液壓放大元件本章摘要

圓柱滑閥結構型式、工作原理、靜態(tài)特性第1頁，共70頁。一、按進、出閥的通道數(shù)劃分四通閥\三通閥\二通閥二、按滑閥的工作邊數(shù)劃分四邊滑閥\雙邊滑閥\單邊滑閥三、按閥套窗口的形狀劃分矩形、圓形、三角形等多種四、按閥芯的凸肩數(shù)目劃分二凸肩、三凸肩、四凸肩2.1圓柱滑閥的結構型式及分類第2頁，共70頁。五、按滑閥的預開口型式劃分正開口(負重疊)、零開口(零重疊)和負開口(正重疊)第3頁，共70頁?；y分析滑閥有正開口、零開口、負開口三種?；y的開口型式

正開口零開口負開口第4頁，共70頁。正開口、零開口、負開口第5頁，共70頁。

滑閥的面積梯度及部分開口，可全周開口、開方孔、開園孔開園孔展開圖開方孔全周開口第6頁，共70頁。一、零開口四邊閥的壓力-流量特性方程零開口四通滑閥的靜特性

第7頁，共70頁。

x>0時

x<0時第8頁，共70頁。二、零開口四邊閥的閥系數(shù)三、零開口四邊閥的特性曲線第9頁，共70頁。四、實際零開口四邊閥的零位閥系數(shù)零位時存在徑向泄漏零位時壓力不是無窮大KqKcKqKc等價動態(tài)物理模型動態(tài)數(shù)學模型第10頁，共70頁。一、正開口四邊閥的壓力-流量特性方程正開口四通滑閥的靜特性

第11頁，共70頁。一、正開口四邊閥的壓力-流量特性方程正開口四通滑閥的靜特性

可分解成2個流量的疊加第12頁，共70頁。第13頁，共70頁。二、正開口四邊閥的閥系數(shù)三、正開口四邊閥的特性曲線KqKc動態(tài)數(shù)學模型第14頁，共70頁。閥芯閥體（閥套）凸肩沉割槽棱邊閥芯孔閥芯與閥體land棱邊滑閥典型結構原理圖沉割槽通油槽第15頁，共70頁。零開口正開口負開口ZEROLIPUNDERLIPOVERLIP零重疊負重疊正重疊滑閥典型結構原理圖第16頁，共70頁。ABpST（a）兩凸肩四通滑閥滑閥典型結構原理圖(a)為兩凸肩四通滑閥，它有一個進油口P，兩個通向液壓執(zhí)行元件的控制口A及B，另外還有兩個回油口。因為兩個回油口合并成一個O口流出滑閥，故整個滑閥共有P、T、A、B四個通油口，稱四通閥。

這種結構中回油壓力作用于凸肩，因油壓力不會為零，當閥芯不在零位時，總有一個使閥芯繼續(xù)打開的力作用于閥芯。第17頁，共70頁。TABXv（a）兩凸肩四通滑閥滑閥典型結構原理圖pS第18頁，共70頁。pSTABXv（a）兩凸肩四通滑閥

滑閥典型結構原理圖第19頁，共70頁。(b)兩凸肩三通滑閥兩個凸肩里側的兩個棱邊是工作棱邊，只有一個通向液壓執(zhí)行元件的控制口c，所以稱三通閥。如果閥芯向右微動，P口的油液經(jīng)過右凸肩棱邊的節(jié)流作用后通向C口，如果閥芯向左移動，則C口的油液經(jīng)左凸肩棱邊節(jié)流后由T口流出滑閥。由于只有一個控制口C，通向液壓缸的無桿腔，液壓缸的有桿腔是不可控的。為使液壓缸能雙向運動，必須采取其它辦法讓液壓缸活塞回程，圖示結構pc（b）兩凸肩三通滑閥

cPTpsps第20頁，共70頁。pc（b）兩凸肩三通滑閥

滑閥典型結構原理圖cPTpsps第21頁，共70頁。pcXv（b）兩凸肩三通滑閥

滑閥典型結構原理圖cPTpsps第22頁，共70頁。pcXv（b）兩凸肩三通滑閥

滑閥典型結構原理圖cPTpsps第23頁，共70頁。（C）四凸肩零開口四通滑閥BPTAps

(c)四凸肩零開口四通滑閥圖中兩個通油槽處有四個工作棱邊。由于凸肩的寬度和不同凸肩間的距離，與相對應的油槽尺寸是配制得完全一致的，所以當閥芯處于中位時，凸肩的棱邊與油糟的棱邊，一一對齊，從而把油槽完全封住。這種完全理想化的滑閥，稱理想滑閥。第24頁，共70頁。（C）四凸肩零開口四通滑閥滑閥典型結構原理圖BPTAps第25頁，共70頁。（C）四凸肩零開口四通滑閥Xv滑閥典型結構原理圖BPTAps第26頁，共70頁。（C）四凸肩零開口四通滑閥Xv滑閥典型結構原理圖BPTAps第27頁，共70頁。

(d)三凸肩零開口四通滑閥圖中三個通油槽處有四個工作棱邊。由于凸肩的寬度和不同凸肩間的距離，與相對應的油槽尺寸是配制得完全一致的，所以當閥芯處于中位時，凸肩的棱邊與油糟的棱邊，一一對齊，從而把油槽完全封住。這種完全理想化的滑閥，稱理想滑閥。

pSTAB（D）三凸肩零開口四通滑閥第28頁，共70頁。pSTAB（D）三凸肩零開口四通滑閥滑閥典型結構原理圖第29頁，共70頁。pSTABXv（D）三凸肩零開口四通滑閥滑閥典型結構原理圖第30頁，共70頁。pSTABXv（D）三凸肩零開口四通滑閥滑閥典型結構原理圖第31頁，共70頁。pSTABUUUU（E）三凸肩正開口四通滑閥(e)三凸肩正開口四通閥閥芯處于中位時，四個節(jié)流工作棱邊處都有相同的預開口量U，即在零位時有預開口量，這種閥稱正開口閥或負重疊閥。第32頁，共70頁。pSTABUUUU（E）三凸肩正開口四通滑閥滑閥典型結構原理圖第33頁，共70頁。pSTABUUUUXv（E）三凸肩正開口四通滑閥滑閥典型結構原理圖第34頁，共70頁。pSTABUUUUXv（E）三凸肩正開口四通滑閥滑閥典型結構原理圖第35頁，共70頁。pSTABOLOLOLOL（F）三凸肩負開口四通滑閥(f)三凸肩負開口四通滑閥零位時每個凸肩都遮蓋了相應的油槽而有重疊量，只有閥芯位移超過了棱邊處的重疊量后閥口才打開。這種閥稱正重疊閥或負開口閥。第36頁，共70頁。pSTABOLOLOLOL（F）三凸肩負開口四通滑閥滑閥典型結構原理圖第37頁，共70頁。pSTABOLOLOLOLXv（F）三凸肩負開口四通滑閥滑閥典型結構原理圖第38頁，共70頁。pSTABOLOLOLOLXv（F）三凸肩負開口四通滑閥滑閥典型結構原理圖第39頁，共70頁。零開口四通滑閥的靜特性滑閥的結構型式很多，最有代表性的是零開口四通滑閥。能表示Q、A及Δp三者間關系的方程就是滑閥的特性方程，而只研究穩(wěn)態(tài)關系的就叫做靜特性。不論凸肩數(shù)有多少，也不管是三通或四通的閥，都可以做成正開口、負開口或零開口的。第40頁，共70頁。零開口四通滑閥3142pSQLQ1Q3Tp2p1(b)液壓橋pSTABXv124p13p2QLQL(a)結構原理圖pSTABXv124p13p2QLQLA第41頁，共70頁。圖2.4滑閥閥口形狀(a)

通油槽為整周開槽(b)通油槽為方孔（c）通油槽為圓孔。dvxvxvxv(a)(b)（c）第42頁，共70頁。第43頁，共70頁。第44頁，共70頁。QL/QLmax0.81.0=xv/xvmax0.81.2-1.2-0.8-0.8-0.4-0.40.40.40.2-0.2000pL/ps-0.80.8-0.40.40.6-0.6-1.0ⅣⅡⅢⅠ零開口四通滑閥壓力-流量曲線曲線是非線性的!

第45頁，共70頁。將流量方程在某一工作點(QL1、xv1、pL1)附近全微分，可得在此工作點處的流量方程:Kq——流量增益，或流量放大系數(shù)，表示負載壓力pL不變時，當閥芯位移xv，有微小增量時所引起的流量增量；Kc——壓力流量系數(shù)，表示閥芯位移不變時負載壓力增量與負載流量增量之間的關系，也稱閥剛度。第46頁，共70頁。第47頁，共70頁。第48頁，共70頁。滑閥的三個閥系數(shù)以及其靜特性曲線都可用實驗法測得。pSTABXv124p13p2QL測Kq0第49頁，共70頁。正開口四通滑閥3142pSQLQ1Q3Tp2p1pSTABXv=0p1p2QLQLL1L2UUUU1243正開口四通滑閥的靜特性

第50頁，共70頁。零開口三通滑閥

pcXvpspsp0≈0AA’三通閥的靜特性

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一、三通閥的負載壓力第51頁，共70頁。三通閥一般驅(qū)動差動缸PL是用來平衡負載F的壓力第52頁，共70頁。三通滑閥的靜特性

二、零開口三通閥的壓力-流量特性QLKqKc零位時Kc很??！第53頁，共70頁。零開口三通閥的閥系數(shù)零開口三通閥的零位閥系數(shù)也象四通閥一樣，應根據(jù)其零位漏損量推算。第54頁，共70頁。三、正開口三通閥的壓力-流量特性QL12第55頁，共70頁。圖為正開口三通閥，兩個節(jié)流口同時工作以控制一個控制口，其控制壓力為pc，負載流量為QL，設閥芯按圖示方向移動，由圖可知正開口三通滑閥pcXvpspsp0≈0AA’U+xvU-xv12第56頁，共70頁。和零開口三通閥一樣引入負載壓力pL，直接引用式(2-34)，得第57頁，共70頁。式(2-40)與式(2-27)相比，正開口四通閥流量方程中的pL改換成2pL，就變成正開口三通閥的流量方程了。因此，當把圖2.7中正開口四通閥壓力流量曲線的pL/ps坐標1改為1/2后，就是正開口三通閥的壓力流量曲線了。正開口四通滑閥壓力-流量曲線QL/QLmax1.0=xv/xvmax0.8-2.0-1.00.2000pL/ps-0.80.8-0.40.40.62.01.0ⅣⅢⅡⅠ-0.8-0.4-0.2-0.6-1.00.4第58頁，共70頁。正開口三通閥的三個零位閥系數(shù)為三通閥的流量增益與四通閥的流量增益相同，而三通閥的壓力增益Kp較四通閥的小一半，這是因為三通間只控制一個控制腔壓力pc，而另一腔的壓力不可控所致。第59頁，共70頁。三通閥的靜特性

如果閥芯按圖示方向移動，棱邊1處的節(jié)流口打開，控制腔壓力pc增高，其最大值pcmax=ps時使活塞向右運動的力

F1=p1A－psA＇。A——無桿端活塞面積，A＇——有桿端活塞面積。零開口三通滑閥pcXvpspsp0≈0AA’12第60頁，共70頁。四、三通閥、四邊閥靜特性比較1、液壓放大元件的流量增益Kq與半橋的節(jié)流邊有關：零開口閥是正開口閥的一半；帶固定節(jié)流孔時，Kq是正開口閥的一半。2、液壓放大元件的壓力流量系數(shù)Kc與半橋、全橋有關：半橋正開口三通閥是全橋正開口四通閥的2倍；半橋零開口三通閥是全橋零開口四通閥2倍；帶2個固定節(jié)流孔的全橋與正開口四通閥全橋相等；帶1個固定節(jié)流孔的半橋與正開口三通閥半橋相等；3、零開口的壓力流量系數(shù)遠小于正開口閥，零開口的壓力增益遠在于正開口閥。零開口的因“內(nèi)泄漏”引起的誤差將遠小于正開口閥。第61頁，共70頁。四、三通閥、四邊閥靜特性比較1、流量增益Kq，正開口是零開口的2倍，正開口是帶固定節(jié)流孔閥的2倍，半橋與全橋相等（因左右半橋流量相等）2倍12KqKcKqKc等價動態(tài)物理模型動態(tài)數(shù)學模型第62頁，共70頁。四、三通閥、四邊閥靜特性比較遠大于122、零位壓力流量系數(shù)Kc0，正開口遠大于零開口，半橋是全橋的2倍KqKcKqKc等價動態(tài)物理模型動態(tài)數(shù)學模型第63頁，共70頁。壓力放大器的等效閥？QLKp1/Kc壓力放大器的物理模型KpKc+壓力放大器的數(shù)學模型第64頁，共70頁。四、三通閥、四邊閥靜特性比較3、壓力增益Kp，正開口遠小于零開口，半橋是全橋一半2倍遠大于第65頁，共70頁。（1）作用在圓柱滑閥上的穩(wěn)態(tài)液動力

滑閥的力特性

液流經(jīng)過閥口時，由于流動方向和流速的改變，閥芯上會受到穩(wěn)態(tài)液動力。因沿閥芯徑向的分力互相抵消了，只剩下沿閥芯軸線方向的穩(wěn)態(tài)液動力。

作用在帶平衡活塞的滑閥上的穩(wěn)態(tài)液動力

穩(wěn)態(tài)液動力指向閥口關閉的方向第66頁，共70頁。穩(wěn)態(tài)液動力指向閥口關閉的方向第67頁，共70頁。(2)、作用在滑閥上的液壓卡緊力(a)倒錐；(b)順錐；(c)傾斜

(5.13)

開一條均壓槽時，K＝0.4；開三條等距槽時，K＝0.063；開七