电液伺服油源的分析与设计

液压伺服油源特性分析

电液伺服油源的分析与设计分页导航
本页导航 广告链接

液压伺服油源特性分析

定量泵-溢流阀油源

定量泵—溢流阀油源

项目

内容

说明

动

 

态

 

方

 

程

(1)压力管道的连续性方程

(2)溢流阀主阀芯流量方程

(3)溢流阀先导阀的力平衡方程

(4)溢流阀先导阀的流量方程(可忽略Kc项)

(5)溢流阀主阀受控腔连续性方程(忽略泄漏及压缩性)

Qp——泵的输出流量,m3/s

QB——溢流阀溢流量,m3/s

QL——负载(消耗)流量,m3/s

Cl——泵的内泄漏系数,m5/(N·s)

Vt、ps——高压管路总容积(m3)、压力(N/m2)

Xp、Ap——溢流阀主阀位移(m)、面积(m2)

Kqb——溢流阀主阀流量增益,m2/s

Kcb——溢流阀主阀流量压力系数,m5/(N·s)

Xv、Av——先导阀位移(m)、面积(m2)

Qv——先导阀流量,m3/s

Kq、Kc——先导阀流量增益(m2/s)、流量-压力系数[m5/(N·s)]

Mv、Bv、Ks——先导阀质量(kg)、黏性阻尼系数(N·s/m2)、弹簧刚度(N/m)

F0——先导阀弹簧力,N

方

 

块

 

图

b22d4d24

绘出以溢流阀的调压力F0作为输入,以供油压力ps作为输出,以流量Qp、QL作为扰动的方块图

图中 

ωnv——先导阀机械谐振频率,rad/s

ζnv——先导阀的阻尼系数

ωv——容积滞后频率,rad/s

传

递

函

数

Kv——开环增益,s-1

稳

定

性

由于先导阀的Mv小、Ks大,因此ωnv高。忽略ωnv环节的动态影响,则

可见系统为Ⅰ阶系统,系统容易稳定

只需使参数Kv限定在一定值内,系统便可稳定

Kv值中所有参数均系溢流阀的结构参数,所以实际上油源的稳定性取决于溢流阀的稳定性

动

态

及

静

态

柔

度

负号表示QL增大、ps降低

以负载流量为扰动输入,以ps为输出分析动态柔度

(1)当时,动态柔度最大

(2)ω=0或∞时,动态柔度为0

(3)稳态即s=0时,稳态柔度为零,表明稳态下QL对ps无影响,实际上由于溢流阀液动力和弹簧力的影响,稳态时柔度不完全为零,即QL对ps会有一定影响

恒压变量泵油源

恒压变量泵油源

项目

内容

说明

动

态

方

程

或

环

节

传

递

函

数

(1)变量泵的流量方程

Qp(s)=-KpnpXp(s);负号表示Xp增大时Qp减小

(2)阀控变量缸

(3)压力管路的连续性方程

(4)滑阀的力平衡方程

Qp——变量泵的输出流量,m3/s

Kp、np——泵的排量梯度(m2/rad)、转速(rad/s)

Xp、Ap——变量缸的位移(m)、面积(m2)

Kq——滑阀的流量增益,m2/s

ωh——变量机构的液压谐振频率,rad/s

ζh——变量机构的液压阻尼系数

F0——变量机构调压弹簧的弹簧力,N

其余同表液压伺服油源的参数选择

方

块

图

b22d4d25

绘出以变量机构的调压力F0为输入,以供油压力ps为输出、以负载流量QL为扰动的方块图,图中:

ωv1——容积滞后频率,rad/s

传

递

函

数

考虑到ωnc?ωh,因而可忽略滑阀动态,于是开环传递函数

式中 Kv1——开环增益,s-1,Kv1=KqKpnpAv/KsApCl

可见恒压泵油源的动态主要取决于容积滞后和变量机构的动态,因此对恒压泵的变量机构应有较高的要求

稳

定

性

与定量泵—溢流阀油源相比:

ωh=ωnv,ζh及ζnv均较小,因此为确保稳定性,应取Kv1<Kv

 

动

态

及

静

态

柔

度

若ωh?ωv1,忽略变量机构动态,则可

如果ωh、ωv1相当,动态柔度表达式将相当复杂,但仍有:

以负载流量为扰动输入,以ps为输出分析动态柔度

评论