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铠沃阀门解析液压系统之一:液压控制阀详情!

日期:2019-07-09 来源:

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  首先,我们来了解一下液压系统。一个完整的液压系统是由五个部分构成:动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油


动力元件是将原动机的机械能转换成液体的压力能,是指液压系统中的油泵,它为整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。


执行元件(如液压缸和液压马达)是将液体的压力能转换为机械能,驱动负载作直线往复运动或回转运动。


控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。


液压油是液压系统中传递能量的工作介质,有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。


今天主要认识一下液压控制阀

       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:一种是容积式控制(泵控),另一种是节流式控制(阀控),此次以阀控进行讲解。阀控一般分为三大类:普通的通断式开关阀、伺服阀与比例阀。


通断式开关阀

      这种阀是液压系统中使用最为普遍的,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。

        由上可知,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。


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,将信号再放大,它最早出现在二战时期,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,这使得电气控制变得更为复杂,维修难度也相应提高,从而一定程度上限制了该元件的应用。



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,比例阀和开发试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。



       与前两种阀相比,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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