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技術文章

電液比例閥的使用要點

發布時間:2017-04-26 瀏覽次數:1356次

 (1)電液比例壓力控制。采用電液比例壓力控制可以很方便地按照生產工藝及設備負載特性的要求,實現一定的壓力控制規律,同時避免了壓力控制階躍變化而引起的壓力超調、振蕩和液壓沖擊。與傳統手調閥的壓力控制相比較,可以大大簡化控制回路及系統,又能提高控制性能,而且安裝、使用和維護都比較方便。在電液比例壓力控制回路中,有用比例閥控制的,也有用比例泵或馬達控制的,但是以采用比例壓力閥控制為基礎的控制回路被廣泛應用。

1)比例調壓回路。采用電液比例溢流閥可以實現構成比例調壓回路,通過改變比例溢流閥的輸入電信號,在額定值內任意設定系統壓力。

電液比例溢流閥構成的調壓回路基本形式有兩種。其一如圖158 (a)所示,用一個直動式電液比例溢流閥2與傳統的先導式溢流閥3的遙控口相連接,比例溢流閥2作遠程比例調壓,而傳統先導式溢流閥3除作主溢流外,還起系統的安全閥作用。其二如圖158 (b)所示,直接用先導式電液比例溢流閥5對系統壓力進行比例調節,比例溢流閥5的輸入電信號為零時,可以使系統卸荷。安裝在閥5遙控口的傳統直動式溢流閥6,可以預防過大的故障電流輸入致使壓力過高而損壞系統。

2)比例減壓回路。采用電液比例減壓閥可以實現構成比例減壓回路,通過改變比例減壓閥的輸入電信號,在額定值內任意降低系統壓力。

與電液比例調壓回路一樣,電液比例減壓閥構成的減壓回路基本形式也有兩種。其一如圖159 (a)所示,用一個直動式電液比例壓力閥3與傳統的先導式減壓閥4的先導遙控口相連接,用比例壓力閥3作遠程控制減壓閥4的設定壓力,從而實現系統的分級變壓控制;液壓泵1的最大工作壓力由溢流閥2設定。其二如圖159(b)所示,直接用先導式電液比例減壓閥7對系統壓力進行減壓調節,液壓泵5的最大工作壓力由溢流閥6設定。  

電液比例減壓閥的比例減壓回路

(2)電液比例速度控制。采用電液比例流量閥(節流閥或調速閥)控制可以很方便地按照生產工藝及設備負載特性的要求,實現一定的速度控制規律。與傳統手調閥的速度控制相比較,可以大大簡化控制回路及系統,又能提高控制性能,而且安裝、使用和維護都比較方便。

1)基本回路。圖160所示為電液比例節流閥的節流調速回路。其中圖160(a)所示為進口節流調速回路,圖160 (b)所示為出口節流調速回路,圖160(c)所示為旁油路節流調速回路。它們的結構與功能的特點與傳統節流閥的調速回路大體相同。所不同的是,電液比例調速閥可以實現開環或閉環控制,可以根據負載的速度特性要求,以更高精度實現執行器各種復雜的速度控制。將圖中的比例節流閥換為比例調速閥,即構成電液比例調速閥的節流調速回路,由于比例調速閥具有壓力補償功能,所以執行器的速度負載特性即速度平穩性要好。  

電液比例節流閥的節流調速回路
機床微進給電液

2)機床微進給電液比例控制回路。圖161所示為機床微進給電液比例控制回路原理圖,采用了傳統調速閥l和電液比例調速閥3,以實現液壓缸2驅動機床工作臺的微進給。液壓缸的運動速度由其流量q2(q2 =q1-q3)決定。當q1>q3時,活塞左移;而當q1

(3)電液比例方向速度控制。采用兼有方向控制和流量的比例控制功能的電液比例方向閥或電液伺服比例閥(高性能電液比例方向閥),可以實現液壓系統的換向及速度的比例控制。下面給出幾個實例。

1)焊接自動線提升裝置的電液比例控制回路。圖162(a)所示為焊接自動線提升裝置的運行速度循環圖,要求升、降最高速度達0.5m/s,提升行程中點的速度不得超過0.15m/s,為此采用了電液比例方向節流閥1和電子接近開關2(所謂模擬式觸發器)組成的提升裝置電液比例控制回路,如圖162 (h)所示。工作時,隨著活塞擋鐵逐步接近開關2,接近開關輸出的模擬電壓相應降低直到ov,通過比例放大器去控制電液比例方向閥,使液壓缸5按運行速度循環圖的要求通過四桿機械轉換器將水平位移轉換為垂直升降運動。此回路對于控制位置重復精度的大慣量負載是相當有效的。

焊接自動線提升裝置的電液比例控制回路

  

深潛救生艇與失事艇的對接原理

2)深潛救生艇對接機械手的電液比例控制系統。在救援失事潛艇的過程中,需要深潛救生艇與失事艇對接,建立一個生命通道,將失事艇內的人員輸送到救生艇內,完成救援任務。救生艇共有兩對對接機械手,是救生艇的重要執行裝置,具有局部自主功能,圖163所示為其對接原理(僅給出一對機械手)。當深潛救生艇1按一定的要求停留在失事艇9上方后,通過對稱分布的4只液壓缸驅動的對接機械手的局部自主控制,完成機械手與失事艇對接裙7初連接、救生艇對接裙7與失事艇對接裙自動對中、收緊機械手使兩對對接裙正確對接等3步對接作業過程,以解決由于風浪流、失事艇傾斜等因素,難于直接靠近的救生艇的動力定位系統實現救生艇與失事艇的對接問題。為了避免因重達50t的救生艇的慣性沖擊力損壞機械手,在伸縮臂預手爪之間設有壓縮彈簧式緩沖裝置4,并通過計算機反饋控制手臂液壓缸,減小手爪5與甲板間的接觸力;同時采用電液比例系統對機械手進行控制,使其具有柔順功能。

圖164所示為機械手的電液比例控制系統原理(圖中只畫出了一只機械手的控制回路,其他3只機械手的控制回路與其相同)。系統的執行元件為實現對接機械手擺動和伸縮兩個自由度的液壓缸10和液壓缸11及驅動手爪開合的液壓缸12,其中擺動和伸縮兩個自由度采用具有流量調節功能的電液比例換向閥5和6實現閉環位置控制,兩位四通電磁換向閥8和9結合實現手臂的柔順控制。手爪缸12的運動由電液比例換向閥7控制。系統的油源為定量液壓泵1,其供油壓力由溢流閥3設定,單向閥2用于防止油液向液壓泵倒灌,單向閥4用于隔離手爪缸12與另外兩缸的油路,防止動作相互產生干擾。

  

機械手的電液比例控制系統原理

以伸縮缸11為例,說明系統的控制原理如下。當電磁鐵6YA通電使換向閥9切換至左位時,伸縮液壓缸便與比例閥6接通,此時,通過閥6的比例控制器控制比例電磁鐵3YA和4YA的輸入電信號規律,可以實現液壓缸活塞的位置控制,系統工作在位置隨動狀態。當6YA斷電并且3YA和4YA之一通電時,液壓缸11的無桿腔與有桿腔通過換向閥9的Y型機能連通并接系統的回油,使液壓缸的兩腔卸荷,活塞桿可以隨負載的運動而自由運動,實現伸縮的柔順功能。這樣既能保證該機械手與失事艇上的目標環初連接,同時也為其他3只機械手對接創造了條件,叉可以緩沖因救生艇運動而帶來的慣性力,避免損壞機械手。擺動液壓缸回路得控制原理與伸縮缸類同。

本系統的特點為:通過電液比例方向閥與電磁換向閥的配合控制,實現機械手的柔順功能;通過設置緩沖裝置和電液比例環控制,使深潛救生艇的對接機械手不致因慣性沖擊的因素而損壞,并提高了對接的成功率。

3)無縫鋼管生產線穿孔機芯棒送人機構的電液比例控制系統。圖165所示為無縫鋼管生產線穿孔機芯棒送人機構的電液比例控制系統原理,芯棒送人液壓缸行程為1.59m,最大行駛速度為1.987m/s,啟動和制動時的最大加(減)速度均為30m/s2,在兩個運動方向運行所需流量分別為937L/min和l68L/min,系統采用公稱通徑10的比例方向節流閥為先導控制級,通徑50的二通插裝閥為功率輸出級,組合成電液比例方向節流控制插裝閥。采用通徑10的定值控制壓力閥作為先導控制級,通徑50的二通插裝閥為功率輸出級,組合成先導控制式定值壓力閥,以滿足大流量和快速動作的控制要求。采用進油節流閥調節速度和加(減)速度,以適應阻力負載;采用液控插裝式錐閥鎖定液壓缸活塞,采用接近開關、比例放大器、電液比例方向節流閥等的配合控制,控制加(減)速度或斜坡時間,控制工作速度。 

無縫鋼管生產線穿孔機芯棒

2.使用注意事項

(1)在選擇比例節流閥或比例方向閥時,一定要注意,不能超過電液比例節流閥或比例方向閥的功率域(工作極限)。

(2)注意控制油液污染。比例閥對油液污染度通常要求為NASl638的7~9級(ISO的16/13,17/14,18/15級),決定這一指標主要環節是先導級。雖然電液比例閥較伺服閥的抗污染能力強,但也不能因此對油液污染掉以輕心,因為電液比例控制系統的很多故障也是由油液污染引起的。

(3)比例閥與放大器必須配套。通常比例放大器能隨比例閥配套供應,放大器一般有深度電流負反饋,并在信號電流中疊加著顫振電流。放大器設計成斷電時或差動變壓斷線時使閥芯處于原始位置,或是系統壓力最低,以保證安全。放大器中有時設置斜坡信號發生器,以便控制升壓、降壓時間或運動加速度或減速度。驅動比例方向閥的放大器往往還有函數發生器以便補償比較大的死區特性。

比例閥與比例放大器安置距離可達60m,信號源與放大器的距離可以是任意的。

(4)控制加速度和減速度的傳統的方法有:換向閥切換時間延遲、液壓缸內端位緩沖、電子控制流量閥和變量泵等。用比例方向閥和斜坡信號發生器可以提供很好的解決方案,這樣就可以提高機器的循環速度并防止慣性沖擊。

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