增量式數(shù)字閥結(jié)構(gòu)形式
1. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的增量式數(shù)字流量閥(見(jiàn)圖3)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)滾珠絲桿2轉(zhuǎn)化為軸向位移,帶動(dòng)節(jié)流閥閥心3移動(dòng),控制閥口的開(kāi)度,從而實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。該閥的閥口由相對(duì)運(yùn)動(dòng)的閥心3和閥套4組成,閥套上有兩個(gè)通流孔口,左邊為全周開(kāi)口,右邊為非全周開(kāi)口。閥心移動(dòng)時(shí)先打開(kāi)右邊的節(jié)流口,得到較小的控制流量;閥心繼續(xù)移動(dòng),則打開(kāi)左邊閥口,流量增大,這種結(jié)構(gòu)使閥的控制流量可達(dá)3600L/min。閥的液流流八方向?yàn)檩S向,流出方向與軸線(xiàn)垂直,這樣可抵消一部分閥開(kāi)口流量引起的液動(dòng)力,并使結(jié)構(gòu)緊湊。連桿5的熱膨脹可起溫度補(bǔ)償作用,減小溫度變化會(huì)引起的流量不穩(wěn)定。閥上的零位移傳感器6用于在每個(gè)控制周期終了時(shí)使控制閥心回到零位,以保證每個(gè)工作周期有相同的起始位置,提高了閥的重復(fù)精度。
2. 先導(dǎo)型增量式數(shù)字溢流閥(見(jiàn)圖4)。液壓部分由兩節(jié)同心式主閥、錐閥式導(dǎo)閥組成,閥中采用了三阻尼器(13、15、16)液阻網(wǎng)絡(luò),在實(shí)現(xiàn)壓力控制功能的同時(shí),有利于提高主閥的穩(wěn)定性。該閥的電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換器為混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(57BYG450C型、驅(qū)動(dòng)電壓DC36V、相電流1.SA、脈沖速率0.1kHz、步距角0.9°),步距角小,轉(zhuǎn)矩頻率特性好并可斷電自定位。采用凸輪機(jī)構(gòu)作為閥的機(jī)械轉(zhuǎn)換器。
結(jié)合圖4(a)、(c)對(duì)其工作原理簡(jiǎn)要說(shuō)明如下:?jiǎn)纹⑿陀?jì)算機(jī)(AT89C2051)發(fā)出需要的脈沖序列,經(jīng)驅(qū)動(dòng)器放大后使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作,每個(gè)脈沖使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)沿給定方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的步距角,再通過(guò)凸輪3和調(diào)節(jié)桿6使轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為軸向位移,使導(dǎo)閥中調(diào)節(jié)彈簧19獲得一壓縮量,從而實(shí)現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)和控制。被控壓力由LED顯示器顯示。每次控制開(kāi)始及結(jié)束時(shí),由零位傳感器22控制溢流閥閥心回到零位,以提高閥的重復(fù)精度,工作過(guò)程中,可由復(fù)零開(kāi)關(guān)復(fù)零。該閥額定壓力16MPa,額定流量63L/rmn,調(diào)壓范圍0.5~16MPa,調(diào)壓當(dāng)量0.16MPa/脈沖,重復(fù)精度<0.1%。
增量式電液數(shù)字方向流量閥是一種復(fù)合閥,其方向與流量控制融為一體。若假設(shè)進(jìn)入液壓執(zhí)行器的流量為正,流出流量為負(fù),則執(zhí)行器換向意味著流量由正變?yōu)樨?fù),反之亦然。
3. 帶壓力補(bǔ)償?shù)南葘?dǎo)式增量數(shù)字方向流量閥(見(jiàn)圖5)。該閥的動(dòng)作原理可以看成是由擋板閥4控制的差動(dòng)活塞(主閥心)缸。壓力為p的先導(dǎo)壓力油從x口進(jìn)入A1腔,經(jīng)節(jié)流孔(阻尼孔)2后降為pc,再?gòu)膿醢蹇p隙x0處流出,平衡狀態(tài)時(shí)有A1/A2=p/pc=1/2。A2腔的壓力pc受縫隙x0控制,擋板向前時(shí),x0減小,pc上升,迫使主閥后退,直至再次滿(mǎn)足p/pc=1/2時(shí),擋板4與噴嘴的恢復(fù)為平衡狀態(tài)時(shí)的x0,反之亦然??梢?jiàn)該閥的動(dòng)作原理可以看成是由擋板閥控制主閥的位置伺服系統(tǒng),執(zhí)行元件為主閥心。主閥心作跟隨移動(dòng)時(shí)切換控制油口的油路,使壓力油從P口進(jìn)入,流進(jìn)A或B,而A或B的油液就從T口排走。由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)擋板單個(gè)脈沖的位移可以很小(10-2 mm級(jí)),因此主閥心的位移也可以以這一微小增量變化,實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的微小調(diào)節(jié)。為了使閥心節(jié)流口前后壓差不受負(fù)載影響,保持恒定,閥的內(nèi)部可以設(shè)有定差減壓閥或定差溢流閥。圖 5為設(shè)有定差溢流閥的結(jié)構(gòu),該閥是一個(gè)先導(dǎo)式定差溢流閥,彈簧腔通過(guò)閥心的內(nèi)部通道,分別接通A口或B口,實(shí)現(xiàn)雙向進(jìn)口節(jié)流壓力補(bǔ)償。例如:擋板向左移動(dòng)時(shí),主閥心亦向左隨動(dòng),油路切換成P口與B口相通,A口與T口相通,這時(shí)主閥心內(nèi)的油道b使B口與溢流閥的彈簧控制腔相通,使P口與B口間的壓力差維持在彈簧所確定的水平內(nèi)。超出這個(gè)范圍時(shí),閥心右移,使P與T接通,供油壓力下降,以保持節(jié)流閥心兩側(cè)壓差維持不變,補(bǔ)償負(fù)載變化時(shí)引起的流量變化。閥心的內(nèi)部通道a與b,使能在兩個(gè)方向上選擇正確的壓力進(jìn)行反饋,保證補(bǔ)償器正常起作用。