化馬達轉速不

8、會因外界目的：給定速度，液壓反之亦然。馬達減速。泵輸出流量減小，液壓缸位移減小，時，的轉速保持,0000000eereuuuuuuufff 泵控電液速度控制系統(tǒng)工作原理框圖泵控電液速度控制系統(tǒng)工作原理框圖閱讀四個系統(tǒng)后的小結閱讀四個系統(tǒng)后的小結l液壓控制系統(tǒng)與液壓傳動系統(tǒng)的主要區(qū)別為：液壓控制系統(tǒng)具有負反饋回路，它是一個負反饋控制系統(tǒng)。l液壓控制系統(tǒng)的主要構成:包含有控制元件（例如伺服閥、滑閥等），執(zhí)行元件（例如液壓缸）l液壓動力機構:液壓動力機構由液壓控制元件、執(zhí)行元件、負載三者構成，稱為液壓動力機構。l液壓控制概念: 包含有液壓動力機構的反饋控制系統(tǒng)，稱為液壓控制系統(tǒng)。1.1 1.1 伺服

9、控制系統(tǒng)的工作原理及組成伺服控制系統(tǒng)的工作原理及組成( (續(xù)續(xù)) )1 1 輸入元件輸入元件電位器、計算機等電位器、計算機等2 2 反饋測量元件反饋測量元件各種傳感器各種傳感器3 3 比較元件比較元件 給出偏差信號給出偏差信號4 4 放大轉換元件放大轉換元件（機）電液伺服閥（機）電液伺服閥5 5 執(zhí)行元件執(zhí)行元件液壓缸、液壓馬達液壓缸、液壓馬達6 6 控制對象控制對象負載負載反饋測量元件反饋測量元件放大轉換元件放大轉換元件執(zhí)行元件執(zhí)行元件1.2 1.2 液壓伺服控制的分類液壓伺服控制的分類 1 1 按系統(tǒng)輸入信號的變化規(guī)律分按系統(tǒng)輸入信號的變化規(guī)律分 定值控制系統(tǒng)定值控制系統(tǒng)輸入信號為定值輸入

10、信號為定值 程序控制系統(tǒng)程序控制系統(tǒng)輸入信號按給定的規(guī)律變化輸入信號按給定的規(guī)律變化 伺服控制系統(tǒng)伺服控制系統(tǒng)輸出量能夠準確、快速地復現(xiàn)輸入量的變輸出量能夠準確、快速地復現(xiàn)輸入量的變化規(guī)律。化規(guī)律。2 2 按被控物理量的名稱不同分按被控物理量的名稱不同分 位置伺服控制系統(tǒng)位置伺服控制系統(tǒng) 速度伺服控制系統(tǒng)速度伺服控制系統(tǒng) 力控制系統(tǒng)力控制系統(tǒng) 其它物理量的控制系統(tǒng)其它物理量的控制系統(tǒng)3 3 按液壓動力元件的控制方式或元件的形式分按液壓動力元件的控制方式或元件的形式分 系統(tǒng)伺服變量泵或變量馬達容積式控制系統(tǒng)閥控缸或閥控液壓馬達節(jié)流式控制（閥控式）液壓伺服系統(tǒng)閥控：響應速度快、控制精度高、結構簡單

11、，但效率低閥控：響應速度快、控制精度高、結構簡單，但效率低泵控：效率高，響應速度較慢，結構復雜，操作變量機構需泵控：效率高，響應速度較慢，結構復雜，操作變量機構需力較大，需專門的操作機構。力較大，需專門的操作機構。4 按信號傳遞介質的形式分類按信號傳遞介質的形式分類機械液壓伺服系統(tǒng)機械液壓伺服系統(tǒng)輸入信號、反饋信號、比較均用機械輸入信號、反饋信號、比較均用機械部件實現(xiàn)。部件實現(xiàn)。電氣液壓伺服系統(tǒng)電氣液壓伺服系統(tǒng)比較均用電子元件實現(xiàn)。比較均用電子元件實現(xiàn)。氣動液壓伺服系統(tǒng)氣動液壓伺服系統(tǒng)比較均用氣動元件實現(xiàn)。比較均用氣動元件實現(xiàn)。優(yōu)點優(yōu)點a. a. 液壓元件的功率重量比和力矩慣量比（或力質量比）

12、液壓元件的功率重量比和力矩慣量比（或力質量比）大大體積小，重量輕，加速度性好。體積小，重量輕，加速度性好。b. b. 液壓動力元件快速性好，系統(tǒng)響應快。液壓動力元件快速性好，系統(tǒng)響應快。c. c. 液壓伺服系統(tǒng)抗負載的剛度大。液壓伺服系統(tǒng)抗負載的剛度大。 其他，潤滑性好，散熱性好，調速范圍寬，低速性能好。其他，潤滑性好，散熱性好，調速范圍寬，低速性能好。2 2 缺點缺點a. a. 抗污染能力差，對工作油液的清潔度要求高?？刮廴灸芰Σ睿瑢ぷ饔鸵旱那鍧嵍纫蟾?。b. b. 油液的體積彈性模量隨油溫和混入的空氣含量而變化。油液的體積彈性模量隨油溫和混入的空氣含量而變化。c. c. 密封不當，容易引

13、起外漏，造成環(huán)境污染。密封不當，容易引起外漏，造成環(huán)境污染。d. d. 精度要求高，成本高。精度要求高，成本高。e. e. 液壓能源獲得與遠距離傳輸不如電氣系統(tǒng)。液壓能源獲得與遠距離傳輸不如電氣系統(tǒng)。 1.4 1.4 液壓伺服控制的發(fā)展和應用液壓伺服控制的發(fā)展和應用 液壓伺服控制是液壓技術的一個重要分支是控制領域中的液壓伺服控制是液壓技術的一個重要分支是控制領域中的重要組成部分。重要組成部分。 在第一次與第二次世界大戰(zhàn)期間及以后，由于軍事工業(yè)的刺在第一次與第二次世界大戰(zhàn)期間及以后，由于軍事工業(yè)的刺激，液壓伺服控制因響應快、精度高、功率激，液壓伺服控制因響應快、精度高、功率重量比大等特點重量比大

14、等特點而受到特別的重視，特別是近幾十年，隨著整個工業(yè)技術的發(fā)而受到特別的重視，特別是近幾十年，隨著整個工業(yè)技術的發(fā)展，促使液壓伺服與比例控制得到迅速發(fā)展，使這門技術無論展，促使液壓伺服與比例控制得到迅速發(fā)展，使這門技術無論在元件與系統(tǒng)分面，還是在理論與應用方面都日趨完善與成熟，在元件與系統(tǒng)分面，還是在理論與應用方面都日趨完善與成熟，形成一門新興的科學技術。形成一門新興的科學技術。 目前，液壓伺服系統(tǒng)特別是電液伺服系統(tǒng)已成為武器自動化目前，液壓伺服系統(tǒng)特別是電液伺服系統(tǒng)已成為武器自動化與工業(yè)自動化的一個重要方面。在國防工業(yè)與一般工業(yè)領與工業(yè)自動化的一個重要方面。在國防工業(yè)與一般工業(yè)領 域域都得到

15、了廣泛應用。都得到了廣泛應用。液壓伺服與比例控制技術發(fā)展趨勢：液壓伺服與比例控制技術發(fā)展趨勢：n1.高壓大功率。減輕裝備重量，解決大慣量、重負載拖動問題，尤其在航空航天領域及高精度重型機械設備方面應用廣泛。n2.高的可靠性?？朔欧到y(tǒng)對油液污染及溫度變化敏感的缺陷，尤其在現(xiàn)代飛行器研究方面，除對機器本身的研究 與改良以及增加檢測與診斷技術外，還在采用余度技術與 重構技術，采用了三或四通道的余度構成系統(tǒng)。n3.理論解析與特性補償。利用計算機對復雜系統(tǒng)(多變數(shù)液壓系統(tǒng))、復雜因素(非線性及時變等)進行仿真分析。補償主 要針對大慣量、變參數(shù)、非線性及外干擾系統(tǒng)，采用控制 策略進行補償。n4.計算機

16、控制系統(tǒng)結合n5.更加注重其環(huán)保性能。解決泄漏問題，加大非石油基液壓油的使用力度，先進的污染控制和過濾技術，水壓技術的 推廣。n6.集成化、模塊化、智能化、網(wǎng)絡化。內置式標準化傳感器和計算機的智能化液壓元件，現(xiàn)場總線技術，加工、裝配 和調試等過程的全球化虛擬制造。n7.新材料的發(fā)展及使用。耐磨、抗氣蝕及化學穩(wěn)定性好的陶瓷材料，納米材料、納米工藝提高液壓元件的加工精度及 表面質量。第二章第二章 液壓放大元件液壓放大元件也稱為液壓放大器，是一種以機械運動來控制流也稱為液壓放大器，是一種以機械運動來控制流體動力的的元件。在液壓伺服系統(tǒng)中，它將輸入體動力的的元件。在液壓伺服系統(tǒng)中，它將輸入的機械信號（

17、位移、轉角）轉換為液壓信號（流的機械信號（位移、轉角）轉換為液壓信號（流量、壓力）輸出，并進行功率放大。因此，它既量、壓力）輸出，并進行功率放大。因此，它既是一種能量轉換元件，也是一種功率放大元件。是一種能量轉換元件，也是一種功率放大元件。包括包括滑閥、噴嘴擋板閥和射流管閥?；y、噴嘴擋板閥和射流管閥。結構型式、工作原理、靜態(tài)特性、設計準則結構型式、工作原理、靜態(tài)特性、設計準則2.1 2.1 圓柱滑閥的結構型式及分類圓柱滑閥的結構型式及分類閥是液壓伺服系統(tǒng)中的一種主要控制元閥是液壓伺服系統(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)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

18、構簡單、單位體積輸出有很大的影響。結構簡單、單位體積輸出功率大、工作可靠、動態(tài)特性好是其優(yōu)功率大、工作可靠、動態(tài)特性好是其優(yōu)點。點。2.1 2.1 圓柱滑閥圓柱滑閥的結構型式及分類的結構型式及分類( (續(xù)續(xù)) )1 1 按進出閥的通道數(shù)劃分按進出閥的通道數(shù)劃分 四通閥、三通閥、二通閥四通閥、三通閥、二通閥2 2 按滑閥的工作邊數(shù)劃分按滑閥的工作邊數(shù)劃分 四邊滑閥、雙邊滑閥及單邊滑閥四邊滑閥、雙邊滑閥及單邊滑閥3 3 按滑閥的預開口形式劃分按滑閥的預開口形式劃分 正開口（負重疊）、零開口（零重疊）正開口（負重疊）、零開口（零重疊） 負開口（正重疊）負開口（正重疊）4 4 按閥套窗口形狀劃分（矩形

19、、圓形、三角形）按閥套窗口形狀劃分（矩形、圓形、三角形）5 5 按閥芯的凸肩數(shù)目劃分（二、三、四凸肩滑閥）按閥芯的凸肩數(shù)目劃分（二、三、四凸肩滑閥）2.2 2.2 滑閥靜態(tài)特性的一般分析滑閥靜態(tài)特性的一般分析有重要意義的靜、動態(tài)特性計算具統(tǒng)和性能，對液壓伺服系它表示滑閥的工作能力三者之間的關系：芯位移和滑閥、負載壓力情況下，閥的負載流量流量特性，是指穩(wěn)態(tài)滑閥的靜態(tài)特性即壓力),(VLLLLxpfqxpqv2.2 2.2 滑閥靜態(tài)特性的一般分析滑閥靜態(tài)特性的一般分析( (續(xù)續(xù)) )通過每一閥肩的流量為為負載流量，為供油流量，為通過每一閥肩的壓降為負載壓降，為供油壓力為油液流量，其中為油液壓力，下

20、圖中)4 , 3 , 2 , 1 ()4 , 3, 2 , 1 (, 0,0isisqqqppppqpLL2.2 2.2 滑閥靜態(tài)特性的一般分析滑閥靜態(tài)特性的一般分析( (續(xù)續(xù)) )iiivididpgqgxCACggi為節(jié)流口液導；。假定閥是匹配與對稱的的函數(shù)閥芯位移為節(jié)流口開口面積，是為液體密度，為閥節(jié)流口流量系數(shù)，其中稱為節(jié)流口的液導這里有以下公式：,2一、壓力流量方程一般表達式一、壓力流量方程一般表達式LLLLLppACppACqppACppACqsdsdssdsd1)(11)(11212供油流量為：負載流量為：二、滑閥的靜態(tài)特性曲線二、滑閥的靜態(tài)特性曲線滑閥的靜態(tài)特性可以用靜態(tài)特性曲

21、線表達滑閥的靜態(tài)特性可以用靜態(tài)特性曲線表達0),(0),(0),(xxpfqCqxfpCpxfqVLLLVLLVL即壓力流量特性曲線，壓力特性曲線，即流量特性曲線，即三、閥的線性化分析三、閥的線性化分析LLLVVLLALLLLVVLLALLAVALALVLppqxxqqqppqxxqqqpxfqpxfqAAAA以忽略附近，則高階無窮小可如果把工作點定在附近展開成臺勞級數(shù)在某一特定的工作點A),(),(三、閥的線性化分析（續(xù)）三、閥的線性化分析（續(xù)）),LLVLVLVLLLVLpqxqxpKKKxpKKpqKxqKcqppccq（因為壓力增益負載變化的能力大越小，剛度越大，抵抗切線冠以負號，是流

22、量壓力特性曲線流量壓力系數(shù)度負載流量控制的靈敏切線的斜率，的是流量特性曲線某一點流量增益定義為數(shù)：在此，定義閥的三個系三、閥的線性化分析（續(xù)）三、閥的線性化分析（續(xù)）。數(shù)為閥的性能參數(shù)是以原點為靜態(tài)放大系析時的能力。通常在系統(tǒng)分執(zhí)行元件組合起動負載表示閥控速度剛度；壓力增益控執(zhí)行元件的阻尼比與直接影響閥流量壓力系數(shù)態(tài)誤差有直接的影響；性、穩(wěn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應特系統(tǒng)開環(huán)增益，因而對直接影響常重要。流量增益應特性和穩(wěn)態(tài)誤差時非定性、響三系數(shù)在確定系統(tǒng)的穩(wěn)000,pcqpcqcqKKKKKKpKxKqLVL2.3 零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性2.3 2.3 零開口四邊滑閥的靜態(tài)特

23、性零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性000;0;00)(2)0()(2)(1)()(pcsdqspssdcsdqKKpWCKqpxxppxpKppppWxCpqKWppWCxqKLLVVLVLLLVLLLVL時，三系數(shù)為：位時，即所以在零開口認為后項為是面積梯度其中邊滑閥的靜態(tài)特性一、對于理想零開口四二、實際零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性二、實際零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性2000220032;3232;00csdcqpcsscsccdqrpCKKKWrppWrpqKpWCKqpxsLLV時，三系數(shù)為：位時，即在閥芯與閥套間的徑閥芯與閥套間的徑向間隙向間隙油液的動力粘度油液的動力粘度2.4 2.4 正開口四邊滑閥

24、的靜態(tài)特性正開口四邊滑閥的靜態(tài)特性UpKKKppWUCKpWCKqpxscqpssdcsdqLLV2)U()2(20000000為正開口量其中倍是理想零開口的時，三系數(shù)為：位時，即在正開口量正開口量2.5 雙邊滑閥的靜態(tài)特性雙邊滑閥的靜態(tài)特性,2idACggi稱為節(jié)流口的液導系要求面積滿足一定的關圖中分析和分,2100sciiippxxpgqVV2.5 雙邊滑閥的靜態(tài)特性雙邊滑閥的靜態(tài)特性2.5 2.5 雙邊滑閥的靜態(tài)特性雙邊滑閥的靜態(tài)特性00000000:,21)(20,VVVVVLVLxscpxssdccsdqsccsdxpxpKppWxCpqKpWCKppppWxCq所以開口：對于分分為

25、零開口與正開口之2.5 2.5 雙邊滑閥的靜態(tài)特性（續(xù)）雙邊滑閥的靜態(tài)特性（續(xù)）UpxpKppWxCpqKpWCxqKUscpssdccsdqVVLVL0000022：口量為對于正開口，設定正開2.6 2.6 滑閥受力分析滑閥受力分析主要考慮滑閥受到主要考慮滑閥受到的液動力，分為的液動力，分為穩(wěn)穩(wěn)態(tài)液動力態(tài)液動力與與瞬態(tài)液瞬態(tài)液動力。動力。穩(wěn)態(tài)液動力穩(wěn)態(tài)液動力與滑閥開口量成正與滑閥開口量成正比，瞬態(tài)液動力與比，瞬態(tài)液動力與滑閥開口量變化率滑閥開口量變化率成正比。成正比。2.6 2.6 滑閥受力分析（續(xù)）滑閥受力分析（續(xù)）液流經(jīng)過閥口時。由于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

26、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。2.6 2.6 滑閥受力分析（續(xù)）滑閥受力分析（續(xù)）)(43. 0,43. 0,61. 0,98. 0,69cos2,22cos)(1穩(wěn)態(tài)液動力剛度得對于理想情況，所以、穩(wěn)態(tài)液動力一pWKxKpxWFCCxKpWxCCFpWxCqpCvqvFFfVfVVVfVVVVsdodsds2.6 2.6 滑閥受力分析（續(xù)）滑閥受力分析（續(xù)）n由于射流角90度，所以穩(wěn)態(tài)液動力

27、的方向總是指向使閥口關閉的方向。p一定時，穩(wěn)態(tài)液動力與閥的開口量成正比彈性力n實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。2.6 2.6 滑閥受力分析（續(xù)）滑閥受力分析（續(xù)）VLLVLLVxWpFppxppWFppppxWFssssss43. 0, 0,)(43. 0,2,43. 0)(0在空載時變化而變化的，載壓力所以穩(wěn)態(tài)液動力是隨負所以其中每個閥口的壓降為態(tài)液動力、零開口四邊滑閥的穩(wěn)二2.6 2.6 滑閥受力分析（續(xù)）滑閥受力分析（續(xù)）)2(86. 0, 0,)(86. 0)(0倍關系與零開口是在空載時態(tài)液動力、正開口四邊滑閥的穩(wěn)二VLLVxWpF

28、pUpxpWFssss2.6 2.6 滑閥受力分析（續(xù)）滑閥受力分析（續(xù)）穩(wěn)態(tài)液動力一般都很大，是滑閥的主要阻力。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，直徑例：全周開口，直徑0.012m0.012m的閥芯，的閥芯，p ps 5P Pa a, ,空載時的動力剛度空載時的動力剛度K Kf0f02.272.2710105 5N/m,N/m,如果閥芯的最大位移如果閥芯的最大位移5 510104 4mm時，空載的穩(wěn)態(tài)液動力時，空載的穩(wěn)態(tài)液動力F Fs0s0114N114N 考慮采用二級滑閥。考慮采用二級滑閥。三、瞬態(tài)液動力流速閥腔中的液體質量閥腔中的液體的實際

29、流程長度液流在閥腔內閥腔過流斷面面積其中：力。反作用力就是瞬態(tài)液動生的，其動量變化對閥芯產閥腔內流速隨時間變化引起閥口的流量發(fā)生變化，閥開口量的變化使通過vmLAdtdqLdtdvLAdtdvmdtmvdFVVt)(三、瞬態(tài)液動力(續(xù))dtdxBdtdxpWLCdtdqLFpACpgqgxCACgvfvidtiidiiiividid22,2為節(jié)流口液導；的函數(shù)閥芯位移為節(jié)流口開口面積，是為液體密度，為閥節(jié)流口流量系數(shù)，其中三、瞬態(tài)液動力(續(xù))n瞬態(tài)液動力與閥芯的移動速度成正比，起粘性阻尼作用。方向始終與腔內液體的加速度方向相反。n阻尼系數(shù)Bf與長度L有關，稱L為阻尼長度四、滑閥的驅動力任意負載

30、力穩(wěn)態(tài)液動力剛度瞬態(tài)液動力阻尼系數(shù)擦系數(shù)閥芯與閥套間的粘性摩閥芯及閥腔油液質量總驅動力LffffFKBBmFFxKdtdxBBdtxdmFvviLvvvvvi)(222.7 2.7 滑閥輸出功率及效率滑閥輸出功率及效率)(1,LVLLLLLLppWxCpqpNqpsd率）為閥的輸出功率（負載功，則負載流量為負載壓力為行分析只對零開口四邊滑閥進3(max)133232sdspWxCNxxppVmLVmVL時在最大開度時，得知：在2.7 2.7 滑閥輸出功率及效率（續(xù)）滑閥輸出功率及效率（續(xù)）)(385. 0)32(132max)()(667. 03232maxmax損失率，包括溢流閥的溢出整個液

31、壓伺服系統(tǒng)的效作液壓能源時，當采用定量泵加溢流閥時供油流量當采用變量泵可自調節(jié)閥本身達到的最高效率關于效率：sdsssdsssssssssssspWxCpppWxCpqpqpqqqqqqpqpqpqpVmVmLLLLLL2.7 2.7 滑閥輸出功率及效率（續(xù)）滑閥輸出功率及效率（續(xù)）上述分析表明，在上述分析表明，在P PL L2/3 P2/3 Ps s時，整個液壓時，整個液壓伺服系統(tǒng)的效率最高，同時閥的輸出功率最伺服系統(tǒng)的效率最高，同時閥的輸出功率最大。大。 取取P PL L2 P2 Ps s/3/3作為閥的設計負載壓力，作為閥的設計負載壓力，同時，在同時，在P PL L=2/3 P0.5d;

32、0.5d;為了避免為了避免流量飽和流量飽和現(xiàn)象，閥腔通道內的流速不現(xiàn)象，閥腔通道內的流速不應過大，應使閥腔通道的面積為控制窗口面積應過大，應使閥腔通道的面積為控制窗口面積的的4 4倍以上倍以上674)(4maxmax22vvrxWWxdd全周開口的滑閥不產生流量飽和的條件！流量飽和現(xiàn)象流量飽和現(xiàn)象2.9 2.9 噴嘴擋板閥噴嘴擋板閥與滑閥相比，結構簡單，加工容易，運動與滑閥相比，結構簡單，加工容易，運動部件質量小，對油液污染不太敏感。部件質量小，對油液污染不太敏感。但零位泄漏流量大，故只適合于小功率系但零位泄漏流量大，故只適合于小功率系統(tǒng)。在兩級液壓放大器中，多采用噴嘴擋統(tǒng)。在兩級液壓放大器中

33、，多采用噴嘴擋板閥作為第一級。板閥作為第一級。2.9 2.9 噴嘴擋板閥（續(xù)）噴嘴擋板閥（續(xù)）噴嘴擋板閥噴嘴擋板閥固定節(jié)流孔固定節(jié)流孔噴嘴噴嘴擋板擋板可變節(jié)流孔可變節(jié)流孔Pc屬于三通閥，只能屬于三通閥，只能控制差動油缸控制差動油缸是是4 4通閥，可以控通閥，可以控制雙作用液壓缸制雙作用液壓缸2.10 射流管閥射流管閥射流管閥射流管射流管接收器接收器接液壓缸接液壓缸2端端可轉動可轉動屬于屬于4通閥，能控通閥，能控制雙作用液壓油缸制雙作用液壓油缸2.10 射流管閥射流管閥(續(xù)續(xù))優(yōu)點：優(yōu)點：1) 1)抗污能力強，對油液的清潔度要求不高抗污能力強，對油液的清潔度要求不高2)2)壓力恢復系數(shù)壓力恢復系數(shù)和和流量恢復系數(shù)流量恢復系數(shù)高，效率高，效率較高，可以作為前置放大元件。較高，可以作為前置放大元件。缺點：缺點：1) 1)由于射流力的作用，容易產生振動由于射流力的作用，容易產生振動2)2)射流管慣量較大，動態(tài)特性不如噴嘴擋板閥射流管慣量較大，動態(tài)特性不如噴嘴擋板閥3)3)零位泄漏量大零位泄漏量大4)4)粘性特性影響較大粘性特性影響較大第三章第三章 液壓動力元件液壓動力元件液壓動力元件是由液壓動力元件是由液壓放大元件液壓放大元件和和液壓執(zhí)液壓執(zhí)行元件行元件組成。組成。放大元件放大元件液壓控制閥、伺服變量泵液壓控制閥、伺服變量泵執(zhí)行元件執(zhí)行元件液壓缸與液壓馬達液壓缸與液壓