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液壓比例控制系統(tǒng)
以比例控制元件完成動力與運動方向控制，分為比例壓力閥、比例流量閥、比例方向閥及比例方向流量閥，可為模擬量輸入或數(shù)字量輸入，視是否帶反饋分為開環(huán)控制與閉環(huán)控制，一般獲得頻率不是很高(10HZ)以內(nèi)，高頻響閥可實現(xiàn)較高頻率。
若精度要求不高可考慮使用電液比例控制系統(tǒng)，一般電液比例控制系統(tǒng)可達至以下精度
位置精度- 3 mm
速度精度帶壓力補償器- 3%
加減速斜坡時間-0.5秒
壓力帶位移傳感器的產(chǎn)品-比例壓力閥設(shè)定的0.3% (如壓力設(shè)定為200bar,精度可達0.6bar)
一般的多驅(qū)動器液壓系統(tǒng)皆要求流量及壓力控制，提供比例壓力及流量控制系統(tǒng)
開環(huán)式比例壓力及流量控制可用于定量泵及變量泵系統(tǒng)。
速度和流量比例控制的分別是:
流量控制只控制供油量,并不控制驅(qū)動元件的運動方向;
若系統(tǒng)負載及變速要求高，則要使用速度控制系統(tǒng)。
速度比例控制多用于自動化控制、注塑機、壓力機等
使用閉環(huán)的主要原因:
保持設(shè)定值不受外來干擾所影響
→在不同的工作壓力下保持穩(wěn)定的速度
→在不同的輸出力下保證相同位置
→在帶偏載的情況下作同步移動
提高精度要求
→位置誤差低于1 mm
→壓力誤差低于1 ba
→需要控制加減速度
高動態(tài)要求的系統(tǒng)
→模擬應(yīng)用
→測驗應(yīng)用

液壓傳動技術(shù)在機械中的應(yīng)用.
驅(qū)動機械運動的機構(gòu)以及各種傳動和操縱裝置有多中形式。根據(jù)所用的不見和零件，可分為機械的、電氣的、氣動的、液壓的傳動裝置。經(jīng)常還將不同的形式組合起來運用一四位一體。由于液壓傳動具有很多優(yōu)點，使這種新技術(shù)發(fā)展的很快。液壓傳動應(yīng)用與金屬切割機床也不過四五十年的歷史。航空工業(yè)在1930年以后才開始采用。特別是近二三十年一來液壓技術(shù)在各種工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。
1、在機床上，液壓傳動常應(yīng)用在以下的- -些裝置中
1.1進給 傳動裝置磨床砂輪架和工作臺的進給運動大部分采用液壓傳動;車床、六角車床、自動車床的刀架或轉(zhuǎn)塔刀架，銑床、刨床、組合機床的工作臺等的進給運動也都采用液壓傳動。這些部件有的要求快速移動，有的要求慢速移動。有的既要求快速移動，也要求慢速移動。這些運動多半要求有較大的調(diào)速范圍，要求在工作中無級調(diào)速;有的要求持續(xù)進給，有的要求間歇進給;有的要求在負載變化下速度恒定，有的要求有良好的換向性能等等。所有這些要求都是可以用液壓傳動來實現(xiàn)的。
1.2往復(fù)主題運動傳動裝置龍i刨床的工作臺、牛頭刨床或插床的滑枕，由于要求作高速往復(fù)直線運動并且要求換向沖擊小、換向時間短、能耗低，因此都可以采用液壓傳動。
1.3仿形裝置車床、銑床、刨床上的仿形加工可以采用液壓伺服系統(tǒng)來完成。起精度可達0.01-0. 02m。此外，磨床上的成型砂輪修正裝置亦可采用這系統(tǒng)。
1.4 輔助裝置機床上的夾緊裝置、齒輪箱變速操縱裝置、絲桿螺母間隙消除裝置、垂直移動部件平衡裝置、分度裝置、工件和刀具裝卸裝置、工件輸送裝置等，采用液壓傳動，有利于簡化機床結(jié)構(gòu)，提高機床自動化程度。
1.5靜壓支承重型機床、高速機床、高精度機床上的軸承、導(dǎo)軌、絲桿螺母機構(gòu)等處采用液壓靜支承后，可以提高工作平穩(wěn)性和運動精度。
2、液壓傳動技術(shù)在工程機械行走驅(qū)動中的應(yīng)用
行走驅(qū)動系統(tǒng)是工程機械的重要組成部分。與工作系統(tǒng)相比，行走驅(qū)動系統(tǒng)不僅需要傳輸更大的功率，要求器件具有更高的效率和更長的壽命，還希望在變速調(diào)速、差速、改變輸出軸旋轉(zhuǎn)方向及反向傳輸動力等方面具有良好的能力。于是，采用何種傳動方式，如何更好地滿足各種工程機械行走驅(qū)動的需要，-直是工程機械行業(yè)所要面對的課題。尤其是近年來，隨著我國交通、能源等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進程的快速發(fā)展，建筑施工和資源開發(fā)規(guī)模不斷擴大，工程機械在市場需求大大增強的同時，更面臨著作業(yè)環(huán)境更為苛刻、工沉條件更為復(fù)雜等所帶來的挑戰(zhàn)，也進一步推動著對其行走驅(qū)動系統(tǒng)的深入研究。

液壓傳動是一種可達到傳遞動力、增加動力、改變速比等目的的傳動方式。液壓傳動是以液體為工作介質(zhì)，靠處于密閉容器內(nèi)的液體靜壓力來傳遞力的傳動方式，靜壓力的大小取決于負載，而負載速度的傳遞是按液體容積變化相等的原則進行的，其速度大小取決于流量；如果忽略損失，液壓傳動所傳遞的力與速度無關(guān)。
液壓傳動相比其他傳統(tǒng)傳動方式優(yōu)勢較為明顯：1）功率重量比大，能以較輕的設(shè)備重量取得更大的力和轉(zhuǎn)矩；2）慣性小，啟動、制動迅速；3）無級調(diào)速，調(diào)速范圍大，低速性能好；4）高響應(yīng)速度；5）高負載剛度；6）可控性好，易于實現(xiàn)自動化，液壓元件位臵可以根據(jù)設(shè)備需要進行調(diào)整。

液壓傳動已成為現(xiàn)代機械裝備與機電產(chǎn)品的重要基礎(chǔ)技術(shù)，在工業(yè)機械領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用。液壓系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域包括：工業(yè)生產(chǎn)（鍛壓機械、注塑機、機床、加工中心、機器人、礦山機械、包裝機械等）、行走機械（工程機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車等）、航空航天（飛機、宇宙飛船、衛(wèi)星發(fā)射裝臵等）、艦船（船舶及艦艇甲板機械、操作及控制系統(tǒng)）、海洋工程（海洋開發(fā)平臺、海底鉆探、水下作業(yè)等）。以國外為例，約95%的工程機械、90%的數(shù)控加工中心、95%的自動化生產(chǎn)線均采用液壓傳動。此外，根據(jù)工業(yè)機械設(shè)備使用的液壓系統(tǒng)壓力條件不同，可按其額定壓力分為低壓系統(tǒng)（<6.3MPa）、中壓系統(tǒng)（6.3-10MPa）、中高壓系統(tǒng)（10-20MPa）和高壓系統(tǒng)（>20MPa）。

液壓系統(tǒng)主要由5個部分組成，泵、閥、油缸、馬達為核心元件。典型的液壓系統(tǒng)由動力元件（主要是液壓泵）、控制元件（主要是液壓閥）、執(zhí)行元件（包括液壓油缸、液壓馬達）、輔助元件（包括油箱、過濾器、蓄能器、熱交換器）、工作介質(zhì)（包括礦物油、乳化液、液壓油等）5個部分組成，其中泵、閥、油缸、馬達的技術(shù)難度大、產(chǎn)品附加值高、價值占比較高，是液壓系統(tǒng)的核心元件。

ATOS比例閥DHZO-T-071-L5 31

阿托斯ATOS比例閥
DLHZO-T-040-L5131
DHZO-A-071-L5
DHZO-A-071-L5/18 20
DHZO-A-071-S3 20
DHZO-A-071-S5
DHZO-A-073-D5
DHZO-A-073-D5/18
DHZO-A-073-L5
DHZO-A-073-S3 20
DHZO-A-073-S5
DHZO-AE-051-S5 10
DHZO-AE-071-D5/I
DHZO-AE-071-S5/I
DHZO-AE-073-D5/I 10
DHZO-AE-073-S5 10
DHZO-AE-073-S5/I 10
DHZO-AT-073-P3 20
DHZO-ATE-073-P3/B/DP27SB 20
DHZO-T-051-L1
DHZO-T-051-L5 31
DHZO-T-071-D5
DHZO-T-071-L5 20
DHZO-T-071-L5 31
DHZO-T-071-S5
DHZO-TE-051-L5/Y 40
DHZO-TE-071-L5
DHZO-TE-071-S5 40 /PE
DHZO-TE-073-S5
DKZA-A-173-L5/PA-M/7
DKZO-A-151-S5
DKZO-A-171-L5
DKZO-A-173-S5
DKZOR-A-151-S5
DKZOR-A-151-S5/18 40
DKZOR-A-151-S5/B
DKZOR-A-153-L5/B
DKZOR-A-171-D5 40
DKZOR-A-171-L5
DKZOR-A-171-S5
DKZOR-A-171-S5/18
DKZOR-A-173-D5
DKZOR-A-173-L5

液壓控制閥,
一、液壓控制閥的分類
1.概述
在液壓系統(tǒng)中,用于控制和調(diào)節(jié)工作壓力的高低、流量大小以及改變流量方向的元件統(tǒng)稱為液壓控制閥。液壓控制閥通過對工作液體的壓力、流量以及流液方向的控制與調(diào)節(jié),從而可以控制液壓執(zhí)行元件的開啟、停止和換向,調(diào)節(jié)其運動速度和輸出扭矩(或力)
2.液壓控制閥的分類 .
2.1按功能分類
(1)壓力控制閥用于控制或調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)或回路壓力的閥， 如溢流閥、減壓閥、順序閥壓力繼電器等;
(2)方向控制閥用于控制或調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)或回路中方向及其通和斷,從而控制執(zhí)行元件的運動方向及其啟動、停止的閥。如單向閥、換向閥等;
(3)流量控制閥用于控制或調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)或回路中工作液體流量大小的閥。如節(jié)流閥、調(diào)速閥、分集流閥等
2.2按閥的控制方式分類
液壓控制閥按控制方式可分為:
(1)開關(guān)(或定值)控制閥:借助于通斷型電磁鐵及手動、機動、液動等方式,將閥芯位置或閥芯上的彈簧設(shè)定在某一工作狀態(tài) ,使液流的壓力、流量或流向保持不變的閥。這類閥屬于常見的普通液壓閥
(2)比例控制閥:采用比例電磁鐵(或力矩馬達)將輸入信號轉(zhuǎn)換成力或閥的機械位移,使閥的輸出(壓力、流量)也按照其輸入量連續(xù)、成比例地進行控制的閥,比例控制閥一般屬于開環(huán)控制閥, 現(xiàn)在也很多用在閉環(huán)系統(tǒng)中。
(3)伺服控制閥:其輸入信號(電量、機械量)多為偏差信號(輸入信號與反饋信號的差值),閥的輸出量( 壓力、流量)也按照其輸入量連續(xù)、成比例地進行控制的閥。這類閥的工作性能類似于比例控制閥,但具有較高的動態(tài)瞬應(yīng)和靜態(tài)性能,多用于要求較高的、響應(yīng)快的閉環(huán)液壓控制系統(tǒng)。
(4)數(shù)字控制閥:用于數(shù)字信息直接控制的閥類。

二、壓力控制閥
壓力控制閥(簡稱壓力閥)是用來控制液壓傳動系統(tǒng)或氣壓傳動系統(tǒng)中流體壓力的一種控制閥。
常用的壓力閥有:溢流閥、減壓閥、順序閥和壓力繼電器等。
大型鋼廠現(xiàn)場采用的壓力控制閥種類很多, 如:減壓溢流閥、比例減壓閥、先導(dǎo)式溢流閥、直動式溢流閥、溢流閥、電磁溢流閥、板式減壓閥、減壓閥、比例減壓溢流閥、壓力補償器。
針對具有代表性的,現(xiàn)場易出故障的壓力控制閥的工作原理和結(jié)構(gòu)進行分析。
1、DR型先導(dǎo)式減壓閥
1.結(jié)構(gòu)分析
其組成主要包括帶主閥插件(3)的主閥(1)和帶壓力調(diào)節(jié)組件的先導(dǎo)閥(2)。在靜態(tài)位置,閥常開，油液可自由地從油口B經(jīng)主閥芯插件(3)進入油口A。油口A的壓力作用于主閥芯的底側(cè)。同時作用于先導(dǎo)閥(2)中的球閥(6)上, 經(jīng)節(jié)流孔(4)作用于主閥芯(3)的彈簧加載側(cè),并且流經(jīng)油口(5)。
同樣,壓力經(jīng)節(jié)流孔(7)、控制油路(8)、單向閥(9)和節(jié)流孔(10)作用于球閥(6)上。根據(jù)彈簧(11)的設(shè)定,在球閥(6)前部、油口(5)中和彈簧腔(12)內(nèi)建壓,保持控制活塞(13)處于開啟位置。
油液可自由地從油口B經(jīng)主閥芯插件(3)流入油口A，直至油口A的壓力超過彈簧(11)的設(shè)定值,并打開球閥(6)、控制活塞(13)移至關(guān)閉位置。
當(dāng)油口A的壓力與彈簧設(shè)定壓力之間達到平衡時, 獲得期望的減壓壓力。控制油經(jīng)控制油路(15)由外部從彈簧腔(14)泄回油箱。通過安裝一個可選的單向閥 (16)可實現(xiàn)從油口A至B的自由返回流動。壓力表接口(17)用于油口A的減壓壓力監(jiān)測。

2、3DR型先導(dǎo)式減壓閥
1.結(jié)構(gòu)分析
3DR型減壓閥是三通先導(dǎo)式減壓閥,起到減壓溢流作用。
減壓閥主要包括帶控制閥芯(2)的主閥(1) 和帶調(diào)壓裝置(10)的先導(dǎo)控制閥(3)。在靜態(tài)位置,閥常開,油液可自由地從油口P經(jīng)主閥芯(2)進入油口A。油口A的壓力通過孔(4)作用于主閥芯的右側(cè)壓縮彈簧。同時通過節(jié)流孔(6)作用于主閥(2)的彈簧一側(cè)(6)上 ,經(jīng)通道(5)作用于先導(dǎo)球閥(7)。
根據(jù)彈簧(11)的設(shè)定,在球閥(7)之前和通道(5)中建壓,保持控制閥芯(2)處于開啟位置。油液可自由地從油口P經(jīng)主閥芯流入油口A ,直至油口A的壓力超過彈簧(11)的設(shè)定值,并打開球閥(7)
當(dāng)油口A的壓力與彈簧設(shè)定壓力之間達到平衡時,獲得期望的減壓壓力。
如果油口A的壓力在外力的作用下繼續(xù)升高, 主閥芯(2)繼續(xù)壓向彈簧(9)，這樣油口A通過腔(8)與油口T相連,多余的壓力油泄回油箱,從而確保減壓壓力不變。
先導(dǎo)油的回油必須外泄到Y(jié)口, Y口油液要無背壓自由回油箱。
壓力表連接(14)用于油口A的減壓壓力監(jiān)測

意大利ATOS阿托斯比例閥，比例換向閥，比例方向閥，伺服電磁閥：

DKZOR-A-173-L5/18 40
DKZOR-A-173-L5/Y
DKZOR-A-173-S3
DKZOR-A-173-S5
DKZOR-A-173-S5/18
DKZOR-AE-171-L5 10
DKZOR-AE-171-S5
DKZOR-AE-171-S5 10/WG
DKZOR-AE-171-S5/Y 10
DKZOR-AE-173-D5 10
DKZOR-AE-173-L5 10
DKZORC-A-151-S5/18
DKZOR-T-151-L5
DKZOR-T-151-L5/Y
DKZOR-T-153-L5
DKZOR-T-171-D5
DKZOR-T-171-L5
DKZOR-T-171-S5
DKZOR-T-171-S5/Y
DKZOR-T-173-L5 40
DKZOR-TE-170-L5 40
DKZOR-TE-171-L5
DKZOR-TE-171-L5/I 40
DKZOR-TE-171-S5
DKZOR-TE-171-S5/Y
DKZOR-TE-173-L5 40
DKZO-T-171-S3
DKZO-T-173-S5
阿托斯ATOS電磁閥線圈 
SP-CAI-110/50/60AC/80
SP-CAI-230/50/60AC/80
SP-CAU-110DC/80
SP-CAU-220DC/80
SP-CAU-230RC/80
SP-CAU-24DC/80
SP-COI-110/50/60AC
SP-COI-230/50/60AC /80
SP-COU-110DC/80

電液比例閥是比例控制系統(tǒng)中的主要功率放大元件,按輸入電信號指令連續(xù)地成比例地控制液壓系統(tǒng)的壓辦流量等參數(shù)。與伺 服控制系統(tǒng)中的伺服閥相比,在某些方面還有一-定的性能差距(主要性能比較如表1所示),但它顯著的優(yōu)點是抗污染能力強,大大地減少了由污染而造成的工作故障,提高了液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和可靠性。另一方面比例閥的成本比伺服閥低，結(jié)構(gòu)也簡單,已在許多場合獲得廣泛應(yīng)用。

比例閥按功能分為三大類
(1)比例壓力閥。有溢流閥減壓閥,分別有直動和先導(dǎo)兩種結(jié)構(gòu);可連續(xù)地或按比例地遠程控制其輸出油液壓力;
(2)比例換向閥。有直動和先導(dǎo)兩種結(jié)構(gòu),直動閥有帶位移傳感器和不帶位移傳感器兩類。由于使用了比例電磁鐵閥芯不僅可以換位，而且換位的行程可以連續(xù)地或按比例地變化。因而連通油口間的通流面積也可以連續(xù)或按比例地變化。所以比例換向閥不僅能夠控制執(zhí)行元件的方向而且能夠控制其速度。因為這個原因比例閥中的比例換向閥應(yīng)用也為普遍;
(3)比例流量閥。有比例調(diào)速閥和比例溢流流量控制閥,可連續(xù)地或按比例地遠程控制其輸出流量。
比例閥的輸入單元是電-機械轉(zhuǎn)換器,它將輸入的電信號轉(zhuǎn)換成機械量轉(zhuǎn)換器有伺服電機和步進電機力馬達和力矩馬達比例電磁鐵等形式。但常用的比例閥大都采用了比例電磁鐵，比例電磁鐵根據(jù)電磁原理設(shè)計,能使其產(chǎn)生的機械量(力或力矩和位移)與輸入電信號(電流)的大小成比例,再連續(xù)地控制液壓閥閥芯的位置，進而實現(xiàn)連續(xù)地控制液壓系統(tǒng)的壓力方向和流量。比例電磁鐵的結(jié)構(gòu)，它由線圈、銜鐵推桿等組成,當(dāng)有信號輸入線圈時,線圈內(nèi)磁場對銜鐵產(chǎn)生作用力,銜鐵在磁場中按信號電流的大小和方向成比例連續(xù)地運動,再通過固連在一起的銷釘帶動推桿運動,從而控制滑閥閥芯的運動。應(yīng)用廣泛的比例電磁鐵是耐高壓直流比例電磁鐵。

比例電磁鐵的類型按照工作原理主要分為
如下幾類:
(1)力控制型
這類電磁鐵的行程短，只有1 5mm,輸出力與輸入電流成正比,常用在比例閥的先導(dǎo)控制級
上:
(2)行程控制型
由力控制型加負載彈簧共同組成，電磁鐵輸出的力通過彈簧轉(zhuǎn)換成輸出位移,輸出位移與輸入電流成正比，工作行程達3mm,線性好，可以用在直控式比例閥上;
(3)位置調(diào)節(jié)型
銜鐵的位置由傳感器檢測后,發(fā)出一個閥內(nèi)反饋信號,在閥內(nèi)進行比較后重新調(diào)節(jié)銜鐵的位置。閥內(nèi)形成閉環(huán)控制,精度高,銜鐵的位置與力
無關(guān)，精度高的比例閥如德國的博世意大利的阿托斯等都采用這種結(jié)構(gòu)。
比例閥與放大器配套使用放大器采用電流負反饋,設(shè)置斜坡信號發(fā)生器階躍函數(shù)發(fā)生器、PD調(diào)節(jié)器反向器等,控制升壓降壓時間或運動加速度及減速度。斷電時, 能使閥芯處于安全位置。
比例電磁鐵和液壓閥組成電液比例閥。由于比例電磁鐵可以在不同的電流下得到不同的力(或行程),因此可以無級改變壓力、流量。故比例電磁鐵是比例閥的關(guān)鍵元件。

(1)比例環(huán)節(jié)
比例環(huán)節(jié)也稱為無慣性環(huán)節(jié),對液壓缸或馬達，忽略液壓油的可壓縮性和泄漏,液壓缸的流量Q= VA。其中V為活塞速度;A為活塞面積。其傳遞函數(shù)為: g(s)= V (s)/Q(s)= 1/A =式中K為比例環(huán)節(jié)放大系數(shù)或增益,表示輸入量經(jīng)過放大K倍后輸出。
(2)比例控制系統(tǒng)
比例控制系統(tǒng)根據(jù)有無反饋分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制。如比例閥控制液壓缸或馬達系統(tǒng)可以實現(xiàn)速度位移轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩等的控制。
由于開環(huán)控制系統(tǒng)的精度比較低,無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸入量就可以無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出量力速度以及加減速度等。這種控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成簡單,系統(tǒng)的輸出端和輸入端不存在反饋回路,系統(tǒng)輸出量對系統(tǒng)輸入控制作用沒有影響,沒有自動糾正偏差的能力,其控制精度主要取決于關(guān)鍵元器件的特性和系統(tǒng)調(diào)整精度，所以只能應(yīng)用在精度要求不高并且不存在內(nèi)外干擾的場合。開環(huán)控制系統(tǒng)一.般不存在所謂穩(wěn)定性問題。
閉環(huán)控制系統(tǒng)(即反饋控制系統(tǒng))的優(yōu)點是對內(nèi)部和外部干擾不敏感，系統(tǒng)工作原理是反饋控制原理或按偏差調(diào)整原理。這種控制系統(tǒng)有通
過負反饋控制自動糾正偏差的能力。但反饋帶來了系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，只要系統(tǒng)穩(wěn)定，閉環(huán)控制系統(tǒng)可以保持較高的精度。因此, 目前普遍采用閉環(huán)控制系統(tǒng)。