伺服阀与比例阀知识总集

反馈式比例阀
增加输入信号，以使阀口逐渐开启。
101
反馈式比例阀
增加输入信号，以使阀口逐渐开启。
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反馈式比例阀
与无反馈式比例阀一样，反馈式比例阀中也将产生克服 电磁力的液动力，该液动力试图将阀口开度变小。不过，阀 口开度变化现可通过阀芯位移传感器感测，并从功率放大器 输出增大的电流，即采用增大的电磁力来补偿液动力。
116
先导式比例阀（双反馈）
对于大多数应用场 合，阀芯位移传感 器既可以安装在主 阀芯上，也可以安 装在先导阀芯上， 以使比例阀具有更 高的动态性能。因 此，与直动式比例 阀一样，先导 式比例阀也具 有三种性能等 级，以满足不 同应用场合需 求。
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基本原理
Steve Skinner, Eaton Hydraulics, Havant, UK
350 bar 300 1l4/6min
比例方向阀
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电磁换向阀和比例方向阀
DG4V - 3
尽管电磁 换向阀与 比例方向 阀主要差 别还是在 电磁铁和 阀芯上。
KDG4V - 3
148
比例电磁铁
A D
B C
为了减少迟滞，衔铁由轴承（A和B）支撑。因残余磁力的影 响，非铁垫片（C）可防止衔铁“粘附”到磁极片上。为了改 善比例电磁铁的稳定性和润滑B处的轴承，比例电磁铁末端带 有放气孔，以确保导磁套内完全充满油。
3 7 13 20 28
30 50 70
l / min @ 10 bar P (PA + BT)
155
先导式比例方向阀（单级反馈）
中等性能的比例阀，适合于 大流量速度控制场合；
需要专用的功率放大器。
KFDG5V - 5
KFDG5V - 7
KFDG5V - 8
100
200
300
l / min @ 10 bar P (PA + BT)
143
KCG 3 先导式比例溢流阀
PMAX = 350 bar QMAX = 5 l/min
普通直动式溢流阀常用于：
- 先导式溢流阀的先导级
- 先导式减压阀的先导级
- 液压泵补偿控制。
先导式比例溢 流阀的额定流量 为1 l/min ，其具 有五个压力调节 范围。对于最小 范围，其最小设 定值为2 bar ，而 对于最大范围， 其最大设定值为 350 bar 。
112
先导式比例阀（无反馈）
最 后 ， 减 压 装置有时安装 在先导级与主 阀之间，这样 ，当系统压力 较高时（通常 大 于 200 bar ），可使先导 压力减小。
113
先导式比例阀（无反馈）
先导级中的一个 比例电磁铁通电 ，就会在主阀相 应控制腔中产生 与电流成比例的 压力，该压力推 动主阀芯运动， 直至作用在主阀 芯上的液压力与 弹簧力相平衡。
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阀芯
为了无级调节流量，比例阀阀芯上带有V形槽。辅助 的两个凸台有助于防止污物进入到比例电磁铁中。
150
比例方向阀（无反馈）
低成本，适合于振动 小，简单速度控制的 场合；
结构简单，功率放大 器成本低。
KDG4V - 3
KDG4V - 5
3 7 13 20 28
30 50 65
l / min @ 10 bar P (PA + BT)
l / min @ 70 bar P 5 12 24 40
158
高性能比例阀
KSDG4V - 3
例如，在压降为70 bar 时，额定 流量 40 l/min 相当于压降为10 bar 时的额定流量 15 l/min 。
l / min @ 70 bar P 5 12 24 40
l / min @ 10 bar P 2
134
带屏蔽的电缆
C B
A
在输入信号电缆的功率
放大器这一端，应将金
属网筛（A）接地（注意
：若使用电位计，也应
将其电源端（A和B）接
地）。在功率放大器末
D
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端，还应将比例电磁铁 电 缆 （ D） 接 地 ， 而 反
馈 电 缆 （ E） 和 （ F） 应
在两端接地。
E
F
135
输入电位计
这里采用电位计产生 输入信号。正确选择 元件是非常重要的。
156
高性能比例阀
高性能比例阀带阀套（以 使用零开口阀芯）和单比 例电磁铁，以使阀芯双向 移动。
AB PT
当 对 比 例阀 断 电时 ， 弹簧将阀芯推向右边。 断电情况下，所有油口 都关闭（92阀芯）或A 口和B口与T口接通（96 阀芯）。
157
高性能比例阀
KSDG4V - 3
高性能比例阀可替代伺服阀，因此，其 额定流量是指在阀口压降为70 bar（与 10 bar 相反）的流量，这样可将高性能 比例阀直接与伺服阀相比较。
103
反馈式比例阀
随着阀口压降和流量的不断增大，液动力最终将克服 电磁力，并使阀口开度减小，不过，这种情况发生时阀 口流量要比无反馈式比例阀大得多。因此，对于给定规 格的比例阀，反馈式的通流能力要比无反馈式强，且阀 芯定位精度更高（流量控制更精确）。
但反馈式比例阀的制造成本要比无反馈式比例阀 高许多，且其需要专用功率放大器来控制。
128
EUROCARD 安装
这里，将功率放大 器安装在带屏蔽的电气 柜中的支架上，比例阀 并没有安装阀芯位移传 感器，因此该安装就相 当好地隔离了电噪声。
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EUROCARD 安装
这里，将功率放大 器安装在带屏蔽的电气 柜中的支架上，比例阀 并没有安装阀芯位移传 感器，因此该安装就相 当好地隔离了电噪声。
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先导式比例阀
首先，主阀芯上带有V形槽，这可以 实现阀口开度的无级调节。
110
先导式比例阀
其次，因先导级作用可使比例电磁铁中电流变化， 从而产生主阀两控制腔中的压力变化。先导级可像两 个比例压力阀一样工作。
111
先导式比例阀
第三，主阀芯弹簧采用一个弹簧，这表明无论主阀芯 哪一个工作边工作, 都压缩同一个弹簧，因此，这种结构 并不需要精确匹配两个弹簧。
132
带屏蔽的电缆
因此，进出比例阀的信号电缆都应带屏蔽。在这种情况 下，传输信号的电缆（A和B）周围应有绝缘层（C）、 金属网筛（D）以及保护绝缘层（E）。
B
E
D
C
A
133
带屏蔽的电缆
对于带屏蔽 的电缆，因电 噪声而感应的 电压都被金属 网筛屏蔽掉， 并不对信号电 缆产生影响。 通常，金属网 筛本身必须一 端或两端接地 。
高性能比例阀
通过减小电磁力可使阀芯另一个工作 边打开。
107
高性能比例阀
这种类型结构可使比例阀动作更快，性能 更好，但也是以提高制造成本为代价。因 此，在实际应用中，应根据要求选择最合 适的比例阀结构形式。
108
先导式比例阀
当需要控制较大流量时，采用先导式比例阀是最佳解决方 案。与直动式比例阀一样，先导式比例阀与电磁换向阀也 有许多相似之处，但也有相当大的差别。差别如下：
140
比例产品
Steve Skinner, Eaton Hydraulics, Havant, UK
Copyright Eaton Hydraulics 2000
141
比例压力控制
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直动式比例溢流阀
直动式比例溢流阀采用比例 电磁铁驱动阀芯动作，且驱动 力大小可调。
KCG - 3
B
A
电磁力通过弹簧和阻尼活塞（A） 传递到阀芯上，阀芯本身安装有轴 承（B），以减小迟滞。
调节
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控制电源
+ 10V
- 10V
0V
因此，如果需要几个输入电 位计，那么，每个电位计都 应有独立的电源。在这种情 况下，电源地必须与功率放 大器地相连接，以提供一个 共同参考点。
139
接口
Steve Skinner, Eaton Hydraulics, Havant, UK
Copyright Eaton Hydraulics 2000
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先导式比例阀（无反馈）
另一个比 例电磁铁通 电，主阀芯 向相反方向 运动，但弹 簧仍然处于 压缩状态。
115
先导式比例阀（单反馈）
当需要提高比 例阀性能时， 应在主阀芯上 安装位移传感 器，并使用单 比例电磁铁的 先导式比例阀 。不过，与前 述一样，这也 将增加比例阀 制造成本，并 需要专用功率 放大器。
B
24V DC
C
A
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电源
输出
电压 最大
(34 V)
最小
24 V
最小
(20 V)
纹波电压 (4 V)
尽管在有些场合功率放大器的电源电压可选为12 V，但通常为24 V DC。电压适用范围非常大，一般为20V ~ 34V，在满负载条件下，必 须保证最小电压。直流电电压来自于交流电整流，通常在直流电中含 有一些残余纹波电压，但不应超过4V。
l / min @ 10 bar P (PA + BT)
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比例方向阀（带反馈）
反馈式比例方向阀内带LVDT（线性变化差分传感器）位 移传感器，以提供一个与阀芯位移成比例的反馈信号。
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比例方向阀（带反馈）
适合于精确速度控制和简单 的闭环场合；
需要专用的功率放大器。
KDG4V - 3
KDG4V - 5
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电源
输出 电压
(34 V) 最大
24 V
(20 V) 最小
应确保纹波电压不低于所规定的最小电压值。
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控制信号
输入信号装置至 功率放大器电缆 中的电噪声将被 放大，并使比例 阀动作不稳定。