液壓放大元件0101課件

第2章液壓放大元件

也稱為液壓放大器，是一種以機械運動來控制流體動力的的元件。在液壓伺服系統(tǒng)中，它將輸入的機械信號（位移、轉(zhuǎn)角）轉(zhuǎn)換為液壓信號（流量、壓力）輸出，并進行功率放大。因此，它既是一種能量轉(zhuǎn)換元件，也是一種功率放大元件。包括滑閥、噴嘴擋板閥和射流管閥。結(jié)構(gòu)型式、工作原理、靜態(tài)特性、設(shè)計準則第2章液壓放大元件也稱為液壓放大器，是一種一、按進、出閥的通道數(shù)劃分四通閥(圖2-1a、b、c、d)三通閥(圖2-1e)二通閥(圖2-1f)二、按滑閥的工作邊數(shù)劃分四邊滑閥(圖2-1a、b、c)雙邊滑閥(圖2-1d、e)單邊滑閥(圖2-1f)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(jié)構(gòu)型式及分類p.13一、按進、出閥的通道數(shù)劃分2.1圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類一、按進、出閥的通道數(shù)劃分四通閥(圖2-1a、b、c、d)三通閥(圖2-1e)二通閥(圖2-1f)二、按滑閥的工作邊數(shù)劃分四邊滑閥(圖2-1a、b、c)雙邊滑閥(圖2-1d、e)單邊滑閥(圖2-1f)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

圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類

一、按進、出閥的通道數(shù)劃分圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類五、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)五、按滑閥的預開口型式劃分

一、滑閥壓力—流量方程的一般表達式(求解時假定：)2.2滑閥靜態(tài)持性的一般分析(p.16)

一、滑閥壓力—流量方程的一般表達式(求解時假定：)2.2

根據(jù)橋路的壓力平衡可得：

p1+p4=ps

p2+p3=ps

p1-p2=pL

p3-p4=pL

根據(jù)橋路的流量平衡可得：

q1+q2=qs

q3+q4=qs

q4-q1=qL

q2-q3=qL

根據(jù)橋路的壓力平衡可得：

p1+p4=ps

p2各橋臂的流量方程：

式中節(jié)流口液導：

各橋臂的流量方程：

式中節(jié)流口液導：

閥口配磨匹配條件：

g1(xv)=g3(xv)

g2(xv)=g4(xv)

g2(xv)=g1(-xv)

g4(xv)=g3(-xv)

則有：

q1=q3

q2=q4

p1=p3

p2=p4

聯(lián)立解得：閥口配磨匹配條件：

g1(x由以上公式推得負載流量為：供油流量為：由以上公式推得負載流量為：供油流量為：二、滑閥的靜態(tài)特性曲線(I)閥的流量特性：負載壓降等于常數(shù)時，負載流量與閥芯位移之間的關(guān)系。負載壓降pL＝0時的流量特性稱為空載流量特性。二、滑閥的靜態(tài)特性曲線(II)閥的壓力特性：指負載流量等于常數(shù)時，負載壓降與閥芯位移之間的關(guān)系。通常所指的壓力特性是指負載流量qL＝0時的壓力特性。(II)閥的壓力特性：(III)閥的壓力-流量特性：（p.22）

指閥芯位移一定時，負載流量與負載壓降之間的關(guān)系。壓力—流量特性曲線族(見圖2—8)則全面描述了閥的靜態(tài)特性。(III)閥的壓力-流量特性：（p.22）三、閥的線性化分析和閥的系數(shù)(p.19)（1）閥的線性化分析閥的壓力-流量特性是非線性的。利用線件化理論對系統(tǒng)進行動態(tài)分析時，必須將這個方程線性化。利用負載壓力流量方程將其在某一特定工作點附近展成臺勞級數(shù)可得：三、閥的線性化分析和閥的系數(shù)(p.19)（2）滑閥的特性系數(shù)(p.21)流量增益：指負載壓降一定時，閥單位輸入位移所引起的負載流量變化的大小。流量-壓力系數(shù)：指閥開度一定時，負載壓降變化所引起的負載流量變化大小。壓力增益：指qL＝0時閥單位輸入位移所引起的負載壓力變化的大小。（2）滑閥的特性系數(shù)(p.21)根據(jù)：所以有：負載壓力流量線性化方程：根據(jù)：2.3零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性(p.20)一、理想零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性

1、理想零開口四邊滑閥的壓力—流量方程2.3零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性(p.20)一、理想零開口閥芯左移：

閥芯右移：

合并得：閥芯左移：

閥芯右移：

合并得：歸一化處理得：

其中：

歸一化處理得：

其中：

2、理想零開口四邊滑閥的閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：2、理想零開口四邊滑閥的閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系理想零開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：理想零開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系一、實際零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性

1、壓力特性曲線和泄漏流量曲線一、實際零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性

1、壓力特性曲線和泄漏2、中位泄漏流量曲線2、中位泄漏流量曲線實際零開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：實際零開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量-壓力系數(shù)：

壓力2.4正開口四邊滑閥的特性(p.24)

1、理想正開口四邊滑閥的壓力—流量方程

歸一化方程：2.4正開口四邊滑閥的特性(p.24)1、理想正開口四邊2.4正開口四邊滑閥的特性

(p.25,與另開口閥的靜態(tài)曲線比較，線性度要好，但是以降低壓力增益和效益為代價的。)正開口四邊滑閥的壓力流量曲線2.4正開口四邊滑閥的特性(p.25,與另開口閥的靜態(tài)曲2、理想正開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：2、理想正開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-2.5雙邊滑閥的靜態(tài)特性（p.25）帶差動液壓缸的雙邊滑閥

2.5雙邊滑閥的靜態(tài)特性（p.25）帶差動液壓缸的雙邊滑2.5雙邊滑閥的靜態(tài)特性

一、零開口雙邊滑閥的靜態(tài)特性

1、零開口雙邊滑閥的壓力—流量方程

閥芯左移：

閥芯右移：

2.5雙邊滑閥的靜態(tài)特性一、零開口雙邊滑閥的靜態(tài)特性

無因次方程：無因次方程：2、零開口雙邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：2、零開口雙邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力2、正開口雙邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：2、正開口雙邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力2.6滑閥的受力分析

一、作用在滑閥閥芯上的液動力

1、穩(wěn)態(tài)液動力

2.6滑閥的受力分析一、作用在滑閥閥芯上的液動力

1、2.6滑閥的受力分析(p.28)2.6滑閥的受力分析(p.28)2、零開口四邊滑閥穩(wěn)態(tài)液動力3、正開口四邊滑閥穩(wěn)態(tài)液動力

2、零開口四邊滑閥穩(wěn)態(tài)液動力4、瞬態(tài)液動力

4、瞬態(tài)液動力5、零開口四邊滑閥瞬態(tài)液動力6、正開口四邊滑閥瞬態(tài)液動力

5、零開口四邊滑閥瞬態(tài)液動力

二、滑閥驅(qū)動力

二、滑閥驅(qū)動力

2.7滑閥的輸出功率和效率一、零開口四邊滑閥輸出功率

2.7滑閥的輸出功率和效率一、零開口四邊滑閥輸出功率

2.7滑閥的輸出功率和效率2.7滑閥的輸出功率和效率二、零開口四邊滑閥輸出效率（p.39）

二、零開口四邊滑閥輸出效率（p.39）

2.9噴嘴擋板閥(p.43)

一、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性

結(jié)構(gòu)原理：

2.9噴嘴擋板閥(p.43)一、噴嘴擋板閥靜態(tài)特性

結(jié)論是：噴嘴擋板閥結(jié)構(gòu)簡單靈敏度髙比滑閥抗污染能力強缺點是零位流量大，效率低。常常用于小功率的液壓系統(tǒng)或兩級閥的前置放大級。結(jié)論是：噴嘴擋板閥結(jié)構(gòu)簡單靈敏度髙比滑閥抗污染能力強缺思考題1、為什么把液壓控制閥稱為液壓放大元件？2、什么是理想滑閥?什么是實際滑閥？3、什么是三通閥、四通閥?什么是雙邊滑閥、四邊滑閥?它們之間有什么關(guān)系?4、什么叫閥的工作點？零位工作點的條件是什么?5、在計算系統(tǒng)穩(wěn)定性、響應(yīng)特性和穩(wěn)態(tài)誤差時應(yīng)如何選定閥的系數(shù)？為什么？6、比較零開口閥與正開口閥、三通閥與四通閥的三個系數(shù)有什么異同，為什么?7、徑向間隙對零開口滑閥的靜態(tài)特性有什么影響，為什么要研究實際實際零開口滑閥的泄漏特性?8、為什么說零開口四邊滑閥的性能最好，但最難加工？9、什么是穩(wěn)態(tài)液動力，什么是瞬態(tài)液動力？10、滑閥流量飽和的含義是什么?它對閥的特性有什么影響？在設(shè)計時如何避免？思考題1、為什么把液壓控制閥稱為液壓放大元件？思考題11、求出零開口雙邊滑閥的最大功率點和最大功率？12、如何表示閥的規(guī)格？零開口四邊滑閥的負載壓陣為什么要限制到？13、噴嘴擋板閥的零位壓力為什么取左右，和對其性能有什么影響？14、射流管閥有哪些特點？射流管閥的工作原理和滑閥、噴嘴擋板閥是是否一樣?思考題11、求出零開口雙邊滑閥的最大功率點和最大功率？第2章液壓放大元件

也稱為液壓放大器，是一種以機械運動來控制流體動力的的元件。在液壓伺服系統(tǒng)中，它將輸入的機械信號（位移、轉(zhuǎn)角）轉(zhuǎn)換為液壓信號（流量、壓力）輸出，并進行功率放大。因此，它既是一種能量轉(zhuǎn)換元件，也是一種功率放大元件。包括滑閥、噴嘴擋板閥和射流管閥。結(jié)構(gòu)型式、工作原理、靜態(tài)特性、設(shè)計準則第2章液壓放大元件也稱為液壓放大器，是一種一、按進、出閥的通道數(shù)劃分四通閥(圖2-1a、b、c、d)三通閥(圖2-1e)二通閥(圖2-1f)二、按滑閥的工作邊數(shù)劃分四邊滑閥(圖2-1a、b、c)雙邊滑閥(圖2-1d、e)單邊滑閥(圖2-1f)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(jié)構(gòu)型式及分類p.13一、按進、出閥的通道數(shù)劃分2.1圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類一、按進、出閥的通道數(shù)劃分四通閥(圖2-1a、b、c、d)三通閥(圖2-1e)二通閥(圖2-1f)二、按滑閥的工作邊數(shù)劃分四邊滑閥(圖2-1a、b、c)雙邊滑閥(圖2-1d、e)單邊滑閥(圖2-1f)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

圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類

一、按進、出閥的通道數(shù)劃分圓柱滑閥的結(jié)構(gòu)型式及分類五、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)五、按滑閥的預開口型式劃分

一、滑閥壓力—流量方程的一般表達式(求解時假定：)2.2滑閥靜態(tài)持性的一般分析(p.16)

一、滑閥壓力—流量方程的一般表達式(求解時假定：)2.2

根據(jù)橋路的壓力平衡可得：

p1+p4=ps

p2+p3=ps

p1-p2=pL

p3-p4=pL

根據(jù)橋路的流量平衡可得：

q1+q2=qs

q3+q4=qs

q4-q1=qL

q2-q3=qL

根據(jù)橋路的壓力平衡可得：

p1+p4=ps

p2各橋臂的流量方程：

式中節(jié)流口液導：

各橋臂的流量方程：

式中節(jié)流口液導：

閥口配磨匹配條件：

g1(xv)=g3(xv)

g2(xv)=g4(xv)

g2(xv)=g1(-xv)

g4(xv)=g3(-xv)

則有：

q1=q3

q2=q4

p1=p3

p2=p4

聯(lián)立解得：閥口配磨匹配條件：

g1(x由以上公式推得負載流量為：供油流量為：由以上公式推得負載流量為：供油流量為：二、滑閥的靜態(tài)特性曲線(I)閥的流量特性：負載壓降等于常數(shù)時，負載流量與閥芯位移之間的關(guān)系。負載壓降pL＝0時的流量特性稱為空載流量特性。二、滑閥的靜態(tài)特性曲線(II)閥的壓力特性：指負載流量等于常數(shù)時，負載壓降與閥芯位移之間的關(guān)系。通常所指的壓力特性是指負載流量qL＝0時的壓力特性。(II)閥的壓力特性：(III)閥的壓力-流量特性：（p.22）

指閥芯位移一定時，負載流量與負載壓降之間的關(guān)系。壓力—流量特性曲線族(見圖2—8)則全面描述了閥的靜態(tài)特性。(III)閥的壓力-流量特性：（p.22）三、閥的線性化分析和閥的系數(shù)(p.19)（1）閥的線性化分析閥的壓力-流量特性是非線性的。利用線件化理論對系統(tǒng)進行動態(tài)分析時，必須將這個方程線性化。利用負載壓力流量方程將其在某一特定工作點附近展成臺勞級數(shù)可得：三、閥的線性化分析和閥的系數(shù)(p.19)（2）滑閥的特性系數(shù)(p.21)流量增益：指負載壓降一定時，閥單位輸入位移所引起的負載流量變化的大小。流量-壓力系數(shù)：指閥開度一定時，負載壓降變化所引起的負載流量變化大小。壓力增益：指qL＝0時閥單位輸入位移所引起的負載壓力變化的大小。（2）滑閥的特性系數(shù)(p.21)根據(jù)：所以有：負載壓力流量線性化方程：根據(jù)：2.3零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性(p.20)一、理想零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性

1、理想零開口四邊滑閥的壓力—流量方程2.3零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性(p.20)一、理想零開口閥芯左移：

閥芯右移：

合并得：閥芯左移：

閥芯右移：

合并得：歸一化處理得：

其中：

歸一化處理得：

其中：

2、理想零開口四邊滑閥的閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：2、理想零開口四邊滑閥的閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系理想零開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：理想零開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系一、實際零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性

1、壓力特性曲線和泄漏流量曲線一、實際零開口四邊滑閥的靜態(tài)特性

1、壓力特性曲線和泄漏2、中位泄漏流量曲線2、中位泄漏流量曲線實際零開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：實際零開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量-壓力系數(shù)：

壓力2.4正開口四邊滑閥的特性(p.24)

1、理想正開口四邊滑閥的壓力—流量方程

歸一化方程：2.4正開口四邊滑閥的特性(p.24)1、理想正開口四邊2.4正開口四邊滑閥的特性

(p.25,與另開口閥的靜態(tài)曲線比較，線性度要好，但是以降低壓力增益和效益為代價的。)正開口四邊滑閥的壓力流量曲線2.4正開口四邊滑閥的特性(p.25,與另開口閥的靜態(tài)曲2、理想正開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：2、理想正開口四邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-2.5雙邊滑閥的靜態(tài)特性（p.25）帶差動液壓缸的雙邊滑閥

2.5雙邊滑閥的靜態(tài)特性（p.25）帶差動液壓缸的雙邊滑2.5雙邊滑閥的靜態(tài)特性

一、零開口雙邊滑閥的靜態(tài)特性

1、零開口雙邊滑閥的壓力—流量方程

閥芯左移：

閥芯右移：

2.5雙邊滑閥的靜態(tài)特性一、零開口雙邊滑閥的靜態(tài)特性

無因次方程：無因次方程：2、零開口雙邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：2、零開口雙邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力2、正開口雙邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力系數(shù)：

壓力增益：2、正開口雙邊滑閥的零位閥系數(shù)

流量增益：

流量-壓力2.6滑閥的受力分析

一、作用在滑閥閥芯上的液動力

1、穩(wěn)態(tài)液動力

2.6滑閥的受力分析一、作用在滑閥閥芯上的液動力

1、2.6滑閥的受力分析(p.28)2.6滑閥的受力分析(p.28)2、零開口四邊滑閥穩(wěn)態(tài)液動力3、正開口四邊滑閥穩(wěn)態(tài)液動力

2、零開口四邊滑閥穩(wěn)態(tài)液動力4、瞬態(tài)液動力

4、瞬態(tài)液動力5、零開口四邊滑閥瞬態(tài)液動力