電液伺服閥-功率級主閥(滑閥)
電液伺服閥中的功率級主閥是靠節(jié)流原理進(jìn)行工作,即借助閥心與閥體(套)的相對運動改變節(jié)流口通流面積的大小,對液體流量或壓力進(jìn)行控制?;y的結(jié)構(gòu)及特點如下。
(1)控制邊數(shù)。根據(jù)控制邊數(shù)的不同,滑閥有單邊控制、雙邊控制和四邊控制三種類型(見圖7):①單邊控制滑閥僅有一個控制邊,控制邊的開口量x控制了執(zhí)行器(此處為單桿液壓缸)中的壓力和流量,從而改變了缸的運動速度和方向;②雙邊控制滑閥有兩個控制邊,壓力油一路進(jìn)入單桿液壓缸有桿腔,另一路經(jīng)滑閥控制邊x1的開口和無桿腔相通,并經(jīng)控制邊x2的開口流回油箱,當(dāng)滑閥移動時,x1增大,x2減小,或相反,從而控制液壓缸無桿腔的回油阻力,從而改變了液壓缸的運動速度和方向;③四邊控制滑閥有四個控制邊,x1和x2是用于控制壓力油進(jìn)入雙桿液壓缸的左、右腔,x3和x4用于控制左、右腔通向油箱,當(dāng)滑閥移動時,x3和x4增大,x2和x3減小,或相反,這樣控制了進(jìn)入液壓缸左、右腔的油液壓力和流量,從而控制了液壓缸的運動速度和方向。
單邊、雙邊和四邊控制滑閥的控制作用相同。單邊和雙邊滑閥用于控制單桿液壓缸;四邊控制滑閥既可以控制雙桿缸,也可以控制單桿缸。四邊控制滑閥的控制質(zhì)量好,雙邊控制滑閥居中,單邊控制滑閥最差。但是,單邊滑閥無關(guān)鍵性的軸向尺寸,雙邊滑閥有一個關(guān)鍵性的軸向尺寸,而四邊滑閥有三個關(guān)鍵性的軸向尺寸,所以單邊滑閥易于制造、成本較低,而四邊滑閥制造困難、成本較高。通常,單邊和雙邊滑閥用于一般控制精度的液壓系統(tǒng),而四邊滑閥則用于控制精度及穩(wěn)定性要求較高的液壓系統(tǒng)。
(2)零位開口形式?;y在零位(平衡位置)時,有正開口、零開口和負(fù)開口三種開口形式(見圖8):①正開口(又稱負(fù)重疊)的滑閥,閥心的凸肩寬度(也稱凸肩寬,下同)t小于閥套(體)的閥口寬度h;②零開口(又稱零重疊)的滑閥,閥心的凸肩寬度t與閥套(體)的閥口寬度h相等;③負(fù)開口(又稱正重疊)的滑閥,閥心的凸肩寬度t大于閥套(體)的閥口寬度h?;y的開口形式對其零位附近(零區(qū))的特性具有很大影響,零開口滑閥的特性較好,應(yīng)用最多,但加工比較困難,價格昂貴。
(3)通路數(shù)、凸肩數(shù)與閥口形狀。按通路數(shù)滑閥有二通、三通和四通等幾種:①二通滑閥(單邊閥)如圖7 (a)所示,只有一個可變節(jié)流口(可變液阻),使用時必須和一個固定節(jié)流口配合,才能控制一腔的壓力,用來控制差動液壓缸;②三通滑閥[見圖7 (b)]只有一個控制口,故只能用來控制差動液壓缸,為實現(xiàn)液壓缸反向運動,需在有桿腔設(shè)置固定偏壓(可由供油壓力產(chǎn)生);③四通滑閥[見圖7 (c)]有4個控制口,故能控制各種液壓執(zhí)行器。
閥心上的凸肩數(shù)與閥的通路數(shù)、供油及回油密封、控制邊的布置等因素有關(guān)。二通閥一般為兩個凸肩,三通閥為兩個或3個凸肩,四通閥為3個或4個凸肩。三凸肩滑閥為最常用的結(jié)構(gòu)形式。凸肩數(shù)過多將加大閥的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、長度和摩擦力,影響閥的成本和性能。
滑閥的閥口形狀有矩形、圓形等多種形式,矩形閥口又有全周開口和部分開口之分。矩形閥口的開口面積與閥心位移成正比,具有線性流量增益,故應(yīng)用較多。
檢測反饋機構(gòu)
設(shè)在閥內(nèi)部的檢測反饋機構(gòu)將先導(dǎo)閥或主閥控制口的壓力、流量或閥心的位移反饋到先導(dǎo)級閥的輸入端或比例放大器的輸入端,實現(xiàn)輸入、輸出的比較,解決功率級主閥的定位問題,并獲得所需的伺服閥壓力流量性能。常用的反饋形式有機械反饋(位移反饋、力反饋)、液壓反饋(壓力反饋、微分壓力反饋等)和電氣反饋。