压力控制阀-文档资料

1、2021/4/6,1,压力控制阀,2021/4/6,2,压力控制阀,用于对系统中压力的控制 安全保护的必备元件 通过阀芯受力平衡关系决定阀芯的开口量，达到调节目的 液阻（阻尼）对性能影响很大,2021/4/6,3,压力阀的分类,溢流阀、开关阀：限制最高压力 减压阀：降压至规定值 顺序阀：根据压力的变化确定通路的顺序 平衡阀：对负负载（超越负载）的控制 压力及电器：监测压力,2021/4/6,4,直动式溢流阀,2021/4/6,5,直动式溢流阀,2021/4/6,6,直动式溢流阀,阀芯上下两侧力的平衡 调压误差产生的原因 减小调压误差的途径,2021/4/6,7,直动式减压阀,2021/4/6,

2、8,直动式减压阀,2021/4/6,9,先导式减压阀,2021/4/6,10,其他减压阀,2021/4/6,11,顺序阀,2021/4/6,12,平衡阀,油口 1 - 負載 油口 2 - 自由流 油口 3 - 導壓,2021/4/6,13,平衡阀符号,2021/4/6,14,压力阀功能的比较,溢流阀：控制进口压力，阀口为节流口 泄漏口可内接 减压阀：控制出口压力，阀口为节流口 泄漏油外接 顺序阀：控制进口压力，阀口不一定是节流口 泄漏口一般外接,2021/4/6,15,压力阀性能指标,静态性能 调压范围：在规定范围内调节时，控制压力能平稳升降，无突变或迟滞 流量压力特性：通过流量变化时控制压力

3、的变化特性,2021/4/6,16,压力阀性能指标,静态性能 压力稳定性：外接干扰对阀控制压力的影响 压力损失及卸荷压力（无效的功率损失） 密封和泄漏量,2021/4/6,17,压力阀性能指标,动态性能：在给定信号输入下，阀的响应过程，常用阶跃信号输入描述,超调量 升压时间 压力回升时间 压力卸荷时间,2021/4/6,18,直动式压力阀,2021/4/6,19,直动式压力阀性能分析,数学模型建立 常用到的几个方程 阀芯受力平衡方程 阀口流量方程 流量连续性方程 负载力平衡方程,2021/4/6,20,直动式压力阀性能分析,阀芯力平衡方程 流量连续性方程 阀口流量方程,2021/4/6,21,

4、直动式压力阀性能分析,增量化处理并拉氏变换有 将液动力等效成弹簧有,2021/4/6,22,直动式压力阀性能分析,2021/4/6,23,直动式压力阀性能分析,典型环节表示的块图,2021/4/6,24,直动式压力阀性能分析,传递函数表达式,2021/4/6,25,直动式压力阀性能分析,传函分析 传函由比例、一阶微分、惯性和二阶震荡环节组成 如果一阶微分和惯性环节相互抵消，则系统表现为二阶震荡环节，稳定性较差 如降低惯性环节转折频率，则有可能稳定,2021/4/6,26,直动式压力阀性能分析,增加阻尼孔后的分析,2021/4/6,27,直动式压力阀性能分析,不考虑敏感腔转折频率，则阀芯的动特性

5、可写为,2021/4/6,28,直动式压力阀性能分析,2021/4/6,29,直动式压力阀性能分析,2021/4/6,30,直动式压力阀性能分析,静态分析,2021/4/6,31,直动式压力阀性能分析,控制压力 流量变化对控制压力的影响 结论：增大阀芯直径、增加预压缩量有利于提高定压精度,2021/4/6,32,直动式压力阀性能分析,流量压力系数 结论：减小弹簧刚度、加大阀芯面积、增大流量增益、合适的液动力补偿，都能改善性能,2021/4/6,33,直动式压力阀性能分析,结论 受到各种因素制约，使用范围受限 控制流量一般小于2L/min左右 适用于低压小流量应用场合 可作为其他控制阀的先导级,

6、2021/4/6,34,先导式溢流阀的基本原理,由直动式的缺陷而来. 液压力与弹簧力;液压力与液压力 液压半桥,2021/4/6,35,先导式溢流阀,一般采用两级控制（针对先导溢流阀） 主阀控制流量，导阀控制压力 采用级间压力耦合的工作原理 导阀采用半桥的控制原理 主阀与导阀有着一一对应的关系 通过多级控制，容易实现高压大流量的控制 后几条几乎为多级阀共同的特征,2021/4/6,36,先导式溢流阀结构,2021/4/6,37,先导式溢流阀结构,2021/4/6,38,先导式溢流阀结构,2021/4/6,39,先导式溢流阀结构,2021/4/6,40,先导式溢流阀结构,2021/4/6,41,

7、先导式溢流阀结构,2021/4/6,42,先导式溢流阀结构,2021/4/6,43,其他溢流阀结构,2021/4/6,44,先导式减压阀结构,2021/4/6,45,先导式减压阀结构,2021/4/6,46,先导式顺序阀结构,2021/4/6,47,先导式溢流阀半桥原理,2021/4/6,48,先导式溢流阀启闭特性,2021/4/6,49,先导式溢流阀泄荷阀,2021/4/6,50,先导式溢流阀多级调压,2021/4/6,51,For constant pump For variable pump, relationship to DR-control. Soft operation, unl

8、oading start. (与DBW相同）,先导式溢流阀特殊应用,2021/4/6,52,先导式溢流阀静态特性,2021/4/6,53,先导式溢流阀静态特性,力平衡方程 导阀力平衡 主阀力平衡 液动力的补偿,2021/4/6,54,先导式溢流阀静态特性,流量方程,2021/4/6,55,先导式溢流阀静态特性,敏感腔控制压力 主阀开度,2021/4/6,56,先导式溢流阀静态特性,溢流阀的控制压力 包含了三项：敏感腔压力的影响、弹簧力的影响和摩擦力的影响 提高性能途径：增大弹簧预压缩量、增大阀芯面积、减小液动力的影响、增大阻尼、减小主阀弹簧刚度,2021/4/6,57,先导式溢流阀动态特性,先

9、导控制部分,2021/4/6,58,先导式溢流阀动态特性,先导控制部分 变换整理后有,2021/4/6,59,先导式溢流阀动态特性,先导控制部分 开环增益,2021/4/6,60,先导式溢流阀动态特性,先导控制部分 为保证稳定性，须有,结论： 1 增大导阀开度 2减小阀座面积 3减小流量压力系数 4减小固定节流孔或增大导阀控制容积,2021/4/6,61,先导式溢流阀动态特性,主阀部分 主阀力平衡方程 连续性方程 阀口和阻尼孔流量方程,2021/4/6,62,先导式溢流阀动态特性,主阀部分,2021/4/6,63,先导式溢流阀动态特性,主阀部分,2021/4/6,64,先导式溢流阀动态特性,主

10、阀部分 特点和结论 主阀流量增益很大 主阀前控制容积很大 主阀动特性比导阀差 主阀上腔的阻尼对稳定性很有益,2021/4/6,65,压力阀的设计,步骤 根据功能和参数选择适当结构形式 根据性能参数确定主要结构尺寸 进行静态性能验算 进行动态性能分析 根据实验性能进行参数微调（特别是阻尼） 定型,2021/4/6,66,压力阀的设计,结构形式选择 直动或先导 先导阀基本选择二节同心结构 导阀设计中，减小液压力、合适的液动力补偿及合适的阻尼结构，可扩大应用范围,2021/4/6,67,压力阀的设计,导阀设计 导阀的增益（阀座孔径及半锥角） 固定节流孔直径 减小可减少泄漏，降低转折频率，有益于稳定性 太小容易堵塞、加工困难 导阀阀座孔直径 阀开度随开度增大而减小 增大导致稳定性变差 增大导致弹簧力和刚度增大,2021/4/6,68,压力阀的设计,导阀设计 半锥角 减小可使开度增大 减小降低流量增益，有助于稳定性 减小可减小应力集中，有利于密封 导阀弹簧刚度 增大预压缩量对精度提高有帮助 刚度小有利于提高控制精度 设计中保证,2021/4/6,69,压力阀的设计,主阀设计 阀的通径：按照允许流速确定 主阀芯面积比 考虑主阀密封的可靠性 考虑主阀芯的启闭特性 主阀芯阻尼孔 越小阻尼作用越强 影响动作的灵敏性 主阀弹簧：考虑控制精度和谐振频率,2021/4/6,70,压力阀的设计,动静态仿真