液压比例阀的选用原则

面对着那么多的比例阀,哪一个才是我们需要的?我们该如何选择?选择比例阀时,需遵循以下原则:


液压比例阀的选用原则的图1
类型选择
根据用途和被控对象,选择比例阀的类型。比例阀可分为两种不同的基本类型,即是否配带 置电反馈电磁铁 关注公众号“液压说”,获取更多液压知识。

液压比例阀的选用原则的图2

配用不带位置电反馈电磁铁的比例阀,其特点是比较廉价,但其功率参数、重复精度、滞环等将受到限制。在工程机械应用领域,这种牢靠的装置获得特别好的应用效果。

配用带位置电反馈电磁铁的比例阀,能满足各种工业应用中特别高精度的要求。将精密的比例阀应用于开环控制回路时,通常可以得到一般只在闭环调节回路才能达到的效果。但价格较贵,用户可根据被控对象的具体要求来选择。


液压比例阀的选用原则的图3
关注动静态指标
正确了解比例阀的动态、静态指标,主要有额定输出流量、起始电流、滞环、重复 精度、额定压力损失、温漂、响 应特性 、频 率特性等。 关注公众号“液压说”,获取更多液压知识。



液压比例阀的选用原则的图4
精度选择

根据执行器的工作精度要求选择比例阀的精度,内含反馈闭环阀的稳态性、动态品质等。如果比例阀的固有特性如滞环、非线性等无法使被控系统达到理想的效果时,可以使用软件程序改善系统的性能。

液压比例阀的选用原则的图5


液压比例阀的选用原则的图6
油液选择

如果选择带先导阀的比例阀,要注意先导阀对油液污染度的要求。一般应符合对ISO185 标准,并在油路上加装过滤精度为别高精10um以下的进油过滤器。关注公众号“液压说”,获取更多液压知识。


液压比例阀的选用原则的图7
通经选择
比例阀的通径应按执行器在 最高速度时通过的流量 来确定,通径选得过大,会使系统的分辨率降低。
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放大器选择
比例阀与放大器配套使用,放大器采用电流负反馈,设置斜坡信号发生器、方向器等,控制升压、减压时间或运动件速度和将速度。断电时,能使比例阀的阀芯处于安全位置。 关注公众号“液压说”,获取更多液压知识。

液压比例阀的选用原则的图9

对比例阀放大器的基本要求是能及时产生正确、有效的控制信号, 与放大器的距离应尽可能的短

在选择比例阀时,有些设计者往往像选择普通换向阀那样选择,通常不能获得满意的结果。例如某液压设备的工作数据为供油压力120bar,工进时负载压力110bar,快进时负载压力70bar;工进时所需流量范围5~20L/min,快进时所需流量范围60~150L/min。若按普通换向阀那样选择,则应选择公称流量为150L/min的比例阀,即选择4WRE16E150型比例方向阀,其工作曲线如下图。

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4WRE16E150型比例阀工作曲线

1-5:阀压降分别为10、20、30、50、100bar

本案例中,快进工况符合时,阀压降为50bar,当流量为150L/min时仅用了额定电流的67%,当流量为60L/min时仅利用了额定电流的48%,调节范围仅达额定电流的19%;工进工况时,阀压降为10bar,当流量为20L/min时利用了额定电流47%,当流量为5L/min时利用了额定电流37%,调节范围也只达到总调节范围的10%。在这种情况下假定阀的滞环为3%额定电流,对应于调节范围为10%,则其滞环相当于30%,显然很难用如此差的分辨率来进行控制。

为了能够充分利用比例方向阀阀芯的最大位移,对不同公称流量的阀应准确确定其相应的节流断面面积。正确的选择原则是:最大流量尽量接近对应于100%的额定电流。关注公众号“液压说”,获取更多液压知识。

按此原则可选用公称流量64L/min(阀压降10bar)的比例方向阀。其工作曲线如下图所示。快进工况时,额定电流在66%~98%范围内,调节范围达32%;工进工况时,额定电流在36%~63%范围内,调节范围达27%。可见调节范围增大,分辨率较高。故重复精度造成的误差也相应减少。

液压比例阀的选用原则的图11

4WRE16E150型比例阀工作曲线

1-5-—阀压降分别为10、20、30、50、100bar



液压比例阀的选用原则的图12
控制形式选择

电液比例阀,主要按照输入电信号指令,能够连续地、成比例地控制液压系统的压力、流量等参数。关注公众号“液压说”,获取更多液压知识。

电液比例 压力 控制 阀可用于: 带钢热连轧机卷取机液压辅助系统的电液比例压力控制回路,板带轧机辊缝控制的液压推上系统电液比例压力控制回路,带材卷取设备恒张力的闭环电液比例压力控制回路。

电液比例流量控制回路可用于:带钢热连轧机精轧机平衡液压系统的电液比例压力控制回路,机床微进给的电液比例控制回路,用于旋压机、折板机同步的电液比例控制回路,电梯的电液比例控制回路等。

液压比例阀的选用原则的图13

电液比例多参数控制可用于:带钢热连轧机精轧换辊液压系统的电液比例压力控制回路,液压缸垂直配置而采用WI型阀芯的比例控制回路,热轧钢卷步进链式运输机的速度、加减速度控制回路。


▌声明:来源于高殿荣、王益群主编的《液压工程师技术手册》,由液压说整理发


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