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常用电液比例阀


滞环%
重复精度% 频宽-3dbHz
1~3
0.5 20~200
1~3
0.5 1~30
4~7
±1 1~5

<0.1% 5 有 0.5
线圈功率W
中位死区 价格因子
0.05~5
无 3
10~24
有 1
10~30
有 1
1.电液比例压力阀
比例压力阀用来实现压力控制,压力的升降随时可以通过电信号加以改
变。
工作系统的压力可根据生产过程的需要,通过电信号的设定值来加以变 化,这种控制方式常称为负载适应控制。 根据在液压系统中的作用不同,可分为比例溢流阀,比例减压阀和比例 顺序阀。根据控制的功率大小不同,可分为直动式和先导式两种,根据是否 带位置检测反馈,可分为:带位置检测和不带位置检测比例压力阀两种。
FD F f
p d 2 C d Cv dx sin 2 4
从上式可以看出,当忽略运动摩擦力和稳态液动力时,锥阀的开启压力 p 与 输入电流 I 成正比,因此连续地按比例控制输入电流 I 的大小,便可连续地按比 例调控先导阀的开启压力 p。 由于比例电磁铁有磁滞和摩擦力 Ff 的存在,因此当电流增加和减小时,电流 I 与压力 p 的关系曲线不能重合,为了减少滞环,除在设计时应尽量减小磁滞和 摩擦力外,在使用时,常在电控器中叠加一个频率为 100HZ 的颤振信号到直流 电源。
坏。
12
1
13
6
2
9 8 3
11 10
4 5
X
7
A
B
先导式比例益流阀机构图(DBEM 型) 1-先导阀体;2-比例电磁铁;3-限压阀;4-主阀体;5-主阀芯;6-先导阀 芯; 8、9-阻尼;10-控制油通道;11-主阀弹簧;12-先导阀;13-泄油孔
1.3先导式比例减压阀
3 2 1
R2 p3 R3
KI Ff
1.2 先导式比例溢流阀
结构上主要由比例电磁铁,先导阀,主阀和 限压阀组成。 与开关型溢流阀不同的是:先导阀没有调压 弹簧,比例电磁铁的推杆2直接作用在先导阀锥阀 阀芯3上,对阀芯施加电磁力。系统压力P作用在 主阀芯4的下端,流经阻尼孔R1后作用在锥阀芯3
● ●
1 3 2
p1
R2 R1
比例换向阀的类型,根据对输出流量的功能不同,可分为比例方向节流阀 和比例方向流量阀两种。前者类似于比例节流阀,比例电磁铁输入的电信号直 接控制阀口的开度,因此输出流量与阀口前后压差有关,输出流量随负载而变 。后者类似于比例调速阀,它由比例换向阀和具有压力补偿功能的定差减压阀 组成,输出流量不受负载变化的影响。
2.1 比例换向阀的特点
1.它和普通电磁换向阀一样,具有许多种中位滑阀机能,可以适应各种 液压回路的要求,同时阀芯内部充分采用了流量阻尼及引入各种内部反馈控 制,以及输入电信号大小可控等特点,因此换向平稳、完全避免了换向时的 液压冲击。 2. 比例换向阀从结构上看,阀芯与阀体窗口之间有较大的搭合量,为
一般0~±10V之间)转换成相应的电流信号,如1mV=1mA。这个电流信号 作为输入量被送入电磁铁,从而产生和输入信号成比例的输出量——力 或位移。 该力或位移又作为输入量加给比例阀,使比例阀产生一个与输入量
成正比例的流量或压力。
油 源 电流I 压力p、 流量q 速度v、力F、 液压缸 负载 液压马达 转速n、转矩T
应性能方面与高性能的伺服之间还存在差距。现代电液比例换向阀不仅能用
于开环控制系统,也能用于闭环控制系统。 4.比例换向阀的阀芯与阀体之间的配合间隙约3~5μ m,而伺服阀的配合 间隙约为0.5μ m。因此,比例换向阀抗污染能力强,制造成本相对较低,维 护也比较容易,这是比例换向阀的突出优点。
2.2 比例换向阀的类型
(b)p-q特性曲线
2.电液比例方向阀
比例方向阀
电液比例换向阀是在传统的电磁换向阀的基础上发展起来的,用比例电
磁铁取代了电磁换向阀的普通开关电磁铁。因此比例换向阀的开口不只是有
开和关两种状态,其开口大小与比例电磁铁的输入信号成正比,也就同时对 系统液流的方向和流量进行控制。所以比例换向阀实质上是一种兼有流量控 制和方向控制功能的复合阀。
1.1 直动式比例溢流阀
直动式比例压力阀与传统的开关型压力阀相比,只是用比例电磁铁取代
了手动调压手柄,由输入电信号调控阀的输出压力,而且输出压力与输入电 信号成正比。 直动式比例溢流阀使用方便,重复精度高,滞环小,响应速度快。但由 于受到电磁推力的限制,其输出流量不能太大。因此,直动式比例溢流阀主 要作先导控制级使用。与开关型压力控制阀的先导阀不同的是,弹簧在整个 工作过程中,不是用来调压而是用来传递推力的,故称为传力弹簧。传力弹 簧由于没有预压缩量,因此无弹簧力作用在锥阀上。
5
● ● ● ● ● ●
4
上。当系统工作压力达到比例电磁铁的调整压力
时,先导锥阀芯开启形成先导溢流。主阀芯4上端 的油压力降低,主阀芯开启而溢流。


p
先导式比例溢流阀(DBE型) 1-比例电磁铁 2-推杆 3-先导阀芯 主要起安全阀作用,保护系统不受峰值压力的损 4-主阀芯 5-限压阀
限压阀5是一个开关型直动式微量溢流阀,
正重叠阀,存在较大的零位死区,(一般为控制电流的10~20%),伺服阀
虽然已有正重叠、零重叠和负重叠三种,即使是正重叠阀,其搭合量也很小 ,而且大多数为零重叠阀。比例阀的阀口压降比伺服阀低,节流损失能耗较
小。
3.高性能比例换向阀,又称为比例伺服阀,采用了零重叠结构,所以在 滞环,线性度,重复精度等方面的性能已经接近伺服阀的水平,但在动态响
的加速或减速过程一般是通过机械凸轮曲线来实现。
电液比例阀能按输入的电信号连续地、按比例地控制液压系统的压 力、流量和方向。
比例阀控制系统实质上是一种模拟式开关控制系统,使用各种比例
阀和相配套的电子放大器,根据给定的模拟电信号,按比例地对液体的 压力、流量和方向进行有效的连续的控制。
根据一个输入电压值的大小,通过电子放大器,将输入电压信号(
式中 FD——比例电磁铁产生的电磁力; FD=KI K——比例系数; I——输入激磁线圈电流; Ff——运动摩擦力;当电磁力 FD 由小到大时,Ff 取(-)号,FD 由 大到小时,取(+)号。一般情况下 Ff=0.15G(G 为铁芯重 量) d——锥阀座直径; p——先导阀开启压力; Cd——锥阀流量系数; 一般取 Cd=0.77 Cv——锥阀速度系数; x——锥阀开启高度; θ ——锥阀半锥角。
电控放大器
比例阀
开环控制原理框图
油源 电流I 压力p、 液压缸 流量q 液压马达 速度v、力F、

电控放大器 - 反馈信号
比例阀
转速n、转矩T
负载
检测元件
闭环控制原理框图
性能对照表
项目/类别 介质过滤精度μ 阀内压降MPa 电液伺服阀 电液比例阀 3~10 7~21 25 0.5~2 早期电液阀 开关阀 25 0.25~0.5 25 0.25~5
4 6
R1
p1
5
A A
p1
p2
T
p2 B
(a) (b) 先导式比例减压阀工作原理及职能符号(DRE 型) 1-比例电磁铁;2-推杆;3-先导锥阀芯;4-主阀芯;5-单向阀
由比例电磁铁输出的电磁力直接作用在先导阀的锥阀芯上,输出压力由
输入的电信号大小调定。 构成主阀减压口的是主阀芯上对称布置的若干小孔。一次压力油p1从A口
进入,经减压小孔减压后,降为二次压力油p2,并从油口B流出。减压后的出
口压力p2经阻尼小孔R1、R2下降为p3作用在锥阀芯上。同时经阻尼孔R3作用 在主阀芯上。当出口压力p2低于输入电信号的调定压力时,锥阀3关闭,阻尼 孔R1、R2、R3中没有油液流动,主阀芯上下两端的油压力相等,此时,主阀 芯在弹簧力作用下处于最下端位置,减压小孔完全打开,阀处于非工作状态 ,也就是阀不起减压作用。当出口压力p2上升到调定压力时,先导锥阀3被打 开,主阀上腔的油经阻尼孔R3,通过锥阀由泄油口流往油箱,产生压力降, p2> p3,主阀芯上移,减压小孔进入控制位置,小孔的通流面积减小,液阻
根据控制功率大小不同,可分为直动式比例换向阀和先导式比例换向阀两
种。前者由比例电磁铁推杆直接推动换向阀阀芯,因此控制的流量较小。后者 由先导级(小直径三通比例减压阀或其他压力阀)来控制功率放大级。可构成
功能:比例方向控制阀按输入信号的极性和幅值大小,同时对液压
系统液流方向和流量进行控制,从而实现对执行器运动方向和速度的控 制。在压差恒定条件下,通过电液比例方向阀的流量与输入电信号的幅 值成正比例,而流动方向取决于比例电磁铁是否受激励。具有方向控制 功能和流量控制功能的两参数控制复合阀。 外观:其外观与传统方向控制阀相同。 基本原理:
增大。油液从A通过小孔流向B时,产生压力将使出口处压力保持在调定值上
6
1
7
2
DRE型先导式比例减 压阀的先导阀部分与溢
8 9
流阀部分完全相同。A为 一次压力油入口,B为二 次压力油出口。y为外泄 油口,必须单独接往油
6
x
x
3
10
箱。
Bቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A
Y
4 5
先导式比例减压阀结构(DRE 型) 1-先导阀体;2-比例电磁铁;3-主阀芯组件;4-主阀体;5-单向阀;6-通 道;7-先导阀芯;8-流量稳定器;9-限压安全阀;10-压力检测孔螺堵
为了对进、出口同时执行准确节流,比例方向阀滑阀阀芯台肩圆柱
面上开有轴向的节流(控制)槽。 节流槽几何形状为三角形、矩形、圆形或其组合状。节流槽在台肩
圆周上均匀分布、左右对称分布或成某一比例分布。节流槽轴向长
度大于阀芯行程,使控制口总有节流功能。 节流槽与阀套通过不同的配合可以得到O型、P型、Y型等不同的阀机 能。比例方向阀有直动型和先导控制型。
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