流量控制阀流量控制阀1l流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调节的阀阻实现流量调节的阀l普通流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢普通流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀流节流阀和分流集流阀节节流流阀阀调调速速阀阀2流量控制原理流量控制原理l流经薄壁小孔的流量流经薄壁小孔的流量 q = cdA(2Δp/ρ)1/2 l流经细长孔的流量流经细长孔的流量 q =(πd 4/128μl )Δpl综合两式得通用节流方程综合两式得通用节流方程 q = KLAΔp ml节流元件的节流口结构有节流元件的节流口结构有锥形、三角槽形、矩形、锥形、三角槽形、矩形、三角形等工业上又将节三角形等工业上又将节流口的过流面积流口的过流面积A 的倒数的倒数称为液阻,将过流面积可称为液阻,将过流面积可调的节流口称为可变液阻调的节流口称为可变液阻由节流方程知,当压力差由节流方程知,当压力差一定时,改变开口面积即一定时,改变开口面积即改变液阻就可改变流量改变液阻就可改变流量3节流阀节流阀l结构原理结构原理 主要零件有阀芯、主要零件有阀芯、阀体和螺母。
阀体阀体和螺母阀体上开有进油口和出上开有进油口和出油口阀芯一端开油口阀芯一端开有三角尖槽,另一有三角尖槽,另一端加工有螺纹,旋端加工有螺纹,旋转阀芯即可轴向移转阀芯即可轴向移动改变阀口过流面动改变阀口过流面积为平衡液压径积为平衡液压径向力,三角槽须对向力,三角槽须对称布置4潘存云教授研制流量控制阀流量控制阀作用:作用:是一种通过改变阀口过流面积来调节输是一种通过改变阀口过流面积来调节输出流量,从而控制执行元件的运动速度常用出流量,从而控制执行元件的运动速度常用有节流阀和调速阀两种有节流阀和调速阀两种特点:特点:▲调节范围大;调节范围大;▲流量与阀口前后形成的压力差呈线性关系,有较小的稳定流量流量与阀口前后形成的压力差呈线性关系,有较小的稳定流量▲流量易受温度影响(因为流道有一定长度)流量易受温度影响(因为流道有一定长度)节流阀的结构节流阀的结构▲在阀心的锥形部位开有在阀心的锥形部位开有2或或4个三角槽;个三角槽;▲弹簧用于顶紧阀心保持开口不变;弹簧用于顶紧阀心保持开口不变;工作原理工作原理▲压力油从压力油从A口进入,经节流口从口进入,经节流口从B口流出;口流出;▲调节手轮,可改变阀心的位置,从而调节调节手轮,可改变阀心的位置,从而调节进、出油口之间的流通面积。
进、出油口之间的流通面积符号符号5l流量特性方程流量特性方程 q = KLAΔp m l 它反映了流经节流阀的流量它反映了流经节流阀的流量q与阀前后压力差与阀前后压力差Δp 和开口面积和开口面积A 之间的关系之间的关系l刚性刚性 外负载波动引起阀前后压力差外负载波动引起阀前后压力差Δp 变化,即使阀的开口变化,即使阀的开口面积面积A 不变,也会导致流经阀的流量不变,也会导致流经阀的流量q 不稳定–定义:阀的开口面积定义:阀的开口面积A 一定时一定时 ,, T = dΔp/dq = Δp1-m/ KLAm 为节流阀的刚性为节流阀的刚性 §T 越大,节流阀的性能越好故薄刃口(越大,节流阀的性能越好故薄刃口(m=0.5 ))多作节流多作节流阀阀口 Δp 大有利于提高节流阀刚性,但过大不仅造成压大有利于提高节流阀刚性,但过大不仅造成压力损失增大,而且可能因阀口太小而堵塞,一般取力损失增大,而且可能因阀口太小而堵塞,一般取Δp ==((0.15~~0.4 ))MPa。
l最小稳定流量最小稳定流量 节流阀在很小开口下工作时,流经阀的流量会节流阀在很小开口下工作时,流经阀的流量会出现周期性脉动,甚至间歇式断流,这种现象称为节流阀的堵出现周期性脉动,甚至间歇式断流,这种现象称为节流阀的堵塞现象为此对节流阀有一个能正常工作的最小流量的限制为此对节流阀有一个能正常工作的最小流量的限制6§ 节流阀的应用节流阀的应用§当当节流阀前后节流阀前后Δp 一定一定时,改变时,改变A 可改变流经可改变流经阀的流量阀的流量——起节流调起节流调速作用,如阀速作用,如阀3§当当q 一定时,改变一定时,改变A 可可改变阀前后压力差改变阀前后压力差Δp——起负载阻尼作起负载阻尼作用,如阀用,如阀1§当当q==0 时,安装节流时,安装节流元件可延缓压力突变的元件可延缓压力突变的影响影响——起压力缓冲作起压力缓冲作用,如阀用,如阀27调速阀调速阀l结构原理结构原理–调速阀是由定差减压阀与节流调速阀是由定差减压阀与节流阀串连而成阀串连而成–压力油压力油p1先经定差减压阀,然先经定差减压阀,然后经节流阀流出节流阀进、后经节流阀流出节流阀进、出口压力油出口压力油p2、、p3经阀体流道经阀体流道被引至定差减压阀阀芯的两端,被引至定差减压阀阀芯的两端,(p2-p3)与定差减压阀的弹簧力与定差减压阀的弹簧力进行比较,因定差减压阀阀口进行比较,因定差减压阀阀口的压力补偿作用,使得的压力补偿作用,使得(p2-p3)基本不变。
基本不变–调速阀工作原理动画调速阀工作原理动画–调速阀可以是定差减压阀在前,调速阀可以是定差减压阀在前,节流阀在后,也可以是节流阀节流阀在后,也可以是节流阀在前,定差减压阀在后在前,定差减压阀在后8l调速阀工作时的静态方程调速阀工作时的静态方程–定差减压阀受力平衡方程定差减压阀受力平衡方程 p2A= p3A+Ft-Fs–定差减压阀压力流量方程定差减压阀压力流量方程 q1=Cd1πd x[2((p1-p2))/ρ]1/2–节流阀压力流量方程节流阀压力流量方程 q2=Cd2 Aj [2((p2-p3))/ρ]1/2–通过调速阀的流量通过调速阀的流量 q1=q2=q§流量稳定性分析流量稳定性分析§调速阀用于调节执行元件运动速度,并保证其速度的稳定这是调速阀用于调节执行元件运动速度,并保证其速度的稳定这是因为节流阀既是调节元件,又是检测元件当阀口面积调定后,因为节流阀既是调节元件,又是检测元件当阀口面积调定后,它一方面控制流量的大小,一方面检测流量信号并转换为阀口前它一方面控制流量的大小,一方面检测流量信号并转换为阀口前后压力差反馈作用到定差减压阀阀芯的两端面,与弹簧力相比较,后压力差反馈作用到定差减压阀阀芯的两端面,与弹簧力相比较,当检测的压力差偏离预定值时,定差减压阀阀芯产生相应位移,当检测的压力差偏离预定值时,定差减压阀阀芯产生相应位移,改变减压缝隙进行压力补偿,保证节流阀前后的压力差基本不变。
改变减压缝隙进行压力补偿,保证节流阀前后的压力差基本不变但是阀芯位移势必引起弹簧力和液动力波动,因此流经调速阀的但是阀芯位移势必引起弹簧力和液动力波动,因此流经调速阀的流量只能基本稳定调速阀的速度刚性可近似为流量只能基本稳定调速阀的速度刚性可近似为∞§为保证定差减压阀的压力补偿作用,调速阀的进出口压力差应大为保证定差减压阀的压力补偿作用,调速阀的进出口压力差应大于弹簧力于弹簧力Ft 和液动力和液动力Fs 所确定的最小压力差否则无法保证流量所确定的最小压力差否则无法保证流量稳定。