液压放大元件的工作原理剖析
情境1 液压放大元件
二、圆柱滑阀式放大元件
6、二凸肩二通单边阀
• 有一个控制边a（可变节流口），有负载 口和回油口二个通道，故又称为二通伺 服阀。 • x为滑阀控制边的开口量，控制着液压缸 右腔的压力和流量，从而控制液压缸运 动的速度和方向。 • 压力油进入液压缸的有杆腔，通过活塞 上的阻尼小孔e进入无杆腔，并通过滑阀 上的节流边流回油箱。 • 当阀芯向左或向右移动时，阀口的开口 量增大或减小，这样就控制了液压缸无 杆腔中油液的压力和流量，从而改变液 压缸运动的速度。
二、圆柱滑阀式放大元件
1、二凸肩零开口四通四边阀 结构特点： 二凸肩：伺服阀杆有二个凸肩； 零开口：阀杆凸肩宽度=阀体沉割 槽宽度； 四通：两个负载油口、一个高压油 口，两个低压油口合并在一起。 四边：阀杆两凸肩的两侧与阀体两 沉割槽之间构成四个节流口， 执行缸进油、回油都有节流控 制作用。 功用：控制双作用液压缸、双向马 达双向运动。 工作过程：执行缸活塞向右运动 当给伺服阀杆一个输入信号Xi时， 进、回油节流口同时等量开启， 活塞即向一侧运动；当节流口 达到最大时，活塞杆速度最大； 节流口减小，活塞杆减速。
9、滑阀静态特性分析
指压力——流量 特性，设阀的 流量QL、负载 压降pL、滑阀 位移X三者关 系： QL=f(pL,X)。
设一四通阀如图，恒压 源供油，执行件两腔 压力p1、p2，进出口 的控制油流量qL。当 阀芯处于中间位置时， 阀的四个节流口截面 相等， p1=p2，执行 件不运动， qL=0。
三、锥阀
现有的压力控制阀，其 先导阀和主阀几乎均 采用锥阀。 锥阀最大的优点： 1）关闭时密封性能好； 2）开启时无死区； 3）加工方便； 4）流量特性也属于薄擘 型节流口，通流能力 强。
四、喷嘴挡板阀
液压放大元件
二、常见的液压放大元件
重庆大学
1.滑阀式伺服阀
重庆大学
1.1组成
1.永磁动圈式力马达
重庆大学
2.一对固定节流口
3.预开口双边滑阀式前置液压放大器
4.三通滑阀式功率级
1.2特点
重庆大学
采用动圈式力马达，结构简单，功率放大系 数较大，滞环小和工作行程打；固定节流口尺寸 大，不易被污物堵塞；主滑阀两端控制油压作用
面积大，从而加大了驱动力，使滑阀不易卡死，
工作可靠
2.喷嘴档板式伺服阀
重庆大学
2.1 组成
1.力矩马达 2.喷嘴档板式液压前置放大级 3.四边滑阀功率放大级
重庆大学
2.1组成
（1）力矩马达 力矩马达由线圈1，导磁体2、3， 永久磁铁4，衔铁5和弹簧管6组成。 （2）前置放大级 力矩马达产生的力矩很小，不能 驱动四边控制滑阀，因此必须利 用喷嘴挡板结构先进行力的放大 。 （3）功率放大级 功率放大级由阀芯12和阀体组成。 其功能是将前置放大级输入的滑 阀位移信号进一步放大，实现控 制功率的转换和放大。
一 、液压放大元件概述
重庆大学
液压放大元件也称液压放大器，是一种以机械 运动来控制流体动力的元件。在液压伺服系统中， 它将输入的机械信号（位移或转角）转换为液压信 号（流量、压力）输出，并进行功率放大。因此，
它既 （流量、压力）输出，并进行功率放大。因此，
它既 是一种能量转换元件，又是一种功率放大元件。
特点
重庆大学
最小流通尺寸比喷嘴挡板的工作间隙大410倍，故对油液的清洁度要求较低。缺点是零 位泄露量大；受油液黏度度变化影响大，低温
特性差；力矩马达带动射流管，负载惯量大，
响应速度低于喷嘴挡板阀。
液压放大器试验台工作原理
液压放大器试验台工作原理液压放大器试验台是一种用于测试液压元件性能的专用设备，其工作原理是基于液压传动的基本原理和液压控制系统的工作方式。
液压放大器试验台采用液压传动的方式来放大输入信号，并将其转换为输出信号，从而测试液压元件在各种工况下的性能表现。
在液压放大器试验台中，液压传动系统起着至关重要的作用。
液压传动是利用液压介质传递能量和动力的一种技术，其基本原理是利用流体的压力和流动来传递力和运动。
在液压传动系统中，液压放大器的作用是放大输入信号的压力或流量，并将其传递到输出端，实现对液压元件性能的测试。
液压放大器试验台的工作原理可以分为几个关键步骤。
首先，通过控制系统设置输入信号的大小和方向，将液体介质送入液压放大器的工作腔室。
液体在工作腔室内受到压力或流量的作用，从而产生相应的力和运动。
这些力和运动会传递到输出端，达到对液压元件性能的测试效果。
液压放大器试验台的工作原理还与液压控制系统密切相关。
液压控制系统通过控制阀门的开启和关闭，调节液体介质的压力和流量，从而实现对输出信号的控制。
在液压放大器试验台中，液压控制系统起着调节和控制的关键作用，保证试验过程的精确性和准确性。
除了液压传动系统和液压控制系统，液压放大器试验台还包括一些辅助设备和传感器。
这些设备和传感器可以监测试验过程中液压元件的性能参数，如压力、流量、温度等，为试验结果的准确性提供重要数据支持。
在实际应用中，液压放大器试验台具有广泛的应用价值和市场需求。
它不仅可以用于液压元件的性能测试和研发，还可以应用于工业领域的液压系统调试和维护。
通过液压放大器试验台，可以有效提高液压系统的工作效率和可靠性，降低维护成本和风险。
让我们总结一下本文的重点，我们可以发现，液压放大器试验台的工作原理是基于液压传动和液压控制系统的协同作用。
通过精确的控制和监测，可以对液压元件的性能进行全面评估，为工程应用提供可靠的数据支持。
液压放大器试验台通过其独特的工作原理和功能特点，成为液压技术领域不可或缺的重要设备。
液压放大元件的工作原理
项目三液压放大元件的工作原理一、提出任务1、电液比例换向阀阀芯与普通换向阀的工作状态有何不同？2、电液比例换向阀前置放大级的结构及工作原理？教学目的1、能掌握电液比例换向阀的功能。
2、能掌握液压放大元件工作原理。
二、自主学习㈠新知识储备1、普通换向阀阀芯的停留位置及相应控制状态2、电液比例换向阀阀芯的停留位置及相应控制状态3、力反馈式电液伺服阀的方框图4、电液伺服阀图形符号㈡相关知识链接1、电液比例换向阀的工作过程⑴比例方向阀能够被看作与调光开关具有同样功能。
⑵阀芯能够移动到在任一位置，而不仅仅是三个不连续的位置，阀芯在离开中位的方向仍然确定油缸运动的方向，但阀芯离开中位的距离控制活塞的速度。
图3-1电液比例换向阀状态1⑶实际上比例阀可以同时作为方向阀和流量阀来使用。
图3-2电液比例换向阀状态2⑷一个传统的电磁阀能够被认为是一个简单的开关阀，它可以被一些只有简单电流通断的开关的电设备来控制图3-3电液比例换向阀状态3-a图3-4电液比例换向阀状态3-b⑸通过改变两个之一电磁铁的电流，阀芯移动的位移能够被改变，因此控制了通过阀的流量。
图3-5 电液比例换向阀状态42、喷嘴挡板阀结构喷嘴-挡板阀阀有单喷嘴-挡板阀和双喷嘴-挡板阀两种。
⑴单喷嘴-挡板阀图3-6 单喷嘴-挡板阀单喷嘴-挡板阀相当于带1个固定节流孔的正开口两通阀。
⑵双喷嘴-挡板阀图3-7 双喷嘴-挡板阀3、喷嘴挡板阀工作原理图3-8 双喷嘴-挡板阀工作原理1－挡板2、7固定节流小孔3、6－喷嘴4、5－节流缝隙喷嘴挡板阀因结构不同分单喷嘴和双喷嘴两种形式，两者的工作原理相似。
压力油经过两个固定阻尼小孔进入中间油室再进入液压缸的两腔，并有一部分经喷嘴挡板的两间隙4、5流回油箱。
当挡板处于中间位置时，液压缸两腔压力相等，液压缸不动；当输入信号使挡板向左移动时，节流缝隙5关小，4开大，液压缸向左移动。
因负反馈的作用，喷嘴跟随缸体移动直到挡板处于两喷嘴的中间位置时液压缸停止运动，建立起一种新的平衡。
液压放大元件(第二章)
根据流量连续性有：
q L q1 q2 Cd 0 A0 2d n ( x0 x)
2
p1
qL q4 q3 Cdf d n ( x0 x)
2
p2 Cd 0 A0
2
( p s p2 )
则以上方程可简化为：
qL C d 0 A0 p s /
第一节 圆柱滑阀的结构形式
滑阀是靠节流原理工作的，借助于阀芯与阀 套间的相对运动改变节流口面积的大小实现对流 体流量或压力的控制。 滑阀的结构形式可分为：
(1) 按进出阀的通道数，有四通阀、三通阀和二通阀。
四通阀有两个控制口，可用来控制双作用液压缸或 液压马达，也可以控制单活塞杆液压缸，组成非对称液 压伺服系统。
（3）静摩擦力 阀芯刚起动时的摩擦力；
du （4）粘性摩擦力 它与阀芯速度成正比，f f A dy
（5）液流力 它是由于液体流过滑阀而引起的力。
由此可得
d 2 xv d y d v d 2 xv K2 dt 2 d1 dt 2 dt 2
2
2
dv K ;K 1 d1
qL C d 0 A0 p s /
2(1
p1 x 2 p1 ) (1 ) ps x0 ps
(1
p x 2 p2 ) 2(1 2 ) x0 ps ps
p L p1 p2
流量－压力特性曲线见书本图2－21所示。
双喷嘴挡板阀的优点：与单喷嘴挡板阀流量－压力特性曲线相比， 线性度好，线性范围较大，特性曲线对称性好。
以图中向右方向为正，则节流口1、3处的流量分别为：
零开口四通滑阀压力-流量曲线如图所示
第三节 正开口四通滑阀的静特性
第二章_液压放大器.ppt(改)3
零位泄露流量曲线
零位泄漏流量曲线表明新、旧阀的零位流量—压力系数Kc0，即原点 处相应曲线切线的斜率， Kc0 ≠0。虽然新旧阀的Kc0只相差2~3倍，但泄 漏流量的大小明显不同，这也是衡量阀质量的一种间接方法。
实际零开口四边滑阀的三个阀系数
新阀液流在径向间隙内的流动为层流，当控制窗口磨损以后， 液流流通面积增大，变为紊流。但是在某特定压力下，旧阀虽比 新阀零位中位泄漏量大,但曲线的斜率增加不大，即流量-压力放 大系数相差不大，因此可按新阀状态来计算阀的流量-压力放大系 数。
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、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。
2.实际零开口四边滑阀的零位流量—压力放大系数K c0
利用
Qs ps
Qf p f
Kc
可近似求得:
Kc0
Qs ps
xv0
Qc ps
WS 2 32
S：阀的径向间隙；W阀的面积梯度
表明实际阀的 K c0的值与面积梯度W、径向间隙S及油的 动力粘度等参数有关。通常取S为5×10-3mn作为典型值来估 算K c0的大小。
ps p f 2
ps p
f
, )
Q1 Q3 Qf
p2
ps p f 2
xv 0
阀芯向右时有
f2 f4 Wxv Q2 Q4 Qf
液压放大器工作原理
液压放大器工作原理
当输入信号施加在控制腔室时，通过控制阀使液压流入或流出。
这个过程会使控制腔室的压力发生变化。
根据帕斯卡原理，液压放大器中的液压压力（P）等于液体所受的力（F）除以液体所受的面积（A）。
因此，当流入液体时，它增大了控制腔室的压力，从而产生了相应的力。
输出腔室中的活塞则会受到控制腔室的压力变化产生的力的影响。
当控制腔室的压力增加时，输出腔室中的活塞也会受到相应的压力增加，从而产生更大的力。
然而，液压放大器也有一些局限性。
例如，液压放大器的输出力量与输入力量呈非线性关系。
这意味着输出力量不会与输入力量成比例增大。
因此，在设计和应用液压放大器时，必须考虑这些非线性特性。
此外，液压放大器还存在一定的漏油和液压阻力。
这些因素可能会导致效率的损失，并增加维护和使用成本。
尽管液压放大器具有一些限制，但它们仍然是一种重要的液压系统元件。
在工业、汽车和航空等领域中，液压放大器被广泛应用于需要放大力量或压力的操作中。
总的来说，液压放大器通过控制和放大输入信号的力量来产生更大的输出力。
它的工作原理基于波动原理和好利液体不可压缩性的性质。
液压放大器的设计和应用需要考虑非线性特性、漏油和液压阻力等因素。
尽管存在一些局限性，液压放大器仍然是提供更大力量和压力的重要液压系统元件。
八、液压放大元件和液压动力元件
环境适应性
考虑工作环境温度、湿度、振动等因 素，选择具有良好环境适应性的液压 放大元件。
安装调试要点
安装前检查
在安装前应对液压放大元件进行外观检 查，确保其完好无损，无裂纹、变形等
缺陷。
正确安装
按照液压放大元件的安装说明进行正 确安装，注意安装方向和位置，确保
安装质量。
清洁度要求
安装过程中要保持清洁，防止杂质进 入系统，影响液压放大元件的正常工 作。
工作原理
当叶片泵工作时，驱动转子旋转，使得叶片 在离心力和压力油的作用下紧贴定子内壁滑 动。由于定子内壁形状的变化，使得相邻两 叶片间的工作容积发生周期性变化，从而实 现吸油和压油的过程。
柱塞泵结构及工作原理
柱塞泵结构
主要由泵体、柱塞、滑靴、斜盘等部件组成。其中，柱塞和斜盘是关键部件。
工作原理
当柱塞泵工作时，驱动斜盘旋转，使得柱塞在缸体中做往复运动。当柱塞向外运动时，缸体 内容积增大，形成低压区，将油液吸入；当柱塞向内运动时，缸体内容积减小，压力升高，
04
典型液压放大元件剖析
溢流阀结构及工作原理
结构组成
溢流阀主要由阀体、阀芯、弹簧 等元件组成。
工作原理
当系统压力超过一定值时，阀芯 在液压力和弹簧力的作用下开启 ，使部分油液流回油箱，起到溢 流减压的作用。
减压阀结构及工作原理
结构组成
减压阀主要由阀体、阀芯、弹簧、阻 尼孔等元件组成。
工作原理
减压阀通过调节阀芯的开度，改变油液的流 通面积，从而实现对系统压力的调节。当系 统压力超过设定值时，阀芯开启，油液通过 阻尼孔流回油箱，起到减压的作用。
பைடு நூலகம்
顺序阀结构及工作原理
结构组成
第2章液压放大元件
第二章 液压放大元件
§3 零开口四边阀的静态特性
一、理想零开口四边滑阀的静态特性 1.理想零开口四边滑阀：几何形状理想：棱边直角（与轴线垂直）；无 间隙 2.压力——流量关系方程 假设条件：无泄漏，控制窗口匹配、对称
qL= q1= Cd A1 ( ps p1 ) qL= q3= Cd A3 2 p2
3
2
4
V
)
1
V
2
V
3
V
4
V
33
第二章 液压放大元件
由（1）或（2）：
qL CdW (U xV ) 1 ( ps pL ) CdW (U xV ) 1 ( ps p L )
无因次化处理：除以 CdWU 漏量）得
ps （单边零位泄
qL pL xV pL xV 1 1 1 1 U ps ps CdWU ps U
5
第二章 液压放大元件
射流管阀——改变射流管偏转角度，两接收通道恢 复压力变化。
6
第二章 液压放大元件
MOOG 72
7
滑阀式液压放大元件
8
第二章 液压放大元件
§1.圆柱滑阀的结构形式与分类
1.按通道way数目分类： 二通、三通、四通 2.按工作边edge数目分类： 单边、双边、四边 3.按阀芯台肩land数目分类： 二台肩、三台肩、四台肩
36
第二章 液压放大元件
4.零位泄漏流量
qc q1 q2 2CdWU
ps
可见，此阀零位能耗较大。
37
第二章 液压放大元件
§５．双边滑阀的静态特性 一、双边阀控缸的工作原理 液压缸活塞力平衡方程
第3讲滑阀静态特性(液压放大元件)全解
（C） 四凸肩零开口四通滑阀
Xv
T
P
ps
A
B
（C） 四凸肩零开口四通滑阀
Xv
T
P
ps
A
B
（C） 四凸肩零开口四通滑阀 图2.2 滑阀典型结构原理图
T
pS
A
B
（D） 三凸肩零开口四通滑阀
图中三个通油槽处 有四个工作棱边。 由于凸肩的宽度和 不同凸肩间的距离， 与相对应的油槽尺 寸是配制得完全一 致的，所以当阀芯 处于中位时，凸肩 的棱边与油糟的棱 边，一一对齐，从 而把油槽完全封住。 这种完全理想化的 滑阀，称理想滑阀。
Xv
T
pS
pS
Q1
2 1
3
2
1
4
p2
Q3
3
p2 A QL pS
p1 B
QL
T
QL
4
p1
(a)结构原理图 Xv
T
A (b)液压桥
3
2
1
4
p2 A QL
p1 B
QL
零开口四通滑阀
3.3.1 零开口四通滑阀的静特性
一、零开口四边阀的压力-流量特性方程
x>0时
x<0时
xv 0时 阀口压差P ( PS PL ) / 2 QL CdWx v xv 0时 阀口压差P ( PS PL ) / 2 QL CdWx v ( PS PL ) / QL CdWx v ( PS PL ) / ( PS PL ) /
小
大
3.1 圆柱滑阀的结构型式及分类
一、按进、出阀的通道数划分 四通阀(图2-1a、b、c、d) 三通阀(图2-1e) 二通阀(图2-1f) 二、按滑阀的工作边数划分 四边滑阀(图2-1a、b、c) 双边滑阀(图2-1d、e) 单边滑阀(图2-1f) 三、按阀套窗口的形状划分 矩形、圆形、三角形等多种 四、按阀芯的凸肩数目划分 二凸肩、三凸肩、四凸肩
第二章 液压放大器.ppt(改)3
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、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。
流量放大系数：
KQ
Q f xv
CvW
1
( ps p f )
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：
Kc
Q f p f
CvWx v
1
( ps p f )
2( ps p f )
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：
Q1 Cv f1 2
2
液压放大元件教材课程
结构组成及功能
结构组成
液压放大元件主要由阀体、阀芯、弹簧、阻尼孔等部件组成 。
功能作用
液压放大元件在液压系统中起到放大控制信号、调节系统压 力和流量的作用，是实现系统精确控制的关键元件。
工作原理及特点
工作原理
液压放大元件通过改变阀芯与阀体之间的相对位置，控制液压油的流通面积，从 而实现对系统压力和流量的调节。当输入信号变化时，阀芯在弹簧力和液压力的 作用下产生位移，进而改变阀口开度，实现对输出信号的放大。
影响因素分析
性能参数受到多种因素的影响，如元件 结构设计、制造工艺、材料选择、工作 介质等。同时，外部条件如环境温度、 压力波动等也会对性能参数产生影响。
评价指标建立与计算方法探讨
评价指标建立
为了全面评价液压放大元件的性能，需要建立一套科学、合理的评价指标体系。这些指标应包括元件的效率、稳 定性、可靠性、寿命等方面。
应用领域与前景展望
应用领域
液压放大元件广泛应用于工程机械、 航空航天、冶金、石油化工等领域， 如挖掘机、装载机、飞机起落架收放 系统、冶金轧机等。
前景展望
随着工业自动化和智能制造的不断发 展，液压放大元件将朝着高精度、高 效率、高可靠性方向发展，同时，其 应用领域也将进一步拓宽。
02 液压放大元件结构与原理
质和毛刺。
安装位置与方向
按照制造商的推荐安装位 置和方向进行安装，确保 元件的正确性和可靠性。
连接管路
使用合适的管路和接头 连接液压放大元件，确
保密封性和通畅性。
调试与测试
在安装完成后进行系统的 调试和测试，检查元件的 工作状态和性能表现。
操作维护规范与保养周期建议
操作规范
遵循制造商的操作手册和使用说明， 避免误操作导致元件损坏或系统故障。
液压系统的力的放大原理
液压系统的力的放大原理液压系统是一种利用液体传递能量的机械系统，具有力的放大能力，被广泛应用于机械加工、矿山开采、土木工程等领域。
液压系统的力的放大原理是指通过利用液体的不可压性和承受压力的能力，将小的力转化为大的力的能力。
以下是液压系统的力的放大原理的详细解释。
液压系统的原理是基于波义耳定律建立的。
该定律规定，在任何封闭系统中，液体的体积不会改变，随着液体流动的方向变化，压力也会发生变化。
当液体在更小的管道中流动时，压力会增加，因为液体必须通过一个更小的空间，它所占据的空间就要更少，因此就必须施加更多的压力。
当液体在更大的管道中流动时，压力会减少，因为液体需要填充更多的空间，因此需要施加更少的压力。
液压系统的力的放大原理是利用上述波义耳定律，设计一个系统，使得液体在小的空间中产生高压，从而实现力的放大。
例如，一个由A、B两个活塞构成的液压缸，A活塞面积较小，B活塞面积较大。
当通过A活塞施加一个小的力时，液体会在A活塞上产生一定的压力，并且该压力会被传递到B活塞上，从而使B活塞承受一个比A活塞大得多的力。
因此，液压系统的力的放大原理就是利用液体的不可压性，将小的力通过液体传递到大的面积上去，从而实现力的放大，实现某些工作更小的力量也可以完成。
液压系统的力的放大原理可以应用于各种机械设计中。
例如，大型挖掘机和装载机通常使用液压系统，以提高钻具的扭转力，并使移动和倾斜装载机的筒、斗和磨辊变得容易。
在航空航天中，利用液压系统的力的放大原理，可以使机翼和飞行控制面移动，并实现飞机控制。
液压系统也被广泛应用于军队、矿山、船舶等领域，以完成一系列重要的工作。
总之，液压系统的力的放大原理是一种强大的机械力量放大技术，它可以将小的力转化为更大的力，达到更高的工作效率和功效，因此在不同领域的机械加工中得到广泛的应用。
对于机械师和设计师来说，了解液压系统的力的放大原理是非常重要的，因为它可以帮助他们设计更有效的机械系统和优化其功效，在相关领域中取得更好的成果。
第2章 液压放大元件ppt课件
2.1 圆柱滑阀的结构型式及分类
五、按滑阀的预开口型式划分
正开口(负重叠) 零开口(零重叠) 负开口(正重叠)
2.1 圆柱滑阀的结构型式及分类
滑阀的面积梯度及部分开口，可全周开口、 开方孔 、开园孔
全周开口
Wdv
W A xv
开方孔
WLn
开园孔
W是变化的
展开图
2.1 圆柱滑阀的结构型式及分类
根据：
阀的三个系数之间有如下关系：
负载压力流量线性化方程：
2.2 滑阀静态特性的一般分析
2.2.3 ：阀的线性化分析和阀的系数
2)滑阀的特性系数----阀的三个系数 阀的三个系数是表示阀静态特性的三个性能参数。在确定系 统的稳定性、响应特性和稳态误差时非常重要。
流量增益：直接影响系统的开环增益，因而对系统
它表示滑阀的工作能力和性能，对液压伺服系统的静、动 态特性计算具有重要意义。
阀的静态特性可用方程、曲线或特性参数(阀的系数)表示。 静态特性曲线和阀的系数的获得：
1）可从实际的阀测出 2）对许多结构的阀也可以用解析法推导出压力-流量方程。
2.2 滑阀静态特性的一般分析
2.2.1 滑阀压力-流量方程的一般表达式
机械功率机械功率fvfv液压功率液压功率pqpq阀体阀套阀体阀套阀芯与阀体阀芯与阀体land图图2222滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图通油槽通油槽零开口零开口正开口正开口负开口负开口zerolipzerolipunderlipunderlipoverlipoverlip零重叠零重叠负重叠负重叠正重叠正重叠图图2222滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图aabbpspstta两凸肩四通滑阀图图2222滑阀典型结构原理图滑阀典型结构原理图阀它有一个进油阀它有一个进油口口pp两个通向液两个通向液压执行元件的控制压执行元件的控制口口aa及及bb另外还另外还为两个回油口合并为两个回油口合并成一个成一个oo口流出滑口流出滑阀故整个滑阀共阀故整个滑阀共有有ppttaabb四四这种结构这种结构中回油压力作中回油压力作用于凸肩因用于凸肩因油压力不会为油压力不会为继续打开的力继续打开的力作用于阀芯
液压放大元件
阀的静态特性可用方程、曲线或特性参数(阀的系数)表示。 静态特性曲线和阀的系数的获得：
1）可从实际的阀测出 2）对许多结构的阀也可以用解析法推导出压力-流量方程。
2.2 滑阀静态特性的一般分析
2.2.1 滑阀压力-流量方程的一般表达式
二凸肩、三凸肩、四凸肩
五、按滑阀的预开口型式划分
正开口(负重叠)、零开口(零重叠)、负开口(正重叠)
2.1 圆柱滑阀的结构型式及分类
五、按滑阀的预开口型式划分
正开口(负重叠) 零开口(零重叠) 负开口(正重叠)
dv
xv (a)
xv (b)
xv （c）
图2.4 滑阀阀口形状 (a) 通油槽为整周开槽 (b)通油槽为方孔 （c）通油槽为圆孔。
第2章 液压放大元件
概述
液压放大元件—液压放大器，以机械运动来控制流体动力传输的元件。 将输入的机械信号(位移或转角)转换为液压信号(流量、压
力)输出，并进行功率放大。 小功率信号控制大功率信号
具有结构简单、单位体积输出功率大、工作可靠和动态性能好等优点， 在液压伺服系统中广泛应用。
包括：滑阀、喷嘴挡板阀和射流管阀等。 研究重点：结构形式、工作原理、静态特性及设计准则
3.1 圆柱滑阀的结构型式及分类
一、按进、出阀的通道数划分
四通阀(图2-1a、b、c、d) 三通阀(图2-1e) 二通阀(图2-1f)
二、按滑阀的工作边数划分
四边滑阀(图2-1a、b、c) 双边滑阀(图2-1d、e) 单边滑阀(图2-1f)
三、按阀套窗口的形状划分
矩形、圆形、三角形等多种
四、按阀芯的凸肩数目划分
《液压传动与力的放大》 讲义
《液压传动与力的放大》讲义一、液压传动的基本原理液压传动是一种以液体为工作介质，通过液体的压力能来传递动力和运动的传动方式。
其基本原理基于帕斯卡定律，即在密闭容器内，液体压强向各个方向均匀传递。
想象一个充满液体的密闭容器，我们在其中的一个小面积上施加一个力，根据帕斯卡定律，这个力产生的压强会均匀地传递到容器内的各个部分。
如果在另一个较大的面积上，就会产生一个更大的力。
这就是液压传动实现力放大的基础。
例如，我们常见的液压千斤顶就是利用这个原理工作的。
通过在小活塞上施加一个相对较小的力，就能在大活塞上产生一个足以顶起重物的较大的力。
二、液压传动系统的组成一个完整的液压传动系统通常由以下几个主要部分组成：1、动力元件动力元件的作用是将原动机（如电动机、内燃机等）的机械能转换为液体的压力能。
在液压系统中，最常见的动力元件就是液压泵。
液压泵就像一个“心脏”，不断地将液体吸入并加压输出，为整个系统提供动力。
2、执行元件执行元件的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动工作机构实现直线往复运动或旋转运动。
常见的执行元件有液压缸和液压马达。
液压缸可以实现直线运动，而液压马达则能实现旋转运动。
3、控制元件控制元件用于控制和调节液压系统中液体的压力、流量和方向，以满足工作机构的性能要求。
例如，溢流阀可以控制系统的压力，节流阀可以调节流量，换向阀可以改变液体的流动方向。
4、辅助元件辅助元件包括油箱、油管、过滤器、密封件等，它们虽然不直接参与能量的传递和转换，但对于保证系统的正常工作和性能起着重要的作用。
5、工作介质工作介质通常是液压油，它在系统中起着传递能量、润滑、冷却和防锈等作用。
三、力的放大原理在液压传动中的应用液压传动之所以能够实现力的放大，关键在于利用了不同大小的活塞面积。
假设我们有一个小活塞，其面积为 A1，施加在这个活塞上的力为F1。
根据压强的定义，小活塞处产生的压强 P1 ＝ F1 ／ A1。
由于液体在密闭容器中压强均匀传递，这个压强会传递到一个面积为 A2 的大活塞上。
液压机将力“放大”的奥秘-word文档
液压机将力“放大”的奥秘由于液体具有流动性，所以在受到压力的时候，就出现跟固体不同的现象。
取一个壁上有几个小孔的空心球，球上连接一个圆筒，每一个小孔上都扎有橡皮膜。
把水倒进球和筒里，用活塞压筒里的水，可以看到，扎在各个小孔上的橡皮膜都向外凸出（下图）。
这表明活塞加在水上的压强，被水传递到了各个小孔的橡皮膜上。
球上的小孔是朝着不同方向的，可见，液体能够把它受到的压强向各个方向传递。
十七世纪，法国科学家帕斯卡通过实验得出了液体传递压强的规律：加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递。
这个规律叫做帕斯卡定律。
人们根据帕斯卡定律，制成了油压千斤顶、水压机、榨油机等液压机。
左图是液压机的原理图。
它有两个大小不同的液缸，液缸里充满水或油，充水的叫做水压机，充油的叫做油压机。
两个液缸里都有活塞。
在小活塞上加压力的时候，小活塞对液体的压强就通过液体传递给大活塞，把大活塞压上去。
假设小活塞的横截面积是S1，小活塞对液体向下的压力是F1，那么小活塞对液体的压强，根据帕斯卡定律，这个压强将被液体大小不变地传递给大活塞，所以大活塞受到的压强也等于P，如果大活塞的横截面积是S2，那么通过液体传递过来的压强P在大活塞上产生的向上的力是，我们分析这个式子可知，液压机能够将力F1“放大”倍！因此液压机在生活中有着广泛而重要的应用。
设小活塞和大活塞的面积分别为1cm2、1m2，当用力F1=10N 向下压小活塞时，小活塞下方液体受到的外加压强是1×105Pa，此时大活塞受到液体的压强是1×105Pa，大活塞下方液体受到的液体的压力F2=1×105N，既通过液体、大小活塞这样一“折腾”就把力F1=10N“放大”了10000倍！那么这里面究竟隐藏着什么样的“秘密”呢？我们可以设想小活塞下降的距离是h1，大活塞上升的距离是h2，那么由于液体在传递压强的过程中液体体积没有发生变化，所以有S1h1=S2h2，我们把此式改写为，再由可以得出，。
第6讲-液压放大器
实际上，零位压力-流量系数比四边阀大，采用以下三 种方法求： Wrc2 （1） 经验公式法 Kc0
16
（2） 压力特性曲线求 Kc0 Kq0 / Kp0
Qc 0i （3）零位泄漏曲线求 Kc0 i 1 psi
2013-11-23 yhli@ 20
n
6.3 喷嘴挡板阀的特性分析
切断负载特性（压力特性）
At this time ,Q1 Q2
2013-11-23 yhli@
C A 2 pc 1 df f , pS Cd 0 A0
21
1
6.3 喷嘴挡板阀的特性分析
1.单喷嘴挡板阀的压力-流量特性及阀系数(续1) 从压力特性曲线可知，在 Cdf Af0 1 pc / pS 0.5 处，对应 Cd 0 A0 ，这要求对应面积比为0.5。 如果希望灵敏度较高且 对称度好，应取
6.2 滑阀的静态特性分析
5 双边滑阀的分析 （1）零开口双边滑阀 双边阀配非对称缸，零位 时控制压力和阀芯位移 的初值需要满足非对称 缸的力平衡条件。
pS Ar =pc0 Ah
阀的特性是指负载流量与阀芯位移和控制压力之 间的函数关系。 零位力平衡条件 pS Ar =pc0 Ah ，一般为使两个方向特 性对称，应使 p 0.5p ，这要求 Ah =2Ar
6. 液压放大器的特性分析与设计计算
液压放大器是指以压力油作为传动介质，通功率液压 功率进行控制的功率放大装置。
三端口元件：输入端，能源，输出端 放大的特征：
• 用小功率的输入信号控制大功率的液压功率输出 • 输出端的功率来自能源，输出端液压功率的大小受输入信号控制 • 放大器的效率等于放大器的输出功率与能源输送给放大器功率的 比值。
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项目三液压放大元件的工作原理
一、提出任务
1、电液比例换向阀阀芯与普通换向阀的工作状态有何不同？
2、电液比例换向阀前置放大级的结构及工作原理？
教学目的
1、能掌握电液比例换向阀的功能。
2、能掌握液压放大元件工作原理。
二、自主学习
㈠新知识储备
1、普通换向阀阀芯的停留位置及相应控制状态
2、电液比例换向阀阀芯的停留位置及相应控制状态
3、力反馈式电液伺服阀的方框图
4、电液伺服阀图形符号
㈡相关知识链接
1、电液比例换向阀的工作过程
⑴比例方向阀能够被看作与调光开关具有同样功能。
⑵阀芯能够移动到在任一位置，而不仅仅是三个不连续的位置，阀芯在离开中位的方向仍然确定油缸运动的方向，但阀芯离开中位的距离控制活塞的速度。
图3-1电液比例换向阀状态1
⑶实际上比例阀可以同时作为方向阀和流量阀来使用。
图3-2电液比例换向阀状态2
⑷一个传统的电磁阀能够被认为是一个简单的开关阀，它可以被一些只有简单电流通断的开关的电设备来控制
图3-3电液比例换向阀状态3-a
图3-4电液比例换向阀状态3-b
⑸通过改变两个之一电磁铁的电流，阀芯移动的位移能够被改变，因此控制了通过阀的流量。
图3-5 电液比例换向阀状态4
2、喷嘴挡板阀结构
喷嘴-挡板阀阀有单喷嘴-挡板阀和双喷嘴-挡板阀两种。
⑴单喷嘴-挡板阀
图3-6 单喷嘴-挡板阀
单喷嘴-挡板阀相当于带1个固定节流孔的正开口两通阀。
⑵双喷嘴-挡板阀
图3-7 双喷嘴-挡板阀
3、喷嘴挡板阀工作原理
图3-8 双喷嘴-挡板阀工作原理
1－挡板2、7固定节流小孔3、6－喷嘴4、5－节流缝隙喷嘴挡板阀因结构不同分单喷嘴和双喷嘴两种形式，两者的工作原理相似。
压力油经过两个固定阻尼小孔进入中间油室再进入液压缸的两腔，并有一部分经喷嘴挡板的两间隙4、5流回油箱。
当挡板处于中间位置时，液压缸两腔压力相等，液压缸不动；
当输入信号使挡板向左移动时，节流缝隙5关小，4开大，液压缸向左移动。
因负反馈的作用，喷嘴跟随缸体移动直到挡板处于两喷嘴的中间位置时液压缸停止运动，建立起一种新的平衡。
喷嘴挡板阀的特点：
优点：结构简单、加工方便、运动部件惯性小、反应快、精度和灵敏度较高。
缺点：无功损耗大、抗污染能力较差；
应用：多级放大式伺服元件中的前置级。
4、射流管阀结构及工作原理
图3-9 射流管阀结构图
1－液压缸 2－接受器 3－射流管
射流管3由垂直于图面的轴c支撑并可绕轴左右摆动一个不大的角度。
接受板上的两个小孔a和b分别和液压缸1的两腔相通。
当射流管3处于两个接受孔道a、b的中间位置时，两个接受孔道a、b内的油液的压力相等，液压缸1不动；
如有输入信号使射流管3向左偏转一个很小的角度时，两个接受孔道a、b内的压力不相等，液压缸1左腔的压力大于右腔的，液压缸1向右移动，反之亦然。
优点：结构简单、加工精度低、抗污染能力强。
缺点：惯性大响应速度低、功率损耗大。
应用：低压及功率较小的伺服系统。
5、组合式放大元件
图3-10 组合式放大元件
单级液压放大往往不能满足执行元件对控制功率的要求，则进行多级放大。
如图3-10所示，喷嘴挡板放大级为前置级；滑阀放大级为二级放大，二者构成组合功率放大元件。
三、任务设计
如图3-11所示为带钢恒张力控制系统，根据第三步的知识储备分析该系统工作原理。
1张力调节液压缸；2牵引辊；3热处理炉；4、4’转向辊；
5力传感器；6浮动阀；7电液伺服阀；8加载装置；9电放大器
图3-11 带钢恒张力控制系统
四、任务实施
结合电液比例换向阀的工作原理分析该系统特点。
五、总结汇报
根据之前学习过程，每组进行实施任务的汇报，完成后教师进行任务实施的总体评价。
1、带钢形状
2、系统工作原理
在带钢生产过程中，要求控制带钢的张力。
牵引辊2牵引带钢移动，加载装置8使带钢保持一定的张力。
当张力由于某种干扰发生波动，通过设置在转向辊4’轴承上的力传感器5检测带钢的张力，并和给定值进行比较，得到偏差值，通过电放大器9放大后，控制电液伺服阀7，进而控制输入液压缸1的流量，驱动浮动辊6来调节张力，使张力回复到原来给定之值。