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 液压控制阀的结构液压控制阀的结构、工作原理及分类；工作原理及分类； 圆柱滑阀圆柱滑阀分析分析； 喷嘴挡板阀喷嘴挡板阀分析分析；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 31.1.11.1.1液压控制阀结构工作原理、及分液压控制阀结构工作原理、及分类类

2、 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41 1、圆柱滑阀、圆柱滑阀 land51 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。61 1、圆柱滑阀、圆柱滑阀 71 1、圆柱滑阀、圆柱滑阀 4) 按

3、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）： 91 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。101 1、圆柱滑阀、圆柱滑阀 112 2、喷嘴挡板阀、喷嘴挡板阀喷嘴-挡板阀分单喷嘴和双喷嘴-挡板阀两种由固定节流孔、喷咀、挡板组成。1）单喷嘴-挡板阀 122 2、

4、喷嘴挡板阀、喷嘴挡板阀 132 2、喷嘴挡板阀、喷嘴挡板阀 143 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。153 3、射流管阀、射流管阀 161 1.1.2 .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),

5、Qvfxxx（LLPQ ,171.2 1.2 液压控制阀的一般分析液压控制阀的一般分析),(LvLpxfq181.2.1 1.2.1 零开口四通圆柱滑阀分析零开口四通圆柱滑阀分析1.2.1.11.2.1.1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。

6、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。)()(21vvxAxA)()(43vvxAxA31AA 42AA dddddccccc4321e0191.2.1 1.2.1 零开口四通圆柱滑阀分析零开口四通圆柱滑阀分析201.2.1 1.2.1 零开口四通圆柱滑阀分析零开口四通圆柱滑阀分析1.2.1.21.2.1.2稳态特性方程稳态特性方程1.2.1.31.2.1.3压力流量特性曲线压力流量特性曲线1.2.1.41.2.1.4稳态特性方程线性化稳态特性方程线性化1.2.1.51.2.1.5阀系数阀系数1.2.1.61.2.1.6液动力

7、计算液动力计算1.2.1.71.2.1.7结构参数结构参数211.2.1.61.2.1.6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221.2.1.61.2.1.6液动力计算液动力计算4、零开口四通阀液动力231.2.1 1.2.1 零开口四通圆柱滑阀分析零开口四通圆柱滑阀分析1.2.1.71.2.1.7结构参数结构参数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 maxvwxw22max()44rvddwxwrdd24另外另外: :（1

8、 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rdd12rdd6Ld1323LLLd251.2.21.2.2正开口四通圆柱滑阀分析正开口四通圆柱滑阀分析1.2.2.11.2.2.1稳态特性方程稳态特性方程1.2.2.21.2.2.2阀系数阀系数4 . 1LQ04 . 11vx0vx1vx11Lp0261.2.21.2.2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、

9、正开口阀特性曲线线性好3 3、零位泄漏大、零位泄漏大271.2.21.2.2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281.2.31.2.3三通滑阀分析三通滑阀分析1.2.3.11.2.3.1说明说明291.2.31.2.3三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301.2.31.2.3三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311.2.31.2.3三通滑阀

10、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321.2.41.2.4喷嘴挡板阀分析喷嘴挡板阀分析1.2.4.11.2.4.1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331.2.41.2.4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1.0fx0.60.200.20.61.0LQcp1.41.00.60.20.20.61.01.40.00.40.81.00.20.6341.2.41.2.4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0cVcPNPNVfVfVabcdefabcdefNNA p1F351.2.41.2.4喷嘴挡板阀分析喷嘴挡板阀分析1.2.4.21.2.4.2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sp0DNDl2pLQfxLQ1p1Q3Qsp4Q2Q0fx0fx4 . 1LQ4 . 11Lp11fx1fx361.2.4