比例閥
閥對流量的控製可以分為兩種:
一種是開關控製:要麼全開、要麼全關,流量要麼最大、要麼最小,沒有中間狀態,如普通的電磁直通閥、電磁換向閥、電液換向閥。
另一種是連續控製:閥口可以根據需要打開任意一個開度,由此控製通過流量的大小,這類閥有手動控製的,如節流閥,也有電控的,如比例閥、伺服閥。
所以使用比例閥或伺服閥的目的就是:以電控方式實現對流量的節流控製(當然經過結構上的改動也可實現壓力控製等),既然是節流控製,就必然有能量損失,伺服閥和其它閥不同的是,它的能量損失更大一些,因為它需要一定的流量來維持前置級控製油路的工作。
基本信息
中文名稱
比例閥
外文名稱
Proportional valve
作 用
控製油液的流量和方向
結 構
滑閥
滑閥結構
伺服閥的主閥一般來說和換向閥一樣是滑閥結構,隻不過閥芯的換向不是靠電磁鐵來推動,而是靠前置級閥輸出的液壓力來推動,這一點和電液換向閥比較相似,隻不過電液換向閥的前置級閥是電磁換向閥,而伺服閥的前置級閥是動態特性比較好的噴嘴擋板閥或射流管閥。
也就是說,伺服閥的主閥是靠前置級閥的輸出壓力來控製的,而前置級閥的壓力則來自於伺服閥的入口p,假如p口的壓力不足,前置級閥就不能輸出足夠的壓力來推動主閥芯動作。
而我們知道,當負載為零的時候,如果四通滑閥完全打開,p口壓力=t口壓力+閥口壓力損失(忽略油路上的其它壓力損失),如果閥口壓力損失很小,t口壓力又為零,那麼p口的壓力就不足以供給前置級閥來推動主閥芯,整個伺服閥就失效瞭。所以伺服閥的閥口做得偏小,即使在閥口全開的情況下,也要有一定的壓力損失,來維持前置級閥的正常工作。
伺服閥其實缺點極多:能耗浪費大、容易出故障、抗污染能力差、價格昂貴等等等等,好處隻有一個:動態性能是所有液壓閥中最高的。就憑著這一個優點,在很多對動態特性要求高的場合不得不使用伺服閥,如飛機火箭的舵機控製、汽輪機調速等等。動態要求低一點的,基本上都是比例閥的天下瞭。
一般說來,好像伺服系統都是閉環控製,比例多用於開環控製;其次比例閥類型要多,有比例壓力、流量控製閥等,控製比伺服要靈活一些。從他們內部結構看,伺服閥多是零遮蓋,比例閥則有一定的死區,控製精度要低,響應要慢。但從發展趨勢看,特別在比例方向流量控製閥和伺服閥方麵,兩者性能差別逐漸在縮小,另外比例閥的成本比伺服閥要低許多,抗污染能力也強!
區別
伺服閥與比例閥的區別
伺服閥與比例閥之間的差別並沒有嚴格的規定,因為比例閥的性能越來越好漸向伺服閥靠近,所以近些年出現瞭比例伺服閥。
比例閥和伺服閥的區別主要體現在以下幾點:
1.驅動裝置不同。比例閥的驅動裝置是比例電磁鐵;伺服閥的驅動裝置是力馬達或力矩馬達;
2.性能參數不同。滯環、中位死區、頻寬、過濾精度等特性不同,因此應用場合不同,伺服閥和伺服比例閥主要應用在閉環控製系統,其它結構的比例閥主要應用在開環控系統及閉環速度控製系統;
2.1 伺服閥中位沒有死區,比例閥有中位死區;
2.2 伺服閥的頻響(響應頻率)更高,可以高達200Hz左右,比例閥一般最高幾十Hz;
2.3 伺服閥對液壓油液的要求更高,需要經過濾才行,否則容易堵塞,比例閥要求低一些;
3.閥芯結構及加工精度不同。比例閥采用閥芯+閥體結構,閥體兼作閥套。伺服閥和伺服比例閥采用閥芯+閥套的結構。
4.中位機能種類不同。比例換向閥具有與普通換向閥相似的中位機能,而伺服閥中位機能隻有O型(Rexroth產品的E型)。
5.閥的額定壓降不同。
而比例伺服閥性能介於伺服閥和比例閥之間。
比例換向閥屬於比例閥的一種,用來控製流量和流向。
延伸資料
---電氣比例閥
自動控製可分成斷續控製和連續控製。斷續控製即開關控製。氣動控製系統中使用動作頻率較低的開關式(ON-OFF)的換向閥來控製氣路的通斷。靠減壓閥來調節所需要的壓力,靠節流閥來調節所需要的流量。這種傳統的氣動控製系統要想要有多個輸出力和多個運動速度,就需要多個減壓閥、節流閥及換向閥。這樣,不僅元件需要多,成本高,構成系統復雜,且許多元件都需要預先進行人工調節。電氣比例閥控製屬於連續控製,其特點是輸出量隨輸入量的變化而變化,輸出量與輸入量之間存在一定的比例關系。比例控製有開環控製和閉環控製之分。
結構原理
輸入信號增大,供氣用電磁閥先導閥1換向,而排氣用電磁先導閥7處於復位狀態,則供氣壓力從SUP口通過閥1進入先導室5,先導室壓力上升,氣壓力作用在膜片2的上方,則和膜片2相連的供氣閥芯4便開啟,排氣閥芯3關閉,產生輸出壓力。此輸出壓力通過壓力傳感器6反饋至控製回路8。在這裡,與目標值進行快速比較修正,知道輸出壓力與輸入信號成一定比例為止,從而得到輸出壓力與輸入信號的變化成比例的變化。由於沒有噴嘴擋板機構,故閥對雜質不敏感,可靠性高。
特點
1)可實現壓力、速度的無極調節,避免瞭常通的開關式氣閥換向時的沖擊現象。
2)能實現遠程控製和程序控製。
3)與斷續控製相比,系統簡化,元件大大減少。
4)與液壓比例閥相比,體積小、重量輕、結構簡單、成本較低,但響應速度比液壓系統慢得多,對負載變化也比較敏感。
5)使用功率小、發熱少、噪聲低。
6)不會發生火災,不污染環境。受溫度變化的影響小。
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