电液比例压力阀的典型结构及工作原理
电液比例压力阀的典型结构及工作原理
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电液比例压力阀的典型结构及工作原理 |
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名称 |
典型结构、工作原理及特点 |
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1. 直 动 式 比 例 压 力 阀 |
典型结构：由比例电磁铁和直动式压力阀组成，直动式压力阀结构与普通压力阀的先导阀相似，但其调压弹簧换成为传力弹簧，手动调节螺钉部位换装上比例电磁铁。锥阀芯与阀座间的弹簧主要是防止阀芯的撞击。图示阀体为方向阀式阀体 工作原理及特点：当比例电磁铁输入控制电流时，衔铁推杆输出的推力通过传力弹簧作用在锥阀上，与作用在锥阀上的液压力相平衡，决定了锥阀与阀座之间的开口量。由于开口量变化很微小，因而传力弹簧变形量的变化也很小，若忽略液动力的影响，则可认为在平衡条件下，这种直接控制式比例压力阀所控制的压力，是与比例电磁铁的输出电磁力成正比，因而与输入比例电磁铁的控制电流近似成正比。这是比例压力阀最常用的基本结构，运行可靠 注：1．传力弹簧与比例电磁铁的这种组合，属于表 比例电磁铁的基本工作原理和典型结构中表2所列行程控制型比例电磁铁 2．本表序号6所示REXROTH先导比例溢流阀的先导阀，其电磁铁输出推杆与阀芯之间没有传力弹簧，电磁铁属力控制型 |
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2. 电 反 馈 型 直 控 式 比 例 压 力 阀 |
1—壳体；2—比例电磁铁；3—位移传感器；4—阀座； 5—阀芯；6—压力弹簧；7—弹簧座；8—放气螺钉
典型结构：图b带干式位移传感器，阀体为方向阀式阀体，图c带湿式位移传感器。图d为线性比例压力阀，电磁铁将阀座推向锥阀芯，位于锥阀芯背面的弹簧压缩量，决定了作用在锥阀芯上的力，即溢流阀的开启压力。放大器调节电磁铁的电流(电磁铁的力)，以使锥阀弹簧被压缩至一个所需的距离。位移传感器构成了弹簧压缩量的闭环控制。由于设置了位移传感器，使得输入电信号与调节压力之间有一个线性关系。图示阀体为方向阀式阀体 工作原理及特点：图b、c为传统电反馈压力阀的结构。给定设定值电压，电控器输出相应控制电流，比例电磁铁推杆将输出与设定值成比例的位移。电磁铁衔铁的位置即弹簧座的位置，由电感式位移传感器检测反馈至电控器，利用反馈电压与设定值电压比较的误差信号，去控制衔铁的位移，即在阀内形成衔铁位置闭环控制。这种带衔铁位置闭环控制的电磁铁组合，属于表比例电磁铁的基本工作原理和典型结构中表2所示位置调节型比例电磁铁。与输入信号成正比的是衔铁位移而与所受反力无关，力的大小在最大吸力之内由负载需要决定。对重复精度、滞环等有较高要求时，采用这种带电反馈的比例压力阀 图d阀具有线性好、滞环小、压力上升及下降时间短以及抗磨损能力强等特点 |
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3. 力 马 达 控 制 喷 嘴 挡 板 阀 的 直 控 式 比 例 压 力 阀 |
1—挡板；2—喷嘴；3—节流器 典型结构：力马达采用类似比例电磁铁的结构，挡板直接与力马达衔铁推杆固接，压力油进入喷嘴腔室前经过固定节流器 工作原理及特点：力马达在输入控制电流后通过推杆使挡板产生位移，改变输入力马达电流信号的大小，可以改变挡板和喷嘴之司的距离x，因而能控制喷嘴处的压力pC。这种喷嘴-挡板阀结构与喷嘴-挡板式伺服阀相比，结构简单，加工容易，对污染不太敏感，作为比例阀来说，它的压力-流量特性比较容易控制，线性较好，工作比较可靠，是提高比例阀控制精度和响应速度的一种结构型式 力马达作为比例阀的电-机械转换器，不太常用 |
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4. 带 手 调 安 全 阀 的 先 导 式 比 例 溢 流 阀 |
1—先导阀体；2—外泄油口；3—比例电磁铁；4—安全阀；5—主阀组件；6—主阀体；7—固定液阻 典型结构：先导控制式比例溢流阀的主阀，采用了带锥度的锥阀结构，并配置了手调限压安全阀。使用上其先导控制回油必须单独无压引回油箱 工作原理及特点：除先导级采用比例压力阀之外，工作原理与一般的先导式溢流阀基本相同。为系统压力间接检测型(与输入控制信号比较的不是希望控制的系统压力，而是经先导液桥的前固定液阻之后的液桥输出压力)。依靠液压半桥的输出对主阀进行控制，从而保持系统压力与输入信号成比例，同时使系统多余流量通过主阀口流回油箱。这种阀的启闭特性一般较系统压力直接检测型差 由于配置了手调安全阀，当电气或液压系统发生意外故障，如过大的电流输入比例电磁铁，液压系统出现尖峰压力时，这种比例溢流阀能保证液压系统的安全。手调安全阀的设定压力一般比比例溢流阀调定的最大工作压力高10%左右 |
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5. 采 用 方 向 阀 阀 体 的 先 导 式 比 例 溢 流 阀 |
典型结构：(1)采用方向阀式阀体；(2)先导阀与主阀在同一轴线上 图示结构中示出了电磁铁上的放气螺钉 工作原理同系统压力间接检测型，由于采用方向阀阀体的结构模式，结构紧凑，适用于中小流量(120L/min以下 |
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6. 电 反 馈 型 先 导 式 比 例 溢 流 阀 |
典型结构：(1)主阀为插装阀结构；(2)先导阀与主阀在同一轴线上，主阀检修方便 工作原理同系统压力间接检测型 |
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7. 力 马 达 喷 嘴 挡 板 先 导 式 比 例 溢 流 阀 |
1—主阀；2—力矩马达；3—挡板；4—喷嘴；5—节流器；6—先导阀 工作原理及特点：将力马达喷嘴挡板直控式比例压力阀作为先导阀，与定值控制溢流阀叠加在一起而成；所保留的手调定值控制先导压力阀，用来调定系统的最高压力当安全阀用，与力马达喷嘴挡板比例控制先导压力阀并联，并都通过主阀阀芯内部回油。当主阀输出压力低于手动调定的最高压力时，可以通过调节先导式比例压力阀的输入控制电流，按比例连续地调节输出压力。当输入控制电流为零时，该阀将起卸荷阀的作用 |
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8. 传 统 先 导 式 两 通 比 例 减 压 阀 |
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先导阀为直接控制式比例压力阀，主阀为定值减压阀。结构上的重要特点与传统减压阀一样，先导控制油引自主阀的出口 原理上与传统的手调先导减压阀相似。当二次压力侧的输出压力低于比例先导压力阀的调定压力时，主阀下移，阀口开至最大，不起减压作用。当二次压力上升至给定压力时，先导液桥工作，主阀上移，起到定值减压作用。只要进口压力高于允许的最低值，调节输入控制电流，就可按比例连续地调节输出的二次压力 |
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9. 新 型 先 导 式 二 通 比 例 单 向 减 压 阀 |
1—先导阀；2—比例电磁铁；3—主阀；4—主阀芯；5—单向阀；6，7—先导油孔道； 8—先导阀芯；9—先导流量稳定器；10—先导阀座；11—弹簧；12—弹簧腔；13—压力表接口；14—最高压力溢流阀 典型结构：(1)先导油引自主阀的进口；(2)配置先导流量稳定器；(3)削除反向瞬间压力峰值，保护系统安全；(4)带单向阀，允许反向自由流通 工作原理及特点：先导流量稳定器在结构原理上是一个按B型液压半桥工作的定流量阀，主阀进口压力无论如何变化(只要高于允许的最低值)，先导流量都能保持不变，从而使主阀的出口压力只与输入信号成比例，不受进口压力变化的影响 在减压阀出口所连接的负载突然停止运动等的情况下，常常会在出口段管路引起瞬时的超高压力，严重时将使系统破坏而酿成事故。这种阀消除反向瞬间压力峰值的机理是：在负载即将停止运动时，先给比例减压阀一个接近于零的低输入信号，停止运动时，主阀芯在下部高压和上部低压作用下快速上移，受压液体产生的瞬时高压油进入主阀弹簧腔而卸向先导阀回油口(配用的单向阀5在瞬间高压时来不及打开) |
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10. 主 阀 口 常 闭 的 先 导 式 两 通 比 例 单 向 减 压 阀 |
1—先导阀；2—比例电磁铁；3—主阀；4—主阀芯；5—单向阀；6，8，11，12，14，15，16—孔道； 7—主阀芯端面；9—先导流量稳定器；10—弹簧腔；13—先导阀座；17—弹簧； 18—堵头；19—控制棱边；20—先导阀芯；21—安全阀；22—精细控制口 典型结构：(1)先导油引自主阀的进口；(2)配置先导流量稳定器；(3)消除反向瞬间压力峰值，保护系统安全；(4)带单向阀，允许反向自由流通；(5)B口无压力油时顺向主阀口常闭，有效抑制启动阶跃效应 工作原理及特点：前4项与序号9减压阀结构相似，最后一项是为了防止油源启动时产生启动冲击。当B口无压力油时，弹簧17使主阀芯组件处于A与B通道之间关闭位置(图示左位)。当B口引来压力油时，压力油通过通道8和先导流量稳定器9，作用在主阀组件的弹簧腔一侧，使主阀组件克服弹簧17的作用力向右移动，从而打开主阀口 |
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11. 直 动 式 三 通 比 例 减 压 阀 |
(m)三通插装式比例减压阀 1—阀芯；2—比例电磁铁；3—回弹弹簧 典型结构：配有P(压力油口)、A(负载油口)、T(通油箱油口)三个工作油口。结构上A→T与P→A之间可以是正遮盖也可以是负遮盖。图示为螺纹插装式结构 工作原理及特点：三通减压阀正向流通(P→A)时为减压阀功能，反向流通(A→T)时为溢流阀功能。三通减压阀的输出压力作用在反馈面积上，与输入作用力进行比较后，可通过自动启闭P→A或A→T口，维持输出压力稳定不变，其特性优于二通减压阀 |
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12. 先 导 式 三 通 比 例 减 压 阀 |
(1)主阀采用方向阀体结构模式；(2)先导油引自主阀进口；(3)配置先导流量稳定器；(4)带有手动应急推杆主阀为三通结构，先导控制油引自主阀进口，设置先导流量稳定器，原理与二通减压阀相似 |
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13. 电 反 馈 型 先 导 式 三 通 比 例 减 压 阀 |
(1)主阀采用方向阀体结构模式；(2)先导油引自主阀进口；(3)配置先导流量稳定器；(4)配置位置调节型比例电磁铁 采用电反馈型压力阀为先导阀，滞环、响应时间等稳态和动态特性都优于不带电反馈的三通减压阀 |
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14. 力 马 达 喷 嘴 挡 板 先 导 控 制 式 比 例 减 压 阀 |
1—衔铁；2—线圈；3—推杆(挡板)；4—铍青铜片； 5—喷嘴；6—精过滤器；7—主阀 |
力马达喷嘴挡板阀作先导控制阀而定值减压阀作主阀。力马达的衔铁悬挂于左右两片铍青铜弹簧中间，与导套不接触，避免了衔铁-推杆-挡板组件运动时的摩擦力，减小滞环 工作时输入控制电流，则衔铁或挡板产生一个与之成比例的位移，从而改变了喷嘴挡板的可变液阻，控制了喷嘴前腔的压力，进而控制了比例减压阀输出的二次压力 |
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