比例/伺服技术液压阀之应用

液压系统拥有三大参数: 位置、压力和流量。为了选择合适的比例/伺服阀,需要首先明确控制对象及方式。通俗点讲,只有目标明确了,才能开始制定行动方案。

看起来还挺容易的,对吧?不过,现实工作中液压系统的设计必须工艺条件、机械结构紧密配合,在某些情况下,由于对工艺理解不深、机械结构设计有误,可能在位置控制或速度控制、压力限制或压力控制等相关概念上混淆,容易从一开始就制定了错误的控制策略。

不好理解?打个比方,客户采用的p/Q控制方式类似于让驾驶着的汽车停车,但不使用刹车,仅控制油门,通过慢慢减小油门来减小速度,最后通过摩擦力完成车辆的停止。系统自然只能通过降低速度来保证定位精度。

 

比例/伺服技术液压阀之应用浅析——选择合适流量规格的阀 之一

比例/伺服阀为代表的液压阀是液压系统的神经元,对于执行器的精确控制(如位置、力、速度等)不可或缺。深入了解这类产品的结构和性能特点,有助于控制系统的设计和优化,可使液压驱动系统更节能、更精确、更经济。

上面,通过两个案例的具体分析,同您分享了在选择合适的比例/伺服阀之前,需要首先明确选择哪种控制方式:

  • 位置控制

  • 流量控制

  • 压力控制

位置控制(位置闭环控制)是其中应用最广泛、最能体现典型/标准选型规范的。因此本篇中,将分享控制策略确定为位置控制以后,选择合适的比例/伺服阀的第一步:确定液压阀通径大小及对应的规格。

博世力士乐公司提供了市场上最为丰富的比例伺服阀产品线,最大流量范围覆盖4L/min ~ 50,000 L/min。

同开关阀不同,由于比例/伺服阀芯节流边的设计,对于在同一输入信号时,同一规格、同一型号的液压阀在相同压差时有不同的流量选项。从另一方面讲,在同一输入信号下,不同规格的、不同型号的液压阀在相同压差下也会有相同的流量。

这对流量选型带来困难。一般而言,流量选型有几个原则供参考:

已知通过流量,

 计算压差,确定阀芯规格 

液压阀两侧压差不是人为决定的,而是由通过阀的流量大小和阀的通流能力共同决定。

得出

?P1= (PP *A1- ?F)/ (A1+A2/ φ2) = (210*20-3600)/ (20+10/φ2) =27 bar,如果选择2:1面积比阀芯的话,?P2=27 bar。则加在液压阀上的总压差为54 bar。再结合液压阀压差流量特性,可见NG16规格太小。

NG16通径中的180流量的压差流量特性

NG25通径中的220流量和325流量阀芯适合这个工况。选用220流量阀芯时,阀芯开口为92%,选择325流量阀芯时,阀芯开口78%。

NG25通径中的220流量和325流量的压差流量特性

 提高阀芯位移的分辨率 

阀芯规格选小不选大

 

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