液压元件/液力元件 |
|
| 按行业筛选 |
|
|
| 按产品筛选 |
|
|
| |
查看本类全部文章 |
| |
|
|
|
微型电-液比例先导阀的结构与参数 |
|
作者:广州机床研究所 张俊 |
|
微型电液比例先导阀具有体积小、重量轻、成本低、性能好等优点,作为先导阀可与二级溢流阀、减压阀组成比例溢流阀、比例减压阀,也可以单独使用,控制小流量系统压力。
1微型电—液比例先导阀的结构
目前,国内外常用的电液比例先导阀的结构有如下几种,如图1、图2、图3所示。
图1 图1中,微型电—液比例先导阀的结构采用的是针阀副结构。其特点是针阀利用阀体孔的导向,阀座轴向可调,同时调整比例电磁铁的弹簧预紧力可以改变电磁场的输出力─行程特性,这些特点便于调试时将阀调至最佳的工作点上。德国Rexroth公司生产的DBE型电液比例先导阀采用此种结构,该结构的加工及装配工艺性较好。
图2 图2中,微型电—液比例先导阀的结构与传统的针阀副结构不同,油液的作用面积为两个同心孔的面积差,电磁力与作用在此面积差上的液压力相平衡。因为面积差可以设计得比较小,故电磁场力可减小,比例电磁铁的尺寸可缩小。但针阀和阀座的几何形状及尺寸公差要求较高,故工艺性稍差。日本YuKen公司生产的EDG-01型电液比例先导阀就是此种结构。
图3 图3中,微型电—液比例先导阀的结构是采用的喷咀挡板式结构。因微型电—液比例阀比例电磁铁的输出力要比伺服阀的力矩马达输出力大得多,故喷咀直径可以选得足够大,因而通流面积大,阀的抗污染能力好,喷咀挡板的使用寿命也优于针阀副结构。美国Vickers公司生产的ECG-02型电液比例先导阀就采用了喷咀挡板式结构。
针对上述几种微型电—液先导阀的结构特点,广州机床研究所于80年代研制、生产了BY-※6B型微型电液比例先导阀,见图4。该阀结构采用喷咀挡板结构,由于选用了直径较大的喷咀,增大了通流面积,克服了伺服阀抗污染能力差的缺点,提高了该阀的性能和使用寿命。比例电磁铁的工作点可以用喷咀的垫片来调整,线圈的装拆更换容易、尺寸小、重量轻。
图4 2主要参数的计算
(1)比例电磁铁的最大输出力
电磁铁的最大输出力与电磁铁的行程、结构型式和对输出力—行程特性的要求等有关。通常输出力的大小与线圈的安匝数成正比,结构型式相同的电磁铁输出力大,其外形轮廓尺寸也较大。
电磁铁的输出力F和喷咀面积A与输出压力p的乘积相平衡,即
F=pA (1)
电磁力大,A可以选大值,即喷咀尺寸可较大,从而可减少阀对油液污染的敏感性。但电磁力过大,比例电磁铁的尺寸相应增大,这不仅增加了阀的体积和重量,也影响了阀的动态特性。通常取F=45N。
(2)喷咀直径
作用于挡板上的液动力FL
FL=(p+ρv2/2)A
其中:
FL=p(1+16C2dfx2/D2)A
式中:Q─通过喷咀的流量;
p─输出压力;
ρ─油液的密度;
Cdf─喷咀的流量系数;
x─喷咀与挡板之间的间隙;
D─喷咀的直径;
A─喷咀的面积。
式(3)中,当x/D较小时,液流速度引起的作用力很小,可以近似为FL≈pA=F,即 在电液比例阀中,为了提高抗干扰能力并使阀的输出压力稳定,通常希望电磁铁的输出特性为:dF/dx<0,也就是希望随着电磁铁位移的增加,输出力要减少。为了便于调整电磁铁输出力的特性,采用在电磁铁的推杆后端,附加一弹簧,因此电磁铁在工作点的输出力要小于该电磁铁的最大推力。现设电磁铁的最大推力为45N,而工作点取在36N附近,喷咀直径计算结果见表1。表1
(3)喷咀与挡板间的开度x
喷咀与挡板间的开度x按下式计算: 当x/D<0.32时,
式中:ρ─油液的密度,此处取ρ=9×10-2Pa.s2;
p─工作压力,Pa;
p0──回油口压力,Pa。 当通过喷咀的流量为单位流量(Q=1L/min)时,在最高使用压力(pmax)下,喷咀与挡板的开度x按式(7)计算结果如表2。表2
起始工作(pmin)时喷咀与挡板的开度x0见表3。表3
从上述计算结果可知,当通过喷咀的流量为单位流量,即Q=1L/min时,喷咀与挡板的开度x在0.02~0.11mm范围内变化。
此外,为了保证喷咀挡板对压力的控制作用,开度x必须限制在一定范围内,以防止喷咀通道流量饱和。x须满足πDxmax≤πD2/4即xmax≤D/4
并最好做到:xmax≤D/(8~16)
经验算,所选用的x值满足式(9)
(4)比例电磁铁的主要参数计算
①铁芯直径dt 式中:F=45N;
da─铁芯推杆直径,da=0.5cm;
Ba─气隙磁感应强度,Ba=78×10-2T;
∴dt≈1.6cm。
②挡铁外座直径d2 式中:S─挡铁环形面积,S=1.267cm2;
∴d2=2.04cm,取d2=2.2cm。
③激磁安匝数N1
N1=11400Ba.υ.δn
式中:υ─气隙系数,υ=0.4;
δn──电磁铁工作行程,δn=0.25cm。
∴N1=890安匝
④铜线直径d 式中:λ─导线电阻系数,
λ=2.2×10-4Ω.cm/m;
bs─线圈宽度,
bs=0.5cm;
E─直流额定电压,E=22V。
∴d=0.031cm
⑤线圈匝数N
N=bsLs/d02
式中:Ls─线圈长度,
Ls=3.2cm;
d0─漆包线外径,d0=0.036cm。
∴N=1235匝
3性能参数和输出特性
性能参数见表4。输出特性见图5。表4
图5 参考文献
[1]王春行主编.液压伺服控制系统.机械工业出版社,1987
[2]雷天觉主编.液压工程手册.1990.4
[3]电液比例控制技术.机械工业出版社,1988
[4]广州机床研究所.比例阀样本(end)
|
|
文章内容仅供参考
(投稿)
(如果您是本文作者,请点击此处)
(1/8/2007) |
文章点评
|
查看全部点评
投稿
进入贴吧 |
|
佳工网友 潘献忠
(Email)
于11/20/2007 8:47:00 PM评论说:
电液比例先导阀BY-6B/6.3MPa DC 850mA
中国MADEINCHINA广州
联系电话:13905996401
|
对 液压元件/液力元件 有何见解?请到 液压元件/液力元件论坛 畅所欲言吧!
|