第二章 液压放大器ppt（改）ppt课件.ppt

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1、第二章液压放大器2.1滑阀2.2喷嘴档板阀2.3射流管液压放大器液压放大器利用节流原理，用输入位移（转角）信号对通往执行元件的液体流量或压力进行控制，是一个机械－液压转换装置。由于控制阀输入功率小而输出功率大，因此也是一种功率放大元件。它加上转换器及反馈机构组成伺服阀，是伺服系统的核心元件。在液压伺服系统中，通常液压放大器以其输出的较大功率液流驱动执行机构工作，执行机构则将液压能转换为机械能去推动负载。液压放大器可以由单个或多个（通常为两个）液压放大器组成，分别称之为单级或多级液压放大器。基本的液压放大元件主要有滑阀

2、、喷嘴挡板阀和射流管阀三种，其中滑阀和射流管阀可以作为单级液压放大器使用，尤以前者居多；喷嘴挡板阀一般作为多级放大器的前置级。滑阀和喷嘴挡板阀都是节流式放大器，即以改变液流回路上节流孔的阻抗来进行流体动力的控制，但两者有不同形式的节流孔。射流管阀是一种分流式元件。液压放大器可以是液压伺服阀，也可以是伺服变量泵（输入为角位移，输出为流量），本章主要介绍液压伺服阀。2．1滑阀2.1.1滑阀结构2.1.2工作原理2.1.3零开口滑阀的静特性2.1.4正开口滑阀放大器2.1.5三通阀分析2.1.6滑阀放大器的功率和效率2．1

3、．1滑阀结构按结构可分为圆柱滑阀、旋转滑阀和平板滑阀，其中圆柱滑阀具有最优良的控制特性，在伺服系统中应用最广。圆柱滑阀是借助阀芯和阀套之间的相对运动改变节流孔的面积以达到对液流进行控制的。按液流进入和离开滑阀的通道数目分为二通、三通和四通滑阀；按滑阀工作边数目（即有效节流孔数目）可分为单边、双边和四边滑阀；按滑阀在中位时的开口或重迭形式可分为零开口（零重迭）、负开口、正开口、滑阀等。滑阀2.1.2工作原理a）图，单边两通滑阀a)图中通过阀芯d的位置变化来改变节流窗口c的大小，可以改变p1的大小，使筒体运动。控制边有预

4、开口量x0，使得p1F1=psF2，此时静止。以上各图阀套均固连于运动筒壳体，使运动筒的运动反应到滑阀上，不断地将由滑阀打开的节流窗口关小，这种作用称为负反馈。Xv向左，p1降低，p1F1

5、阀芯相对中位的位移XV之间的关系；压力特性：负载流量Qf=0时，负载压差pf与阀芯位移XV之间的关系；压力－流量特性：负载流量Qf、负载压差pf、阀芯位移XV之间的关系，或称综合静特性。此外，描述滑阀性能的静参数，如：滑阀最大位移XVmax、最大空载流量Qfmax、供油压力ps。还有阀的三个静态放大系数（阀系数）流量放大系数压力放大系数流量－压力放大系数一、理想零开口阀除忽略工作油液的可压缩性、认为供油压力恒定的以外，假设：1）控制窗口是理想且对称的，而且没有泄漏；2）控制窗口处的流量系数Cv为常数；3）工作油液只在

6、流经控制窗口时产生压力损失。阀芯在阀套内处于对称位置时，称为处于零位。设阀芯由零位向左移动xv，负载两端压降pf=p1-p2，流过负载的流量为Qf，流经控制窗口的流量为：2对称配作矩形窗口有：理想阀无泄漏，有又，所以有：于是负载流量表达式为：阀芯向右时有于是负载流量表达式为:于是负载流量表达式为:引入符号函数sgnXV（XV>0时为1，反之为-1），合并以上两式有矩形窗口理想零开口四边滑阀的压力－流量特性方程：无因次方程为：其中:；；理想零开口四边滑阀无因次压力－流量曲线如左图所示。如果供油压力、阀芯最大位移、阀的最

7、大空载流量或阀的面积梯度已知时，由无因次的压力－流量特性可以获得全部的静态性能参数，故常称为综合静特性。流量放大系数：流量增益表示负载压降一定时，阀单位输入位移所引起的负载流量变化大小。其值越大，阀对负载流量的控制就越灵敏。流量－压力放大系数：它是压力—流量曲线的切线斜率，冠以负号使流量—压力系数总为正值。流量—压力系数表示阀开度一定时，负载压降变化所引起的负载流量变化大小。它的值小，阀抵抗负载变化的能力大，即阀的刚性大。压力放大系数：通常压力放大系数指QL=0时阀单位输入位移所引起的负载压力变化的大小。此值大，阀对

8、负载压力控制灵敏度高。可以看出，三个阀系数随工作点不同而变化，其中压力－流量曲线的原点（阀位移，负载压降和负载流量均为零）是滑阀最重要的工作点。反馈控制系统常在原点附近工作，原点对系统的稳定性至关重要，如果在该点稳定，则在其它点不存在不稳定问题，故通常在进行系统分析时以原点处的静态放大系数作为阀的性能参数。零位流量放大系数：零位流量－压力放大系