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工程機械電液比例閥先導控制與遙控
電液比例閥和其它專用器件技術(shù)進步使工程車輛擋位、轉(zhuǎn)向、制動和工作裝置等各種系統(tǒng)電氣控制成為現(xiàn)實。一般需要位移輸出機構(gòu)可采用比例伺服控制手動多路閥驅(qū)動器完成。電氣操作具有響應快、布線靈活、可實現(xiàn)集成控制和與計算機接口容易等優(yōu)點,現(xiàn)代工程機械液壓閥已越來越多采用電控先導控制電液比例閥(或電液開關(guān)閥)代替手動直接操作或液壓先導控制多路閥。采用電液比例閥(或電液開關(guān)閥)另一個顯著優(yōu)點是工程車輛上可以大大減少操作手柄個數(shù)，這使駕駛室布置簡潔，能夠有效降低操作復雜性，對提高作業(yè)質(zhì)量和效率都具有重要實際意義。
電液比例閥工程機械上應用實例
汽車起重機液壓系統(tǒng)。該機采用了3片型比例多路閥，負載傳感油路中3個梭閥將3個工作負載中最大壓力選出來送至遠程調(diào)壓溢流閥遠控口，調(diào)整溢流閥溢流壓力，使液壓泵輸出壓力恰好符合系統(tǒng)負載需要即可，達到一定節(jié)能目。壓力補償油路使每一片閥流量僅與該閥開度有關(guān)，而所承受負載無關(guān)，它閥片所承受負載也沒有關(guān)系，達到任一負載下均可隨意控制負載速度目。
推土機推土鏟手動與電液比例先導控制實例。當二位三通電磁閥不通電時，先導壓力與手動減壓式先導閥相通，梭閥選擇來自手動先導閥壓力對液動換向閥進行控制;當二位三通電磁閥通電時，先導控制壓力油通向三通比例減壓式先導閥，梭閥對液動換向閥進行控制。
一、液壓閥的作用
液壓閥是用來控制液壓系統(tǒng)中油液的壓力、流量和液體流動方向。
二、液壓閥的分類
按功能分:
方向控制閥(單向閥、換向閥)
壓力控制閥(溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器)
流量控制閥(節(jié)流閥、調(diào)速閥)
按操縱方式分:
手動和腳踏、機動、電動、液動、電液動等。
共同點
(1) 在結(jié)構(gòu)上，所有的閥都有閥體、閥芯(轉(zhuǎn)閥或滑閥)和驅(qū)使閥芯動作的部件(如彈簧、電磁鐵)組成。
(2)在工作原理上，所有閥的開口大小，閥進、出口壓差以及流過閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量公式，僅是各種閥控制的參數(shù)各不相同而已。
三、對液壓閥的基本要求
(1)動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動小。
(2)油液流過的壓力損失小。
(3)密封性能好。
(4)結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、調(diào)整、使用、維護方便，通用性大。
方向控制閥
類型:單向閥、換向閥
一、單向閥
類型:普通單向閥、液控單向閥
1、普通單向閥
作用:只允許油液沿一個方向流動，不允許油液反向倒流(起止回作用)
對單向閥的性能要求:
(1) 正向?qū)〞r，壓力損失要小;
(2)反向截止時，密封性要好。
2、
液控單向閥
作用:
(1)起止回作用;
(2)必要時解除逆止，允許油液反向通過。
3、單向閥用途
(1)止回作用:安裝在泵的出口，p.=0.3~0.5 bar
(2)作背壓閥用:防止液壓缸前沖或爬行，使系統(tǒng)作平穩(wěn)。
(3)作鎖緊裝置用:起重機支腿、夾緊回路等。
(4)保持控制油路有必要的壓力: Pr≥P液挖
(5)作復合閥使用:單向節(jié)流閥、單向順序閥、單向減壓閥、單向調(diào)速閥等。
(6)局部回路作安全閥使用: Ppr>P換熱器正常工作的距力
二、換向閥
作用:
利用閥芯相對于閥體間的相對位置改變，使油路接通、關(guān)斷，或改變油流的方向，從而使液壓執(zhí)行元件啟動、停止或變換運動方向。
1、對換向閥的性能要求
(1)油液導通時壓力損失要小;
(2)油液斷開時泄漏要小;
(3)閥芯換位時操縱力要小。
2、類型
按閥芯的形狀分類滑閥{包括控制部分、主體部分(位、通)}、轉(zhuǎn)閥
按閥的安裝方式分類:管式、板式、法蘭式。
按操縱方式分類:
手動、機動、電動、彈簧控制、液動、液壓先導控制、電液動等。
3、換向閥主體結(jié)構(gòu)與工作原理
幾種典型換向閥的結(jié)構(gòu)
1、手動換向閥
2、機動換向閥，又稱行程閥。
它是借助于安裝在工作臺上的擋鐵或凸輪來迫使閥芯移動。通常是二位的，有二通、三通、四通和五通幾種，其中二位二通機動閥又分常閉和常開兩種。
③電磁換向閥
工作原理:
利用電磁鐵的通電吸合與斷電釋放而直接推動閥芯來控制液流方向的。
類型:
交流(D,36V或220V或380V)
直流(E,24V或100V )
干式、濕式
交流電磁鐵:使用電壓為交流110、220、380V。特點是啟動力較大，不需要專門的電源，吸合、釋放快，動作時間約為0.01 ~0.03s。缺點是電源電壓下降15%以上，電磁鐵吸力明顯減小，若銜鐵不動作，干式電磁鐵會在10~15min (濕式1~1.5h) 后燒壞線圈，且沖擊及噪聲較大，壽命低，允許切換頻率為10次1分。
直流電磁鐵:使用電壓為直流110和24V,工作可靠，吸合釋放時間約為0.05~ 0.08s,切換頻率般為120次/分，沖擊小、體積小、壽命長，但需要專門的直流電源，成本較高。
交流本整型電磁鐵:電磁鐵是直流的，電磁鐵本身帶整流器，通入交流電經(jīng)整流后再供給直流電磁鐵。
干式電磁鐵:電磁鐵線圈、鐵芯與軛鐵處于空氣中而不和油液接觸。電磁鐵與閥連接時，在推桿處設(shè)置密封圈，避免了油液進入電磁鐵，而且裝拆方便。為了防止回油進入干式電磁鐵中，要求換向閥的回油壓力不能太高。
濕式電磁鐵:濕式電磁鐵的推桿與閥芯連成一體,取消了推桿處的動密封，所以摩擦力小，復位性能好，冷卻潤滑好，工作壽命長。
特點:
(1)動作迅速，操作輕便，便于遠距離控制;
(2)因受電磁鐵尺寸與推力的限制，僅能控制小流量(小于63 L (min)的液流;
(3)電磁鐵通斷電需電信號控制:如設(shè)備中的按鈕開關(guān)、限位開關(guān)、行程開關(guān)等;
(4)換向快，易產(chǎn)生液壓沖擊。
液動換向閥
工作原理:
利用控制油路的油液壓力來改變閥芯位置的換向閥。
特點:
(1) 換向速度易于控制，結(jié)構(gòu)簡單、動作平穩(wěn)可靠;
(2)由于液壓驅(qū)動力大，適用于大流量的場合;
(3)其控制油路必須有開關(guān)或換向裝置。
⑤電液動換向閥
組成
電磁閥:電磁閥負責液動閥控制油路的換向，起先導作用。
液動閥:負責主油路的換向。
特點:
(1)換向平穩(wěn)無沖擊;
(2)允許通過的流量大。
4、換向閥的滑閥機能
常態(tài)位:
換向閥的閥芯未受到外部操縱力作用時所處的位置。
滑閥機能:
閥芯處于常態(tài)位(原始位置)時各油口的連通方式。如二位閥有“常通型”、常斷型
中位機能:三位換向閥的閥芯在中間位置時，各油口的連通方式，稱為換向閥的中位機能。
穆格MOOG伺服閥D920-141
穆格MOOG伺服閥
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J761-004
液壓系統(tǒng)的組成及其作用
一個完整的液壓系統(tǒng)由五個部分組成，即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件(附件)和液壓油。
動力元件的作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。
執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達)的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，驅(qū)動負載作直線往復運動或回轉(zhuǎn)運動。
控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、誠壓閥、順序閥、壓力繼電器等;流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等，方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。
輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位油溫計等。
液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。
液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
液壓系統(tǒng)由信號控制和液壓動力兩部分組成，信號控制部分用于驅(qū)動液壓動力部分中的控制閥動作。
液壓動力部分采用回路圖方式表示，以表明不同功能元件之間的相互關(guān)系。液壓源含有液壓泵、電動機和液壓輔助元件;液壓控制部分含有各種控制閥，其用于控制工作油液的流量、壓力和方向;執(zhí)行部分含有液壓缸或液壓馬達，其可按實際要求來選擇。
在分析和設(shè)計實際任務(wù)時，一般采用方框圖顯示設(shè)備中實際運行狀況?？招募^表示信號流，而實心箭頭則表示能量流。
基本液壓回路中的動作順序一控制元件(二位四通換向閥)的換向和彈簧復位、執(zhí)行元件(雙作用液壓缸)的伸出和回縮以及溢流閥的開啟和關(guān)閉。對 于執(zhí)行元件和控制元件，演示文稿都是基于相應回路圖符號，這也為介紹回路圖符號作了準備。
根據(jù)系統(tǒng)工作原理，您可對所有回路依次進行編號。如果一個執(zhí)行元件編號為0，則與其相關(guān)的控制元件標識符則為1。如果與執(zhí)行元件伸出相對應的元件標識符為偶數(shù)，則與執(zhí)行元件回縮相對應的元件標識符則為奇數(shù)。不僅應對液壓回路進行編號，也應對實際設(shè)備進行編號，以便發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障。
DIN ISO1219-2 標準定義了元件的編號組成，其包括下面四個部分，設(shè)備編號、回路編號、元件標識符和元件編號。如果整個系統(tǒng)僅有一種設(shè)備，則可省略設(shè)備編號。
實際中，另一種編號方式就是對液壓系統(tǒng)中所有元件進行連續(xù)編號，此時，元件編號應該與元件列表中編號相一致。這種方法特別適用于復雜液壓控制系統(tǒng)，每個控制回路都與其系統(tǒng)編號相對應。
液壓或氣動技術(shù)在工業(yè)中的應用
液壓傳動和氣壓傳動統(tǒng)稱為流體傳動，是根據(jù)17世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理，利用液體與氣體來傳遞能量的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應用的一門技術(shù)。液壓技術(shù)最初用水作為工作介質(zhì)，以水壓機的形式將其應用于工業(yè)上，后來隨著技術(shù)的逐步進步，介質(zhì)改為油，至今大部分的液壓機械仍然是使用油作為介質(zhì)，但制造出來的產(chǎn)品無論在性能、范圍、用途等各方面都是以往的技術(shù)所不能比及的。經(jīng)過二百多年的發(fā)展，到如今，流體與氣體傳動技術(shù)水平的高低已成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標志。液壓與氣動技術(shù)開始大范圍的應用是在二十世紀，特別是1920年以后，發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在19世紀術(shù)20世紀初的20年間，才開始進入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。1925年維克斯發(fā)明了壓力平衡式葉片泵，為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動標準的逐步建立奠定了基礎(chǔ)。20世紀初康斯坦丁尼斯克對能量波動傳遞進行了理論及實際研究。
液壓技術(shù)一般應用于重型、大型、特大型設(shè)備，如冶金行業(yè)軋機壓下系統(tǒng)，連鑄機壓下系統(tǒng)等;高速響應隨動系統(tǒng)等工程機械，抗沖擊，要求功重比較高系統(tǒng)一般都采用液壓系統(tǒng)，這是應用液壓技術(shù)的最大的三個領(lǐng)域。
