第3章 液压放大元件.pdf

2012 2 1 主讲人 宋志安 1 第第3 3章章 液压放大元件液压放大元件 2012 2 1 主讲人 宋志安 2 本章内容介绍本章内容介绍 液压放大元件的定义 液压放大元件的定义 液压放大元件的定义 液压放大元件的定义 按相似原理介绍 液阻 液压弹簧 液压阻尼按相似原理介绍 液阻 液压弹簧 液压阻尼按相似原理介绍 液阻 液压弹簧 液压阻尼按相似原理介绍 液阻 液压弹簧 液压阻尼 三通和四通滑阀的零开口和正开口的静特性 三通和四通滑阀的零开口和正开口的静特性 三通和四通滑阀的零开口和正开口的静特性 三通和四通滑阀的零开口和正开口的静特性 喷嘴挡板阀的静特性 喷嘴挡板阀的静特性 喷嘴挡板阀的静特性 喷嘴挡板阀的静特性 滑阀的输出功率及效率 滑阀的输出功率及效率 滑阀的输出功率及效率 滑阀的输出功率及效率 2012 2 1 主讲人 宋志安 3 一一 液压控制阀的概述 液压控制阀的概述 液压放大元件也称液压放大器 是一种以机械液压放大元件也称液压放大器 是一种以机械液压放大元件也称液压放大器 是一种以机械液压放大元件也称液压放大器 是一种以机械 运动来控制流体动力的元件 在液压伺服系统中 它运动来控制流体动力的元件 在液压伺服系统中 它运动来控制流体动力的元件 在液压伺服系统中 它运动来控制流体动力的元件 在液压伺服系统中 它 将输入的机械信号 位移或转角 转换为液压信号将输入的机械信号 位移或转角 转换为液压信号将输入的机械信号 位移或转角 转换为液压信号将输入的机械信号 位移或转角 转换为液压信号 流量 压力 输出 并进行功率放大 因此 它既 流量 压力 输出 并进行功率放大 因此 它既 流量 压力 输出 并进行功率放大 因此 它既 流量 压力 输出 并进行功率放大 因此 它既 是一种能量转换元件 又是一种功率放大元件 是一种能量转换元件 又是一种功率放大元件 是一种能量转换元件 又是一种功率放大元件 是一种能量转换元件 又是一种功率放大元件 2012 2 1 主讲人 宋志安 4 a b c d 1 1 圆柱滑阀的结构型式及分类 圆柱滑阀的结构型式及分类 按进 出阀的通道数划分按进 出阀的通道数划分按进 出阀的通道数划分按进 出阀的通道数划分 2012 2 1 主讲人 宋志安 5 按滑阀的工作边数划分按滑阀的工作边数划分 a b 有四边滑阀 双边滑阀和单边滑阀 有四边滑阀 双边滑阀和单边滑阀 四边滑阀有四个可控的节流口 控制性能最好 双边滑阀有两个可控的节流口 控制性能居中 单四边滑阀有四个可控的节流口 控制性能最好 双边滑阀有两个可控的节流口 控制性能居中 单 边滑阀只有一个可控的节流口 控制性能最差 为了保证工作边开口的准确性 四边滑阀需保证三个边滑阀只有一个可控的节流口 控制性能最差 为了保证工作边开口的准确性 四边滑阀需保证三个 轴向配合尺寸 双边滑阀需保证一个轴向配合尺寸 单边滑阀没有轴向配合尺寸 因此 四边滑阀结轴向配合尺寸 双边滑阀需保证一个轴向配合尺寸 单边滑阀没有轴向配合尺寸 因此 四边滑阀结 构工艺负杂 成本高 单边滑阀比较容易加工 成本低 构工艺负杂 成本高 单边滑阀比较容易加工 成本低 2012 2 1 主讲人 宋志安 6 按滑阀的预开口型式划分按滑阀的预开口型式划分 阀套 零重叠 正重叠 负重叠 阀心 零重叠 正重叠 负重叠 x x x QL L Q L Q 正重叠量 负重叠量 a b 2012 2 1 主讲人 宋志安 7 2 2 喷嘴挡板阀 喷嘴挡板阀 xf QL D0 DN q 2 p2 f0 x s pps 1 p 4 q ND 0D 3 q q1 xf0 xf q1 QL D0 DN q2 pc f0 x s p 2012 2 1 主讲人 宋志安 8 3 3 射流管阀 射流管阀 2012 2 1 主讲人 宋志安 9 液压控制阀的定义和作用液压控制阀的定义和作用 液压控制阀的定义 它是输入量为机械量 输出量与输入量成正比变液压控制阀的定义 它是输入量为机械量 输出量与输入量成正比变液压控制阀的定义 它是输入量为机械量 输出量与输入量成正比变液压控制阀的定义 它是输入量为机械量 输出量与输入量成正比变 化的流量或压力元件 化的流量或压力元件 化的流量或压力元件 化的流量或压力元件 液压阀的作用 液压阀的作用 液压阀的作用 液压阀的作用 液压控制阀的输入量为机械量 输出为液压量 因此液压控制阀起到液压控制阀的输入量为机械量 输出为液压量 因此液压控制阀起到液压控制阀的输入量为机械量 输出为液压量 因此液压控制阀起到液压控制阀的输入量为机械量 输出为液压量 因此液压控制阀起到 一个机一个机一个机一个机 液信号转换的作用 可以说液压控制阀是一个能量转换器 液信号转换的作用 可以说液压控制阀是一个能量转换器 液信号转换的作用 可以说液压控制阀是一个能量转换器 液信号转换的作用 可以说液压控制阀是一个能量转换器 无论圆柱滑阀 喷嘴挡板阀和射流管阀 使滑阀 挡板或射流管产生无论圆柱滑阀 喷嘴挡板阀和射流管阀 使滑阀 挡板或射流管产生无论圆柱滑阀 喷嘴挡板阀和射流管阀 使滑阀 挡板或射流管产生无论圆柱滑阀 喷嘴挡板阀和射流管阀 使滑阀 挡板或射流管产生 运动所需要的功率是很小的 而阀的输出功率是很大的 有足够的能运动所需要的功率是很小的 而阀的输出功率是很大的 有足够的能运动所需要的功率是很小的 而阀的输出功率是很大的 有足够的能运动所需要的功率是很小的 而阀的输出功率是很大的 有足够的能 力推动液压缸或马达带动负载运动 从这个角度看 液压控制伺服阀力推动液压缸或马达带动负载运动 从这个角度看 液压控制伺服阀力推动液压缸或马达带动负载运动 从这个角度看 液压控制伺服阀力推动液压缸或马达带动负载运动 从这个角度看 液压控制伺服阀 是一个功率放大器 是一个功率放大器 是一个功率放大器 是一个功率放大器 液压缸的运动方向和运动速度有伺服阀控制 它起到了控制作用 因液压缸的运动方向和运动速度有伺服阀控制 它起到了控制作用 因液压缸的运动方向和运动速度有伺服阀控制 它起到了控制作用 因液压缸的运动方向和运动速度有伺服阀控制 它起到了控制作用 因 此伺服阀又是一个控制器 此伺服阀又是一个控制器 此伺服阀又是一个控制器 此伺服阀又是一个控制器 2012 2 1 主讲人 宋志安 10 二二 阀芯液压力阀芯液压力 液体的压缩性分析液体的压缩性分析液体的压缩性分析液体的压缩性分析 滑阀受力分析 稳态液动力 滑阀受力分析 稳态液动力 滑阀受力分析 稳态液动力 滑阀受力分析 稳态液动力 瞬态液动力瞬态液动力瞬态液动力瞬态液动力 1 2cos sVdVV FC CxpK x 2 VV tdf dxdx FCLpB dtdt 1dV V dp V dVdp qV dtdt 2012 2 1 主讲人 宋志安 11 液压桥路液压桥路 PT p p y A B FF B A R1 R2 R3R4 pp TP y 2012 2 1 主讲人 宋志安 12 液阻的概念液阻的概念 2012 2 1 主讲人 宋志安 13 液压半桥的特性液压半桥的特性 令令 bpbpbpbp by by by by bqbqbqbq by 1by 1by 1by 1 while by 1 1 while by 1 1 while by 1 1 while by 1 1 hold on hold on hold on hold on bp 1 0 001 1 bp 1 0 001 1 bp 1 0 001 1 bp 1 0 001 1 bqbqbqbq 1 by 1 by 1 by 1 by sqrt 2 2sqrt 2 2sqrt 2 2sqrt 2 2 bp 1 by bp 1 by bp 1 by bp 1 by sqrt 2sqrt 2sqrt 2sqrt 2 bp bp bp bp plot bp bq r linewidth 2 plot bp bq r linewidth 2 plot bp bq r linewidth 2 plot bp bq r linewidth 2 by by 0 2 by by 0 2 by by 0 2 by by 0 2 grid on grid on grid on grid on end end end end xlabel p p pxlabel p p pxlabel p p pxlabel p p p ylabel q V q V 0 ylabel q V q V 0 ylabel q V q V 0 ylabel q V q V 0 gtext 1 0 fontsize 10 gtext 1 0 fontsize 10 gtext 1 0 fontsize 10 gtext 1 0 fontsize 10 gtext 0 8 fontsize 10 gtext 0 8 fontsize 10 gtext 0 8 fontsize 10 gtext 0 8 fontsize 10 gtext 0 6 fontsize 10 gtext 0 6 fontsize 10 gtext 0 6 fontsize 10 gtext 0 6 fontsize 10 gtext 0 4 fontsize 10 gtext 0 4 fontsize 10 gtext 0 4 fontsize 10 gtext 0 4 fontsize 10 gtext 0 2 fontsize 10 gtext 0 2 fontsize 10 gtext 0 2 fontsize 10 gtext 0 2 fontsize 10 gtext 0 fontsize 10 gtext 0 fontsize 10 gtext 0 fontsize 10 gtext 0 fontsize 10 gtext 0 2 fontsize 10 gtext 0 2 fontsize 10 gtext 0 2 fontsize 10 gtext 0 2 fontsize 10 gtext 0 4 fontsize 10 gtext 0 4 fontsize 10 gtext 0 4 fontsize 10 gtext 0 4 fontsize 10 gtext 0 6 fontsize 10 gtext 0 6 fontsize 10 gtext 0 6 fontsize 10 gtext 0 6 fontsize 10 gtext 0 8 fontsize 10 gtext 1 0 y U fontsize 10 gtext 0 8 fontsize 10 gtext 1 0 y U fontsize 10 gtext 0 8 fontsize 10 gtext 1 0 y U fontsize 10 gtext 0 8 fontsize 10 gtext 1 0 y U fontsize 10 0 1 2 1 1 2 V Vpp qypyp qUpUp 2012 2 1 主讲人 宋志安 14 零开口四边滑阀的静态特性零开口四边滑阀的静态特性 Fi 1234 ps p0 0 2 pp1 p2p1 pL s q 1 2 34 qs 2 qq1 q3 4 q qL p 1 p s p负载 2 a b 2012 2 1 主讲人 宋志安 15 理想零开口的无量纲方程理想零开口的无量纲方程 x 1x 1x 1x 1 while x 1 1 while x 1 1 while x 1 1 while x 1 1 hold on hold on hold on hold on p 1 0 001 1 p 1 0 001 1 p 1 0 001 1 p 1 0 001 1 if x 0 if x 0 if x 0 if x 0 q x q x q x q x sqrt 1 p sqrt 1 p sqrt 1 p sqrt 1 p else else else else q x q x q x q x sqrt 1 p sqrt 1 p sqrt 1 p sqrt 1 p end end end end subplot 121 subplot 121 subplot 121 subplot 121 plot p q b linewidth 1 2 plot p q b linewidth 1 2 plot p q b linewidth 1 2 plot p q b linewidth 1 2 grid on grid on grid on grid on x x 0 2 x x 0 2 x x 0 2 x x 0 2 end end end end L V V VL p x x xq 1 xlabelxlabelxlabelxlabel p Lp Lp Lp L p sp sp sp s ylabel Q L Q 0 ylabel Q L Q 0 ylabel Q L Q 0 ylabel Q L Q 0 gtext 1 0 fontsize 10 gtext 1 0 fontsize 10 gtext 1 0 fontsize 10 gtext 1 0 fontsize 10 gtext 0 8 fontsize 10 gtext 0 8 fontsize 10 gtext 0 8 fontsize 10 gtext 0 8 fontsize 10 gtext 0 6 fontsize 10 gtext 0 6 fontsize 10 gtext 0 6 fontsize 10 gtext 0 6 fontsize 10 gtext 0 4 fontsize 10 gtext 0 4 fontsize 10 gtext 0 4 fontsize 10 gtext 0 4 fontsize 10 gtext 0 2 fontsize 10 gtext 0 2 fontsize 10 gtext 0 2 fontsize 10 gtext 0 2 fontsize 10 gtext 0 0 fontsize 10 gtext 0 0 fontsize 10 gtext 0 0 fontsize 10 gtext 0 0 fontsize 10 gtext 0 2 fontsize 10 gtext 0 2 fontsize 10 gtext 0 2 fontsize 10 gtext 0 2 fontsize 10 gtext 0 4 fontsize 10 gtext 0 4 fontsize 10 gtext 0 4 fontsize 10 gtext 0 4 fontsize 10 gtext 0 6 fontsize 10 gtext 0 6 fontsize 10 gtext 0 6 fontsize 10 gtext 0 6 fontsize 10 gtext 0 8 fontsize 10 gtext 0 8 fontsize 10 gtext 0 8 fontsize 10 gtext 0 8 fontsize 10 gtext 1 0 fontsize 10 gtext 1 0 fontsize 10 gtext 1 0 fontsize 10 gtext 1 0 fontsize 10 gtext x v x vmax fontsize 10 gtext x v x vmax fontsize 10 gtext x v x vmax fontsize 10 gtext x v x vmax fontsize 10 2012 2 1 主讲人 宋志安 16 正开口四边滑阀的静态特性正开口四边滑阀的静态特性正开口四边滑阀的静态特性正开口四边滑阀的静态特性 1234 p1 p2 2 p 1 ppL ps p0 Fi FR 负载psp1p2 L q q4 3 q 1 qq2 s q 43 2 1 qs a b 1111 VVLLL ss s d xxqpp UpUpp C WU 2 2 pp p p 21 L2121 LsLs s pp p pp p pp 2012 2 1 主讲人 宋志安 17 subplot 121 subplot 121 subplot 121 subplot 121 bx 1bx 1bx 1bx 1 while while while while bxbxbxbx 1 1 1 1 1 1 1 1 hold on hold on hold on hold on bp 1 0 001 1 bp 1 0 001 1 bp 1 0 001 1 bp 1 0 001 1 bqbqbqbq 1 bx 1 bx 1 bx 1 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fontsize 8 gtext 0 4 fontsize 8 gtext 0 4 fontsize 8 gtext 0 4 fontsize 8 gtext 0 6 fontsize 8 gtext 0 6 fontsize 8 gtext 0 6 fontsize 8 gtext 0 6 fontsize 8 gtext 0 8 fontsize 8 gtext 0 8 fontsize 8 gtext 0 8 fontsize 8 gtext 0 8 fontsize 8 gtext 1 0 x v U fontsize 10 gtext 1 0 x v U fontsize 10 gtext 1 0 x v U