液压控制液压放大元件上
液压伺服控制课后题答案大全王春行版
第二章 液压放大元件 习题1. 有一零开口全周通油的四边滑阀,其直径m d 3108-⨯=,径向间隙m r c 6105-⨯=,供油压力Pa p s 51070⨯=,采用10号航空液压油在40C ︒工作,流量系数62.0=d C ,求阀的零位系数。
s pa ⋅⨯=-2104.1μ3/870m kg =ρ 解:对于全开口的阀,d W π=由零开口四边滑阀零位系数2. 已知一正开口量m U 31005.0-⨯=的四边滑阀,在供油压力Pa p s 51070⨯=下测得零位泄漏流量min /5L q c =,求阀的三个零位系数。
解:正开口四边滑阀零位系数ρsd q p wc k 20= ssd co p p wuc k ρ=ρsd c p wuc q 2=3. 一零开口全周通油的四边滑阀,其直径m d 3108-⨯=,供油压力Pa p s 510210⨯=,最大开口量m x m 30105.0-⨯=,求最大空载稳态液动力。
解:全开口的阀d W π= 最大空载液动力:4. 有一阀控系统,阀为零开口四边滑阀,供油压力Pa p s 510210⨯=,系统稳定性要求阀的流量增益s m K q /072.220=,试设计计算滑阀的直径d 的最大开口量m x 0。
计算时取流量系数62.0=d C ,油液密度3/870m kg =ρ。
解:零开口四边滑阀的流量增益:故m d 31085.6-⨯=全周开口滑阀不产生流量饱和条件5. 已知一双喷嘴挡板阀,供油压力Pa p s 510210⨯=,零位泄漏流量s m q c /105.736-⨯=,设计计算N D 、0f x 、0D ,并求出零位系数。
计算时取8.00d =C ,64.0df =C ,3/870m kg =ρ。
解:由零位泄漏量ρπs f N df c p X D C q 02⋅⋅⋅= 即160Nf D X =得: mm p C q D s df cN 438.0216=⋅⋅=ρπ 则:若:8.00=d df C C ,1610=Nf D X 则mm D D N 193.044.00== 第三章 液压动力元件 习题1. 有一阀控液压马达系统,已知:液压马达排量为rad m D m /10636-⨯=,马达容积效率为95%,额定流量为s m q n /1066.634-⨯=,额定压力Pa p n 510140⨯=,高低压腔总容积34103m V t -⨯=。
常用液压图形符号
常用液压图形符号1. 液压泵液压泵是液压系统的动力源,用于将液体压力能转换为机械能。
图形符号通常为一个带有箭头的圆形,箭头指向泵的出口。
2. 液压马达液压马达将液体压力能转换为旋转机械能,其图形符号与液压泵类似,但箭头指向泵的入口。
3. 液压缸液压缸是执行直线往复运动的装置,图形符号为一个矩形,两端带有圆形,表示活塞和活塞杆。
4. 控制阀控制阀用于调节液压系统中液体的流量、压力和方向。
常见的控制阀图形符号包括:电磁换向阀:一个带有矩形和圆形的符号,表示阀芯和线圈。
溢流阀:一个带有三角形和矩形相连的符号,表示阀芯和弹簧。
顺序阀:一个带有矩形和斜线的符号,表示阀芯和调压弹簧。
5. 压力表压力表用于测量液压系统中的压力值,图形符号为一个带有指针的圆形。
6. 油箱油箱是储存液压油的地方,图形符号为一个矩形,中间带有波浪线。
7. 过滤器过滤器用于清除液压油中的杂质,图形符号为一个带有斜线的矩形。
8. 软管和硬管软管和硬管用于连接液压系统中的各个元件,图形符号分别为波浪线和直线。
了解这些常用液压图形符号,有助于我们更好地阅读和理解液压系统图,为液压系统的设计、分析和维护提供便利。
在实际操作中,熟练掌握这些符号,将大大提高工作效率。
9. 检查阀检查阀用于监测液压系统中的压力或流量,确保系统正常运行。
其图形符号通常是一个带有小孔的矩形,表示阀芯和检查孔。
10. 蓄能器蓄能器用于储存能量,平衡系统压力,补偿泄漏等。
其图形符号为一个带有斜线和圆形的图案,斜线表示气体部分,圆形表示液体部分。
11. 流量控制阀流量控制阀用于调节液压系统中液体的流量,图形符号为一个带有矩形和调节旋钮的图案。
12. 单向阀单向阀允许液体在一个方向流动,而在另一个方向截止。
其图形符号为一个带有三角形和箭头的图案,箭头指向液体流动的方向。
13. 快速接头快速接头用于方便、迅速地连接和断开液压系统中的管道。
图形符号为一个带有圆形和十字线的图案。
[工学]第3章 液压动力元件
QL
ApsX
p
Ctp PL
Vt
4e
sPL
ApPL mts2X p BpsX p KX p FL
根据阀控液压缸的拉氏变换方程式绘出系统方框图。
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7
由方框图求得液压缸输出位
移传递函数: X p
mtVt
4e Ap2
s3
Kq Ap
Xv
Kce Ap2
1
Vt
4 e K ce
s FL
思考题
• 10、阀控液压马达和泵控液压马达的特性有何不同,为什 么?
• 11、为什么把称为速度放大系数?速度放大系数的量纲是 什么?
• 12、何谓负载匹配?满足什么条件才算最佳匹配? • 13、如何根据最佳负载匹配确定动力元件参数? • 14、泵控液压马达系统有没有负载匹配问题?满足什么条
件才是泵控液压马达的最佳匹配? • 15、在长行程时,为什么不宜采用液压缸而采用液压马达?
2
2
x
x0
Ft (K
Bx
m2 )
x0
1
负载特性曲线:
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二、负载匹配
负载匹配定义:
根据负载轨迹来进行负载匹配时,只要使动力元件的输出持性曲 线能够包围负载轨迹,同时使输出特性曲线与负载轨迹之间的区域 尽量小,便认为液压动力元件与负载相匹配。
输出特性曲线:
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第二项:
是惯性力引起的泄漏流量所产生的
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mt Kce Ap2
s2活X p塞速度;
8
第三项: BpVt
4e Ap2
s2
X
是粘性力变化引起的压缩流量产生
液压加载系统的组成 -回复
液压加载系统的组成-回复【液压加载系统的组成】是指由液压元件、液压执行器、液压传动管路、控制元件和辅助元件等组成的一个完整的液压系统。
液压加载系统是用来完成对其它机械设备、工程结构或试验对象施加一定的载荷或力的装置,其主要作用是实现力的放大和方便控制。
一、液压元件液压元件是液压加载系统的基础部分,主要包括液压泵、液压马达、液压阀、液压缸等。
液压泵是液压系统中的动力源,将机械能转换为液压能,并提供系统所需的流量和压力;液压马达是液压能向机械能转换的元件,将液压能转换为机械能,驱动机械装置运动;液压阀用于控制和调节液压系统中的压力、流量和方向;液压缸是液压加载系统中常用的执行元件,用来对试验对象施加力或载荷。
二、液压执行器液压执行器是液压加载系统中的承载装置,主要包括液压缸和油缸。
液压缸将液压能转化为机械能,通过钢制或铝制的油缸进行输出,并通过连接机械装置来对试验对象施加载荷或力。
不同类型的液压执行器可以满足各种不同载荷要求。
三、液压传动管路液压传动管路是液压加载系统中输送液压能的管线系统。
它将液压源输出的压力油导向液压执行器,形成液压控制与操作系统。
液压传动管路主要包括压力油管路、回油管路和控制管路等。
1. 压力油管路:主要负责将液压泵输出的压力油传送给液压执行器,确保达到所需的工作压力。
压力油管路还包括进油口、控制阀和回油口等。
2. 回油管路:主要负责液压执行器释放压力油并回流到油箱中。
回油管路还包括回油阀和溢流阀等。
3. 控制管路:主要负责将控制信号传输给液压执行器或控制阀,实现液压系统的控制。
控制管路还包括压力传感器、流量传感器和温度传感器等。
四、控制元件控制元件是液压加载系统中的关键部分,主要包括电磁阀、压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等。
控制元件通过控制液压加压和卸压过程,实现对液压执行器施加载荷或力的控制。
五、辅助元件辅助元件是液压加载系统中的辅助设备,主要包括液压油箱、滤油器、冷却器、压力传感器、流量传感器、温度传感器等。
液压伺服控制液压动力元件
K ps
Kq K ce
ωr——惯性环节的转折频率
r
K ce k
Ap
2
1
k kh
K ce
Ap 2
1 k
1 kh
稳态时阀输入位移所引起的液压缸活塞的输出位移
外负载力作用所引起的活塞输出位移的减小量
k 1 时 kh
xp
Kq Ap
xv
K ce Ap 2
4
Vt
eK
ce
s 1FL
s
K ce k Ap 2
s2
总流量 = 推动活塞运动所需流量 + 经过活塞密封的内泄漏流量 + 经过活塞杆密封处的外泄漏流量 + 油液压缩和腔体变形所需的流量
4
流入液压缸进油腔的流量:
Q1
Ap
dx p dt
V1
e
dp1 dt
Ci ( p1
p2 ) Ce p1
从液压缸回油腔流出的流量:
Ap
Q2
Ap
dx p dt
V2
e
dp2 dt
V1 Ap
比例,其作用相当于一个线性液压弹簧,
V
总液压弹簧刚度为:
V2
F
kh
e
Ap
2
1 V1
1 V2
压力P
V左
总液压弹簧刚度是液压缸两腔液压弹簧刚度的并联。
18
当活塞处在中间位置时,液压弹簧刚度最小,当在两端时,V1 或V2为零,液压弹簧刚度最大。 液压弹簧与负载质量相互作用所构成系统的固有频率,中间位
QL Kq xv Kc pL
QL
Apsx p
( Vt
4e
s Ct ) pL
Ap pL (M t s2 Bps k )x p FL
最全液压系统学习资料(图解版)
单作用叶片泵:转子每转一周完成吸、排 油各一次。 双作用叶片泵:转子每转一周 完成吸、排油各二次。
双作用叶片泵与单作用叶片泵相比,其流 量均匀性好,转子体所受径向液压力基本 平衡。 双作用叶片泵一般为定量泵;单作 用叶片泵一般为变量泵。
动力元件(叶片泵)
顺序阀
顺序阀是一种 利用压力控制 阀口通断的压 力阀,因用于 控制多个执行 元件的动作顺 序而得名。
顺序阀的四种控制型式: 按控制油来源不同分内控和外控,按弹簧腔 泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。
压力继电器
功用:根据系统压力变化,自动接通 或断开电路,实现程序控制或安全保 护。
五、流量控制阀
出流量的大小;改变电流信号极性,即可改变运动方向。
图形符号含义
位—用方格表示,几位即几个方格
通—↑
不通— ┴ 、┬
箭头首尾和堵截符号与一个方格有几个交点即 为几通.
p.A.B.T有固定方位,p—进油口,T—回油口
A.B—与执行元件连接的工作油口
弹簧—W、M,画在方格两侧。
常态位置:
(原理图中,油路应该连接在常态位置) 二位阀,靠弹簧的一格。 三位阀,中间一格。
换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动,使油路 接通或切断而改变油流方向的阀。
换向阀的分类
• 按结构形式可分:滑阀式、转阀式、球阀式。 • 按阀体连通的主油路数可分:两通、三通、四通…等。 • 按阀芯在阀体内的工作位置可分:两位、三位、四位等
。 • 按操作阀芯运动的方式可分:手动、机动、电磁动、液
液压系统的组成
一个完整的液压系统由五个部分组成 动力元件(如:油泵 ) 执行元件(如:液压油缸和液压马达 ) 控制元件(如:液压阀 ) 辅助元件(如:油箱、滤油器 等) 液压油 (如:乳化液和合成型液压油 )
液压原件的识别及工作原理
液压原件的识别及工作原理
液压原件是液压系统中的组成部分,用于控制和传递液压能量。
液压系统通过液体的流动来实现力的传递和控制。
以下是一些常见的液压原件以及它们的工作原理:
1. 液压泵:液压泵将机械能转化为液体的压力能量。
当泵转动时,它会吸入液体并增加液体的压力,然后将液体推送到液压系统中。
2. 液压缸:液压缸是将液体能量转化为机械能的装置。
当液体进入液压缸时,它会推动活塞,从而产生线性运动或旋转运动。
3. 液压阀:液压阀用于控制液压系统中液体的流动和压力。
它们可以打开或关闭特定的流通路径,以及调节液体的流量和压力。
4. 油箱:油箱是存储液体并维持液压系统冷却的容器。
它通常包含过滤器来清除液体中的杂质,并且具有油位指示器和压力表等辅助设备。
5. 液压管路:液压管路用于将液压能量从一个液压元件传递到另一个液压元件。
它们通常由高强度的金属管或软管组成,并用于承受高压液体的流动。
液压原件的工作原理基于帕斯卡定律,即在封闭的液体系统中,施加在液体上的压力会均匀地传递到系统中的每个点。
通过合理配置和控制液压原件,可以实现
各种机械运动、力的放大和控制。
液压系统广泛应用于工程机械、船舶、飞机、汽车和工业自动化等领域。
电液控制-液压动力元件
忽略了库仑摩擦力等非线性负载。 以上三个方程中的变量均是在平衡工作点的增量,去掉了增量 符号“△”。
三个基本方程完全描述了阀控液压缸的动态特性。取它们的拉 式变换,可得
可据此绘制出阀控液压缸系统的方框图。以阀芯位移XV 为指令信号,外负载力FL为干扰信号。图a、 b 分别以负载流量 QL和负载压力pL为中间变量。 通过对方程消去中间变量或由方框图化简,可得阀芯输 入位移和外负载力同时作用时液压缸活塞总输出位移为:
(3)K=0,mt=0,Bp=0时,传递函数为
液压伺服系统常常是整个控制回路的一个部件,如水轮 机调节系统等,此时其传函常可简化为这三种形式。
(三)阀控液压缸系统的频率响应分析
1、无弹性负载时的情形 (1)对输入指令Xv的频响分析 其传递函数为:
可绘制出其伯德图如下图所示,它由比例、积分和二阶振 荡环节组成。系统的主要性能参数为:速度放大系数(速度增益) Kq/Ap,液压固有频率ωh和液压阻尼比ξh。 A、速度放大系数(速度增益)Kq/Ap 表示阀对液压缸活塞 输出速度控制的灵敏度,它直接影响系统的稳定性、响应速度和 控制精度。 Kq/Ap增大时可提高系统的响应速度和精度,但使系 统的稳定性变坏。 在工作零点处Kq0最大,而Kc0最小,系统的稳定性最差,故在计 算系统稳定性时取零位处。 Kq会随负载压力pL的增大而降低, 为保证系统的工作速度和良好的控制性能,常需限制 pL 2Ps / 3
阻尼比表示系统的相对稳定性,一般液压伺服系统的液 压阻尼比较小,需要提高阻尼比值以改善系统性能。所用方法 有: (a)设置旁路泄漏通道,即在液压缸两个工作腔之间设置旁 路通道增加泄漏系数Ctp,但增大了功率损失,降低了系统的 总压力增益和系统刚度,增大了外负载力引起的误差。 (b)采用正开口阀。正开口阀的Kc0值较大,可增加阻尼比, 但会降低系统刚度,零位泄漏量引起的功率损失大,还会带来 非线性流量增益、稳态液动力变化等问题。 (c)增加负载的粘性阻尼,但需另外设置阻尼器,增加了结 构的复杂性。
第5章液压控制元件教案
第5章液压控制元件教案一、教学目标1.了解液压控制元件的基本原理和分类。
2.掌握溢流阀、比例阀、安全阀、方向控制阀的工作原理及调整方法。
3.了解液力放大器和液压自动机的工作原理和应用。
二、教学内容1.液压控制元件的基本原理和分类-液压控制元件的作用和应用场景-液压控制元件的基本分类2.溢流阀-溢流阀的工作原理和结构-溢流阀的调整方法和应用场景3.比例阀-比例阀的工作原理和结构-比例阀的特点和调整方法-比例阀的应用场景和控制效果4.安全阀-安全阀的工作原理和结构-安全阀的调整方法和应用场景5.方向控制阀-方向控制阀的工作原理和结构-方向控制阀的调整方法和应用场景-方向控制阀的分类和特点6.液力放大器和液压自动机-液力放大器的工作原理和应用场景-液压自动机的工作原理和应用场景三、教学方法1.理论讲授:通过介绍液压控制元件的基本原理和分类,向学生传授相关知识。
2.实例分析:通过实际案例,分析液压控制元件的应用场景和操作方法。
3.实验演示:展示液压控制元件的工作原理和调整方法,让学生亲自操作和观察。
四、教学步骤1.导入:介绍液压控制的基本概念和作用。
2.理论讲授:依次介绍溢流阀、比例阀、安全阀和方向控制阀的工作原理和调整方法。
3.实例分析:通过实际应用案例,分析液压控制元件的应用场景和操作方法。
4.实验演示:展示液力放大器和液压自动机的工作原理和应用方法,让学生亲自操作和观察。
5.练习与讨论:布置相关习题,引导学生对所学内容进行巩固和复习,并进行讨论和答疑。
6.总结与评价:总结本节课的教学内容,评价学生的学习情况。
五、教学资源1.课程教材:液压控制技术教材相关章节2.实验设备:液压控制元件实验装置、液压控制系统实验装置3.案例分析:液压控制元件应用案例材料六、教学评价1.学生课堂表现:学生参与度、主动性和表现能力。
2.学生作业完成情况:作业的准确度和完整度。
3.学生实验操作和观察:实验操作的准确度和观察问题的发现能力。
液压控制系统王春行版课后题答案.docx
第二 章思考题1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件?答:因为液压控制阀将输入的机械信号(位移)转换为液压信号(压力、流量)输出,并进行功率放大,移动阀芯所需要的信号功率很小,而系统的输出功率却可以很大。
2、什么是理想滑阀?什么是实际滑阀?答: 理想滑阀是指径向间隙为零,工作边锐利的滑阀。
实际滑阀是指有径向间隙,同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。
4、什么叫阀的工作点?零位工作点的条件是什么?答:阀的工作点是指压力- 流量曲线上的点,即稳态情况下,负载压力为p L ,阀位移 x V 时,阀的负载流量为 q L 的位置。
零位工作点的条件是q L =p L =x V =0 。
5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时,应如何选定阀的系数?为什么?答:流量增益K q =q L,为放大倍数,直接影响系统的开环增益。
x V流量 - 压力系数K c =-q L,直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。
p L压力增益K p =p L,表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力x V当各系数增大时对系统的影响如下表所示。
稳定性响应特性稳态误差7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响?为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性?答:理想零开口滑阀K c0 =0 , K p0 = ,而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响,存在泄漏流量p sK c0 =r c2W,K p0 =32 C d,两者相差很大。
32r c 2理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角,存在泄漏, 泄漏特性决定了阀 的性能, 用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小, 用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。
9、什么是稳态液动力?什么是瞬态液动力?答:稳态液动力是指,在阀口开度一定的稳定流动情况下,液流对阀芯的反作用力。
瞬态液动力是指,在阀芯运动过程中,阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化,引起阀腔内液流速度随时间变化,其动量变化对阀芯产生的反作用力。
《液压控制课件》第二章 液压放大元件喷嘴挡板阀2-5知识讲解
第九节喷嘴挡板阀一、单喷嘴挡板阀的静态特性1、工作原理单喷嘴挡板阀的原理图如图2—17所示。
组成:固定节流孔、喷嘴和挡板。
原理:喷嘴与挡板间的环形面积构成可变节流口,控制固定节流孔与可变节流口之间的压力。
单喷嘴挡板阀是三通阀,用来控制差动液压缸。
控制压力p c与负载腔(液压缸无杆腔)相连,而供油压力p s (恒压源)与液压缸的有杆腔相连。
挡板与喷嘴端面之间的间隙减小—可变液阻增大—通过固定节流孔的流量减小—固定节流孔处压降也减小—控制压力p c增大—推动负载运动;反之亦然。
固定节流孔通常是短管形,喷嘴端部也是近于锐边形,减小油温变化的影响。
图2-9-1 单喷嘴挡板阀的原理图(一)压力特性得压力特性方程:此时,由式(2—97)可得零位时的控制压力为图2-9-2 单喷嘴挡板阀的压力特性曲线图(二)压力—流量特性其压力—流量曲线示于图图2-9-3 单喷嘴挡板阀的压力流量特性曲线图二、双喷嘴挡板阀的静态特性(一)压力-流量特性结构:双喷嘴挡板阀是由两个结构相同的单喷嘴挡板阀组合;原理:按差动工作,如图2—20所示。
双喷嘴挡板阀在挡板偏离零位时,一个喷嘴腔的压力升高,另一个喷嘴腔的压力降低。
双喷嘴挡板阀是四通阀,因此可用来控制双作用液压缸。
图2-9-4 双喷嘴挡板阀将两个方程与关系式:结合起来就完全确定了双喷嘴挡板阀的压力—流量曲线。
画出压力—流量曲线,如图2—21所示。
图2-9-5 双喷嘴挡板阀压力—流量曲线与图2—19所示的单喷嘴挡板阀的压力—流量曲线相比,其压力—流量曲线的线性度好,线性范围较大,特性曲线对称性好。
(二)压力特性双喷嘴挡板阀挡板偏离零位:一个喷嘴腔的压力升高,另一个喷嘴腔的压力降低。
在切断负载,每个喷嘴腔的控制压力由式(2—99)求得。
当满足式(2—100)的设计准则,灵敏度最高,p1,p2分别为:图2-9-6 双喷嘴挡板阀压力特性曲线(三)阀的零位系数为了求得阀的零位系数,可将式(2—107)和式(2—108)(四)双喷嘴挡板阀特点1、与单喷嘴挡板阀相比1)两者的流量增益是一样;2)压力灵敏度增加了一倍;3)零位泄漏流量也增加了一倍。
液压比例阀工作原理
液压比例阀工作原理
液压比例阀是一种通过调节流体压力来控制液压系统的元件。
其工作原理主要包括以下几个方面。
1. 控制电压信号:液压比例阀通过接收外部的电信号来实现对阀芯开度的调节,从而控制阀的流量和压力。
这些电压信号通常来自于传感器或控制器,根据系统要求进行相应的调节。
2. 阀芯位置调节:液压比例阀内部设有一个阀芯,通过控制电压信号的作用,可以调节阀芯的位置。
阀芯的位置决定了液体流经阀体的通道大小,进而控制流量和压力的大小。
3. 比例放大器:液压比例阀内部设有一个比例放大器,其作用是将输入的电压信号按照一定比例进行放大。
这样可以使得较小的输入信号也能够产生足够的阀芯位移,对应着较大的流量变化。
4. 比例伺服:液压比例阀中的比例伺服系统可以根据输入的电压信号,通过控制阀芯位置,调节液压系统的流量和压力。
比例伺服系统通常由阀芯、测量元件、比例变换器等组成,通过反馈机制来实现输出信号与输入信号的差异最小化。
5. 反馈环路:液压比例阀还可以通过反馈环路来实现对系统的稳定性控制。
反馈环路通常由传感器和控制器组成,通过检测输出信号与输入信号之间的差异,并根据差额进行修正,来保证系统输出的稳定性。
综上所述,液压比例阀通过接收电压信号来调节阀芯位置,通过比例放大器和比例伺服系统实现输入和输出的线性关系,通过反馈环路来保证系统的稳定性。
通过这些机制,液压比例阀可以实现对液压系统的精确控制。
液压控制系统
1-1 液压控制定义
液压伺服控制
液压伺服控制系统是以液压动力元件作驱动装置所组 成的反馈控制系统。在这种系统中,输出量(位移、速度、 力等)能够自动地、快速而准确地复现输入量的变化规律。 同时。还对输入信号进行功率放大,因此也是一个功率放 大装置。
泵控式电液速度控制系统的工作原理方块图
反馈之形式
输入讯号与输出讯号关系
液压伺服位置控制系统
液压伺服速度控制系统
液压伺服速度控制系统
微机液压伺服控制系统
液压伺服系统组成
• • • • • •
输入元件 反馈测量元件 比较元件 放大转换元件 执行元件 控制对象
伺服控制应用实例
图1.15 液压伺服控制之车床靠模加工系统
二、按被控物理量的名称分类 位置伺服控制系统、速度伺服控制系统、其它物 理量的控制系统。 三、按液压动力元件的控制方式或液压控制元件的形 式分类 节流式控制(阀控式)系统:阀控液压缸系统与阀 控液压马达系统 容积式控制系统:伺服变量泵系统与伺服变量马 达系统。 四、按信号传递介质的形式分类 机械液压伺服系统、电气液压伺服系统与气动 液压伺服系统等。
.可多方用于不同控制系统。 .以小能量的输入指令经放大后而得到 大的输出。 .是一种具有反馈(Feed Back)控制。 .可控制受控系统的动作、速度或出力。 .对目标值可作广范的变化。
开回路与闭回路控制
传统之开回路液压控制系统
传统点到点闭回路液压控制系统
闭回路液压伺服机构
图是泵控式电液速度控制系统的原理图。该 系统的液压动力元件由变量泵和液压马达组 成,变量泵既是液压能源又是液压控制元件。
滑阀是转换放大元件,它将输入的机械信号(阀芯位 移)转换成液压信号(流量、压力)输出,并加以功率放 大。液压缸是执行元件,输入是压力油的流量,输出 是运动速度(或位移)。滑阀阀体与液压缸体刚性连结 在一起,构成反馈回路。因此,这是个闭环控制系统 。
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。
中继阀原理
中继阀原理
中继阀是一种常用的液压控制元件,它可以实现液压系统中信号的放大、分配
和转换。
中继阀的工作原理主要是利用液压油的压力来控制阀芯的移动,从而实现对液压系统的控制。
在液压系统中,中继阀扮演着非常重要的角色,下面我们就来详细了解一下中继阀的工作原理。
中继阀的工作原理可以简单地分为两个部分,力传递和力放大。
首先,当液压
油进入中继阀时,液压油的压力会作用在阀芯上,从而产生一个力。
这个力会使阀芯移动,从而改变阀口的通断状态,实现对液压系统的控制。
其次,中继阀还可以通过阀芯的移动来放大力,使得较小的控制力可以控制较大的液压执行元件,实现力的放大作用。
在液压系统中,中继阀的工作原理可以通过一个简单的实例来说明。
假设液压
系统中有一个液压缸需要控制,这个液压缸需要承受一个很大的力。
如果直接使用手动阀来控制液压缸,需要施加很大的力才能控制液压缸的运动。
但是,如果使用中继阀来控制液压缸,只需要施加较小的控制力就可以实现对液压缸的控制,这就是中继阀的力放大作用。
除了力的放大作用,中继阀还可以实现力的分配和转换。
在液压系统中,有时
候需要将一个控制力分配给多个液压执行元件,这时就可以使用中继阀来实现力的分配。
同时,中继阀还可以实现力的转换,将一个方向的力转换为另一个方向的力,从而实现对液压系统的控制。
总之,中继阀是液压系统中非常重要的控制元件,它的工作原理主要包括力传
递和力放大两个方面。
通过对中继阀工作原理的深入了解,可以更好地掌握液压系统的控制技术,提高液压系统的工作效率和可靠性。
液压元件名称及作用
液压元件名称及作用
液压传动在现代机械中具有重要的地位,而液压元件是构成液压系统的重要部分。
以下是一些常见的液压元件名称及其在液压系统中的作用:
1. 液压泵:液压泵是液压系统的动力源,它能够将机械能转化为液压能,为液压系统提供压力油。
2. 液压马达:液压马达是液压系统的执行元件,它能够将液压能转化为机械能,驱动负载进行旋转或直线运动。
3. 液压缸:液压缸是液压系统的另一种执行元件,它能够将液压能转化为直线运动动能,驱动负载进行运动。
4. 液压阀:液压阀是液压系统中的控制元件,它能够控制液体的流动方向、流量和压力等参数,从而实现不同的动作控制。
5. 液压油箱:液压油箱是液压系统中的油液储存元件,它能够储存和供应足够的油液,为液压泵和液压马达提供必要的润滑和冷却。
6. 液压油管:液压油管是液压系统中的流体通道,它能够连接各个液压元件,使油液能够在系统中流动。
7. 密封件:密封件是液压系统中的重要元件,它能够防止油液泄漏和空气进入系统,保证系统的正常工作和稳定性。
8. 液压附件:液压附件包括各种接头、管夹、滤清器等,它们是辅助元件,用于安装、固定和保护液压元件,保证系统的正常运行。
以上是一些常见的液压元件名称及其在液压系统中的作用,了解这些元件的作用和特点,对于正确设计和维护液压系统具有重要意义。
液压控制基础系统复习资料王春行版
一、简略设计应用电液比例阀控制旳速度控制回路。
画出原理图并加以阐明。
该液压控制系统由控制计算机、比例放大器、电液比例方向阀、液压泵、液压缸、基座、负载、位移传感器和,数据采集卡构成,如图1所示。
图1 电液比例阀控制旳速度控制回路液压系统采用定量泵和溢流阀构成旳定压供油单元,用电液比例方向阀在液压缸旳进油回路上构成进油节流调速回路,控制活赛旳运营速度。
位移传感器检测出液压缸活塞杆目前旳位移值,经A/D 转换器转换为电压信号,将该电压信号与给定旳预期位移电压信号比较得出偏差量,计算机控制系统根据偏差量计算得出控制电压值,再通过比例放大器转换成相应旳电流信号,由其控制电液比例方向阀阀芯旳运动,调节回路流量,从而通过离散旳精确位移实现对负载速度旳精确调节。
二、阐明使用电液闭环控制系统旳重要因素。
液压伺服系统体积小、重量轻,控制精度高、响应速度快,输出功率大,信号灵活解决,易于实现多种参量旳反馈。
此外,伺服系统液压元件旳润滑性好、寿命长;调速范畴宽、低速稳定性好。
闭环误差信号控制则定位更加精确,精度更高。
三、在什么状况下电液伺服阀可以当作震荡环节、惯性环节、比例环节?在大多数旳电液私服系统中,伺服阀旳动态响应往往高于动力元件旳动态响应。
为了简化系统旳动态特性分析与设计,伺服阀旳传递函数可以进一步简化,一般可以用二阶震荡环节表达。
如果伺服阀二阶震荡环节旳固有频率高于动力元件旳固有频率,伺服阀传递函数还可以用一阶惯性环节表达,当伺服阀旳固有频率远远不小于动力元件旳固有频率,伺服阀可以当作比例环节。
四、在电液私服系统中为什么要增大电气部分旳增益,减少液压部分旳增益?在电液伺服控制系统中,开环增益选得越大,则调节误差越小,系统抗干扰能力就越强。
但系统增益超过临街回路增益,系统就会失稳。
在保持系统稳定性旳条件下,得到最大增益。
从提高伺服系统位置精度和抗干扰刚度考虑,规定有较高旳电气增益K P,因此,液压增益不必太高,只要达到所需要旳数值就够了。
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(
ps
pL
)
阀芯右移:
qL g1
ps pL 2
Cd A1
1
(
ps
pl
)
合并得:
qL Cd
A2
xv xv
1
(
ps
xv xv
pL )
qL CdWxv
1
(
ps
xv xv
pL )
三、零开口四边阀的特性曲线
归一化曲线(无量纲)
QL xv
1
xv xv
PL
流量QL
其中:
QL
QL Q0m
Q0m CdWxvm
rc2W 32
流量增益:
Kq0 CdW ps
2.4 正开口四边滑阀的特性
理想正开口四边滑阀结构
1、正开口四边阀的压力-流量特性方程
负载流量QL为 QL Q1 Q4 或为
QL Q3 Q2
假定是对称的: Q1 Q3且Q2 Q4
阀口1、3开口增大为 U xv 阀口2、4开口减小为 U xv
流量增益:
Kq0 CdW ps
流量-压力系数: Kc0 0
压力增益:
Kp0
四、实际零开口四边滑阀的静态特性
1、压力特性曲线和泄漏流量曲线
2、中位泄漏流量曲线
零位泄漏
实际零开口四边滑阀的零位阀系数
流量-压力系数:
K p0
Kq0 Kc0
32Cd ps rc2
压力增益:
Kc0
qc ps
五、按滑阀的预 开口型式划分
正开口(负重叠)、 零开口(零重叠)和 负开口(正重叠)
2.2 滑阀分析
滑阀的开口型式
滑阀有正开口、零开口、负开口三种。
正开口
零开口
负开口
正开口、零开口、负开口
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
W dv
开方孔
W Ln
W A xv
利用负载压力流量方程将其在某一特定工作点附近展成
台劳级数可得:
qL
qLA
qL xv
xv
A
qL pL
pL
A
qL
qLA
qL
qL xv
xv
A
qL pL
pL
A
将流量方程在某一工作点(QL1、xv1、pL1)附近全微分, 可得在此工作点处的流量方程:
QL
QL xv
x
v
QL pL
pL
Q Kqxv KcpL
pL
pL ps
1
ps
xv xv xvm
当PL PS时 压力PL
2、理想零开口四边滑阀的阀系数
流量增益:
Kq
qL xv
CdW
流量-压力系数:
1
(
ps
pL )
Kc
qL pL
CdWxv
1
(
ps
2( ps pL )
pL )
压力增益:
Kp
pL xv
2( ps xv
pL )
理想零开口四边滑阀的零位阀系数
展开图
开园孔
W是变化的
2.2.1 零开口四边特性分析
一、流量——压力特性 桥路压力平衡方程
p1 p4 ps
p2 p3 ps p4
p1 p2 pL
p3 p4 pL
p1
p3
pL
p2
桥路流量平衡方程
Q1 Q2 Qs Q3 Q4 Qs Q4 Q1 QL Q2 Q3 QL
通过节流窗口的流量:
Q1 g1 p1
Q2 g2 p2
Q3 g3 p3
Q4 g4 p4 ;
液导:gi Cd Ai
2
阀口配磨匹配条件:
则有:
g1( xv ) = g3( xv ) g2( xv ) = g4( xv ) g2( xv ) = g1( -xv ) g4( xv ) = g3( -xv )
q1 = q3 q2 = q4 p1 = p3 p2 = p4
联立解得:
p1
ps 2
pL
p2
ps
2
pL
由以上公式推得负载流量为:
qL g2
ps
2
pL
g1
ps pL 2
qL Cd A2
1
(
ps
pL
)
Cd
A1
1
(
ps
pL
)
供油流量为:
qs g2
ps pL 2
g1
ps pL 2
qs Cd A2
Q1 Q3 CdW (U xv ) 2P1 / CdW (U xv ) (PS PL ) / 又 Q2 Q4 CdW (U xv ) 2P4 / CdW (U xv ) (PS PL ) / 流量—压力方程: QL Q1 Q4
(2-11)
Kq——流量增益,或流量放大系数,表示负载压力pL不变时, 当阀芯位移xv—压力流量系数,表示阀芯位移不变时负载压力增量与 负载流量增量之间的关系,也称阀刚度。
(2)滑阀的特性系数
流量增益:
指负载压降一定时,阀单位输入 Kq 位移所引起的负载流量变化的大小。
正开口四边阀的压力-流量特性方程
可分解 成2个流 量的叠加
流量关系
QL Q1 Q4 Q3 Q2 Q1 Q3 Q2 Q4
流量Q1
流量Q4
左图压力关系
PL P1 P2 P1 P3 P2 P1 (PS PL ) / 2
右图压力关系
PL P1 P2 P2 P4 P1 P4 (PS PL ) / 2
1
(
ps
pL
)
Cd
A1
1
(
ps
pL )
二、滑阀的静态特性曲线
1 阀的流量特性: 负载压降等于常数时, 负载流量与阀芯位移 之间的关系。
负载压降pL=0时的
流量特性称为空载流 量特性。
2 阀的压力特性: 指负载流量等于常数 时,负载压降与阀芯 位移之间的关系。 通常所指的压力特性
是指负载流量qL=0
《液压伺服与比例控制系统》
第2章 液压放大元件
本章摘要
• 圆柱滑阀结构型式、工作原理、 静态特性
• 喷嘴挡板阀结构型式、工作原理、 静态特性
• 射流管阀结构型式、工作原理、 静态特性
2.1 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
时的压力特性。
(III) 阀的压力-流量特性: 指阀芯位移一定时,负 载流量与负载压降之间 的关系。 压力—流量特性曲线族 (见图2—8)则全面描述 了阀的稳态特性。
三、阀的线性化分析和阀的系数
(1)阀的线性化分析
阀的压力-流量特性是非线性的。利用线件化理论对系
统进行动态分析时,必须将这个方程线性化。
qL xv
流量-压力系数:
指阀开度一定时,负载压降变化所 引起的负载流量变化大小。
Kc
qL pL
压力增益:
指qL=0时阀单位输入位移所引起的
负载压力变化的大小。
Kp
pL xv
阀的3个系数之间的关系:
Kp
Kq Kc
QL Kq xv KC PL
阀芯左移:
qL g2
ps pL 2
Cd A2
1