教学课件：第二章.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第,2,章 液压放大元件,本章摘要,圆柱滑阀结构型式、工作原理、静态特性,喷嘴挡板阀结构型式、工作原理、静态特性,射流管阀结构型式、工作原理、静态特性,滑阀的受力分析,滑阀的输出功率及效率,一、按进、出阀的通道数划分,四通阀,(,图,2-1a,、,b,、,c,、,d),三通阀,(,图,2-1e),二通阀,(,图,2-1f),二、按滑阀的工作边数划分,四边滑阀,(,图,2-1a,、,b,、,c),双边滑阀,(,图,2-1d,、,e),单边滑阀,(,图,2-1f),三、按阀套窗口的形状划分,矩形、圆形、三角形等多种,四、按阀芯的凸肩数目划分,二凸肩、三凸肩、四凸肩,2.1,圆柱滑阀的结构型式及分类,五、按滑阀的预开口型式划分,正开口,(,负重叠,),、零开口,(,零重叠,),和负开口,(,正重叠,),预备知识,:,液压桥路,1,、液压桥路的基本功能,稳态时起位移,压差转换器的作用，动态时起转换器与功率放大器的作用。,通过液压桥路可在阀芯端面上获得一个可控的液压力，以便更好地控制阀芯的运动，获得较好的稳态控制性能。,2,、液压全桥,负载,2,、液压半桥,（,1,）液压半桥的基本类型,（,2,）液压半桥的压力,流量特性曲线,（,3,）液压半桥构成的基本原则,两个液阻中，至少有一个可变液阻；,可变液阻的变化必须受先导输入控制信号的控制；,从两个液阻之间引出输出；,液压半桥可以是并联的；,液压半桥可以是多级的,；,（一）、滑阀压力,流量方程的一般表达式,2.2,滑阀静态特性的一般分析,(1),由桥路的压力平衡可得,：,p,1,+,p,4,=,p,s,p,2,+,p,3,=,p,s,p,1,-,p,2,=,p,L,p,3,-,p,4,=,p,L,(2),由桥路的流量平衡可得,：,q,1,+,q,2,=,q,s,q,3,+,q,4,=,q,s,q,4,-,q,1,=,q,L,q,2,-,q,3,=,q,L,各桥臂的流量方程：,式中节流口液导：,特殊条件,:,四个节流窗口是匹配且对称的。,g,1,(x,v,)=,g,3,(,x,v,),g,2,(,x,v,)=,g,4,(,x,v,),g,2,(,x,v,)=,g,1,(-,x,v,),g,4,(,x,v,)=,g,3,(-,x,v,),则有：,q,1,=,q,3,q,2,=,q,4,p,1,=,p,3,p,2,=,p,4,联立解得：,由以上公式推得负载流量为：,供油流量为：,（二）、滑阀的静态特性曲线,(I),阀的流量特性：,负载压降,p,L,等于常数时，,负载流量与阀芯位移,之间的关系。,负载压降,p,L,0,时的,流量特性称为空载流,量特性。,(II),阀的压力特性：,指负载流量,q,L,等于常数,时，负载压降与阀芯,位移之间的关系。,通常所指的压力特性,是指负载流量,q,L,0,时的压力特性。,(III),阀的压力,-,流量特性：,指阀芯位移一定时，负,载流量与负载压降之间,的关系。,压力,流量特性曲线族,(,见图,28),则全面描述,了阀的稳态特性。,（三）、阀的线性化分析和阀的系数,（,1,）阀的线性化分析,阀的压力,-,流量特性是非线性的。利用线性化理论对系,统进行动态分析时，必须将这个方程线性化。,利用负载压力流量方程将其在某一特定工作点附近展成,台劳级数可得：,（,2,）滑阀的特性系数（阀系数）,流量增益,：,指负载压降一定时，阀单位输入,位移所引起的负载流量变化的大小。,流量,-,压力系数：,指阀开度一定时，负载压降变化所,引起的负载流量变化大小。,压力增益：,指,q,L,0,时阀单位输入位移所引起的,负载压力变化的大小。,根据：,所以有：,负载压力流量线性化方程：,2.3,零开口四边滑阀的静态特性,（,一）、理想零开口四边滑阀的静态特性,1,、理想零开口四边滑阀的压力,流量方程,阀芯左移：阀芯右移：合并得：,归一化处理得：其中：,2,、理想零开口四边滑阀的阀系数,流量增益：流量,-,压力系数：压力增益：,理想零开口四边滑阀的零位阀系数,流量增益：流量,-,压力系数：压力增益：,（一）、实际零开口四边滑阀的静态特性,1,、压力特性曲线和泄漏流量曲线,2,、零位泄漏流量曲线,实际零开口四边滑阀的零位阀系数,近似计算：,流量增益,:,流量,-,压力系数：压力增益：,2.4,正开口四边滑阀的静态特性,2.4,正开口四边滑阀的特性,1,、理想正开口四边滑阀的压力,流量方程归一化方程：,2.4,正开口四边滑阀的特性,正开口四边滑阀的压力流量曲线,2,、理想正开口四边滑阀的零位阀系数,流量增益：,流量,-,压力系数：,压力增益：,2.5,双边滑阀的静态特性,一、零开口双边滑阀的静态特性,1,、零开口双边滑阀的压力,流量方程,阀芯向下移动,：,阀芯向上移动,：,2.5,双边滑阀的静态特性,带差动液压缸的双边滑阀,无因次方程：,2,、零开口双边滑阀的零位阀系数,流量增益：流量,-,压力系数：压力增益：,2,、正开口四边滑阀的零位阀系数,流量增益：流量,-,压力系数：压力增益：,2.6,滑阀的受力分析,一、作用在滑阀阀芯上的液动力,1,、稳态液动力,2.6,滑阀的受力分析,2,、零开口四边滑阀稳态液动力,3,、正开口四边滑阀稳态液动力,4,、瞬态液动力,5,、零开口四边滑阀瞬态液动力,6,、正开口四边滑阀瞬态液动力,二、滑阀驱动力,2.7,滑阀的输出功率和效率,一、零开口四边滑阀输出功率,2.7,滑阀的输出功率和效率,二、零开口四边滑阀输出效率,液压系统的回路效率,(1),定量泵,+,溢流阀的节流调速系统的最高工作效率为,38.5%,;(,液压伺服控制系统属此类,),(2),由变量泵组成的容积调速系统的最高工作效率为,66.7%;,(3),采用负载敏感或负载感应或二次调节技术的系统的最高工作效率可超过,66.7%,甚至可高达,80%,以上,.,2.9,喷嘴挡板阀,一、,喷嘴挡板阀静态特性,结构原理：,由流量连续性方程得负载流量：,压力特性曲线,压力,流量特性曲线,二、双喷嘴挡板阀静态特性,由流量连续性方程：,压力,流量特性曲线,压力特性曲线,三、,作用在挡板上的液流力,（一）作用在单喷嘴档板上的液流力：,单喷嘴档板所受的液流力：,实际上，（,x,f0,-x,f,）很小，上式括号内的第二项可以忽略，作用在挡板上的液流力近似等于静压力,p,c,A,N,.,三、,作用在挡板上的液流力,（一）作用在双喷嘴档板上的液流力：,双喷嘴档板所受的液流力：,上式第一项是喷嘴孔处的静压力对挡板产生的液压力，第二项近似为液动力。,2.10,射流管阀,（一）工作原理,2.10,射流管阀,（二）射流管阀的静态特性,1,压力特性,q,L,=0,2.10,射流管阀,（二）射流管阀的静态特性,2,流量特性,p,L,=0,2.10,射流管阀,（二）射流管阀的静态特性,3,压力,流量特性,思考题,1,、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？,2,、什么是理想滑阀,?,什么是实际滑阀？,3,、什么是三通阀、四通阀,?,什么是双边滑阀、四边滑阀,?,它们之间有什么关系,?,4,、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么,?,5,、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时应如何选定阀的系数？为什么？,6,、比较零开口阀与正开口阀、三通阀与四通阀的三个系数有什么异同，为什么,?,7,、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响，为什么要研究实际实际零开口滑阀的泄漏特性,?,8,、为什么说零开口四边滑阀的性能最好，但最难加工？,9,、什么是稳态液动力，什么是瞬态液动力？,10,、滑阀流量饱和的含义是什么,?,它对阀的特性有什么影响？在设计时如何避免？,思考题,11,、求出零开口双边滑阀的最大功率点和最大功率？,12,、如何表示阀的规格？零开口四边滑阀的负载压阵为什么要限制到？,13,、喷嘴挡板阀的零位压力为什么取左右，和对其性能有什么影响？,14,、射流管阀有哪些特点？射流管阀的工作原理和滑阀、喷嘴挡板阀是是否一样,?,