新型液压元件及集成技术(第3章)

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1、新型液压元件与集成技术(New-typeHydraulicComponent&IntegratedTechnology)授课教师：龙威掌握新型液压元件（插装阀、叠加阀、数字元件等）的工作原理、结构及特点教学目的了解和掌握新型液压元件及系统中的比例控制技术了解和掌握新型液压元件及系统中的数字控制技术了解和掌握新型液压元件及系统的集成技术等学科理论和知识了解采用新型液压元件的液压控制系统设计方法对新型液压元件有一个初步的认识和了解，并掌握相关知识新型液压元件及集成技术新型液压阀与集成系统电液比例技术的基础理论液压控制放大器电液比例控制系统与集成技术插装阀及其集成技术数字式液压元

2、件与集成技术液压元件叠加集成技术液压控制放大器液压控制放大器，其实质是一个机械-液压转换器。在液压控制系统中，它把输入的机械信号（位移或转角）转换为液压信号（流量、压力）输出，把电-机械转换器输出的微小功率加以转换和放大，从而控制主级或功率控制级的工作状态，并进行功率放大，因此从功能上看它也是一种功率放大器。控制过程是液压控制放大器在电-机械转换器输出操作力的作用下，获得位移或转角使其阀口液阻发生变化，它就输出相应的压力和流量。因此液压控制放大器是液压控制系统中最重要的组成部分，是一种主要控制元件，其性能直接影响到液压控制系统的工作品质。液压放大器可以是液压控制阀或伺服变量

3、泵（输入为角位移，输出为流量也是一种液压比例控制及功率放大器元件）。液压控制放大器，通常包括：先导级阀和功率级主阀。若是单级阀则无先导级阀；否则为多级阀。用于先导级的控制阀有圆柱滑阀、喷嘴挡板、射流阀、锥阀，而用于功率级的液压控制阀几乎都是滑阀。归纳起来，在液压控制系统中常用的典型控制阀是圆柱滑阀和喷嘴挡板阀及锥阀，在某些场合也采用射流阀。先导级放大器的结构形式及特点先导级阀又称前置级，用于接受小功率的电气-机械转换器输入的位移或转角信号，将机械量转换为液压力驱动功率级主阀。先导级阀主要有滑阀式、喷嘴挡板式、锥阀式、射流管式等四种结构。但是为了传输信号功率的放大，往往采用它

4、们的组合，如最常见的喷嘴挡板阀和圆柱滑阀组成的二级阀。它们的类型、原理及特点如表所示。滑阀式先导级放大器特点：滑阀式先导级的优点是允许位移大，当阀口为矩形或全周开口时，线性范围宽，输出流量大，流量增益及压力增益高。其缺点是滑阀式阀配合副加工精度要求高，阀芯运动有摩擦力，运动部件惯量较大，所需的驱动力也较大，通常与动圈式力马达或比例电磁铁直接连接。滑阀式先导级在电液伺服阀中应用较少，主要用于先导式电液比例方向控制阀和插装式电液比例流量阀中。喷嘴挡板式先导级放大器特点具有体积小、运动部件惯量小、无摩擦、所需驱动力小、灵敏度高等优点。特别适用于小信号工作，因此常用作二级伺服阀的前

5、置放大级。其缺点是中位泄漏量大，负载刚性差，输出流量小，节流孔及喷嘴的间隙小（0.02～0.6mm)，容易堵塞，抗污染能力差。射流管式先导级放大器特点射流管的喷嘴（通常直径为0.2～2mm）与接受器、射流喷嘴、偏转板和射流板之间的距离较大，不易堵塞，抗污染能力强；射流喷嘴有失效对中能力。其缺点是结构较复杂，加工与调试较难，运动零件惯量较大；射流管的引压管刚性较低，易振动；性能不易计算，特性很难预计。适用于对抗污染能力有特殊要求的场合，常用作两级伺服阀的前置放大级。锥阀式先导级放大器锥阀的优点是加工方便，关闭时密封性好，效率高，抗污染能力强。但是锥阀的导向条件差，增加导向和减

6、振结构，如圆柱导向阻尼或减振活塞，但又增大了阀芯尺寸和重量。单个锥阀相当于单边控制阀，只能用于单凸肩可变液压半桥，通常是B型。在现有的比例压力控制阀中，采用锥阀作先导级的占大多数。功率放大器（滑阀）的结构及特点功率放大器（滑阀）的结构及特点功率放大器（滑阀）的结构及特点功率放大器（滑阀）的结构及特点滑阀式液压放大器的综合特性负重叠四通阀的综合特性(a)结构原理图(b)可变液阻的等效液桥图3.12负重叠四通滑阀原理图线性化方程阀系数的确定电液伺服阀及液压放大器图1力反馈结构原理图图1力反馈结构原理图