液压传动概述课件.ppt

第三节：流量控制阀,64-1,第三节 流量控制阀,流量控制阀(简称流量阀)是在一定的压差下通过改变节流口通流面积的大小，改变通过阀口流量的阀。在液压系统中，控制流量的目的是对执行元件的运动速度进行控制，因此液压系统流量控制回路又常称为速度控制回路或调速回路。常见的流量控制阀有节流阀、调速阀等。,第三节：流量控制阀,64-2,一、节流阀,流量控制原理,第三节：流量控制阀,64-3,对于节流孔口来说，可将流量公式写成下列形式:,节流口的流量特性,节流口流量公式,式中:,第三节：流量控制阀,64-4,关于薄壁节流口的流量公式，在流体力学中已然推导和证明过，我们只引用其结论即可。令,m=0.5流过薄壁小孔的流量公式由式变为:,式中:Cd流量系数；油液密度。,一类是细长孔，m=1。在液压工程中，往往把这类节流口当作固定(不可调)节流器使用。,另一类是薄壁节流口,m=0.5。用紊流计算这一类节流口的流量。常常把它们作为节流阀阀口使用。,第三节：流量控制阀,64-5,上式也可写成,在上式中若m为常数，且 也是常数，调节A，则可调节通过节流阀的流量Q。,需要说明的是流量系数Cd并不是常数，节流口的结构、形状、压力差、油温都对Cd有影响。精确的Cd值需靠试验确定。一般Cd=0.60.8。m值也受多种因素影响，一般m=0.51。一般薄壁节流口的m为0.5左右。尽管式包含着一些非确定因素，但它毕竟给我们提供了一个对流量进行概略计算的简明表达式。,第三节：流量控制阀,64-6,液压系统在工作时，希望节流口大小调节好后，流量 Q稳定不变。但实际上流量总会有变化，特别是小流量时，影响流量稳定性与节流口形状、节流压差以及油液温度等因素有关。,影响流量稳定性的因素,（1）压差变化对流量稳定性的影响,当节流口前后压差变化时，通过节流口的流量将随之改变，节流口的这种特性可用流量刚度T来表征。,第三节：流量控制阀,64-7,m=0.5,刚度的物理意义如下：当p有某一增量时，Q值相应的也有某一增量，Q的增量值越大，说明流量的变化也就越大，从式看，刚度就越小。反之，则刚度大。,第三节：流量控制阀,64-8,可知：流量刚度与节流口压差成正比，压差越大，刚度越大；压差一定时，刚度与流量成反比，流量越小，刚度越大；系数m越小，刚度越大。薄壁孔（m0.5）比细长孔（m1）的流量稳定性受P变化的影响要小。因此，为了获得较小的系数m，应尽量避免采用细长孔节流口，应使节流口形式接近于薄壁孔口，以获得较好的流量稳定性。,第三节：流量控制阀,64-9,（2）油温变化对流量稳定性的影响,油温升高，油液粘度降低。对于细长孔，当油温升高使油的粘度降低时，流量Q就会增加。所以节流通道长时温度对流量的稳定性影响大。,对于薄壁孔，油的温度对流量的影响是较小的，这是由于流体流过薄刃式节流口时为紊流状态，其流量与雷诺数无关，即不受油液粘度变化的影响；节流口形式越接近于薄壁孔，流量稳定性就越好。,第三节：流量控制阀,64-10,节流阀的阻塞现象,一般节流阀，只要保持油足够清洁，不会出现阻塞。有的系统要求缸的运动速度极慢，节流阀的开口只能很小,于是导致阻塞现象的出现。此时，通过节流阀的流量时大时小，甚至断流。,（3）阻塞对流量稳定性的影响,流量小时，流量稳定性与油液的性质和节流口的结构都有关。,第三节：流量控制阀,64-11,产生堵塞的主要原因是：油液中的杂质或因氧化析出的胶质等污物堆积在节流缝隙处；由于油液老化或受到挤压后产生带电的极化分子，被吸附到缝隙表面，形成牢固的边界吸附层，因而影响了节流缝隙的大小。以上堆积、吸附物增长到一定厚度时，会被液流冲刷掉，随后又重新附在阀口上。这样周而复始，就形成流量的脉动;阀口压差较大时容易产生堵塞现象。,第三节：流量控制阀,64-12,减轻堵塞现象的措施有：,适当选择节流口前后的压差,用多个节流口串联。一般取P0.20.3MPa。,精密过滤并定期更换油液。在节流阀前设置单独的精滤装置，为了除去铁屑和磨料，可采用磁性过滤器。,节流口零件的材料应尽量选用电位差较小的金属，以减小吸附层的厚度。,采用大水力半径的薄刃式节流口。一般通流面积越大、节流通道越短、以及水力半径越大时，节流口越不易堵塞。,第三节：流量控制阀,64-13,节流口的形式与特征,(1)直角凸肩节流口,本结构的特点是过流面积和开口量呈线性结构关系，结构简单，工艺性好。但流量的调节范围较小，小流量时流量不稳定，一般节流阀较少使用。,节流口是流量阀的关键部位，节流口形式及其特性在很大程度上决定着流量控制阀的性能。,第三节：流量控制阀,64-14,(2)针阀式（锥形凸肩）节流口,针阀（锥形）节流口,特点：结构简单，可当截止阀用。调节范围较大。由于过流断面仍是同心环状间隙，水力半径较小，小流量时易堵塞，温度对流量的影响较大。一般用于要求较低的场合。,第三节：流量控制阀,64-15,(3)偏心式节流口,节流口由偏心的三角沟槽组成。阀芯有转角时，节流口过流断面面积即产生变化。本结构的特点是，小流量调节容易。但制造略显得麻烦、阀芯所受的径向力不平衡，只宜用在低压场合。,第三节：流量控制阀,64-16,(4)轴向三角槽式节流口,沿阀芯的轴向开若干个三角槽。阀芯做轴向运动，即可改变开口量h，从而改变过流断面面积。,本节流口结构简单，水力半径大，调节范围较大。小流量时稳定性好，最低对流量的稳定流量为50ml/min。因小流量稳定性好，是目前应用最广的一种节流口。,第三节：流量控制阀,64-17,第三节：流量控制阀,64-18,周向缝隙式节流口,(5)周向缝隙式节流口,阀芯上开有狭缝，旋转阀芯可以改变缝隙的通流面积大小。这种节流口可以作成薄刃结构，从而获得较小的稳定流量，但是阀芯受径向不平衡力，只适于低压节流阀中。,第三节：流量控制阀,64-19,本结构为薄壁节流口，壁厚约0.070.09mm，流量受温度的影响小、不易堵塞、最低稳定流量约20ml/min。阀芯的轴向位移可改变节流口过流断面的面积。节流口易变形，工艺复杂是本结构的缺点。,第三节：流量控制阀,64-20,当节流阀的进出口压力差为定值时，改变节流口的开口量，即可改变流过节流阀的流量。节流阀和其它阀，例如单向阀、定差减压阀、溢流阀，可构成组合节流阀。,二.节流阀的典型结构,（1）普通节流阀,第三节：流量控制阀,64-21,（2）单向节流阀,第三节：流量控制阀,64-22,节流阀芯杆2由热膨胀系数较大的材料制成，当油温升高时，芯杆热膨胀使节流阀口关小，能抵消由于粘性降低使流量增加的影响。,(3)温度补偿节流阀,第三节：流量控制阀,64-23,减压阀串联在节流阀之前，称为调速阀。溢流阀和节流阀并联，称为溢流节流阀。调速阀中又有普通调速阀和温度补偿型调速阀两种结构。调速阀和节流阀在液压系统中的应用基本相同，主要与定量泵、溢流阀组成节流调速系统。节流阀适用于一般的系统，而调速阀适用于执行元件负载变化大而运动速度要求稳定的系统中。,调 速 阀,第三节：流量控制阀,64-24,1.串联减压式调速阀的工作原理,第三节：流量控制阀,64-25,第三节：流量控制阀,64-26,调速阀的静态特性分析,调速阀能保持流量稳定，主要是由于在节流阀之前串联了减压阀，而减压阀具有压力补偿作用，这样就使节流阀口前后的压差保持近似不变，而使流量保持近似恒定。,第三节：流量控制阀,64-27,2.溢流节流阀,溢流节流阀是由定差溢流阀和节流阀并联组成的组合阀。,第三节：流量控制阀,64-28,第三节：流量控制阀,64-29,3.调速阀与溢流节流阀的比较,(1)调速阀应用范围较广。调速阀可安装在执行元件的进、回油路和旁油路上。而溢流节流阀只能安装在节流调速回路的进油路上组成进油路节流调速回路。(2)采用溢流节流阀的系统效率较高。(3)调速阀较溢流节流阀流量稳定性好。,第三节：流量控制阀,64-30,分流阀的作用是使液压系统中由同一个油源向两个以上执行元件供应相同的流量(等量分流)，或按一定比例向两个执行元件供应流量(比例分流)，以实现两个执行元件的速度保持同步或定比关系。集流阀的作用，则是从两个执行元件收集等流量或按比例的回油量，以实现其间的速度同步或定比关系。,分 流 阀,分流阀又称为同步阀，它是分流阀、集流阀和分流集流阀的总称。,第三节：流量控制阀,64-31,分流、集流阀符号(a)分流阀；(b)集流阀；(c)分流集流阀,第三节：流量控制阀,64-32,1、分流阀 可将从泵来的压力油按一定流量比例分配给两个并联液压缸或马达而不管它们的负载如何变化；,第三节：流量控制阀,64-33,分流集流阀,