Parker-多路阀工程机械课件.ppt

1、September 21,2008 Hydraulics液压阀技术交流液压阀技术交流ppt课件内容一、液压传动的基础知识一、液压传动的基础知识二、多路阀上应用的一些基本理论二、多路阀上应用的一些基本理论三、三、Parker 的开中位阀和闭中位阀的开中位阀和闭中位阀21.流体传动与控制（液压与气动）流体传动与控制（液压与气动）Fluid Power 在密闭的回路（或系统）中，以受压流体为工作介质，进行能量转换、传递、控制和分配的技术。简称“液压及气动”液压传动技术液压传动技术 Hydraulics-以液体为工作介质的流体传动及控制技术，简称以液体为工作介质的流体传动及控制技术，简称“液压液压”。

2、在液压传动中，能量通过管路系统以压力液流的形式被控制和传递到在液压传动中，能量通过管路系统以压力液流的形式被控制和传递到液压执行元件上进行做功。液压执行元件上进行做功。气动技术气动技术 Pneumatics-以压缩空气为工作介质的流体传动及控制技术，简称以压缩空气为工作介质的流体传动及控制技术，简称“气动气动”液力传动技术液力传动技术 Hydrodynamics-利用液体压力势能和动能的流体传动及控制技术。简称“液力”一、液压传动 基础知识3液体可看成是不可压缩的，可将封闭的受压液体看成刚体，封液体可看成是不可压缩的，可将封闭的受压液体看成刚体，封闭的受压液柱象固体一样，可对力、运动以及功率进

3、行传递。闭的受压液柱象固体一样，可对力、运动以及功率进行传递。滑动滑动负载负载固体钢杆固体钢杆机械传动滑动滑动负载负载液压传动封闭油液封闭油液缸体缸体活塞活塞何谓液压传动4优点l 结构紧凑，功率结构紧凑，功率-重量比大。输出功率重量比大。输出功率大而重量轻且安装尺寸小；大而重量轻且安装尺寸小；l 动力能轻易地通过管道进行传输，传动力能轻易地通过管道进行传输，传递距离较长；递距离较长；l 元件安装灵活，可按实际需要选择最元件安装灵活，可按实际需要选择最恰当的位置；恰当的位置；l 生产率高，操作人员可利用手柄、脚生产率高，操作人员可利用手柄、脚踏板等先导控制元件，以遥控的方式踏板等先导控制元件，以

4、遥控的方式轻松自在地同时控制多个功能。轻松自在地同时控制多个功能。l 易于实现自动化，能与现代电气和计易于实现自动化，能与现代电气和计算机控制技术紧密结合，对大功率的算机控制技术紧密结合，对大功率的传动系统进行控制；传动系统进行控制；l 易于实现过载保护，并不会损坏液压易于实现过载保护，并不会损坏液压元件和系统元件和系统液压传动的优缺点5缺点l 噪声；噪声；l 外部泄漏，会造成环境污染，即使是少量的矿物油漏泄，外部泄漏，会造成环境污染，即使是少量的矿物油漏泄，也会毁坏大片的地表水；不过现在已越来越普遍地使用可也会毁坏大片的地表水；不过现在已越来越普遍地使用可生物降解的液压油液；生物降解的液压油

5、液；l 易受污染，液压工作介质中的污染物质会导致介质变质、易受污染，液压工作介质中的污染物质会导致介质变质、元件磨损、系统性能恶化；元件磨损、系统性能恶化；l 对环境温度较敏感，温度过高或过低均会影响甚至破坏元对环境温度较敏感，温度过高或过低均会影响甚至破坏元件的可靠性和系统的性能。件的可靠性和系统的性能。l 液压油液中的气体会破坏系统的刚性，引起气穴，导致液液压油液中的气体会破坏系统的刚性，引起气穴，导致液压泵和其它液压元件的损坏。压泵和其它液压元件的损坏。液压传动的优缺点6液压传动 基础知识2.液压传动技术的理论基础液压传动技术的理论基础a：力学基本定律（牛顿第一，二定律）b：帕斯卡原理c

6、：流体的能量守恒-柏努利(Bernoulli)方程7液压传动 基础知识a：力学基本定律 *牛顿第一定律，静力平衡公式：牛顿第一定律，静力平衡公式：如果一个物体所受的所有作用力的合力为零，则该物体将保持其原如果一个物体所受的所有作用力的合力为零，则该物体将保持其原来的运动状态。换言之，如果一个物体处于平衡状态，则其所受全来的运动状态。换言之，如果一个物体处于平衡状态，则其所受全部作用力的合力为零。部作用力的合力为零。*牛顿第二定律，动力学公式：牛顿第二定律，动力学公式：0FY0F0FZ0FXdtvdmF8液压传动 基础知识b：帕斯卡原理 在密闭容器内的平衡液体中，任意一点的压力如有变化，在密闭容

7、器内的平衡液体中，任意一点的压力如有变化，该压力变化值将传递给液体中的所有各点，且其值不变。该压力变化值将传递给液体中的所有各点，且其值不变。l 压力及力的传递压力及力的传递F2=pA2 F1l F1与与F2的做功相等的做功相等V=A1S1=A2S2W1=F1S1=pA1S1W2=F2S2=pA2S2 W1=W29液压传动 基础知识c：流体的能量守恒-柏努利(Bernoulli)方程10液压技术的基础理论3.几个概念几个概念 a）压力-单位面积上所受的作用力单位面积上所受的作用力压力单位：压力单位：公制：公制：Pa(帕帕 N/m2),MPa(兆帕兆帕 106 Pa)或或 bar(巴巴 10-1

8、 MPa)英制：英制：psi(lbs/in2),1 psi=0.069 bar 液体自身重量所产生的压力液体自身重量所产生的压力p=h右图中右图中，管容器的外形如何，只要所盛管容器的外形如何，只要所盛液体的高液体的高(h)相等，则容器底面积处的压相等，则容器底面积处的压相等，即：相等，即：p1=p2=p3。若底面积相等若底面积相等(A1=A2=A3)，则底面处的则底面处的作用力亦相等，即：作用力亦相等，即：F1=F2=F3APp 11液压技术的基础理论l 大气压力大气压力 包围地球的大气是有重量的，也会产包围地球的大气是有重量的，也会产生压力，这种由大气产生的压力即称生压力，这种由大气产生的压

9、力即称为大气压力。为大气压力。大气压力常用汞柱高度表示大气压力常用汞柱高度表示(mmHg)。l 表压表压(压力压力)以大气压为基点以大气压为基点(零零)计量的压力值。计量的压力值。l 绝对压力绝对压力 以绝对零压力为基点以绝对零压力为基点(零零)计量的压力计量的压力值。值。(barA)l 真空度真空度 低于大气压力的绝对压力与大气压力低于大气压力的绝对压力与大气压力的差值。的差值。12 10000 N 100 bar液压系统中的压力由负载或元件对油液的阻力所产生。液压泵泵出的是流量，而不是压力。液压技术的基础理论13油液总是进入阻力最小的通路油液总是进入阻力最小的通路即：对于并联的负载，最轻即

10、：对于并联的负载，最轻(要求的工作压力最低要求的工作压力最低)的负载的负载最先动作，动作完成后，其它负载再按轻重依次动作。最先动作，动作完成后，其它负载再按轻重依次动作。5000 N10000 NAB液压技术的基础理论14b 流量l 流量为单位时间内通过封闭截面的流体体积流量为单位时间内通过封闭截面的流体体积。液压液压系统中所用的流量是指容积流量系统中所用的流量是指容积流量流量单位：流量单位：公制：公制：Lpm(L/min)美制：美制：gpm,1 gpm=3.785L/min 英制：英制：1 gpm=4.546 L/min l 在液压系统中流量意味着负载速度的大小。在液压系统中流量意味着负载速

11、度的大小。vAtVQ 液压技术的基础理论15l 流量的连续性流量的连续性液体被看成是不可压缩的，在封闭的容积中既不能吸收液体被看成是不可压缩的，在封闭的容积中既不能吸收流量，也不会生成流量，因此：流量，也不会生成流量，因此：串联管道中流量处处相同；串联管道中流量处处相同；Q1=Q2或或 A1v1=A2v2 对于液压系统的一个部分，其输入流量之和等于输对于液压系统的一个部分，其输入流量之和等于输 出流量之和。出流量之和。QP=Q1+Q2+QT液压技术的基础理论16c 液压油l动力粘度：动力粘度：按牛顿液体内摩擦定律：按牛顿液体内摩擦定律：动力粘度系数动力粘度系数dv 相邻油膜层间的相对滑动速度相

12、邻油膜层间的相对滑动速度dy 相邻油膜层的间隔距离相邻油膜层的间隔距离l运动粘度：运动粘度：l赛波特通用秒赛波特通用秒-液体粘度的一种计量方法液体粘度的一种计量方法(简称赛氏秒简称赛氏秒 SUS或或SSU)赛波特粘度计：赛波特粘度计：在容器中倒入液体，加热至规定的温度。在保持该温度的状态在容器中倒入液体，加热至规定的温度。在保持该温度的状态下拔掉容器底部的塞子，同时按动秒表，纪录液体流入烧瓶的容积达到下拔掉容器底部的塞子，同时按动秒表，纪录液体流入烧瓶的容积达到60 mL时的时间，该时间即为赛氏粘度值表示为：时的时间，该时间即为赛氏粘度值表示为：150 SUS 100 液压技术的基础理论dyd

13、v 单位：单位：St(cm2/s),cSt(mm2/s)=（7、310E-6、31/0E）10-6恩氏粘度恩氏粘度 0E17液压技术的基础理论l粘度与润滑性粘度与润滑性l粘度随温度变化粘度随温度变化 粘粘-温特性温特性l抗磨损性抗磨损性-抗磨添加剂抗磨添加剂l对固体材料的相容性对固体材料的相容性-防锈剂防锈剂对金属及密封材料。对金属及密封材料。l抗氧化及耐腐蚀性抗氧化及耐腐蚀性-氧化抑止剂氧化抑止剂不易变质及孳生细菌。不易变质及孳生细菌。l抗气泡性抗气泡性-消泡添加剂消泡添加剂蒸汽压低，不易产生气泡。蒸汽压低，不易产生气泡。l防火性防火性18c 污染度：-污染源污染源-清洁度标准（清洁度标准（

14、IS04406/SAE）-过滤精度过滤精度-其他其他液压技术的基础理论19液压系统主要元件液压系统主要元件原动机原动机 输入机械功率（电动机、柴油机等）输入机械功率（电动机、柴油机等）液压泵液压泵 输送压力液流输送压力液流液压控制阀液压控制阀 导控液流及限制压力导控液流及限制压力执行元件执行元件 将液压功率转换为机械功率（液压缸将液压功率转换为机械功率（液压缸 /液压马达）液压马达）油箱及附件油箱及附件 贮存油液并对油液工作状态进行调贮存油液并对油液工作状态进行调控控液压系统主要元件液压技术的基础理论20二、多路阀上应用的一些基本理论1 节流公式节流公式 薄壁小孔薄壁小孔（l/d 0.5)-流

15、量系数，当截面变化很大时可取为流量系数，当截面变化很大时可取为0.62 细长孔（细长孔（l/d 4)节流孔流量公式节流孔流量公式pg2AQ (cm3/s)p60AQ (L/min)pkApld144Q4 (cm3/s)pkAQ -0.5 121二、多路阀上应用的一些基本理论2压力补偿功能压力补偿功能3a：定差式减压阀：定差式减压阀22二、多路阀上应用的一些基本理论b：三通流量阀：三通流量阀23二、多路阀上应用的一些基本理论b：后补偿：后补偿24二、多路阀上应用的一些基本理论25二、多路阀上应用的一些基本理论26三、Parker 的开中位阀和闭中位阀1 开中位阀开中位阀 P7027三、Parke

16、r 的开中位阀和闭中位阀28三、Parker 的开中位阀和闭中位阀29三、Parker 的开中位阀和闭中位阀30三、Parker 的开中位阀和闭中位阀Open Center Upstream PassagesTankPassageTank PassageSpoolSpoolClevisOpen Center Downstream PassagePort AccessoryPlugPort AccessoryPlugOperatorCap31Shunt inletShunt inlet32ECH-sectionECH-section33End section with pilot oil sup

17、plyEnd section with pilot oil supply34MachinedMachined lands lands35ServiceService36ApplicationsApplications三、Parker 的开中位阀和闭中位阀372闭中位阀闭中位阀3a L90ls三、Parker 的开中位阀和闭中位阀38L90LS技术规格压力压力泵进口泵进口 320 bar工作油口工作油口 350 bar流量流量泵连接200+(200)l/min工作油口不带压力补偿器不带压力补偿器 125 l/min带压力补偿器带压力补偿器 90 l/min内部先导压力内部先导压力固定设置固定设置

18、 22,35或或43bar39定量油泵L90LS阀恒流量恒流量闭中位系统闭中位系统-CFC定量泵系统和负载敏感阀40不带独立的压力补偿器的多负荷系统不带独立的压力补偿器的多负荷系统5021021021021010021020020021050100200210定量泵系统和负载敏感阀41带独立压力补偿器的多油路系统带独立压力补偿器的多油路系统50566 BAR2106 BAR2101061006 BAR21020620020021050100200带压力补偿器带压力补偿器变量泵系统和负载敏感阀42L90LSvalveVP1pump带独立的补偿器的带独立的补偿器的“LS”系统系统变量泵系统和负载敏

19、感阀43特点l 定量泵或变量泵定量泵或变量泵l 复制负载信号复制负载信号l 紧急停止紧急停止l 流量共享流量共享l 单独的压力补偿器单独的压力补偿器l 供给减压阀供给减压阀l 力控制力控制(力反馈功能力反馈功能)l 响应快响应快,无泄漏油口溢流阀无泄漏油口溢流阀l 阀芯执行器范围广阀芯执行器范围广l 阀芯功能广阀芯功能广l 背压阀背压阀l 内置式先导压力控制油源内置式先导压力控制油源l 可选装多功能阀块可选装多功能阀块44选项功能举例l进口片中的旁通功能进口片中的旁通功能,用于定量泵供油的系统用于定量泵供油的系统l泵卸载功能起作用时切断泵进口泵卸载功能起作用时切断泵进口,这样使系统包括了急停功

20、能这样使系统包括了急停功能l特定片的压力补偿特定片的压力补偿l特定片的负载保持单向阀特定片的负载保持单向阀l特定片的溢流和防气穴功能特定片的溢流和防气穴功能l特定片的供给减压特定片的供给减压l特定油口的力反馈功能特定油口的力反馈功能,能实现力传感也提供液压斜坡功能能实现力传感也提供液压斜坡功能l负载信号复制功能消除微下沉负载信号复制功能消除微下沉l在出口片中的内置先导压力功能在出口片中的内置先导压力功能l背压功能背压功能,提供非常好的补油特性和卸载下落的可能性提供非常好的补油特性和卸载下落的可能性l特定的双速功能特定的双速功能,能够实现像起重机和高空作业车这类机器的性能与精度之间的能够实现像起

21、重机和高空作业车这类机器的性能与精度之间的切换切换l自动停止功能自动停止功能,用于选定的机器运动发生过载或者碰上其他的预先设定的限位用于选定的机器运动发生过载或者碰上其他的预先设定的限位l手柄脱离功能手柄脱离功能,当远程控制起作用时当远程控制起作用时,它使直动式操作杆不起作用它使直动式操作杆不起作用l机器的优先功能机器的优先功能,如制动和转向如制动和转向45用于定量泵系统的L90LS阀(直动式阀芯执行器手柄,装有旁通阀)BBAAT1P1PL LS PXP2BT2BT3BLSPB46用于变量泵系统的L90LS阀T3T1BBBAAPSPLLSPXLSPP1TPBP2B47进口片-用于CFC和LS1

22、CFC:采用定量泵系统的进口片采用定量泵系统的进口片.系统装有可调节的先导式溢流阀系统装有可调节的先导式溢流阀16,16,用用于保护泵和阀的进口侧于保护泵和阀的进口侧.一个内置旁通阀将剩余油液直接引到油箱一个内置旁通阀将剩余油液直接引到油箱.旁通压力的大小由负载信号控制旁通压力的大小由负载信号控制,大约比实际负载信号压力高大约比实际负载信号压力高10bar.10bar.LS1:采用变量泵系统的进口片采用变量泵系统的进口片.系统装有可调节的先导式溢流阀系统装有可调节的先导式溢流阀16,16,用用于保护泵和阀的进口侧于保护泵和阀的进口侧.复制的负载信号LS溢流阀 PS 16泵连接油口 P126油箱

23、连接油口 T125泵卸荷功能22负载信号PL泵压力PX测压口测压口48进口片-用于CFC和LS1CFC-定量泵系统进口片定量泵系统进口片T1P1PL LS PXLS1-变量泵系统进口片变量泵系统进口片T1P1PLLS49进口片-用于LS2LS2:采用变量泵系统的进口片采用变量泵系统的进口片.装有不可调节的直动式溢流阀装有不可调节的直动式溢流阀PA116,PA116,用用于保护泵和阀的进口侧于保护泵和阀的进口侧.LS2.LS2通常装有用于负载信号的复制功能通常装有用于负载信号的复制功能,KS20.,KS20.P1T1PLLSPX直动式溢流阀PA116信号复制阀KS2050进口片-用于ASAS:采

24、用变量泵系统、具有流量共享功能的进口片采用变量泵系统、具有流量共享功能的进口片.装有负载压力限制阀装有负载压力限制阀PLM16和和压差限制阀压差限制阀(泵出口压力泵出口压力-负载压力负载压力)PLS18.负载压力限制阀PLM压差限制阀PLS18BAPLLSP1T1PL251进口片可选项信号复制信号复制KS-装有信号复制阀芯装有信号复制阀芯 KB-没安装复制阀芯没安装复制阀芯P1T1PLLSPX信号复制阀KS2052进口片可选项油泵卸荷功能油泵卸荷功能 BEN-电气控制泵卸荷功能电气控制泵卸荷功能,当电磁铁失电时当电磁铁失电时,泵停用泵停用,负载信号排进油箱负载信号排进油箱.在在LS 和和CFC

25、系统系统,这意味着压力通道从泵进口关闭这意味着压力通道从泵进口关闭,泵卸荷泵卸荷.BB-进口片加工了用于安装泵卸荷功能的通道进口片加工了用于安装泵卸荷功能的通道,并且封堵并且封堵,以后需要时以后需要时,可以安装卸荷功能可以安装卸荷功能.LST1BPLPXP153进口片可选项油泵卸荷功能油泵卸荷功能 BX-液压控制的泵卸荷功能液压控制的泵卸荷功能.当和泵压力相同的一个外部液压信号连接到当和泵压力相同的一个外部液压信号连接到BXBX口口,泵被停用泵被停用,并且负载信号排进油箱并且负载信号排进油箱.在在LSLS和和CFCCFC系统中系统中,这意味着压力通道这意味着压力通道从泵进口关闭从泵进口关闭,泵

26、卸荷泵卸荷.54出口片背压阀:可以增大阀的回油背压,从而增强其防气穴和补油能力.对于油缸无杆腔与有杆腔面积相差较大的负载敏感系统,或油泵卸荷快速下降期间,尤其需要增大背压.减压阀TLSTPTLSPBPSPSTPP2BSR带单向阀的过滤器背压阀溢流阀内部先导油供油:内部先导油供油是阀的一种功能,先导回路中含有一个减压阀和一个溢流阀.另外,内部先导油供油还包含一个具有旁通功能的粗过滤器,用于保护先导回路免受污染,尤其是在系统启动时.单向阀可以防止先导油液倒流回油泵管道,因此在油泵出口压力暂时下降,仍然保持先导供油压力不变.55工作片56工作片BA57b K170ls三、Parker 的开中位阀和闭

27、中位阀58三、Parker 的开中位阀和闭中位阀59K170LS A01A01Connection to compensators spring chamberUsed to control the pressure at the work portstogether with external pressure limiter.60FlowTime 70 bar100 bar 130 bar50 barFlow Priority with std CompensatorWith standard compensator1.Three functions with different load

28、s are activated1.All available oil is taken from the pump2.A 50 bar load is started 2.Pump pressure and Delta P fall2.Compensator(130)not pressure enough2.Heaviest load will decrease speed Pump pressure61Flow Priority with Flow Sharing CompensatorWith flow sharing compensatorAll functions have the s

29、ame priority.FlowTime70 bar100 bar130 bar 50 bar62 Standard Flow SharingFlow Sharing Description63 Affecting factors on the compensator:AK=sect.area compensator spoolAP=sect.area extra pistonsA1=AK-APFQ=flow forcesEquilibrium:(PP-PLmax)*AP=(PR-PL)*A1+FQor:PR-PL=(PP-PLmax)*AP/A1-FQ/A1L90:PR-PL =0,56*

30、(PP-PLmax)K220:PR-PL =0,64*(PP-PLmax)Flow Sharing Description64Working Point2-3 lpm for pressure limiter onlyPressure limiter more openNo flowEx:Pressure drop 9 bar 9-9=0 barCompensator spool almost closed65Hardware400 mA10 bar100 bar3 bar Pilot Command:10 3=7 bar66c VP120三、Parker 的开中位阀和闭中位阀PCLS Dir

31、ectional Control ValvePost-Compensated(flow sharing)67Pressure-compensated load-sense(PCLS)Pressure lInlet:280 bar(4060 PSI)lWorkport:320 bar(4640 PSI)lTank:35 bar(500 PSI)Flow:lPump input:140 lpm(37GPM)lMaximum work-section output:120 lpm(32 GPM)Port Sizes BSPP and SAElInlet:size 12lWork-section:si

32、ze 10lOutlet:size 16Sections width:38 mm(1.5”)Spool stroke:7.9 mm(.312”)lMore overlap,less port leakagelMore stroke for metering(eg dual slope),more resolutionSpool diameter:15.9mm(.625)Port leakage 6 to 8 ccs 1000 PSI68Currently support 2 Primary Technologysl Post compensated(with flow sharing)l Pr

33、e-compensated(with pressure limiting)Pre-compensated used primarily where pressure limiting and manipulation of the load-sense signal are requiredPost compensated provides pump over demand flow control69707172One casting used for:l Bypass unloader for fixed pumpsl Load-sense priority flow dividerl Low-pressure regenerationLoad sense check and compensator accessible without de-banking an assemblyFiltration screen for lsrv is accessible and can be cleaned or replacedHP and LP ports available on both sides of the valveSymmetrical work-section housing and spool73基本计算公式74单位换算75