电液比例阀

电液比例阀
电液比例阀

第16讲电液比例阀

一、比例阀概述

比例阀是60年代发展的一种新型液压元件

1、比例阀的功用

连续或按比例地随输入电气信号的变化而调节和控制液流压力、方向和流量。

2、比例阀的共同构造

比例电磁铁+普通液压阀

比例电磁铁外型与普通电磁铁相同,但吸力∝I,构造见图5-30。

3、比例阀的类型

比例压力阀;比例流量阀;比例方向阀

4、比例阀的特点

(1)对压力、流量等参数进行连续或比例控制;

(2)输出的压力、流量等参数不受负载影响;

(3)结构简单,通用性强;

(4)加工精度接近普通液压阀;

(5)具有伺服阀远程、连续操纵优点;

(6)对油液污染不像伺服阀敏感。

故称“廉价伺服阀”

二、比例电磁铁的结构原理

教材图5-30、5-31。

三、比例压力阀

1、比例溢流阀

(1)比例溢流阀的构造

比例电磁铁+直动式溢流阀

(2)比例溢流阀的工作原理

输入一I,产生一电磁力作用于阀心上,得到一控制压力,其p∝I,I变化,p也变化。故对压力进行连续控制。

(3)比例溢流阀的特点

用一个比例阀可实现多级压力控制或连续压力控制,简化油路,如:三级调压回路举例(课件图示)。

2、比例减压阀

(1)比例减压阀的组成

比例电磁铁+直动式减压阀

(2)比例减压阀的工作原理

,其p∝I,I 输入一I,产生一电磁力,作用于阀心上,得到一出口压力p

也变化。

变化,p

(3)比例减压阀的特点

用一个比例阀可实现连续减压控制,如果此压力控制夹紧油缸,则能获得最佳夹紧效果。如课件图示(教材图6-55)。

3、比例顺序阀

比例电磁铁与顺序阀组合,可简单组成比例顺序阀

四、比例流量阀

1、比例节流阀

(1)比例节流阀的组成

比例电磁铁+普通节流阀

(2)比例节流阀的工作原理

输入一I,产生一电磁力,作用于节流阀阀芯上,阀芯得到一确定位置,得到一确定通流面积A,得到一确定流量q,q∝I,I变化,q也变化。

(3)比例节流阀的特点

连续改变I,则连续改变流量。用电信号控制流量,使流量与压力、温度的变化无关。

2、比例调速阀

教材图5-33。

(1)比例调速阀的构造

比例电磁铁替代调速阀中调节螺帽即可。

(2)比例调速阀的工作原理

输入一I,得到一相应运动,使节流阀阀口变化,流量变化,q∝I。

(3)比例调速阀的特点

=c

1)∵有定差减压阀保证△p

∴ q不随F变化而变化,q

=c。

V

2)用一个阀只须改变I,便可得到多级速度,油路简单。如教材图6-56采用比例调速阀的调速回路。

五、比例方向阀

1、比例方向阀的组成

比例电磁铁;换向阀阀芯台肩有轴向三角槽。

2、比例方向阀的工作原理

输入一I,得到一个运动方向,并且还可改变输出流量的大小;改变电流信号极性,即可改变运动方向。

3、比例方向阀的特点

(1)∵换向阀阀心上开有三角槽

∴阀心运动时,其通流面积变化

故:液流方向变化时,流量也会变化

(2)在大流量情况下,应采用先导式比例方向阀。

也可做成比例多路阀。

六、液压控制阀的使用与维护

P113~117

国内外主要电液比例插装阀产品现状分析

中国地质大学 研究生课程论文 课程名称电液伺服控制技术教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业机械工程 所在院系机械与电子信息学院类别: 硕士日期:

评语 对课程论文的评语 注: 1、无评阅人签名成绩无效; 2、必须用钢笔或圆珠笔批阅,用铅笔阅卷无效; 3、如有平时成绩,必须在上面评分表中标出,并计算入总成绩。

国内外主要电液比例插装阀产品现状分析 摘要:电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品。本文主要对电液比例插装阀的工作原理和分类进行了概述,并对国内外相关公司及产品进行介绍、对比分析,最后对对电液比例控制技术的未来的发展趋势进行了分析和展望。关键词:电液比例插装阀;分类;产品现状;电液比例控制技术;发展趋势 Major domestic and foreign electro-hydraulic proportional valves Cartridge Situation Analysis Abstract: Electro-hydraulic proportional cartridge valves are electro-hydraulic proportional technology, cartridge valve technology, sensor technology, test technology, microelectronics, precision machining technology, high degree of integration of high-tech products. This article mainly discusses the working principle of electrohydraulic proportional cartridge valve and classification were summarized, and the related companies and products both at home and abroad is introduced, and comparison analysis. Keyword: Electro-hydraulic proportional cartridge valves; classify; products present situation; electricity liquid proportion controlling technology; development tendency. 1 概述 电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品,能方便地和微机控制系统相结合,连续、成比例地调节受控腔的压力、速度、流量等,有效地改善系统稳态控制精度和动态品质。比例控制和插装技术相结合符合模块化、集成化和可配阻等液压发展趋势。电液比例插装阀属于电液比例阀中的一大类,其阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作,使工作阀阀芯产生位移,阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。它是以传统的工业用液压控制阀为基础,采用电──机械转换装置,将电信号转换为位移信号,按输人电信号指令连续、成比例地控制液压系统的压力、流量或方向等参数。[1] 插装式比例阀就是根据机电装备发展需要而研发的新型液压元件,它将电的快速性、灵活性等优点与液压传动力量大的优点结合起来,因此其具备响应快、密封性好、小型化、耐高压和使用寿命长等优点,并减少了元件的使用量,并能防止压力或速度变换时的冲击现象。 比例阀与伺服控制系统中的伺服阀相比,在某些方而还有一定的性能差距,但它显著的优点是抗污染能力强,大大地减少了因污染所造成的工作故障,提高了液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,己在许多场合获得广泛应用。 比例阀相对伺服阀和开关阀的主要性能比较如表1所示。[2] 表 1 三种阀类主要性能比较

电液比例阀工作原理 (2)

电液比例阀就是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作,使工作阀阀芯产生位移,阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点,应用领域日益拓宽。近年研发生产插装式比例阀与比例多路阀充分考虑到工程机械使用特点,具有先导控制、负载传感与压力补偿等功能。它出现对移动式液压机械整体技术水平提升具有重要意义。特别就是电控先导操作、无线遥控与有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。 2 工程机械电液比例阀种类与形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。工程机械液压操作特点,以结构形式划分电液比例阀主要有两类:一类就是螺旋插装式比例阀(screwin cartridge proportional valve),另一类就是滑阀式比例阀(spool proportional valve)。 螺旋插装式比例阀就是螺纹将电磁比例插装件固定油路集成块上元件,螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路与成本低廉等特点,近年来工程机械上应用越来越广泛。常用螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通与多通等形式,二通式比例阀主比例节流阀,它常它元件一起构成复合阀,对流量、压力进行控制;三通式比例阀主比例减压阀,也就是移动式机械液压系统中应用较多比例阀,它主对液动操作多路阀先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统手动减压式先导阀,它比手动先导阀具有更多灵活性与更高控制精度。可以制成如图1所示比例伺服控制手动多路阀,不同输入信号,减压阀使输出活塞具有不同压力或流量进而实现对多路阀阀芯位移进行比例控制。四通或多通螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独控制。 滑阀式比例阀又称分配阀,就是移动式机械液压系统最基本元件之一,就是能实现方向与流量调节复合阀。电液滑阀式比例多路阀就是比较理想电液转换控制元件,它保留了手动多路阀基本功能,还增加了位置电反馈比例伺服操作与负载传感等先进控制手段。它就是工程机械分配阀更新换代产品。 出于制造成本考虑与工程机械控制精度要求不高特点,一般比例多路阀内不配置位移感应传感器,具有电子检测与纠错功能。,阀芯位移量容易受负载变化引起压力波动影响,操作过程中要靠视觉观察来保证作业完成。电控、遥控操作时更应注意外界干涉影响。近来,电子技术发展,人们越来越多采用内装差动变压器(LDVT)等位移传感器构成阀芯位置移动检测,实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器与其它电子电路组成高度集成比例阀,具有一定校正功能,可以有效克服一般比例阀缺点,使控制精度到较大提高。 3 电液比例多路阀负载传感与压力补偿技术 节约能量、降低油温与提高控制精度,同时也使同步动作几个执行元件运动时互不干扰,现较先进工程机械都采用了负载传感与压力补偿技术。负载传感与压力补偿就是一个很相似概念,都就是利用负载变化引起压力变化去调节泵或阀压力与流量以适应系统工作需求。负载传感对定量泵系统来讲就是将负载压力负载感应油路引至远程调压溢流阀上,当负载较小时,溢流阀调定压力也较小;负载较大,调定压力也较大,但也始终存一定溢流损失。变量泵系统就是将负载传感油路引入到泵变量机构,使泵输出压力随负载压力升高而升高(始终为较小固定压差),使泵输出流量与系统实际需要流量相等,无溢流损失,实现了节能。 压力补偿就是提高阀控制性能而采取一种保证措施。将阀口后负载压力引入

电液比例阀工作原理

电液比例阀工作原理-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

电液比例阀是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作,使工作阀阀芯产生位移,阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点,应用领域日益拓宽。近年研发生产插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械使用特点,具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它出现对移动式液压机械整体技术水平提升具有重要意义。特别是电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。 2 工程机械电液比例阀种类和形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。工程机械液压操作特点,以结构形式划分电液比例阀主要有两类:一类是螺旋插装式比例阀(screwin cartridge proportional valve),另一类是滑阀式比例阀(spool proportional valve)。 螺旋插装式比例阀是螺纹将电磁比例插装件固定油路集成块上元件,螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点,近年来工程机械上应用越来越广泛。常用螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式,二通式比例阀主比例节流阀,它常它元件一起构成复合阀,对流量、压力进行控制;三通式比例阀主比例减压阀,也是移动式机械液压系统中应用较多比例阀,它主对液动操作多路阀先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统手动减压式先导阀,它比手动先导阀具有更多灵活性和更高控制精度。可以制成如图1所示比例伺服控制手动多路阀,不同输入信号,减压阀使输出活塞具有不同压力或流量进而实现对多路阀阀芯位移进行比例控制。四通或多通螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独控制。 滑阀式比例阀又称分配阀,是移动式机械液压系统最基本元件之一,是能实现方向与流量调节复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想电液转换控制元件,它保留了手动多路阀基本功能,还增加了位置电反馈比例伺服操作和负载传感等先进控制手段。它是工程机械分配阀更新换代产品。 出于制造成本考虑和工程机械控制精度要求不高特点,一般比例多路阀内不配置位移感应传感器,具有电子检测和纠错功能。,阀芯位移量容易受负载变化引起压力波动影响,操作过程中要靠视觉观察来保证作业完成。电控、遥控操作时更应注意外界干涉影响。近来,电子技术发展,人们越来越多采用内装差动变压器(LDVT)等位移传感器构成阀芯位置移动检测,实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成高度集成比例阀,具有一定校正功能,可以有效克服一般比例阀缺点,使控制精度到较大提高。 3 电液比例多路阀负载传感与压力补偿技术

电液比例阀设计

本科毕业设计(论文)通过答辩 带位移电反馈的二级电液比例节流阀设计 摘要:电液比例技术发展迅猛,以其控制精度较高、结构简单、成本合理等优点在工业生产中获得了越来越来广泛的应用,它的发展程度也可从一个侧面反映一个国家液压工业技术水平,因而日益受到各国工业界的重视。 本设计的课题是电液比例阀中的一类——二级电液比例节流阀。在对该阀各部分的结构、原理及性能参数进行详细分析的基础上,完成了功率级为二通插装阀,先导级为电液比例三通减压溢流阀,通径为32mm,最大流量为480L/min,进油口额定工作压力为31.5MPa,出油口额定工作压力为30.5MPa的电液比例节流阀的结构设计与参数设计。 关键词:电液比例节流阀;插装阀;比例电磁铁

1 The design of two stage electro-hydraulic proportional throttle valve with displacement electricity feedback Majority:Machine Design &Manufacturing and Automation Abstrac t: The technology of electro-hydraulic proportional develops swiftly and violently, it has more and more come the widespread application in the industrial production by its precision control, the simply structure, the reasonable cost and so on, its degree of development also might reflect a national hydraulic pressure industrial technology level from a side, so this technology received more and more value by the various countries' industrial field. The topic of this graduation project is precisely one kind of electro-hydraulic proportional valve----two stage electro-hydraulic proportional throttle valve. This design will first carry on detailed analysis to the structure, principle and function parameter of various part of this kind of valve, then complete the structural design and the parameter design of the two stage electro-hydraulic proportional throttle valve ,this valve's main stage is cartridge valve ,its forerunner stage is three contacts reduced pressure overflow valve .This valve's rectum is 32mm,and its max regulated flow is 480L/min,the oil input port fixed working pressure is 31.5MPa, the output port fixed working pressure is 30.5MPa. Keyword: Electro-hydraulic proportional throttle valve; Cartridge valves; Proportion electro-magnet ratio electromagnet

电液比例阀

3.2.1直动式比例溢流阀 直动式比例溢流阀的工作原理及结构见图3-2,。这是一种带位置电反馈的双弹簧结构的直动式溢流阀。它于手调式直动溢流阀的功能完全一样。其主要区别是用比例电磁铁取代了手动弹簧力调节组件。 如图3-2a所示,它主要包括阀体6,带位置传感器1、比例电磁铁2、阀座7、阀芯5及调压弹簧4等主要零件。当电信号输入时,电磁铁产生相应的电磁力,通过弹簧座3加在调压弹簧4和阀芯上,并对弹簧预压缩。此预压缩量决定了溢流压力。而压缩量正比输入电信号,所以溢流压力也正比于输入电信号,实现对压力的比例控制。 弹簧座德实际位置由差动变压器式位移传感器1检测,实际值被反馈到输入端与输入值进行比较,当出现误差就由电控制器产生信号加以纠正。由图3-2b所示的结构框图可见,利用这种原理,可排除电磁铁摩擦的影响,从而较少迟滞和提高重复精度等因素会影响调压精度。显然这是一种属于间接检测的反馈方式。 a b 图3-2 带位置电反馈的直动式溢流阀 a)工作原理及结构b)结构框图 1—位移传感器2—比例电磁铁3—弹簧座4—调压弹簧 5—阀芯6—阀体7—阀座8—调零螺钉 普通溢流阀可以靠不同刚度的调压弹簧来改变压力等级,而比例溢流阀却不能。由于比例电磁铁的推力是一定的,所以不同的等级要靠改变阀座的孔径来获得。这就使得不同压力等级时,其允许的最大溢流量也不相同。根据压力等级不同,最大过流量为2~10L/min。阀的最大设定压力就是阀的额定工作压力,而设定最低压力与溢流量有关。这种直动式的溢流阀除在小流量场合下单独作用,作为调节元件外,更多的是作为先导式溢流阀或减压阀的先

导阀用。另外,位于阀底部德调节螺钉8,可在一定范围内,调节溢流阀的工作零位。 3.2.2先导式比例溢流阀 1.结构及工作原理 图3-3所示为一种先导式比例溢流阀的结构图。它的上部位先导级6,是一个直动式比例溢流阀。下部为主阀级11,中部带有一个手调限压阀10,用于防止系统过载。 当比例电磁铁9通有输入信号电流时,它施加一个直接作用在先导阀芯8上。先导压力油从内部先导油口(取下螺堵13)或从外部先导油口X处进入,经流道口和节流3后分成两股,一股经节流孔5作用在先导阀芯7上,另一股经节流孔4作用在阀芯撒谎女上部。只要A油口压的压力不足以使导阀打开,主阀芯的上下腔的压力就保持相等,从而主阀芯保持关闭状态。这是因为主阀芯上下有效面积相等,从而主阀芯保持关闭状态。这是因为主阀芯上下有效面积相等,而上面有一个软弹簧向下施加一个力,使阀芯关闭。 当主阀芯是锥阀,它既小又轻,要求的行程也很小,所以这种阀的响应很快。阀套上有三个径向分布的油孔,当阀开启时使油流分散流走,大大减少噪声。节流孔4起动态压力发 亏作用,提高阀芯的稳定性。 图3-3 先导式比例溢流阀 1—先导油流道2—主阀弹簧 3.、4、5—节流口6—先导阀 7—外泄口8—先导阀芯9—比例电磁铁10—安全阀 11—主阀级12—主阀芯13—内部先导油口螺堵 A—进油口B—出油口X—外部先导油口Y—外部先导卸油口 与传统的先导式溢流阀不同,比例溢流阀的压力等级的获得是靠改变先导阀的阀座孔径来实现的。这点与比例直动式溢流阀完全相同。较大的阀座孔径对应着较低的压力等级。小阀座孔径可获得较高的额定值。阀座的孔径通常由制造厂根据阀座的压力等级在制造时已经确定。

工程机械电液比例阀特点

工程机械电液比例阀特点、原理及应用 工程机械电液比例阀的特点及其应用—感谢山东科技大冯开林教授 1 引言 电液比例阀是阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作,使工作阀阀芯产生位移,阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电的形式进行反馈。由于电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制的各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点,因此应用领域日益拓宽。近年研发生产的插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械的使用特点,具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它的出现对移动式液压机械整体技术水平的提升具有重要意义。特别是在电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等 方面展现了其良好的应用前景。 2 工程机械电液比例阀的种类和形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。根据工程机械液压操作的特点,以结构形式划分电液比例阀主要有两类:一类是螺旋插装式比例阀(screwin cartridge proportional valve),另一类是滑阀式比例阀(spool proportional valve)。 螺旋插装式比例阀是通过螺纹将电磁比例插装件固定在油路集成块上的元件,螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点,近年来在工程机械上的应用越来越广泛。常用的螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式,二通式比例阀主要是比例节流阀,它常与其它元件一起构成复合阀,对流量、压力进行控制;三通式比例阀主要是比例减压阀,也是移动式机械液压系统中应用较多的比例阀,它主要是对液动操作多路阀的先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统的手动减压式先导阀,它比手动的先导阀具有更多的灵活性和更高的控制精度。可以制成如图1所示的比例伺服控制手动多路阀,根据不同的输入信号,减压阀使输出活塞具有不同的压力或流量进而实现对多路阀阀芯的位移进行比例控制。四通或多通的螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独的控制。 滑阀式比例阀又称分配阀,是移动式机械液压系统最基本的元件之一,是能实现方向与流量调节的复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想的电液转换控制元件,它不仅保留了手动多路阀的基本功能,还增加了位置电反馈的比例伺服操作和负载传感等先进的控制手段。所以它是工程机械分配阀的更新换代产品。 出于制造成本的考虑和工程机械控制精度要求不高的特点,一般比例多路阀内不配置位移感应传感器,也不具有电子检测和纠错功能。所以,阀芯位移量容易受负载变化引起的压力波动的影响,操作过程中要靠视觉观察来保证作业的完成。在电控、遥控操作时更应注

电液比例阀性能测试实验指导书模板

电液比例阀性能测试实验指导书

电液比例阀性能测试实验指导书 实验项目 1. 电液比例方向阀性能实验 2. 电液比例溢流阀性能实验 3. 电液比例调速阀性能实验 唐山学院机电工程系

实验一电液比例溢流阀性能测试一、实验液压原理图 二、液压元件配置 1-变量叶片泵 2-先导式溢流阀 3-电磁阀 4-电液流量伺服阀2FRE6~20/10QM 5-蓄能器 6-被试阀电液比例溢流阀 DBETR-10B/80M 7、8-压力传感器 9-加载用节流截止阀 10-流量传感器 11、12-截止阀 13-压力表 三、实验内容

1、稳态压力控制特性测试 测试阀控制电流与阀输出压力之间关系,画特性曲线,计算死区、滞环、非线性度。 2、稳态负载特性(压力-流量特性) 测试控制输入电流、输出压力、负载干扰(流量)之间关系。 3、输入信号阶跃响应测试(选做) 测试阀输出压力相对一定幅值输入电信号阶跃变化的过渡过程响应特性,画特性曲线,计算滞后时间、上升时间、过渡过程时间等。 4、频率响应特性测试 测试阀对一组不同频率的等幅正弦输入信号的响应特性,画频响特性曲线(博德图),算幅频宽、相频宽。 四、实验方法 测试电回路接线操作: 1)压力传感器-把P A、P B压力传感器信号线分别扦入控制面板上的模拟信号输入口1、2口。 2)电液比例溢流阀-把比例溢流阀电磁铁A线圈扦入比例溢流阀放大器电磁铁A扦座上,位移传感器信号线扦入放大器的阀蕊反馈扦座。 比例溢流阀放大器输入测试信号、输出测试信号用四蕊测试

线分别扦入控制面板上的模拟信号输入口5、6口上,差动 信号输入信号用二蕊测试线扦入控制面板上的模拟信号输出口1口上。转换开关转入自动位置。 3)电液比例流量阀-把比例流量阀电磁铁A线圈扦入比例流量阀放大器电磁铁A扦座上,位移传感器信号线扦入放大器 的阀蕊反馈扦座。 电液比例流量阀放大器差动输入信号号用二蕊测试线分别扦入控制面板上的模拟信号输出口2口上。转换开关转入自动位置。 4)流量传感器-把大流量传感器、小流量传感器信号线分别扦入控制面板上的脉冲信号输入口1、2口上(模拟输入信号 分别9、10通道)。 软件操作 每个电液比例溢流阀性能实验之前都必须先根据流量来调节开口度,即开度设置画面。而且其信号发生器的幅度都为-10V~+10V;起止频率为0.1hz。同时流量计参数中的量程为0~5。 1、稳态压力控制特性 测试油回路各阀体操作: 1)打开截止阀9、11,关闭截止阀12、电磁阀3; 2)调节变量泵1,使输出流量为10L/min,由小流量传感器(10)观测输出流量为0L/min;

电液比例阀工作原理

电液比例阀是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作,使工作阀阀芯产生位移,阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点,应用领域日益拓宽。近年研发生产插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械使用特点,具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它出现对移动式液压机械整体技术水平提升具有重要意义。特别是电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。 2 工程机械电液比例阀种类和形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。工程机械液压操作特点,以结构形式划分电液比例阀主要有两类:一类是螺旋插装式比例阀(screwin cartridge proportional valve),另一类是滑阀式比例阀(spool proportional valve)。 螺旋插装式比例阀是螺纹将电磁比例插装件固定油路集成块上元件,螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点,近年来工程机械上应用越来越广泛。常用螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式,二通式比例阀主比例节流阀,它常它元件一起构成复合阀,对流量、压力进行控制;三通式比例阀主比例减压阀,也是移动式机械液压系统中应用较多比例阀,它主对液动操作多路阀先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统手动减压式先导阀,它比手动先导阀具有更多灵活性和更高控制精度。可以制成如图1所示比例伺服控制手动多路阀,不同输入信号,减压阀使输出活塞具有不同压力或流量进而实现对多路阀阀芯位移进行比例控制。四通或多通螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独控制。 滑阀式比例阀又称分配阀,是移动式机械液压系统最基本元件之一,是能实现方向与流量调节复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想电液转换控制元件,它保留了手动多路阀基本功能,还增加了位置电反馈比例伺服操作和负载传感等先进控制手段。它是工程机械分配阀更新换代产品。 出于制造成本考虑和工程机械控制精度要求不高特点,一般比例多路阀内不配置位移感应传感器,具有电子检测和纠错功能。,阀芯位移量容易受负载变化引起压力波动影响,操作过程中要靠视觉观察来保证作业完成。电控、遥控操作时更应注意外界干涉影响。近来,电子技术发展,人们越来越多采用内装差动变压器(LDVT)等位移传感器构成阀芯位置移动检测,实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成高度集成比例阀,具有一定校正功能,可以有效克服一般比例阀缺点,使控制精度到较大提高。 3 电液比例多路阀负载传感与压力补偿技术 节约能量、降低油温和提高控制精度,同时也使同步动作几个执行元件运动时互不干扰,现较先进工程机械都采用了负载传感与压力补偿技术。负载传感与

国内外主要电液比例插装阀产品现状分析

中国地质大学研究生课程论文 课程名称电液伺服控制技术教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业机械工程 所在院系机械与电子信息学院类别: 硕士 日期:

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国内外主要电液比例插装阀产品现状分析 摘要:电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品。本文主要对电液比例插装阀的工作原理和分类进行了概述,并对国内外相关公司及产品进行介绍、对比分析,最后对对电液比例控制技术的未来的发展趋势进行了分析和展望。 关键词:电液比例插装阀;分类;产品现状;电液比例控制技术;发展趋势 Major domestic and foreign electro-hydraulic proportional valves Cartridge Situation Analysis Abstract:Electro-hydraulic proportional cartridge valves are electro-hydraulic proportional technology, cartridge valve technology, sensor technology, test technology, microelectronics, precision machining technology, high degree of integration of high-tech products.This article mainly discusses the working principle of electrohydraulic proportional cartridge valve and classification were summarized,and the related companies and products both at home and abroad is introduced, and comparison analysis. Keyword: Electro-hydraulic proportional cartridge valves; classify; products present situation;electricity liquid proportion controlling technology; development tendency. 1 概述 电液比例插装阀是电液比例技术、插装阀技术、传感技术、测试技术、微电子技术、精密加工技术等高度融合的高科技产品,能方便地和微机控制系统相结合,连续、成比例地调节受控腔的压力、速度、流量等,有效地改善系统稳态控制精度和动态品质。比例控制和插装技术相结合符合模块化、集成化和可配阻等液压发展趋势。电液比例插装阀属于电液比例阀中的一大类,其阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作,使工作阀阀芯产生位移,阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。它是以传统的工业用液压控制阀为基础,采用电──机械转换装置,将电信号转换为位移信号,按输人电信号指令连续、成比例地控制液压系统的压力、流量或方向等参数。[1] 插装式比例阀就是根据机电装备发展需要而研发的新型液压元件,它将电的快速性、灵活性等优点与液压传动力量大的优点结合起来,因此其具备响应快、密封性好、小型化、耐高压和使用寿命长等优点,并减少了元件的使用量,并能防止压力或速度变换时的冲击现象。 比例阀与伺服控制系统中的伺服阀相比,在某些方而还有一定的性能差距,但它显著的优点是抗污染能力强,大大地减少了因污染所造成的工作故障,提高了液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,己在许多场合获得广泛应用。比例阀相对伺服阀和开关阀的主要性能比较如表1所示。[2] 表1 三种阀类主要性能比较

电液比例阀基本原理

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 电液比例阀基本原理 PROPORTIONAL VALVES - BASIC PRINCIPLES比例阀基本原理Steve Skinner, Eaton Hydraulics, Havant, UK Copyright?Eaton Hydraulics 2000 1/ 85

BASIC SYSTEM1) 一般认为一个简单的液压系统由油箱(A)、电动机(B)、泵(C)、溢流阀( D)、过滤器( E)、流量控制阀( F)、方向控制阀( G)、和油缸(H)组成。 H2) 油缸的运动是由流量控制阀(确定运动的速度)和方向控制阀(油缸运动的方向)控制。 GFE DCBA

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ BASIC SYSTEM当电磁阀得电时,油缸活塞将伸出和回缩 , 其速度由流量控制阀确定,而电磁阀不具有控制速度的能力。 3/ 85

BASIC SYSTEMA three position solenoid valve can: - extend the cylinder

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ BASIC SYSTEMA three position solenoid valve can: - extend the cylinder - retract the cylinder 5/ 85

基于微处理器和CANopen现场总线技术的电液比例阀放大器设计

基于微处理器和CANopen现场总线技术的电液比例阀放大器设计 Design of a novel Electrohydraulic Proportional Valve Amplifier for Construction Machinery 摘要:适应现代工程机械向数字化、分布式控制方向发展的需求,提出一种基于微处理器和CANopen现场总线技术的电液比例阀放大器设计方案。该放大器采用高频PWM驱动方式,使线圈平均电流和颤振信号独立可调;以微处理器为核心,软硬件协同完成电流在线检测和闭环控制;并扩展CANopen接口,实现远程参数设置、程序下载和信息反馈。具有结构简单、调试方便、便于网络集成等优点。 关键词:电液比例控制;放大器;CANopen协议 Abstract: To m eet the requirements of digital and distributed control for construction m achinery, we present a design schem e for electrohydraulic proportional valve amplifier based on microcontroller and CANopen techniques. In the schem e, a high frequency PWM driver is chosen to m ake the dither signal and the average current through the solenoid coil tunable independently. the software and hardware can co-operate together to achieve online detection and close-loop control of coil current. Furthermore, a CANopen interface is implemented, which supports remote parameters configuration, program downloading and information feedback. Then, the am plifier m ay enjoy the m erits of sim ple structure, convenient debugging, and easy networking. Key words: Electro-hydraulic proportional control, Am plifier, CANopen protocol 伴随着微电子、计算机和液压传动技术的发展和成熟,数字化、网络化、分布式控制已成为现代工程机械控制领域的研究热点。电液比例阀作为电-液-机械转换的核心部件,具有推力大、结构简单、对油质要求不高、价格低廉等优点[1],在工程机械中得到广泛应用。由于控制器产生的低功率信号无法直接驱动阀心线圈,放大器成为电液比例控制系统中必不可少且非常重要的组成部分。传统的比例阀放大器一般以模拟电路为主,参数设置、控制算法调节和现场调试比较困难,无法满足当前工程机械在线调试、网络集成和分布控制的要求。 为适应这一需求,本文在分析影响比例阀控制特性因素的基础上,对现有的PWM比例放大技术进行改进。以微处理器为核心,研究数字化的功率控制方法。同时扩展CANopen总线接口,实现远程参数设置、程序下载和网络互联。 1.比例放大器原理及相关因素 应用于工程机械的电液比例阀,按功能划分有流量阀、方向阀和压力阀等类型。其内部大都采用一种具有固定行程的线性马达,称为螺旋管。在稳定条件下,流过线圈的电流与阀芯位移直接相关。比例放大器正是通过改变线圈平均电流来间接调节阀芯位移。然而,作为一个实际系统,比例阀放大器设计不仅要实现控制信号放大,还要考虑诸多复杂因素。 1.1 高频PWM与颤振 工程机械电液比例阀一般采用直流电源供电。假设线圈内阻恒定,通过PWM信号控制开关功率管的通断时间,能实现线圈平均电流调节。电流大小与PWM波占空比成正比。PWM波频率取值范围为100Hz~5kHz以上,一般将100~400Hz称为低频,5kHz以上称为高频。与PWM 波频率紧密相关的是颤振现象。它表现为阀芯相对理想位置的快速、小幅往复移动。颤振能有效消除摩擦阻力和回程误差,是实际系统中必须考虑的一种有利因素。颤振设计要 求幅值足够大、频率足够低,使阀芯能正确响应。通常,颤振幅值和频率应该针对不同类型、不同工作环境的比例阀进行调节。从电气角度分析,颤振本质上是线圈电流的纹波。 颤振信号的发生方式受PWM波频率的制约。对低频PWM波(典型值200~300Hz)而言,

比例阀原理

比例阀结构及工作原理 比例阀结构及工作原理 1 引言 电液比例阀是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作,使工作阀阀芯产生位移,阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点,应用领域日益拓宽。近年研发生产插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械使用特点,具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它出现对移动式液压机械整体技术水平提升具有重要意义。特别是电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。 2 工程机械电液比例阀种类和形式 电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。工程机械液压操作特点,以结构形式划分电液比例阀主要有两类:一类是螺旋插装式比例阀(scr ewin cartridge proportional valve),另一类是滑阀式比例阀(spool proporti onal valve)。 滑阀式比例阀又称分配阀,是移动式机械液压系统最基本元件之一,是能实现方向与流量调节复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想电液转换控制元件,它保留了手动多路阀基本功能,还增加了位置电反馈比例伺服操作和负载传感等先进控制手段。它是工程机械分配阀更新换代产品。 出于制造成本考虑和工程机械控制精度要求不高特点,一般比例多路阀内不配置位移感应传感器,具有电子检测和纠错功能。,阀芯位移量容易受负载变化引起压力波动影响,操作过程中要靠视觉观察来保证作业完成。电控、遥控操作时更应注意外界干涉影响。近来,电子技术发展,人们越来越多采用内装差动变压器(LDVT)等位移传感器构成阀芯位置移动检测,实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成高度集成比例阀,具有一定校正功能,可以有效克服一般比例阀缺点,使控制精度到较大提高。 3 电液比例多路阀负载传感与压力补偿技术 节约能量、降低油温和提高控制精度,同时也使同步动作几个执行元件运动时互不干扰,现较先进工程机械都采用了负载传感与压力补偿技术。负载传感与

比例阀溢流阀详细介绍

直动式比例溢流阀 直动式比例溢流阀的工作原理及结构见图3-2,。这是一种带位置电反馈的双弹簧结构的直动式溢流阀。它于手调式直动溢流阀的功能完全一样。其主要区别是用比例电磁铁取代了手动弹簧力调节组件。 如图3-2a所示,它主要包括阀体6,带位置传感器1、比例电磁铁2、阀座7、阀芯5及调压弹簧4等主要零件。当电信号输入时,电磁铁产生相应的电磁力,通过弹簧座3加在调压弹簧4和阀芯上,并对弹簧预压缩。此预压缩量决定了溢流压力。而压缩量正比输入电信号,所以溢流压力也正比于输入电信号,实现对压力的比例控制。 弹簧座德实际位置由差动变压器式位移传感器1检测,实际值被反馈到输入端与输入值进行比较,当出现误差就由电控制器产生信号加以纠正。由图3-2b所示的结构框图可见,利用这种原理,可排除电磁铁摩擦的影响,从而较少迟滞和提高重复精度等因素会影响调压精度。显然这是一种属于间接检测的反馈方式。 a

b 图3-2 带位置电反馈的直动式溢流阀 a)工作原理及结构b)结构框图 1—位移传感器2—比例电磁铁3—弹簧座4—调压弹簧 5—阀芯6—阀体7—阀座8—调零螺钉 普通溢流阀可以靠不同刚度的调压弹簧来改变压力等级,而比例溢流阀却不能。由于比例电磁铁的推力是一定的,所以不同的等级要靠改变阀座的孔径来获得。这就使得不同压力等级时,其允许的最大溢流量也不相同。根据压力等级不同,最大过流量为2~10L/min。阀的最大设定压力就是阀的额定工作压力,而设定最低压力与溢流量有关。这种直动式的溢流阀除在小流量场合下单独作用,作为调节元件外,更多的是作为先导式溢流阀或减压阀的先导阀用。另外,位于阀底部德调节螺钉8,可在一定范围内,调节溢流阀的工作零位。先导式比例溢流阀 1.结构及工作原理 图3-3所示为一种先导式比例溢流阀的结构图。它的上部位先导级6,是一个直动式比例溢流阀。下部为主阀级11,中部带有一个手调限压阀10,用于防止系统过载。 当比例电磁铁9通有输入信号电流时,它施加一个直接作用在先导阀芯8上。先导压力油从内部先导油口(取下螺堵13)或从外部先导油口X处进入,经流道口和节流3后分成两股,一股经节流孔5

电液比例阀的研究综述及发展趋势

文章编号: 1005—0329(2008)08—0032—06 技术进展 电液比例阀的研究综述及发展趋势 张 弓,于兰英,吴文海,柯 坚 (西南交通大学,四川成都 610031) 摘 要: 电液比例阀是电液比例控制技术的核心元件,它按照输入电信号指令,连续成比例地控制液压系统的压力、流量或方向等参数。综述了比例压力阀和比例流量阀国内外的研究进展,并且对比例阀未来的发展趋势进行了展望。 关键词: 电液比例阀;比例压力阀;比例流量阀;综述 中图分类号: TH137.52 文献标识码: A Rev i ew and D evelop m en t Trend of Electro2hydrauli c Proporti ona l Va lve ZHANG Gong,Y U Lan2ying,WU W en2hai,KE J ian (South west J iaot ong University,Chengdu610031,China) Abstract: Electr o2hydraulic p r oporti onal valve is the key component in electr o2hydraulic p r oporti onal contr ol technique,accord2 ing t o the input electric signal,the para meters such as p ressure,fl ow and directi on of hydraulic system are contr olled continuous2 ly and p r oporti onally.An over revie w of the p r oporti onal p ressure valve and p r oporti onal fl ow valve at home and abr oad is su mma2 rized.Finally,the devel poment trend of p r oporti onal valve is discussed. Key words: electr o2hydraulic p r oporti onal valve;p r oporti onal p ressure valve;p r oporti onal fl ow valve;revie w 1 前言 电液比例阀,是电液比例控制技术的核心和主要功率放大元件,代表了流体控制技术的发展方向[1]。它以传统的工业用液压控制阀为基础,采用电-机械转换装置,将电信号转换为位移信号,按输入电信号指令连续、成比例地控制液压系统的压力、流量或方向等参数。 虽然比例阀与伺服控制系统中的伺服阀相比,性能在某些方面还有一定的差距。但电液比例阀抗污染能力强,减少了由于污染而造成的工作故障,可以提高液压系统的工作稳定性和可靠性,更适用于工业过程;另一方面,比例阀的成本比伺服阀低,而且不包含敏感和精密的部件,更容易操作和保养,因此在许多场合电液比例阀获得了广泛的应用[2]。 2 国内外研究现状及发展趋势 根据用途和工作特点的不同,比例阀可以分为比例压力阀(如比例溢流阀、比例减压阀)、比例流量阀(如比例节流阀、比例调速阀)和比例方向阀(电液比例换向阀)三类。电液比例换向阀不仅能控制方向,还有控制流量的功能。下面分别综述比例压力阀和比例流量阀国内外的研究进展。 2.1 比例压力阀研究工作综述 1967年瑞士布林格尔(Beringer)公司生产出K L用于船体表面除锈涂漆工艺的比例方向节流阀,这是世界上最早的比例阀[3]。1971年和1972年日本油研(Yuken)公司相续申请了比例压力阀 收稿日期: 2008—05—07 修稿日期: 2008—06—06 基金项目: 国家“863”项目(2006AA09Z226) 23 F LU I D MACH I N ERY Vol136,No108,2008

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