比例/伺服閥為代表的液壓閥是液壓系統的神經元,對于執行器的精確控制(如位置、力、速度等)不可或缺。深入了解這類產品的結構和性能特點,有助于控制系統的設計和優化,可使液壓驅動系統更節能、更精確、更經濟。 1 O: s% d0 V8 Z/ @# X. i9 T
在序篇中,通過兩個案例的具體分析,同您分享了在選擇合適的比例/伺服閥之前,需要首先明確選擇哪種控制方式: 位置控制 流量控制 壓力控制 a. l5 j+ p. s. z( ~0 B; K
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位置控制(位置閉環控制)是其中應用最廣泛、最能體現典型/標準選型規范的。因此本篇中,將分享控制策略確定為位置控制以后,選擇合適的比例/伺服閥的第一步: 確定液壓閥通徑大小及對應的規格。 同開關閥不同,由于比例/伺服閥芯節流邊的設計,對于在同一輸入信號時,同一規格、同一型號的液壓閥在相同壓差時有不同的流量選項。從另一方面講,在同一輸入信號下,不同規格的、不同型號的液壓閥在相同壓差下也會有相同的流量。
2 f6 q# |" W8 `: H* o) Q 這對流量選型帶來困難。一般而言,流量選型有幾個原則供參考: 7 Q4 V1 J7 t1 _; J% v# e5 l" q
液壓閥兩側壓差不是人為決定的,而是由通過閥的流量大小和閥的通流能力共同決定。
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1 o; M" m0 y6 [, M0 P得出 ∆ 1= (PP *A1- ∆F)/ (A1+A2/ φ2) = (210*20-3600)/ (20+10/φ2) =27 bar,如果選擇2:1面積比閥芯的話,∆ 2=27 bar。 則加在液壓閥上的總壓差為54 bar。再結合液壓閥壓差流量特性,可見NG16規格太小。 NG25通徑中的220流量和325流量閥芯適合這個工況。選用220流量閥芯時,閥芯開口為92%,選擇325流量閥芯時,閥芯開口78%。 NG25通徑中的220流量和325流量的壓差流量特性 1 X8 K2 ^( G- p4 Y2 c4 P
如果兩種不同公稱流量的閥芯都能滿足,通常選擇流量小一些的閥芯。如上面兩種閥芯220 L/min和350 L/min, 第一種閥芯開口92%可以滿足設計要求,剩余8%閥芯位移無用。第二種閥芯閥芯開度78%,剩余22%閥芯位移無用。220 L/min閥芯對輸入信號的分辨率更高。
. M) M1 K: V' W; v7 h* N3 m2 \1 a 流量大的閥芯在同樣流量下壓力損失小,能量損失低,液壓系統的工作效率更高。 $ b+ ]3 V' G! `7 F" Y ^, B
同一類型液壓閥,小通徑液壓閥響應比大通徑要快,在很多應用中,使用兩個小通徑液壓閥代替大通徑。比如在冶金 AGC 應用中,使用兩個 NG16 伺服閥來代替 NG25 液壓閥。下圖中也是使用兩個 NG6 液壓閥做先導閥來代替 NG10 先導閥,以提高動態特性。 2 p# r! n: v3 y
綜上,液壓閥規格和流量的選擇需要根據實際情況計算確定。
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7 c( S, v( p7 g I5 _6 t. N" ] 不好理解?舉個例子,裝修砸墻時,大面積砸墻肯定用大錘。一砸一大片,能提高效率。但是到最后扣縫呢?自然是需要小錘,再上大錘容易把墻面破壞。這最后定位過程中,就如同是砸墻的扣縫,流量過大就容易出現過沖,導致油缸來回振蕩 。
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后續文章里,我們將會漸次展開面對各種性能要求,選擇比例/伺服閥的一般性原則和相關案例。
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