液压与气压传动技术第九章现代液压技术课件.ppt

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1、第九章第九章 现代液压技术现代液压技术9.1 液压伺服系统液压伺服系统v 伺服系统又称随机系统或跟踪系统，是一种自动控制系统9.1.1 液压伺服系统的工作原理液压伺服系统的工作原理v图9-1为一简单的机液位置伺服系统的原理图。图9-1机液位置伺服系统原理图1溢流阀 2泵 3阀芯 4阀体（缸体）9.1.2 液压伺服系统的分类及特点液压伺服系统的分类及特点v1.按输入信号变化规律分类,分为定值控制系统、程序控制系统和伺服控制系统三类。v2.按传递信号（指输入和偏差信号）的元件分类,分为机液伺服系统、电液伺服系统和气液伺服系统等。v3.按输出物理量分类,分为位置伺服系统、速度伺服系统和力（或压力）伺

2、服系统等。v4.按控制方式分类,分为阀控系统（节流式）和泵控系统（容积式）两类。v5.按控制元件不同分类，可分为滑阀式、射流管式、喷嘴挡板式和转阀式等。9.1.3 液压伺服系统的基本形式液压伺服系统的基本形式v1.阀控缸式液压伺服系统 v(1)滑阀式液压伺服系统v 根据滑阀上的控制边数（即起作用的阀口数）的不同，这种系统又分为单边滑阀控单边滑阀控制式制式、双边滑阀控制式双边滑阀控制式和四边滑阀控制式四边滑阀控制式三种。图 9-3 单边控制滑阀式液压伺服阀简图图 9-5 四边控制滑阀式液压伺服阀的工作原理v(2)射流管式液压伺服系统v 射流管式伺服系统的优点优点是：结构简单，元件加工精度低；射流

3、管出口处面积大，抗污染能力强，能在恶劣的工作条件下工作。v 它的缺点缺点是：射流管运动部分的惯量较大，工作性能较差；射流管能量损失大，即使在零位处无功耗损亦大，效率较低；当供油压力高时容易引起振动；图9-6 双喷嘴挡板式液压伺服阀v电液伺服阀由以下三部分组成。v1.力矩马达 力矩马达把输入的电信号转换为力矩输出。衔铁的转角与输入电流的大小成正比。电流越大，衔铁偏转的角度也越大。电流反向输入时，衔铁也反向偏转。v2.前置放大级 力矩马达产生的力矩很小，不能直接用来驱动四边控制滑阀，必须先进行放大。v3.功率放大级 功率放大级由滑阀和阀体组成。其作用是将前置放大级输入的滑阀位移信号进一步放大，实现

4、控制功率的转换和放大。v由上述分析可知，滑阀阀芯的位置是由反馈杆组件的弹性变形力反馈到衔铁上与电磁力平衡而决定的，所以也称此阀为力反馈式电液伺服阀，其工作原理可用图9-7来表示。图9-7力反馈式电液伺服阀方框图图98机械手手臂伸缩运动电液伺服系统原理图1电放大器 2电液伺服阀 3液压缸 4机械手手臂 5齿轮齿条机构 6电位器 7步进电机 9.2 水压传动技术水压传动技术v 水压传动是以天然淡水或海水作为工作介质进行能量的传递和控制的传动方式。早期的液压传动系统使用水作为工作介质，其耐腐蚀性和润滑性差、工作温度影响等原因限制了其发展。随着石油工业方面的不断发展，水压传动逐渐被油压传动所代替。到目

5、前为止85的液压传动中所使用的工作介质仍然是矿物油。9.2.1 水的理化指标水的理化指标 v 选用水作为液压传动的工作介质时，介质中PH值、硬度指标、微生物含量、固体粒子含量对水压元件的工作都有影响，0为此流体介质为自来水时，其性能指标有一定的规定：9.2.2 水压传动技术的优点水压传动技术的优点 v1.无污染v 2.经济效益好 v3.无燃性、安全性好 v4.节约能量 v5.响应快 9.2.3 水压传动技术的缺点及解决方水压传动技术的缺点及解决方向向v1.腐蚀性强 v2.润滑性能差 v3.泄漏 v4.汽蚀 图9-10中高压海水液压泵试验台原理图1箱内吸水过滤器；2真空调节阀；3海水液压泵；4压

6、力管路过滤器；5、6压力调节阀；7、10节流阀；8手动换向阀；9海水马达；11涡轮流量计；12回水管路过滤器；13冷却器；14油压加载系统；15油压调节阀9.3 电液比例控制技术电液比例控制技术v 电液比例控制是介于普通开关控制和伺普通开关控制和伺服控制之间的一种新的控制方式。服控制之间的一种新的控制方式。它既可以根据输入电信号的大小连续地、成比例地对液压系统的流量、压力、方向实现远距离控制、计算机控制，又在制造成本、抗污染等方面优于伺服控制。9.3.1 电液比例控制的特点电液比例控制的特点v电液比例控制器的主要功能如下：v(1)输出斜坡时间可调 v(2)输入电压可调 v(3)多路输入可选v(

7、4)可与外部PlC机及计算机联接，按编制的程序接收控制信号，执行程序功能。v(5)采用标准插板v分类方法分类方法 v(1)按其控制功能来分类，可分为比例压力控制阀，比例流量控制阀、比例方向阀（比例方向流量阀）和比例复合阀。v(2)按液压放大级的级数来分，又可分为直动式和先导式。v v(3)按比例控制阀的内含的级间反馈参数或反馈物理量的形式来分可分为带反馈或不带反馈型。v(4)按比例阀主阀芯的型式来分，又可分为滑阀式和插装式。9.3.3 电液比例控制系统电液比例控制系统v 电液比例控制系统由电子放大和校正单元、电液比例控制元件、执行元件及动力源、工作负载及信号检测处理装置等组成。按执行元件的输出

8、参数有无反馈分为开环控制系统和闭环控制系统。v 简单的电液比例控制系统是采用比例压力阀、比例流量阀来代替普通液压系统中的多级调压回路或多级调速回路。9.4.2 高压水射流技术的应用高压水射流技术的应用 v1水射流清洗 v其优点优点为：(1)选择合适的压力等级，水射流清洗不会损伤被清洗的基体；(2)由于所使用的介质为不添加任何化学物质的常温水，不腐蚀零部件，清洗过后的零部件，不像化学清洗后还 需进行洗后处理；(3)能清洗形状和结构复杂的零件，易于实现机械化、自动化和智能控制；(4)清洗效果好、成本低，节能，同时还不污染环境；(5)清洗速度比传统的化学方法及机械方法高出510倍；(6)能在空间狭窄

9、、复杂环境、恶劣有害的场合方便地完成常规清洗难以完成的清洗作业。v2高压水射流切割 v高压水射流切割加工工艺具有以下优点：优点：（1）所加工物料无裂缝、无毛边、无浮渣，且切口小、切口平整，不产生热效应，切缝可以达到很高的精度；（2）高压水切割工艺适应性强，切割范围广 （3）水射流切割加工工艺切割的速度快，生产效率高；（4）不会发热，切割产生的碎屑和热量立刻被水冲走，切割口表面光洁；（5）水射流切割加工操作简单，可以同机器人结合，可以利用计算机控制，进行三维曲面的复杂形状加工。（6）水射流切割加工工艺以水为介质，可提供一个清洁且安全的操作环境，而且成本低。v3水射流粉碎v 高压水射流粉碎技术是通过有着巨大能量的高压水射流作用在被粉碎的物料上，在颗粒内部的晶粒交界处产生应力波反射而引起张力，并在物料的裂隙和节理面中产生压力瞬变，从而使物料粉碎。v 水射流冲击的压缩粉碎机理，水射流冲击的水楔一拉伸粉碎机理，紊流一空化冲蚀粉碎机理，脉冲射流的水锤作用粉碎机理，颗粒与靶物的冲击粉碎和颗粒与管壁的摩擦粉碎机理等。