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详谈液压系统控制阀

作者: 大兰液压-标 编辑: TGB 来源: 大兰液压 发布日期: 2019.05.12
信息摘要:
对于液压系统,均是由液压执行元件(液压缸或液压马达)按指定要求的动作顺序以实现循环动作,然后对外输出一定的功率(压力p×流量Q),完成相应的…

对于液压系统,均是由液压执行元件(液压缸或液压马达)按指定要求的动作顺序以实现循环动作,然后对外输出一定的功率(压力p×流量Q),完成相应的工况,平稳且协调的持续运行。这就必须对液压系统的压力流量和液流方向加以控制和调节。

在液压系统中,目前可控制和调节压力、流量、液流方向的方式分两种:第一种是容积式控制(泵控),第二种是节流式控制(阀控)。本文大兰液压厂家主要以第二种阀控予以讲解。作为一种以节流的方式以控制液压系统的压力、流量和液流方向的液压元件,可分为三大类,即普通的通断式开关阀、伺服阀与比例阀,其具体内容如下:

(一)通断式开关阀

这种阀是液压系统中使用最为普遍的,其可依靠手动、机动或电磁铁操控,阀口只能进行“开”或“关”的调节,阀口开度大小若被调定则不可再更变。这种靠调节手柄、凸轮等结构设定的压力、流量和方向参数均不可连续按比例进行控制,且控制精度并不高,除非操作者再次手动调节,否则数值仍不改变。这类阀无法较好的满足高质量控制系统的操作要求,但由于价格相对实惠,可适应大批中端液压系统的技术要求。

(二)伺服阀

这种阀主要是指电液伺服阀,在接收电气模拟信号后,可相应的调制流量与压力。它最早出现于二战时期,目的在于满足液压系统向高速、高精度、大功率、高度自动化方向发展的需求,军事武器成为该技术的最早受益对象。随着时间的推移,在响应速度要求快、控制精度要求高的液压伺服系统中,使用伺服阀作为控制阀,是基于该阀具有输出效率高、反应速度快和可电气操纵、控制性良好等显著优势,由此其被广泛应用于要求控制准确、跟踪迅速和程序控制能灵活变动的特定场合。

电液伺服阀是一种理想的电子→液压接口,可便捷高效的实现电信号→机械位移量→液压信号的切换,并经放大输出与电控信号“连续成比例”的液压功率。与通断式开关阀相比,这类阀的成本较高,对液压系统有严格的污染控制要求以及闭环系统的反馈要求,这都使得电气控制变得更为复杂,维修难度也相应提高,一定程度上限制了该元件的应用。

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(三)比例控制阀

这种阀是一种能使所输出油液的参数(压力、流量和方向)随输入电信号参数(电流、电压)的变化而成比例的液压控制阀,集开关式电液控制元件和伺服式电液控制元件的优点于一体,不仅能开环控制,也可加入反馈环节构成闭环控制,其良好的静态性能可满足一般工业控制要求的动态性能。此外,与电液伺服阀类似,其不仅可控制油液流动的方向,也可根据输入电流信号的大小连续的控制油流的流量和压力大小。虽然控制精度比电液伺服阀稍显逊色,但在油液污染、加工装配精度和使用要求等方面均更占优势。

从控制原理上讲,比例阀与伺服阀基本相同,无论是阀的基本结构或主阀的动作原理,比例阀和伺服阀都十分相同或相近。先导控制部分取自伺服阀,结构相对更简单,主阀基本采用开关式阀的操控形式,本质上略有差异,但原则上讲是以开关式阀为基础融合了比例电磁铁的特性,属中和型液压控制阀。

相比前两种阀,比例控制阀的结构相对简单,价格也较为便宜,可称之为廉价的电液伺服元件。介于电液开关控制和电液伺服控制之间的比例控制阀,可谓是将上述两种元件的特点加以结合,实际作用也介于其中,如注塑机、型材挤压机这类设备,它在这些简易自动化、简易数控以及单参数适应控制的液压系统方面堪称首选。但这类阀也有一定劣势,相比伺服阀,它的频率响应较低,存在一定的死区和滞环,对控制精度要求较高和响应要素较快的闭环控制系统而言,其能力也稍显不足,不过针对速度(单参数)闭环控制系统和一般开环电液控制系统,它基本可满足响应需求。

除了上述的三种液压控制阀,近两年也推出了一种新型比例伺服阀——即高性能比例方向阀, 它也采用比例电磁铁作为电-机械转换器,同时阀芯和阀套采用与伺服阀相同的加工工艺、配合精度和零遮盖的阀口等,其抗污染能力逊色于伺服阀,但控制性能与伺服阀更为接近,也能用于各种工业闭环控制中。

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