【正文】 流量控制閥及其應(yīng)用 2023年 1月 21日星期六 流量控制閥 節(jié)流閥 2023年 1月 21日星期六 流量控制閥 節(jié)流閥 2023年 1月 21日星期六 流量控制閥 節(jié)流閥 入口、出口壓差 Q = K A pm K 節(jié)流系數(shù) A 過(guò)流面積 流量特性方程 p m 孔口形狀指數(shù) 理想液體的伯努利方程 ? 以上兩式即為 理想液體作定常流動(dòng)的伯努利方程 2023年 1月 21日星期六 理想流體 柏努利 方程幾何意義和能量意義 gu222?2p2z0 gu221?1p1z0 速度水頭 壓力水頭 位置水頭 基準(zhǔn)線 (比動(dòng)能 ) (比壓能 ) (比位能 ) 2023年 1月 21日星期六 實(shí)際流體 柏努利 方程 vHhgvgPhgvgP ???????2222121122 ??2023年 1月 21日星期六 液體流動(dòng)時(shí) ， 改變流通截面面積 ， 可改變流體的壓力和流量 ， 據(jù)此可作出節(jié)流閥 。 如圖 1－ 10所示 ， 此 l/d=4時(shí)稱為阻流管 ， 流量 Q等于 式中： υ — 運(yùn)動(dòng)粘度 （ st,） 4． 3 流量控制閥及其應(yīng)用 vlppgdQ??128)( 212 ??2023年 1月 21日星期六 1． 節(jié)流閥的壓力特性：圖 4－ 33（ a） 所示液壓系統(tǒng)未裝節(jié)流閥 ， 若推動(dòng)活塞前進(jìn)所需最低工作壓力為 1MPa,那么當(dāng)活塞前進(jìn)時(shí) ，壓力表指示的壓力為 1MPa；當(dāng)裝了節(jié)流閥控制活塞前進(jìn)速度如圖 4－ 33（ b） 所示 ， 那么當(dāng)活塞前進(jìn)時(shí) ，則節(jié)流閥入口壓力會(huì)上升到溢流閥所調(diào)定的壓力 ，溢流閥被打開(kāi) ， 一部分油液經(jīng)溢流閥流入油箱 。 根據(jù)實(shí)驗(yàn) ， 通過(guò)節(jié)流口的流量可用下式表式： 由 （ 41） 式可知 ， 當(dāng) k、 Δ p、 m不變時(shí) ， 改變節(jié)流閥的節(jié)流面積 A可改變通過(guò)的流量大小 ， 又當(dāng) k、 A、 m不變時(shí) ， 節(jié)流閥進(jìn)出口壓力差 Δ p有變化 ， 通過(guò)的流量也會(huì)有變化 。 為使活塞運(yùn)動(dòng)速度不會(huì)因負(fù)載的變化而變化 ， 應(yīng)該采用下文所述的調(diào)速閥 。 圖 4－ 34所示調(diào)速閥的結(jié)構(gòu) ， 其動(dòng)作原理說(shuō)明如下： 4． 3 流量控制閥及其應(yīng)用 2023年 1月 21日星期六 4． 3． 3 調(diào)速閥： 調(diào)速閥能在負(fù)載變化的狀況下 ， 保持進(jìn)口 、 出口壓力差恒定 。 從圖中可以看到 ,節(jié)流閥進(jìn)出口壓力 p p3經(jīng)過(guò)閥體上的流道被引到定差減壓閥閥芯的兩端 (p3引到閥芯彈簧端 ,p2 引到閥芯無(wú)彈簧端 ),作用在定差減壓閥芯上的力包括液壓力 、 彈簧力 。 另外 ， 要使閥能在工作區(qū)正常動(dòng)作 ， 進(jìn) 、 出口間壓力差要在 － 1MPa以上 。 另外還有溫度補(bǔ)償流量調(diào)整閥 ， 能在油溫變化的情況下 ， 保持通過(guò)閥的流量不變 。 1． 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速： 就是控制執(zhí)行元件入口的流量 ， 圖 4－ 35所示 ，該回路不能承受負(fù)負(fù)載 ， 如有負(fù)向負(fù)荷 （ 負(fù)荷與運(yùn)動(dòng)方向同向者 ） ， 則速度失去控制 。 4． 3 流量控制閥及其應(yīng)用 2023年 1月 21日星期六 3． 旁路節(jié)流調(diào)速： 是控制不需流入執(zhí)行元件也不經(jīng)溢流閥而直接流回油箱的油的流量 ， 從而達(dá)到控制流入執(zhí)行元件油液流量的目的 。 4． 3 流量控制閥及其應(yīng)用 2023年 1月 21日星期六 從上所述 ， 此三種調(diào)速方法不同點(diǎn)為： 1） 進(jìn)油調(diào)速和回油調(diào)速會(huì)使回路壓力升高 ， 造成壓力損失 ；旁路調(diào)速則幾乎不會(huì) 。 3） 用進(jìn)油調(diào)速作速度控制時(shí) ， 效率次之 ， 主用于負(fù)荷變化較大之正向負(fù)載的場(chǎng)合 。 4． 3 流量控制閥及其應(yīng)用 2023年 1月 21日星期六 4． 3． 5 行程減速閥及其應(yīng)用 一般的加工機(jī)械如車床 、 銑床 ， 其刀具尚未接觸工件時(shí) ， 需快速進(jìn)給以節(jié)省時(shí)間 ， 開(kāi)始切削則應(yīng)慢速進(jìn)給 ， 以保證加工質(zhì)量；或是液壓缸前進(jìn)時(shí) ， 本身沖力過(guò)大 ， 需要在行程的未端使其減速 ， 以便液壓缸能停止在正確的位置 ， 此時(shí)就需要用圖 4－ 38所示行程減速閥 。 4． 3 流量控制閥及其應(yīng)用 2023年 1月 21日星期六 4． 3． 6 比例式流量閥： 前面所述之流量閥都需用手動(dòng)調(diào)整的方式來(lái)作流量設(shè)定 ， 在需要經(jīng)常調(diào)整流量或要作精密流量控制的液壓系統(tǒng) ， 就得用到比例式流量閥了 。 比例式流量閥也有附單向閥的 ， 各種比例式流量閥的符號(hào)如圖 4－ 40所示 。 閥芯位移也可以以機(jī)械、液壓或電形式進(jìn)行反饋。 比例閥與伺服閥 比例溢流閥 比例閥放大板 對(duì)控制過(guò)程中反映出來(lái)的微弱信號(hào)進(jìn)行放大 (電流或電壓 )以驅(qū)動(dòng)比例閥參數(shù)按比例隨之變化 ,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的 . 比例閥放大板 比例閥的放大板 :在閥上有兩種形式 . 1:內(nèi)置放大板 ,廠家配 7針插頭 , 2:外置放大版 ,可以自己選擇配置 ,原廠配的最好 ! 放大板的作用處理型號(hào)的作用 :1,電壓信號(hào) 2,電流信號(hào) Atos電液比例閥 通過(guò)比例控制技術(shù)，機(jī)器可獲得快速、平穩(wěn)、精確的運(yùn)動(dòng)控制。 比例閥 七芯插頭 丹尼遜 比例閥 系列 簡(jiǎn)單地說(shuō)，所謂伺服系統(tǒng)就是帶有負(fù)反饋的控制系統(tǒng)，而伺服閥就是帶有負(fù)反饋的控制閥。 16通徑以上 DPZOLE二級(jí)閥與射流管二級(jí)伺服閥一樣主閥芯不帶閥套 ,大閥芯行程 ,低速性能好。 另一種是連續(xù)控制：閥口可以根據(jù)需要打開(kāi)任意一個(gè)開(kāi)度，由此控制通過(guò)流量的大小，這類閥有手動(dòng)控制的，如節(jié)流閥，也有電控的，如比例閥、伺服閥。 atos比例閥 系列 伺服閥的主閥一般來(lái)說(shuō)和換向閥一樣是滑閥結(jié)構(gòu)，只不過(guò)閥芯的換向不是靠電磁鐵來(lái)推動(dòng)，而是靠前置級(jí)閥輸出的液壓力來(lái)推動(dòng)，這一點(diǎn)和電液換向閥比較相似，只不過(guò)電液換向閥的前置級(jí)閥是電磁換向閥，而伺服閥的前置級(jí)閥是動(dòng)態(tài)特性比較好的噴嘴擋板閥或射流管閥 也就是說(shuō)，伺服閥的主閥是靠前置級(jí)閥的輸出壓力來(lái)控制的，而前置級(jí)閥的壓力則來(lái)自于伺服閥的入口 p，假如 p口的壓力不足，前置級(jí)閥就不能輸出足夠的壓力來(lái)推動(dòng)主閥芯動(dòng)作。就憑著這一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在很多對(duì)動(dòng)態(tài)特性要求高的場(chǎng)合不得不使用伺服閥，如飛機(jī)火箭的舵機(jī)控制、汽輪機(jī)調(diào)速等等。 伺服閥與比例閥的比較 不同點(diǎn) 伺服閥與比例閥之間的差別并沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定，因?yàn)楸壤y的性能越來(lái)越好，逐漸向伺服閥靠近，所以近些年出現(xiàn)了比例伺服閥。 比例伺服閥性能介于伺服閥和比例閥之間。 相同點(diǎn) : 以電控方式實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的節(jié)流控制（當(dāng)然經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)上的改動(dòng)也可實(shí)現(xiàn)壓力控制等），既然是節(jié)流控制，就必然有能量損失，伺服閥和其它閥不同的是，它的能量損失更大一些，因?yàn)樗枰欢ǖ牧髁縼?lái)維持前置級(jí)控制油路的工作。 油箱： 油箱的主要功能是儲(chǔ)存油液 ， 此外 ， 還有散熱以控制 油溫 、 阻止雜質(zhì)進(jìn)入 、 沉淀油中雜質(zhì) 、 分離氣泡 等功能 。 油箱容量如太小 ， 會(huì)使油溫上升 ， 油箱容量一般設(shè)計(jì)為泵每分鐘流量的 2 ~ 4倍；或當(dāng)所有管路及元件均充滿油時(shí) ， 油面需高出過(guò)濾器 50100mm， 而液面高度只占油箱高度 80％ 時(shí)的油箱容積 。 2） 油箱結(jié)構(gòu)： 開(kāi)式油箱大部分是以鋼板焊接而成 ， 圖 3－ 12所示為工業(yè)上使用的典型焊接式油箱 。 2023年 1月 21日星期六 3） 隔板及配管的安裝位置 油箱中常見(jiàn)的配油管有 回油管 、吸油管及排泄管 等 ， 有關(guān)安裝尺寸見(jiàn)圖 3－ 14所示 。 系統(tǒng)中排泄管應(yīng)盡量單獨(dú)接入油箱 。 2023年 1月 21日星期六 4） 附設(shè)裝置： 為了監(jiān)測(cè)液面 ， 油箱側(cè)壁應(yīng)裝油面指示計(jì) 。 在油箱上亦裝有壓力計(jì)可用以指示泵的工作壓力 。 : 混入水 。 . 二、油本身 油的生產(chǎn) ,儲(chǔ)存 ,運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中受到污染 , 新油不一定干凈 . 2023年 1月 21日星期六 濾油器 （ filter） 1． 濾油器的結(jié)構(gòu) 濾油器一般由濾芯 (或?yàn)V網(wǎng) )和殼體構(gòu)成 ， 由濾芯上無(wú)數(shù)個(gè)微小間隙或小孔構(gòu)成通流面積 。 若濾芯使用磁性材料時(shí) ， 可吸附油中能被磁化的鐵粉雜質(zhì) 。 濾油器也可安裝在回油管路上 。 油箱內(nèi)部使用的濾油器亦稱為濾清器和粗濾器 ， 用來(lái)過(guò)濾掉一些太大的 ， 容易造成泵損壞的雜質(zhì) （ 在 ） ， 圖 3－ 15為殼裝濾清器 （ strainer） ， 裝在泵和油箱吸油管途中 。 2023年 1月 21日星期六 2 、 濾 油 器（ filter） 1． 濾油器的結(jié)構(gòu) 圖 3－ 15為殼裝濾清器（ strainer） ， 裝在泵和油箱吸油管途中 。 2023年 1月 21日星期六 濾油器 （ filter） 1． 濾油器的結(jié)構(gòu) 路用濾油器有 壓力管用濾油器及回油管用濾油器 。 就價(jià)格而言 ， 壓力管路用濾油器較回油管路用濾油器貴出許多 。 濾油器上的過(guò)濾精度常用能被過(guò)濾掉的雜質(zhì)顆粒的公稱尺寸大小來(lái)表示 。 表 3－ 1為液壓系統(tǒng)中建議采用的過(guò)濾精度 。 一般可根據(jù)要求通過(guò)的流量選用相對(duì)應(yīng)規(guī)格濾油器 。 3） 耐壓 選用濾油器時(shí)尤須注意系統(tǒng)中沖擊壓力的發(fā)生 。 一般濾芯的耐壓為 ~ ,這主要靠濾芯有足夠的通流面積 ， 使其壓降小 ， 以避免濾芯被破壞 。 必須注意濾芯的耐壓和濾油器的使用壓力是不同的 ，當(dāng)提高使用壓力時(shí) ， 要考慮殼體是否承受得了而和濾芯的耐壓無(wú)關(guān) 。 2023年 1月 21日星期六 3． 濾油器的安裝位置 圖 3－ 18列出了液壓系統(tǒng)中濾油器幾種可能的安裝位置 。 2） 濾油器 2安裝在泵出口 ， 屬于壓力管路用濾油器 ， 在保護(hù)泵以外的其它元件 。 3） 濾油器 3安裝在回油管路上 ， 屬于回油管用濾油器 ， 此濾油器的殼體耐壓性可較低 。 如其容量 3相同 ， 則通過(guò)流速降低 ， 過(guò)濾效果更好 。 2023年 1月 21日星期六 空氣濾清器 為防止灰塵進(jìn)入油箱 ， 通常在油箱的上方通氣孔裝了空氣濾清器 。 空氣濾清器的容量必須使液壓系統(tǒng)即使達(dá)到最大負(fù)荷狀態(tài)時(shí) ， 仍能保持大氣壓力的程度 。 2） 因經(jīng)濟(jì)上的理由 ， 需要限制油箱的大小等 。 油冷卻器可分成 水冷式和氣冷式 兩大類 。 2023年 1月 21日星期六 1． 水冷式油冷油器 殼管式油冷器形式多種 ， 但一般都采用直管形油冷卻器 ， 如圖 3－ 20所示 。 冷卻管通常由小直徑管子組成 ， 材料可用鋁 、 鋼 、不銹鋼無(wú)縫鋼管 ， 但為增加熱傳效果 ， 一般采用銅管并在銅管上滾牙以增進(jìn)散熱面積 。 冷卻器的外殼是由 2~30開(kāi)口的管子構(gòu)成 ， 材料可用鋁 、 銅或不銹鋼管等 。油在冷卻管中流動(dòng) ， 風(fēng)扇使空氣穿過(guò)管子和散熱片表面 ， 使液壓油冷卻 。 2023年 1月 21日星期六 3． 油冷卻器安裝的場(chǎng)所 油冷卻器安裝在熱發(fā)生體附近 ， 且液壓油流經(jīng)油冷卻器時(shí) ， 壓力不得大于 1MPa。 1） 熱發(fā)生源 ， 如溢流閥附近 ， 如圖 3－ 22所示 。 2023年 1月 21日星期六 4． 油冷卻器的冷卻水 為防止冷卻器累積過(guò)多的水垢影響熱交換效率 ， 可在冷卻器裝一濾油器 。 2023年 1月 21日星期六 蓄能器 （ accumulators） 1． 蓄能器功用 蓄能器是液壓系統(tǒng)中一種儲(chǔ)存油液壓力能的裝置 ， 其主要功用如下： (1) 作輔助動(dòng)力源： 在液壓系統(tǒng)工作循環(huán)中不同階段需要的流量變化很大時(shí) ， 常采用蓄能器和一個(gè)流量較小的泵組成油源 。 在某些特殊的場(chǎng)合：如驅(qū)動(dòng)泵的原動(dòng)機(jī)發(fā)生故障 ， 蓄能器可作應(yīng)急能源緊急使用；如現(xiàn)場(chǎng)要求防火防爆 ， 也可用蓄能器作為獨(dú)立油源 。 (3) 吸收壓力沖擊和消除壓力脈動(dòng)： 由于液壓閥的突然關(guān)閉或換向 ， 系統(tǒng)可能產(chǎn)生壓力沖擊 ，此時(shí)可在壓力沖擊處安裝蓄能器起吸收作用 ， 使壓力沖擊峰值降低 。 2023年 1月 21日星期六 蓄能器的功用 作輔助動(dòng)力源或緊急動(dòng)力源 保壓和補(bǔ)充泄漏 吸收沖擊和消除壓力沖擊 2023年 1月 21日星期六 蓄能器 （ accumulators） 2． 蓄能囂的分類和選用 蓄能器有 彈簧式 、 重錘式和充氣式 三