液压元件与系统(第14章)ppt课件.pptx

ZW 主编第十四章水压控制阀第一节水压控制阀的关键技术难题第二节几种水压控制阀的结构及特点第一节水压控制阀的关键技术难题1.腐蚀问题2.气蚀问题3.拉丝侵蚀与泄漏问题4.压力冲击、振动和噪声5.设计理论和设计方法6.水介质的污染控制问题1.腐蚀问题由于水(特别是海水)有较强的腐蚀性，同时海水又是一种强电解质，因此材料本身不仅要有较强的耐腐蚀性能，而且不同材料组合使用时要有较好的防电偶腐蚀能力。当腐蚀与磨损同时存在时，它们相互促进，使零件加速失效。2.气蚀问题气蚀分为气体气蚀和汽化气蚀两种。由于液压油的汽化压力很低，同时空气在液压油中的溶解度较高，所以油压阀的气蚀主要表现为气体气蚀。相同条件下空气在水中的溶解度约为在液压油中的20%，而水的汽化压力(50时为0.012MPa)比液压油(50时为1.010-9MPa)高107倍，因此，水压控制阀中起主导作用的是汽化气蚀。3.拉丝侵蚀与泄漏问题由于水的粘度低(仅为液压油的1/501/40)，因而在同样的压力差作用下，水的流速远高于液压油，高速流体将对配合面产生很强的冲刷作用，久而久之会在零件表面形成一条条丝状凹槽，破坏工作表面。4.压力冲击、振动和噪声水的密度比油大10%，弹性模量比油大50%，使得水的压力冲击比矿物油大，易产生水锤现象。加上水的粘度低，粘性阻尼小以及气蚀的作用，使得水压控制阀(尤其是高压、大流量水压阀)中振动、噪声问题十分突出，必须在结构上进行合理设计，使流体在流场中形成合适的压力和流速变化规律，以减小压力冲击，并增加阀芯的运动阻尼，使水压阀有良好的工作稳定性。5.设计理论和设计方法由于水介质的理化特性与矿物油有很大差别，因而水压控制阀节流口处的流量系数、流量-压力特性、气蚀特性等与油压阀完全不同。6.水介质的污染控制问题这里的污染控制包含两层含义，一是对水介质中细菌和微生物含量的控制，二是对固体污染物的控制，水介质中细菌和微生物含量过高，则可能会因为外泄漏而污染环境或产品(如食品、药品等)；另外，细菌和微生物附着在元件表面形成一层生物膜，会加剧腐蚀。第二节几种水压控制阀的结构及特点1.水压压力控制阀2.水压流量控制阀3.水压方向控制阀4.水压电液控制阀1.水压压力控制阀图14-1Danfoss直动式水压溢流阀结构图1阀座2阀芯3活塞套4阻尼腔5调压弹簧6调压螺杆7活塞8阀体1.水压压力控制阀1)阀芯与阀座采用平板阀结构，且阀芯采用不锈钢进行强化处理，以提高表面硬度，不仅结构简单，加工方便，而且提高了阀的抗气蚀和拉丝侵蚀性能。2)阀芯与活塞接触处采用球面结构，有利于阀芯自动调节平衡位置及保证阀口关闭时的密封性能。3)活塞与活塞套之间设置了阻尼腔4，增大了阀芯的运动阻尼，提高了溢流阀的工作稳定性。4)活塞套采用高分子材料，活塞采用金属基体表面喷涂陶瓷材料，以减小摩擦，避免该摩擦副发生粘着磨损。2.水压流量控制阀图14-2Danfoss水压节流阀结构图1阀体2手柄3阀芯4两级节流阀口5塑料锥体2.水压流量控制阀1)阀芯与阀体构成两级节流阀口，降低了每个阀口的工作压差，提高了节流阀的抗气蚀性能。2)在阀芯头部镶嵌了一个塑料锥体，在节流阀关闭时利用塑料锥体与金属阀体的配合面密封，使节流阀在关闭时能实现零泄漏。3.水压方向控制阀图14-3Danfoss水压调速阀结构图1阀体2压力补偿阀阀芯3节流阀阀芯4小孔5手轮6顶杆7阻尼螺塞8弹簧3.水压方向控制阀1)主阀和先导阀阀口均为平板阀结构。2)阀芯与阀座分别采用工程塑料和不锈钢(304或316不锈钢)，以保证阀口关闭时的密封性能。3)先导阀芯为浮动式平板结构，具有一定的自位能力，有利于阀芯端面与阀座的贴合，以保证其密封性能；同时，由于先导阀孔的直径很小，因而只需较小的弹簧力就可起密封作用，进而降低了所需的电磁力。图14-5Hauhinco水压电液比例方向节流阀结构图1阀体2复位弹簧3比例电磁铁4顶杆5阀芯6阀套4.水压电液控制阀4.水压电液控制阀图14-6Ebara带位置反馈的水压电液比例方向节流阀原理图1位移传感器2比例电磁铁3阻尼孔4阀套5阀芯6静压支承7推杆4.水压电液控制阀图14-7Ebara两级水压电液伺服阀结构原理图1喷嘴挡板阀2力矩马达3阀套4滑阀5静压支承6位移传感器