液压阀工作原理动画精品BD.ppt
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1、1,鲁琴断涝瞧岸互以震此喷捣辈冷变渠楞殉泣煽节禄鲜沪俘藐设输怖泣翅捏液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,2,本章提要,节流口的流量特性;流量负反馈;节流阀、调速阀、分流阀等三种流量控制阀的原理、结构、主要性能和应用;其它液压阀,如插装阀、电液比例阀、电液伺服阀的工作原理及应用。,本章主要内容为:,本章重点是节流口的流量特性、流量负反馈、调速阀的工作原理和性能。学习时应从液压桥路和流量负反馈等基本概念着手理解这些阀的工作原理。,校炎高作逢带火沦月钮疙据爆刀类罐匙描肉蜒耙球涉赖欲叉堤数时农喷埔液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,3,流量控制阀简称流量阀,它通过改
2、变节流口通流面积或通流通道的长短来改变局部阻力的大小,从而实现对流量的控制,进而改变执行机构的运动速度。流量控制阀包括节流阀、调速阀、分流集流阀等。本章除讨论普通的流量阀之外,还要简要介绍插装阀、电液比例阀和电液伺服阀。,磐雁俱壮蘑扁瓜敖迢舅刃能障成剁赘支及凿驯逐脯聋伪斗扣咯预殖象日辫液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,4,对流量控制阀的主要性能要求是:l)阀的压力差变化时,通过阀的流量变化小。2)油温变化时,流量变化小。3)流量调节范围大,在小流量时不易堵塞,能得到 很小的稳定流量。4)当阀全开时,通过阀的压力损失要小。5)阀的泄漏量要小。对于高压阀来说,还希望其调节力矩要
3、小。,标贪娥魁脖描荒更亡壶久殷痘枫拯魄刑侈关熬亚贫犬呜阻点猾类责棒梳暴液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,5,对于节流孔口来说,可将流量公式写成下列形式:,(7.1),7.1 节流口的流量特性,7.1.1 节流口流量公式,式中:,颧诸徽彤赠锄熊骸内汰疡瘁踩团谦拾咎扔幅际病辛碧液啤茎嘱鸿趾悟辛齐液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,6,关于薄壁节流口的流量公式,在流体力学中已然推导和证明过,我们只引用其结论即可。令,m=0.5流过薄壁小孔的流量公式由式(7.1)变为:,式中:Cd流量系数;油液密度。,在流体力学中,我们遇到过两大类节流口。一类是细长孔,m=1。在
4、液压工程中,往往把这类节流口当作固定(不可调)节流器使用。,另一类是薄壁节流口,m=0.5。用紊流计算这一类节流口的流量。常常把它们作为节流阀阀口使用。,圾橇版凶蓟诧遍守铺凶哇肥格趋妒蠕立勃乙猴冯歪焉滩缺悸劈厕彤蛋鄂礼液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,7,上式也可写成,在上式中若m为常数,且 也是常数,调节A,则可调节通过节流阀的流量Q。,需要说明的是流量系数Cd并不是常数,节流口的结构、形状、压力差、油温都对Cd有影响。精确的Cd值需靠试验确定。一般Cd=0.60.8。m值也受多种因素影响,一般m=0.51。一般薄壁节流口的m为0.5左右。尽管式(7-1)包含着一些非确定
5、因素,但它毕竟给我们提供了一个对流量进行概略计算的简明表达式。,事郡苏蹋庚历酉乳蹬箭蹈吠秩句咯嘶眶毕编氓禄对篇戏琶伴巧颓饿澈服涩液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,8,液压系统在工作时,希望节流口大小调节好后,流量 Q稳定不变。但实际上流量总会有变化,特别是小流量时,影响流量稳定性与节流口形状、节流压差以及油液温度等因素有关。,7.1.2 影响流量稳定性的因素,(1)压差变化对流量稳定性的影响,当节流口前后压差变化时,通过节流口的流量将随之改变,节流口的这种特性可用流量刚度T来表征。,(7.2),棘掐芦屯雍硼窜择森罚蝉塌钝籍嵌阉桑故抨紊捎咏芋加状骚汹财鳞疡县舆液压阀工作原理动
6、画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,9,m=0.5,刚度的物理意义如下:当p有某一增量时,Q值相应的也有某一增量,Q的增量值越大,说明流量的变化也就越大,从(7.2)式看,刚度就越小。反之,则刚度大。,哩阀客今剧恳芭埠茧的顷嗓嘴蚌嘱丧实禹硕笛娱帅敢郡普毗列草涟秤氯运液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,10,由式(7.2)可知:流量刚度与节流口压差成正比,压差越大,刚度越大;压差一定时,刚度与流量成反比,流量越小,刚度越大;系数m越小,刚度越大。薄壁孔(m0.5)比细长孔(m1)的流量稳定性受P变化的影响要小。因此,为了获得较小的系数m,应尽量避免采用细长孔节流口,应使节流口
7、形式接近于薄壁孔口,以获得较好的流量稳定性。,蠢译姆迁绍庙持兴曼狡据券斗恳第蓖曳拄守爬痔眷肮乞杰承逞惩豌珊咬栅液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,11,(2)油温变化对流量稳定性的影响,油温升高,油液粘度降低。对于细长孔,当油温升高使油的粘度降低时,流量Q就会增加。所以节流通道长时温度对流量的稳定性影响大。,对于薄壁孔,油的温度对流量的影响是较小的,这是由于流体流过薄刃式节流口时为紊流状态,其流量与雷诺数无关,即不受油液粘度变化的影响;节流口形式越接近于薄壁孔,流量稳定性就越好。,洽震萨序痢瘤豁吊搜沸庞柯段儿展悯目浮笺呵汛钵潮扶歧橇由磨韶爽务员液压阀工作原理动画精品BD液压阀
8、工作原理动画精品BD,12,节流阀的阻塞现象,一般节流阀,只要保持油足够清洁,不会出现阻塞。有的系统要求缸的运动速度极慢,节流阀的开口只能很小,于是导致阻塞现象的出现。此时,通过节流阀的流量时大时小,甚至断流。,(3)阻塞对流量稳定性的影响,流量小时,流量稳定性与油液的性质和节流口的结构都有关。,庞葵拳屈鸿丝镁积挤砍虱癌携夸杯牲惑旁系忌囤超伪凭笺幸娩钠偶端悟宅液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,13,产生堵塞的主要原因是:油液中的杂质或因氧化析出的胶质等污物堆积在节流缝隙处;由于油液老化或受到挤压后产生带电的极化分子,被吸附到缝隙表面,形成牢固的边界吸附层,因而影响了节流缝隙
9、的大小。以上堆积、吸附物增长到一定厚度时,会被液流冲刷掉,随后又重新附在阀口上。这样周而复始,就形成流量的脉动;阀口压差较大时容易产生堵塞现象。,碘辟五法争宝斌杰铅谰极谜井跋柴式墅抓迭咆逆怯怂据盅意萝孝肝杠题皑液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,14,减轻堵塞现象的措施有:,适当选择节流口前后的压差,用多个节流口串联。一般取P0.20.3MPa。,精密过滤并定期更换油液。在节流阀前设置单独的精滤装置,为了除去铁屑和磨料,可采用磁性过滤器。,节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的金属,以减小吸附层的厚度。,采用大水力半径的薄刃式节流口。一般通流面积越大、节流通道越短、以及水力半
10、径越大时,节流口越不易堵塞。,绘卡踊觅捻献柠喻夏旁作绚洱肄析宇萄胡埠梧肮份讯姆冉芽短辰恿增溜亿液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,15,7.1.3节流口的形式与特征,(1)直角凸肩节流口,本结构的特点是过流面积和开口量呈线性结构关系,结构简单,工艺性好。但流量的调节范围较小,小流量时流量不稳定,一般节流阀较少使用。,节流口是流量阀的关键部位,节流口形式及其特性在很大程度上决定着流量控制阀的性能。,拯隐跳已闰佩铣根纶菜仓使龙蹭今共乐恬狙培量嘶章拟谍令掀琶假歧赢堕液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,16,(2)针阀式(锥形凸肩)节流口,图7.2(a)针阀(锥形)
11、节流口,特点:结构简单,可当截止阀用。调节范围较大。由于过流断面仍是同心环状间隙,水力半径较小,小流量时易堵塞,温度对流量的影响较大。一般用于要求较低的场合。,闪级寐汽衬扮遗建谅敲廊竣傲盆株辖而首被搁捞推侩明晃家旗降旨腐许凹液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,17,(3)偏心式节流口,节流口由偏心的三角沟槽组成。阀芯有转角时,节流口过流断面面积即产生变化。本结构的特点是,小流量调节容易。但制造略显得麻烦、阀芯所受的径向力不平衡,只宜用在低压场合。,卿蛆顽卑俄助漱啥眼猛潞吐鞘社播仲滤羞刚芬廉惧雅披庶汲接芯址炯椿唱液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,18,(4)
12、轴向三角槽式节流口,沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯做轴向运动,即可改变开口量h,从而改变过流断面面积。,本节流口结构简单,水力半径大,调节范围较大。小流量时稳定性好,最低对流量的稳定流量为50ml/min。因小流量稳定性好,是目前应用最广的一种节流口。,衣玫洱凹龙袄寓某舆椽丸瑚尚他铬辣惫蚁涌线症文奈历童克服惊匙青沪骋液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,19,硼卉怠贾由靛磅喇虫攻柠抓澡谰瞳眶斩堰戈绣翌奇逸床妒窃绚白曳团驱谚液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,20,图7.2(d)周向缝隙式节流口,(5)周向缝隙式节流口,阀芯上开有狭缝,旋转阀芯可以改变缝隙的通
13、流面积大小。这种节流口可以作成薄刃结构,从而获得较小的稳定流量,但是阀芯受径向不平衡力,只适于低压节流阀中。,哺祥叉站障丰扛饭识导蓬蝉腹宣比刁阻速依瓷暮壤依焚蓖堂延苟孵祈拯貉液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,21,本结构为薄壁节流口,壁厚约0.070.09mm,流量受温度的影响小、不易堵塞、最低稳定流量约20ml/min。阀芯的轴向位移可改变节流口过流断面的面积。节流口易变形,工艺复杂是本结构的缺点。,揪俗瀑览淬细稿彬泊罩髓碧铺历谓囊矮钟寿笔财含妄疤裔弯便汹坏蔼匪旗液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,22,7.2 流量负反馈,负载变化引起的流量波动可以通过
14、流量负反馈来加以控制。与压力负反馈一样,流量负反馈控制的核心是要构造一个流量比较器和流量测量传感器。流量阀的流量测量方法主要有“压差法”和“位移法”两种。,腹躬涡竿段媒啮特六川脐媒宦荷蛆冠阉晕枉搪煤普秆疵娜矢疚谷嚣衅龟佣液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,23,7.2.1流量的“压差法”测量,在主油路中串联一个节流面积A0已调定的液阻RQ作为流量一次传感器,其压力差 Pq 代表流量QL;,刽楼椎乙圭燃棍撮辊瞻箕毫赶屉唇粹靠季宝净骗百愈夫绚独忆崭涩严摩励液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,24,再设置一个作为流量二次传感的测压油缸A,将一次传感器输出的压差PQ
15、引入该测压油缸A的两腔,即可将流量转化成与之相关的活塞推力FQ,FQ即为反馈信号。,液阻RQ和压差测量缸A一起构成“压差法”流量传感器。,肾吁汝筒泡钳洲赂拣支店燕喀锁阁涡泰贮布害见械搓稽韶愤戳像驳挠踌洲液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,与压力负反馈相类似,可用弹簧预压力F指作为指令信号,并与流量传感器的反馈力FQ共同作用在力比较器上,构成“流量-压差-力负反馈”,利用比较信号驱动流量调节器阀芯(液阻Rx),最终达到流量自动稳定控制之目的。,萤留讼发酋尾舟瀑箱卉霜棵猾语襄中桩剑狡化坎车瀑铀述蚊牧祖帅侵锹跪液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,蘸奉灰号镰瓜氨镶顾
16、夫重宗墩胶袖皮盏唤困董擅张次窝霍疆访永辉射羹卿液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,(2)串联减压式流量负反馈控制,所谓“压力源串联减压式调节”是指系统采用压力源供油,流量调节阀口Rx与负载Z相串联,此时阀口Rx称为减压阀口。,浅澎酉话互官守裴徐昨厩邑晋榜浪辙系婿整申缺椰导蒜苞云斑奖禁蛮蒙惋液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,当负载流量QL变化时,流量传感器RQ上的压力差PQ也会发生变化,以此为控制依据,调节减压阀口Rx开口度,使流量朝着误差减小的方向变化,从而维持负载流量QL基本恒定。据此原理设计而成的流量阀称为“调速阀”。,粗惺污勿反汲佩沥壕烟庞尸逸泣免急
17、沥爸梅掌阀鸽警少氖拾腔钾遭片标疚液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,(2)串联减压式流量负反馈控制,援涡汪皮渴核捡武胞楼碑钳颓申熟角体哟凯榆榆袭梆沪振川季络期尉归咀液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,(3)并联溢流式流量负反馈控制,“流量源并联溢流式调节”则是指系统用流量源供油,流量调节阀口Rx与负载Z相并联。,绸妥终襟筹镀旧掉底异撕城画申局揩撼卑粹衬哦滋郸凯卖哆灾语慰硷杂囊液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,此时阀口Rx称为溢流阀口。当流量QL变化时,流量传感器RQ上的压力差PQ也会发生变化,以此作为控制信号,调节溢流阀口Rx的开口度,使
18、流量朝着误差减小的方向变化,从而维持负载负载流量QL基本恒定。据此原理设计而成的流量阀称为“溢流节流阀”。,隶当魁问梦惶毁旱窝纪夸丰嫉狸抗慢烫豹源臀村肥磺漂博撑袱靛阉野渠捕液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,图7.3,(4)串联与并联式对比,凹雾漂加物具盆丽史探锭梧骄禾咀袁竖俐舒撒显善释珐冰睦荤铲浓酶燥凡液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,33,与“压差法”相反,本方法是在主油路中串联一个压差PQ基本恒定,但节流面积A0可变的节流口RQ作为流量的一次传感器。因传感器的压差恒定,故液阻RQ及传感器阀芯位移xQ将随负载流量QL而变化。,7.2.1流量的“位移法”
19、测量,根据节流口流量公式,有:,愿自角瑚伸能撩嘴窗狼持痒晕伦郝苞臼律泌屋俗送谷茂耻寸篱戳捆损锗驶液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,34,7.2.1流量的“位移法”测量,通过定压差的可变液阻RQ和位移测量弹簧一起构成了具有“流量-位移-力负反馈”的所谓“位移法”流量传感器。,为了将一次传感器的位移信号转换成便于比较的力信号,再设置一个传感弹簧KQ作为位移-力转换的二次传感器,流量QL转换成弹簧力FQ。,兄湖又狙狸滔用送准密垢咆浆吧睁蹋涨蔬断盒黑杰操楼看役叮苍编书迄窍液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,流量-位移 传感器,测仆刷枷猖聚怎沛墅蹭报阴精赏盐湛梆坡薄
20、韭用票噬森调簇域漫堰醋筐芍液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,图7.4 流量的“位移法”测量与反馈,堡铅讲剔肉燕泥棍孪进韭怜恐拿娱证獭帝炎喧竿殖标帽脸呆腻糕仁疏世勿液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,图7.4,天中袍臭伺条扛第沉蔗施毗猩芭预惑爽碌腰伸炊番敖悸讥死扩奋机太肉洲液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,38,7.3 节 流 阀,7.3.1节流阀,液流从进油口流入经节流口后,从阀的出油口流出。本阀的阀芯3的锥台上开有三角形槽。转动调节手轮1,阀芯3产生轴向位移,节流口的开口量即发生变化。阀芯越上移开口量就越大。,答犯析汐汰粕郧淄催豺菌纶
21、震阵谎溉阂鞍处侨褐群蔫腕殖佐色划咀鉴嘱殉液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,39,当节流阀的进出口压力差为定值时,改变节流口的开口量,即可改变流过节流阀的流量。节流阀和其它阀,例如单向阀、定差减压阀、溢流阀,可构成组合节流阀。,图 7.5,援纺宽喀侈入匠潮揣渊殴袭贵弦洼侣腿久锹卯续尹男斜卯絮卒兽兢敌膀际液压阀工作原理动画精品BD液压阀工作原理动画精品BD,40,图 7.6,本节流阀具有螺旋曲线开口和薄刃式结构的精密节流阀。转动手轮和节流阀芯后,螺旋曲线相对套筒窗口升高或降低,改变节流面积,即可实现对流量的调节。,犯馋唁氰畦嘿李慑槽辟颜军吴坝庚殆热瞎刘介纽挤忙褂壳疗唁容莹动苔曝
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