液压伺服控制第一章

1、1 第第1 1章章 液压控制阀液压控制阀 1 1 本章摘要本章摘要 液压控制阀的结构、工作原理及分类；液压控制阀的结构、工作原理及分类； 圆柱滑阀分析；圆柱滑阀分析； 喷嘴挡板阀分析；喷嘴挡板阀分析； 2 液压控制阀液压控制阀是液压控制系统核心元件： #在节流伺服系统节流伺服系统中，它直接控制执行元件动作； #在容积式伺服系统容积式伺服系统中，它直接控制变量泵的变量 机构，改变其输出流量，从而间接控制执行机构。 1.11.1液压控制阀概述液压控制阀概述 液压控制阀直接影响控制系统的工作性能液压控制阀直接影响控制系统的工作性能 3 1 1. .1.11.1液压控制阀结构工作原理、及分液压控制阀结

2、构工作原理、及分 类类 1 1、圆柱滑阀、圆柱滑阀 由带凸肩阀芯与带凹槽的阀套组成由带凸肩阀芯与带凹槽的阀套组成 4 1 1、圆柱滑阀、圆柱滑阀 land 5 1 1、圆柱滑阀、圆柱滑阀 1) 按进、出阀的通道数划分按进、出阀的通道数划分 四通阀四通阀 三通阀三通阀 二通阀二通阀 2) 按滑阀的工作棱边个数划分按滑阀的工作棱边个数划分 四边滑阀四边滑阀 双边滑阀双边滑阀 单边滑阀单边滑阀 3) 按阀芯的凸肩数目划分按阀芯的凸肩数目划分 二凸肩、三凸肩、四凸肩二凸肩、三凸肩、四凸肩; 圆柱滑阀由带凸圆柱滑阀由带凸 肩的阀芯和带凹肩的阀芯和带凹 槽的阀套组成。槽的阀套组成。 6 1 1、圆柱滑阀、

3、圆柱滑阀 7 1 1、圆柱滑阀、圆柱滑阀 4) 按预开口形式划分按预开口形式划分 8 不同开口形式的流量特性曲线 假定（理想滑阀）：假定（理想滑阀）： 9 1 1、圆柱滑阀、圆柱滑阀 不同预开口形式的滑阀特性不同预开口形式的滑阀特性 有死区特性，将影响控制系统的稳态误差，应用较少。有死区特性，将影响控制系统的稳态误差，应用较少。 但密封性好，在比例控制系统中有应用。但密封性好，在比例控制系统中有应用。 具有线性特性，应用广泛，但加工制造困难。具有线性特性，应用广泛，但加工制造困难。 10 1 1、圆柱滑阀、圆柱滑阀 11 2 2、喷嘴挡板阀、喷嘴挡板阀 喷嘴-挡板阀分单喷嘴和 双喷嘴-挡板阀两

4、种 由固定节流孔、喷咀、挡 板组成。 1）单喷嘴-挡板阀 12 2 2、喷嘴挡板阀、喷嘴挡板阀 13 2 2、喷嘴挡板阀、喷嘴挡板阀 14 3 3、射流管阀、射流管阀 射流管阀由射流管射流管阀由射流管1和接收板和接收板2组成。组成。 接收板上有两个并列的接收孔接收板上有两个并列的接收孔a、b； 接收孔分别与液压缸两腔相通。接收孔分别与液压缸两腔相通。 射流管可绕轴左右摆动；射流管可绕轴左右摆动； 射流管偏向哪个接收孔，射流管偏向哪个接收孔， 压力油喷射到相应工作腔，压力油喷射到相应工作腔， 缸体就向那个方向运动。缸体就向那个方向运动。 15 3 3、射流管阀、射流管阀 16 1 1. .1.2

5、1.2 液压控制阀定义、作用液压控制阀定义、作用 液压源 输入量 输出量 液压控制阀 ), , Qvf xxx（LL PQ , 17 1 1. .2 2 液压控制阀的一般分析液压控制阀的一般分析 ),( LvL pxfq 18 1 1. .2.12.1 零开口四通圆柱滑阀分析零开口四通圆柱滑阀分析 1 1. .2.1.12.1.1基本假设基本假设 1 1、阀为理想的、阀为理想的 节流边为绝对锐边，无径向间隙，无节流边为绝对锐边，无径向间隙，无 泄漏。泄漏。 节流口对称，即，节流口对称，即， 节流匹配，即，节流匹配，即， 四个节流口流量系数相等，即四个节流口流量系数相等，即 2 2、流体为理想流

6、体、流体为理想流体 不可压缩，即体积弹性模数。不可压缩，即体积弹性模数。 无粘度，即。无粘度，即。 均质：油液密度均质：油液密度= =常数。常数。 3 3、能源压力理想、能源压力理想 （1 1）供油压力）供油压力= =常数，回油压力常数，回油压力=0=0。 )()( 21vv xAxA)()( 43vv xAxA 31 AA 42 AA ddddd ccccc 4321 e 0 19 1 1. .2.12.1 零开口四通圆柱滑阀分析零开口四通圆柱滑阀分析 20 1 1. .2.12.1 零开口四通圆柱滑阀分析零开口四通圆柱滑阀分析 1 1. .2.1.22.1.2稳态特性方程稳态特性方程 1

7、1. .2.1.32.1.3压力流量特性曲线压力流量特性曲线 1 1. .2.1.42.1.4稳态特性方程线性化稳态特性方程线性化 1 1. .2.1.52.1.5阀系数阀系数 1 1. .2.1.62.1.6液动力计算液动力计算 1 1. .2.1.72.1.7结构参数结构参数 21 1 1. .2.1.62.1.6液动力计算液动力计算 1、液动力计算一般式 2、稳态液动力计算 3、瞬态液动力计算 22 1 1. .2.1.62.1.6液动力计算液动力计算 4、零开口四通阀液动力 23 1 1. .2.12.1 零开口四通圆柱滑阀分析零开口四通圆柱滑阀分析 1 1. .2.1.72.1.7结

8、构参数结构参数 1 1、根据最大空载流量、根据最大空载流量 计算计算 2 2、根据要求的、根据要求的KqoKqo求求 3 3、根据、根据 求求 4 4、校核节流口是否可控、校核节流口是否可控 maxv wx w 22 max ()4 4 rv ddwx w r dd 24 另外另外: : （1 1）滑阀正阻尼长度不）滑阀正阻尼长度不 小于负阻尼长度小于负阻尼长度 （2 2） （3 3）阀芯长度）阀芯长度 （4 4）总阻尼长度）总阻尼长度 r dd 1 2 r dd 6Ld 13 2 3 L LLd 25 1 1. .2.22.2正开口四通圆柱滑阀分析正开口四通圆柱滑阀分析 1 1. .2.2.

9、12.2.1稳态特性方程稳态特性方程 1 1. .2.2.22.2.2阀系数阀系数 4 . 1 L Q 0 4 . 1 1 v x 0 v x 1 v x 11 L p 0 26 1 1. .2.22.2正开口四通圆柱滑阀分析正开口四通圆柱滑阀分析 1.2.2.31.2.2.3与零开口阀比较与零开口阀比较 1 1、正开口阀流量增益大一倍、正开口阀流量增益大一倍 2 2、正开口阀特性曲线线性好、正开口阀特性曲线线性好 3 3、零位泄漏大、零位泄漏大 27 1 1. .2.22.2正开口四通圆柱滑阀分析正开口四通圆柱滑阀分析 1.2.2.41.2.2.4液动力分析液动力分析 28 1 1. .2.

10、32.3三通滑阀分析三通滑阀分析 1 1. .2.3.12.3.1说明说明 29 1 1. .2.32.3三通滑阀分析三通滑阀分析 1.2.3.21.2.3.2零开口三通阀零开口三通阀 30 1 1. .2.32.3三通滑阀分析三通滑阀分析 1 1. .2.3.2.3.2 2零开口三通阀零开口三通阀 1.2.3.31.2.3.3正开口三通阀正开口三通阀 1.2.3.41.2.3.4三通阀与四通阀比较三通阀与四通阀比较 31 1 1. .2.32.3三通滑阀分析三通滑阀分析 1.2.3.41.2.3.4与四通阀比较与四通阀比较 1 1、流量增益相同、流量增益相同 2 2、压力增益四通阀大一倍、压

11、力增益四通阀大一倍 3 3、流量压力系数四通阀小一倍、流量压力系数四通阀小一倍 32 1 1. .2.42.4喷嘴挡板阀分析喷嘴挡板阀分析 1 1. .2.4.12.4.1单喷嘴挡板阀单喷嘴挡板阀 1 1、稳态特性方程、稳态特性方程 33 1 1. .2.42.4喷嘴挡板阀分析喷嘴挡板阀分析 2 2、压力特性、压力特性 3 3、压力流量特性曲线、压力流量特性曲线 4 4、阀系数、阀系数 5 5、零位泄漏、零位泄漏 1.0 f x 0.6 0.2 0 0.2 0.6 1.0 L Q c p 1.4 1.0 0.6 0.2 0.2 0.6 1.0 1.4 0.00.40.81.00.20.6 34

12、 1 1. .2.42.4喷嘴挡板阀分析喷嘴挡板阀分析 6 6、液动力计算、液动力计算 0 c V c P N P N V f V f V a b c d ef a b c d ef NN A p 1 F 35 1 1. .2.42.4喷嘴挡板阀分析喷嘴挡板阀分析 1 1. .2.4.22.4.2双喷嘴挡板阀双喷嘴挡板阀 1 1、稳态特性方程、稳态特性方程 s p 0 D N D l 2 p L Q f x L Q 1 p 1 Q 3 Q s p 4 Q 2 Q 0f x 0f x 4 . 1 L Q 4 . 1 1 L p1 1 f x 1 f x 36 1 1. .2.42.4喷嘴挡板阀分析喷嘴挡板