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    技術文章

    滑閥的三種結構形式以及三種開口形式分別是怎樣的?

    發佈時間:2017-05-06 瀏覽次數:5458次

      滑閥,是屬於液壓伺服閥的一種常見類型,在很多地方都是採用滑閥的型式來進行控制,它是液壓伺服系統中機(或電) 、液兩部分之間的轉換元件 ,它按照輸出和輸入信號之間的誤差方向(符號)及大小自動地改變輸往執行元件的壓力油的方向 、流量和壓力 ,從而對液壓伺服系統起着信號轉換 、功率放大及反饋控制等作用 ,對系統的工作性能影響很大 ,是液壓伺服系統中最重要 、最基本的組成部分。那麼,我們就來看看滑閥的三種結構形式以及三種開口形式分別是怎樣的。

      (一)滑閥的三種結構形式

      根據滑閥控制邊數(起控制作用的閥口數)的不同,滑閥有單邊 、雙邊和四邊控制式等三種結構形式。

      (1)單邊滑閥:如圖17-4所示的單邊滑閥,控制邊的開口量 Xs 控制着液壓缸右腔的壓力和流量 ,從而控制液壓缸運動的速度和方向。來自泵的壓力油進入單杆液壓缸的有杆腔,通過活塞上小孔 a 進入無杆腔 ,壓力由 ps 降爲 p1,再通過滑閥唯一的節流邊流回油箱 。在液壓缸不受外載作用的條件下 ,p1 A1 = ps A2 。 當滑閥根據輸入信號向左移動時 ,開口量 Xs增大 ,無杆腔壓力減小 ,於是 p1 A1 < ps A2 ,缸體向左移動。 因爲缸體和閥體連接成一個整體 ,故閥體左移又使開口量 Xs 減小(負反饋),直至平衡。單邊滑閥常用於一般控制精度的系統。

    單邊滑閥的工作原理圖

      (2)雙邊滑閥:如圖17-5所示爲雙邊滑閥的工作原理圖。 壓力油一路直接進入液壓缸的有杆腔,另一路經滑閥左控制邊的開口 Xsl 和液壓缸無杆腔相通,並經滑閥右控制邊的開口 Xs 2 流回油箱。 當滑閥向左移動時 ,Xsl 減小 ,Xs2 增大,液壓缸無杆腔壓力 p1 減小,兩腔受力不平衡,缸體向左移動;反之 ,缸體向右移動。 雙邊滑閥比單邊滑閥的調節靈敏度高,工作精度高,也用於一般控制精度的系統。

      (3)四邊滑閥:如圖17-6所示的四邊滑閥有四個控制邊,開口Xsl 、Xs 2分別控制進入液壓缸兩腔的壓力油 ,開口 Xs3 、Xs4 分別控制液壓缸兩腔的回油 。 當滑閥向左移動時 ,液壓缸左腔進油口 Xsl 減小,回油口 Xs 3 增大 ,使 p1 迅速減小 ;與此同時 ,液壓缸右腔的進油口 Xs2增大,回油口 Xs4 減小 ,使 p2 迅速增大 ,這樣就使活塞迅速左移 ;反之 ,活塞右移。 與雙邊滑閥相比 ,四邊滑閥同時控制液壓缸兩腔的壓力和流量 ,故調節靈敏度高 ,工作精度也較高 ,常用於精度和穩定性要求較高的系統。單邊 、雙邊和四邊滑閥的控制作用是相同的,均起到換向和調節的作用。 控制邊數越多 ,控制質量越高。 但其結構工藝複雜 、成本高。通常情況下 ,單邊和雙邊滑閥只用於控制單活塞桿液壓缸 ,四邊滑閥既可以控制單活塞桿液壓缸 ,也可以控制雙活塞桿液壓缸。

      

    四邊滑閥的工作原理

      (二)滑閥的三種開口形式

      根據滑閥在中位時閥口的開口量不同 ,滑閥又分爲負開口( Xs <0 xs="0)和正開口(" xs=""> 0)三種開口形式,如圖 17-7所示。

      (1)負開口( Xs < 0):如圖17-7(a)所示 ,滑閥臺肩的寬度 b 大於閥體沉割槽的寬度 B ,即 b >B ,其開口量 Xs < 0 ,故稱爲滑閥的負開口 。 閥芯處於中間位置時 ,可以斷開液壓泵與執行元件的通路 ,閥芯需移動一小段距離才能打開閥口 ,因此 ,存在較大的不靈敏區(死區) ,但無中位泄漏損失 。 它應用較少 ,僅適用於執行元件定位的系統 。

      (2)零開口( Xs = 0):如圖17-7(b)所示 ,b = B ,其開口量 Xs = 0 ,故稱爲滑閥的零開口。 當閥芯處於中間位置時既無開口量 ,也無搭蓋量 ,通往液壓缸的油口被封閉,沒有壓力油泄漏回油箱 ,因此 ,無功率損耗 ;當液壓缸載荷一定時 ,流向液壓缸的流量和閥芯位移有近似的線性關係,不存在死區,系統的靈敏度最高,應用也最多。 但是 ,完全的零開口在工藝上難以達到 ,實際的零開口允許小於 ± 0.025 mm 的微小開口量偏差 。 

    滑閥的三種開口形式

      (3)正開口( Xs > 0):如圖17-7(c)所示 ,b < B ,其開口量 Xs > 0 ,故稱爲滑閥的正開口。 當閥芯處於中間位置時 ,兩個方向都有油液通過 ,因此壓力油有功率損耗 ,也存在不靈敏區 ,穩定性差 ,所以不適用於大功率控制的場合 ,但零位附近流量增益大 ,製造容易 ,工作精度也比負開口高 ,在工圖 17唱8   雙噴嘴擋板閥液壓伺服系統簡圖1唱擋板 ;2 、3唱噴嘴 ;4 、5唱固 定節流 小孔 ;6 、7唱節 流縫隙程機械中常用於液壓轉向系統 。滑閥是作直線移動的 ,還有一種閥芯作旋轉運動的,稱爲轉閥 ,它的工作原理和滑閥類似,在此不再贅述。

      由於滑閥的控制機能比起其他種類的液壓伺服閥來說,是最好的,所以,在很多液壓伺服系統都是採用滑閥的型式,以便得到更好的控制效果。