1、3.11 滑阀的设计,1 结构型式的选择（工作边数、节流窗口形状选择、预开口型式以及阀芯凸肩数的选择） 2 主要参数的确定根据负载的要求可以确定供油压力和额定流量 即阀的最大空载流量总而言之，要求满足稳态特性、动态特性要求，结构简单、工艺性好、驱动力小和工作可靠等,一、 结构型式的选择 （一）工作边数（或通路数）的选择 考虑执行元件的形式 双边滑阀：差动液压缸 四边滑阀：双作用缸和马达 性能：四边滑阀较好（零位流量增益一样、但压力增益是双边滑阀的二倍） 结构工艺：双边滑阀较好 用途：双边（机液伺服）、四边(电液伺服),（二）节流窗口形状选择 根据系统要求的流量增益来选择 矩形窗口：流量增益线性
2、好 圆形孔口：加工简单，流量增益非线性，用于要求不高的场合,（三）预开口型式 零开口阀（矩形窗口）：流量增益线性好，压力增益高，零位泄漏量小，有广泛应用 正开口阀：流量增益非线性，压力增益低，零位泄漏量大，只在特殊情况下使用 负开口阀：在零位附近具有死区特性，很少使用 （四）阀芯凸肩数的选择 与阀的通路数、工作边的布置、供回油密封 等有关。二通阀可采用两个凸肩,二、主要参数的确定,根据负载的要求可以确定供油压力和额定流量 （即阀的最大空载流量),面积梯度W,在供油压力一定时，面积梯度的大小决定阀的零位流量增益，影响系统的稳定性。 在机液伺服系统中，改变W是调节系统开环增益的主要方法，有时还是唯
3、一的方法。 在电液伺服系统中，调整电子放大器的增益可以很方便地改变回路增益，所以阀的流量增益或W的确定不是十分重要，而阀芯最大位移xvmax的选择显得更为重要。,(二) 阀芯最大位移xvmax,通常希望适当降低W以增加xvmax 1 提高阀的抗污能力，减少阻塞现象 2 可以降低阀芯轴向尺寸的公差要求但是：较大的xvmax在电磁操作控制元件中受到输出位移和输出力的限制。在机械伺服系统中输出位移和输出力大，可以有较大的xvmax,阀芯直径d,为了保证阀芯有足够的刚度，应使阀芯颈部直径dr0.5d; 为了避免流量饱和现象，阀腔通道内的流速不应过大，应使阀腔通道的面积为控制窗口面积的4倍以上,全周开口
4、的滑阀不产生流量饱和的条件 若不满足，不能采用全周开口的阀，加大阀芯直径d。,第四章 液压动力元件,液压动力元件是由液压放大元件和液压执 行元件组成。 放大元件液压控制阀、伺服变量泵 执行元件液压缸与液压马达 故有：阀控液压缸、阀控液压马达 泵控液压缸、泵控液压马达 前两种称为阀控（节流控制）系统 后两种称为泵控（容积控制）系统,4.1液压动力机构与负载的匹配,液压动力机构是拖动负载的装置，根据负载的要求来选择液压动力机构的参数，称为液压动力机构与负载的匹配。 4.1.1 负载的类型及特性 1.惯性负载2.惯性黏性阻尼负载,3.弹性负载4.摩擦负载5.合成负载,4.1.2等效负载的计算,惯量、
5、黏性阻尼系数、刚度等折算到转数高i倍的另一部分时，只需将它们除以i2即可。 惯量、黏性阻尼系数、刚度等折算到转数低i倍的另一部分时，只需将它们乘以i2即可。,4.1.3液压动力元件的输出特性,液压动力元件的输出特性是在稳态情况下，执行元件的输出速度、输出力与阀的位移三者之间的关系,如图44. 1）提高供油压力，使整个抛物线右移，输出功率增大 2）增大阀的最大开口面积，使抛物线变宽，但顶点不动，输出功率增大 3）增大液压缸活塞面积，使抛物线顶点右移，同时使抛物线变窄，但最大输出功率不变。,负载与负载速度之间的关系称为负载特性。以负载力为横坐标，负载速度为纵坐标所画的曲线称之为负载轨迹,4.1.3
6、 动力机构与负载匹配 根据负载轨迹进行负载匹配时，只要使动力元 件的输出特性曲线能够包围负载轨迹，同时使 输出特性曲线与负载轨迹之间的区域尽量小， 便认为液压动力元件与负载相匹配满足负载需要效率（减小功率损失） 最佳匹配,4.2 四通阀控制液压缸,液压动力元件的动态特性在很大程度上决 定着整个系统的性能。为得到动力元件的 传递函数，需要三个基本方程。 阀控流量方程 液压缸流量连续性方程 液压缸和负载的力平衡方程,（444）,（452）,（452）,液压缸内泄漏系数,液压缸外内泄漏系数,有效体积弹性模量,液压缸进油腔容积,活塞及负载折算到活塞上的总质量,活塞及负载的粘性阻尼系数,负载弹性刚度,总
7、流量压力系数KcCtp,消去中间变量QL和pL，求得阀芯输入位移xv和外负载力FL同时作用时液压缸活塞的总输出位移为,（458）,（459）,（自阅）,四、频率响应分析,（464）,传递函数由比例环节、一个积分环节和二阶振荡环节组成。,一般来说液压系统是低阻尼系统，提高系统的阻尼对系统的稳定性有重要的意义。方法有：设置旁路泄漏通道；（降低了系统的刚度，增大了功率损失）采用正开口阀，正开口Kco大，可以增加阻尼；（带来非线性Kq，稳态液动力变化等）增加负载的粘性阻尼Bp。另设阻尼器，复杂,3 液压阻尼比,四、对于干扰输入FL的频率响应分析 负载干扰力对液压缸的输出位移Xp和输出 速度 有影响，这种影响可以用刚度来表 达，分别为位置刚度和动态速度刚度。,?,（1）动态位置刚度： 就是动态位置柔度特性（465）的倒数,（二）有弹性负载时的频率相应分析,（自阅）,
