液压-流量控制元件和应用.ppt

课题四流量控制元件及其应用 流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调节的阀。 普通流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀。 流量控制原理 流经薄壁小孔的流量 q = cdA(2Δp/ρ)1/2 流经细长孔的流量 q =(πd 4/128μl )Δp 综合两式得通用节流方程 q = KLAΔp m 节流元件的节流口结构有锥形、三角槽形、矩形、三角形等。工业上又将节流口的过流面积A 的倒数称为液阻，将过流面积可调的节流口称为可变液阻。由节流方程知，当压力差一定时，改变开口面积即改变液阻就可改变流量。 节流阀（动画） 结构原理 主要零件有阀芯、阀体和螺母。阀体上开有进油口和出油口。阀芯一端开有三角尖槽，另一端加工有螺纹，旋转阀芯即可轴向移动改变阀口过流面积。为平衡液压径向力，三角槽须对称布置。 流量特性方程 q = KLAΔp m 它反映了流经节流阀的流量q与阀前后压力差Δp 和开口面积A 之间的关系。 刚性 外负载波动引起阀前后压力差Δp 变化，即使阀的开口面积A 不变，也会导致流经阀的流量q 不稳定。 最小稳定流量 节流阀在很小开口下工作时，流经阀的流量会出现周期性脉动，甚至间歇式断流，这种现象称为节流阀的堵塞现象。为此对节流阀有一个能正常工作的最小流量的限制。 节流阀的应用 当节流阀前后Δp 一定时，改变A 可改变流经阀的流量——起节流调速作用，如阀3。 当q 一定时，改变A 可改变阀前后压力差Δp——起负载阻尼作用，如阀1。 当q＝0 时，安装节流元件可延缓压力突变的影响——起压力缓冲作用，如阀2。 调速阀 结构原理 调速阀是由定差减压阀与节流阀串连而成。 压力油p1先经定差减压阀，然后经节流阀流出。节流阀进、出口压力油p2、p3经阀体流道被引至定差减压阀阀芯的两端，(p2-p3)与定差减压阀的弹簧力进行比较，因定差减压阀阀口的压力补偿作用，使得(p2-p3)基本不变。 调速阀 调速阀 应用场合 调速阀的优点是流量稳定性好，缺点是压力损失较大。常用于负载变化大而对速度控制精度又要求较高的节流调速和容积节流调速回路中 。 注意事项 ⑴调速阀（不带单向阀）通常不能反向使用，否则，定差减压阀将不起压力补偿器作用。 ⑵为了保证调速阀正常工作，应注意调速阀工作压差应大于阀的最小压差Δpmin。高压调速阀的最小压差Δpmin一般为10bar，而中低压调速阀的最小压差Δpmin一般为0.5bar。 速度控制回路 速度控制回路是讨论液压执行元件速度的调节和变换的问题。 1、调速回路 调节执行元件运动速度的回路。 定量泵供油系统的节流调速回路 变量泵（变量马达）的容积调速回路 容积节流调速回路 2、快速回路 使执行元件快速运动的回路。 3、速度换接回路 变换执行元件运动速度的回路。 调速回路 液压缸的速度 v =q /A 对于定量泵供油系统，可以用流量控制阀来调速——节流调速回路；按流量控制阀安放位置的不同分： 进油节流调速回路 回油节流调速回路 旁路节流调速回路 同时调节泵和流量控制阀的流量来调速——容积节流调速回路。 限压式变量泵和调速阀的调速回路 定量泵节流调速回路 回路组成：定量泵，流量控制阀（节流阀、调速阀等），溢流阀，执行元件。其中流量控制阀起流量调节作用，溢流阀起压力补偿或安全作用。 按流量控制阀安放位置的不同分： 进油节流调速回路 将流量控制阀串联在液压泵与液 压缸之间。 回油节流调速回路 将流量控制阀串联在液压缸与油箱之间。 旁路节流调速回路 将流量控制阀安装在液压缸并联的支路上。 下面分析节流调速回路的速度负载特性、功率特性。分析时忽略油液压缩性、泄漏、管道压力损失和执行元件的机械摩擦等。设节流口为薄壁小孔，节流口压力流量方程中 m＝1/2。 进、回油节流调速回路 qp=q1+Δq p1A1=F q1=KATΔp1/2 =KAT(pp- F/A1)1/2 V =q1/A1 =KAT(pp- F/A1)1/2/A1 qp=q1+Δq ppA1=p2A2+F q2=KATp21/2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2 V =q2/A2 =KAT(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2 进回油节流调速回路的速度负载特性及功率特性 调节节流阀通流面积AT可无级调节液压缸活塞