液压放大元件解析
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第二章液压放大元件液压放大元件也称液压放大器,是一种以机械运动来控制流体动力的控制元件。
输入:机械信号(位移或转角) Xv输出:液压信号(流量、压力);Xv→功率放大→q(p)作用:信号转换:能量转换元件,机械能—液压能;功率放大:功率放大元件:液压伺服系统核心元件:液压放大元件,它的静、动态特性对液压伺服系统的性能有很大的影响。
液压放大元件特点:结构简单、单位体积输出功率大、工作可靠和动态性能好、标准化。
液压放大元件:1、滑阀2、喷嘴挡板阀3、射流管阀。
第一节圆柱滑阀的结构型式及分类滑阀:靠节流原理工作,借助于阀芯与阀套间的相对运动改变节流口面积的大小,对流体流量或压力进行控制。
图2—0滑阀结构型式多,控制性能好,在液压伺服系统中应用最为广泛。
滑阀的结构型式可分为:一、按进、出阀的通道数划分见(图2—1)。
四通阀:有四通阀(图2—1a、b、c、d),四个进出油口四通阀有两个控制口工作,可用来控制双作用液压缸或液压马达。
三通阀:(图2,1e) 三个进出油口三通阀只有一个控制口工作,故只能用来控制差动液压缸。
为实现液压缸反向运动,须在液压缸有活塞杆侧设置固定偏压,可由供油压力、弹簧、重物等产生。
二通阀:二通阀(单边阀) 二个进出油,一个可变节流口,固定节流孔配合使用,才能控制一腔压力,用来控制差动液压缸。
二、按滑阀的工作边数划分滑阀控制液体流动的节流口称为控制边。
1、四边滑阀(图2—1a、b、c) 四边滑阀有四个可控的节流口,控制性能最好;四边滑阀需保证三个轴向配合尺寸,四边滑阀结构工艺复杂、成本高;2、双边滑阀(图2,1d、e) 双边滑阀有两个可控的节流口,控制性能居中;双边滑阀需保证一个轴向配合尺寸单边滑阀(图2—1f)。
3、单边滑阀只有一个可控的节流口,控制性能最差。
单边滑阀没有轴向配合尺寸。
单边滑阀比较容易加工、成本低。
三、按滑阀的预开口型式划分阀的预开口型式对其性能,特别是零位附近(零区)特性有很大的影响。
第九节喷嘴挡板阀一、单喷嘴挡板阀的静态特性1、工作原理单喷嘴挡板阀的原理图如图2—17所示。
组成:固定节流孔、喷嘴和挡板。
原理:喷嘴与挡板间的环形面积构成可变节流口,控制固定节流孔与可变节流口之间的压力。
单喷嘴挡板阀是三通阀,用来控制差动液压缸。
控制压力p c与负载腔(液压缸无杆腔)相连,而供油压力p s (恒压源)与液压缸的有杆腔相连。
挡板与喷嘴端面之间的间隙减小—可变液阻增大—通过固定节流孔的流量减小—固定节流孔处压降也减小—控制压力p c增大—推动负载运动;反之亦然。
固定节流孔通常是短管形,喷嘴端部也是近于锐边形,减小油温变化的影响。
图2-9-1 单喷嘴挡板阀的原理图(一)压力特性得压力特性方程:此时,由式(2—97)可得零位时的控制压力为图2-9-2 单喷嘴挡板阀的压力特性曲线图(二)压力—流量特性其压力—流量曲线示于图图2-9-3 单喷嘴挡板阀的压力流量特性曲线图二、双喷嘴挡板阀的静态特性(一)压力-流量特性结构:双喷嘴挡板阀是由两个结构相同的单喷嘴挡板阀组合;原理:按差动工作,如图2—20所示。
双喷嘴挡板阀在挡板偏离零位时,一个喷嘴腔的压力升高,另一个喷嘴腔的压力降低。
双喷嘴挡板阀是四通阀,因此可用来控制双作用液压缸。
图2-9-4 双喷嘴挡板阀将两个方程与关系式:结合起来就完全确定了双喷嘴挡板阀的压力—流量曲线。
画出压力—流量曲线,如图2—21所示。
图2-9-5 双喷嘴挡板阀压力—流量曲线与图2—19所示的单喷嘴挡板阀的压力—流量曲线相比,其压力—流量曲线的线性度好,线性范围较大,特性曲线对称性好。
(二)压力特性双喷嘴挡板阀挡板偏离零位:一个喷嘴腔的压力升高,另一个喷嘴腔的压力降低。
在切断负载,每个喷嘴腔的控制压力由式(2—99)求得。
当满足式(2—100)的设计准则,灵敏度最高,p1,p2分别为:图2-9-6 双喷嘴挡板阀压力特性曲线(三)阀的零位系数为了求得阀的零位系数,可将式(2—107)和式(2—108)(四)双喷嘴挡板阀特点1、与单喷嘴挡板阀相比1)两者的流量增益是一样;2)压力灵敏度增加了一倍;3)零位泄漏流量也增加了一倍。
液压放大器工作原理
当输入信号施加在控制腔室时,通过控制阀使液压流入或流出。
这个过程会使控制腔室的压力发生变化。
根据帕斯卡原理,液压放大器中的液压压力(P)等于液体所受的力(F)除以液体所受的面积(A)。
因此,当流入液体时,它增大了控制腔室的压力,从而产生了相应的力。
输出腔室中的活塞则会受到控制腔室的压力变化产生的力的影响。
当控制腔室的压力增加时,输出腔室中的活塞也会受到相应的压力增加,从而产生更大的力。
然而,液压放大器也有一些局限性。
例如,液压放大器的输出力量与输入力量呈非线性关系。
这意味着输出力量不会与输入力量成比例增大。
因此,在设计和应用液压放大器时,必须考虑这些非线性特性。
此外,液压放大器还存在一定的漏油和液压阻力。
这些因素可能会导致效率的损失,并增加维护和使用成本。
尽管液压放大器具有一些限制,但它们仍然是一种重要的液压系统元件。
在工业、汽车和航空等领域中,液压放大器被广泛应用于需要放大力量或压力的操作中。
总的来说,液压放大器通过控制和放大输入信号的力量来产生更大的输出力。
它的工作原理基于波动原理和好利液体不可压缩性的性质。
液压放大器的设计和应用需要考虑非线性特性、漏油和液压阻力等因素。
尽管存在一些局限性,液压放大器仍然是提供更大力量和压力的重要液压系统元件。