液压油缸比例控制、比例阀及其

作者：147小编发布时间：2022-05-18 01:33:37点击：212

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1压降的蓬勃发展

液体传动装置的方法论此基础是由电液推杆供货商17世纪帕斯卡提出的帕斯卡定律为奠基石,之后赢得了快速发展,特别是被20世纪第二次世界大战期间战争的激励,取得了很大进展,整体上经历了开关控制、伺服控制、压降3个阶段。压降技术是20世纪60年代末人们开发的一种可靠、价廉、控制精度和响应特性,均能满足工业控制系统实际需要的控制技术。当时,电液伺服技术已日趋完善,但电液伺服阀成本高、应用和维护条件苛刻,难以被工业界接受。希望有一种价廉、控制精度能满足需要的控制技术去替代,这种需求背景导致了比例技术的诞生和发展。1967年瑞士某公司生产的KL比例复合阀标志着压降技术在油压系统中应用的正式开始,主要是将比例型的电-机械转换器(比例电磁铁)应用于工业油压阀,到80年代,随着微电子技术和数学方法论的发展,压降技术已达到比较完善的程度,主要表现在3个方面:首先是采用了压力、流量、位移、动压等反馈及电校正手段,提高了阀的稳态精度和动态响应品质,这些标志着压降设计原理已经完善;其次是比例技术与插装阀已经结合,诞生了比例插装技术，再是以压降泵为代表的比例容积元件的诞生。

2比例阀的特与种类点

电液比例阀是压降系统中的主要功率放大元件,按输入电信号指令连续地成比例地控制油压系统的压力、流量等参数。与伺服控制系统中的伺服阀相比,在某些方面还有一定的性能差距,但它显著的优点是抗污染能力强,大大地减少了由污染而造成的工作故障,提高了油压系统的工作稳定性和可靠性;另一方面比例阀的成本比伺服阀低,结构也简单,已在许多场合赢得广泛应用。

比例阀按主要功能分类电液推杆供货商,分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀三大类,每一类又可以分为直接控制和先导控制两种结构形式,直接控制用在小流量小功率系统中,先导控制用在大流量大功率系统中。比例阀的输入单元是电液机械转换器,它将输入的电信号转换成机械量。转换器有伺服电机和步进电机、力马达和力矩马达、比例电磁铁等形式。但常用的比例阀大都采用了比例电磁铁,比例电磁铁根据电磁原理设计,能使其产生的机械量(力或力矩和位移)与输入电信号(电流)的大小成比例,再连续地控制油压阀阀芯的位置,进而实现连续地控制油压系统的压力、方向和流量。比例电磁铁的结构如图1所示,它由线圈、衔铁、推杆等组成,当有信号输入线圈时,线圈内磁场对衔铁产生作用力,衔铁在磁场中按信号电流的大小和方向成比例、连续地运动,再通过固连在一起的销钉带动推杆运动,从而控制滑阀阀芯的运动。应用最广泛的比例电磁铁是耐高压直流比例电磁铁。比例电磁铁的类型按照工作原理主要分为如下几类:

(1)力控制型　这类电磁铁的行程短,只有115mm ,输出力与输入电流成正比,常用在比例阀的先导控制级上;

(2)行程控制型　由力控制型加负载弹簧共同组成,电磁铁输出的力通过弹簧转换成输出位移,输出位移与输入电流成正比,工作行程达3 mm,线性好,可以用在直控式比例阀上;

(3)位置调节型　衔铁的位置由传感器检测后,发出一个阀内反馈信号,在阀内进行比较后重新调节衔铁的位置。阀内形成闭环控制,精度高,衔铁的位置与力无关,精度高的比例阀如德国的博世、意大利的阿托斯等都采用这种结构。

比例阀有三大类:

(1)比例压力阀,有溢流阀、减压阀,分别有直动和先导两种结构;

(2)比例方向阀,有直动和先导两种结构,直动阀有带位移传感器和不带位移传感器两类;

(3)电液推杆供货商比例流量阀,有比例调速阀和比例溢流流量控制阀。

比例阀与放大器配套使用,放大器采用电流负反馈,设置斜坡信号发生器,控制升压、降压时间或运动加速度及减速度。断电时,能使阀芯处于安全位置。

3压降系统及应用

1)比例环节

比例环节也称为无惯性环节,对于油压缸或马达,忽略油压油的可压缩性和泄漏,油压缸的流量Q=VA。其中V为活塞速度;A为活塞面积。

其传递函数为:

式中K为比例环节放大系数或增益,表示输入量经过放大K倍后输出。

2)压降系统

压降系统根据有无反馈分为开环控制和闭环控制。如比例阀控制油压缸或马达系统可以实现速度、位移、转速和转矩等的控制,其控制系统方框图如图2a。

由于开环控制系统的精度比较低,只能应用在精度要求不高并且不存在内外干扰的场合,但开环控制系统一般不存在所谓稳定性问题。而闭环控制系统(即反馈控制系统)的优点是对内部和外部干扰不敏感,但反馈带来了系统的稳定性问题。只要系统稳定,闭环控制系统可以保持较高的精度。因此,目前普遍采用闭环控制系统(图2b)。

3)比例阀的选用

(1)根据用途和被控对象选择比例阀的类型;

(2)电液推杆供货商正确介绍比例阀的动、静态指标,主要有额定输出流量、起始电流、滞环、重复精度、额定压力损失、温飘、响应特性、频率特性等;

(3)根据执行器的工作精度要求选择比例阀的精度,内含反馈闭环阀的稳态性、动态品质好。如果比例阀的固有特性如滞环、非线性等无法使被控系统达到理想的效果时,可以使用软件程序改善系统的性能;

(4)如果选择带先导阀的比例阀,要注意先导阀对油液污染度的要求。一般应符合ISO18/ 15标准,并在油路上加装过滤精度为10μm以下的进油过滤器;

(5)比例阀的通径应按执行器在最高速度时通过的流量来确定,通径选得过大,会使系统的分辨率降低;

(6)比例阀必须使用与之配套的放大器,阀与放大器的距离应尽可能地短。

4)比例阀的应用

电液比例阀是采用了压降技术电液推杆供货商,介于开关型油压阀和电液伺服阀之间的一种油压元件,在工业生产中赢得了广泛的应用,输入的电信号有模拟式和数字式两大类,可以用于控制位置(转角)、速度(转速)、加速度(角加速度)、压力(压差)、力(力矩)等参数。如陶瓷地板砖制坯压力机、带钢轧机的带钢恒张力控制、压力容器疲劳寿命试验机、油压电梯运动及控制系统、金属切削机床工作台运动控制、轧钢机压下及控制系统、油压冲床、弯管机、塑料注射成形机等。我们在吸收、改造英国进口的板簧轧机和德国进口的板簧予压分选机时,用比例阀替代了伺服阀,既保持了设备原有的精度和生产率,又降低了设备的故障率,延长了设备的无故障运行时间。由于比例阀可以利用电信号调制的灵活性,非常容易实现一阀多用,或采用组合结构,从而实现复合功能,简化油压系统的构成。