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    流量控制閥中節流閥的工作原理和常見分類

    發布時間:2016-12-05 瀏覽次數:6704
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    (1)流量控制的工作原理:油液流經小孔、狹縫或毛細管時,會產生較大的液阻,通流面積越小,油液受到的液阻越大,通過閥口的流量就越小 。 所以 ,改變節流口的通流面積,使液阻發生變化,就可以調節流量的大小,這就是流量控制的工作原理。大量實驗證明,節流口的流量特性可以用下式表示:
    q=KA0(Δp)n
    式中,q為通過節流口的流量;A0為節流口的通流面積;Δ p 為節流口前后的壓力差;K 為流量系數,隨節流口的形式和油液的粘度而變化;n 為節流口形式參數,一般在0.5-1之間,節流路程短時取小值,節流路程長時取大值。

    節流口的形式

    節流口的形式很多,如圖13-61所示為常用的幾種。 圖(a)為針閥式節流口,針閥芯作軸向移動時,改變環形通流截面積的大小,從而調節了流量。圖( b)為偏心式節流口,在閥芯上開有一個截面為三角形(或矩形)的偏心槽,當轉動閥芯時,就可以調節通流截面積的大小而調節流量。這兩種形式的節流口結構簡單,制造容易,但節流口容易堵塞,流量不穩定,適用于性能要求不高的場合。圖(c)為軸向三角槽式節流口,在閥芯端部開有一個或兩個斜的三角溝槽,軸向移動閥芯時,就可以改變三角槽通流截面積的大小,從而調節流量。

    圖( d)為周向縫隙式節流口。閥芯上開有狹縫,油液可以通過狹縫流入閥芯內孔,然后由左側孔流出,旋轉閥芯就可以改變縫隙的通流截面積。圖(e)為軸向縫隙式節流口,在套筒上開有軸向縫隙,軸向移動閥芯即可改變縫隙的通流面積大小,以調節流量。這三種節流口性能較好,尤其是軸向縫隙式節流口,其節流通道厚度可薄到0.07-0.09mm,可以得到較小的穩定流量。常用的節流閥有:可調節流閥、不可調節流閥、可調單向節流閥和減速閥等。

     可調節流閥

    (2)可調節流閥:如圖13-62所示為可調節流閥的結構圖。節流口采用軸向三角槽形式,壓力油從進油口 P1 流入,經通道 b、閥芯 3 右端的節流溝槽和通道 a 從出油口 P2 流出。轉動手柄 1,通過推桿 2 使閥芯做軸向移動,可改變節流口通流截面積,實現流量的調節。彈簧 4 的作用是使閥芯向左抵緊在推桿上。這種節流閥結構簡單,制造容易,體積小,但負載和溫度的變化對流量的穩定性影響較大 ,因此只適用于負載和溫度變化不大或執行機構速度穩定性要求較低的液壓系統。

    (3)可調單向節流閥 :如圖13-63所示為可調單向節流閥的結構圖。從作用原理來看,可調單向節流閥是可調節流閥和單向閥的組合,在結構上是利用一個閥芯同時起節流閥和單向閥的兩種作用。當壓力油從油口 P1 流入時,油液經閥芯上的軸向三角槽節流口從油口 P2 流出,旋轉手柄可改變節流口通流面積大小而調節流量。當壓力油從油口 P2 流入時,在油壓作用力的作用下,閥芯下移,壓力油從油口 P1 流出,起單向閥作用。

    可調單向節流閥

    (4)減速閥:減速閥是滾輪控制可調節流閥,又稱行程節流閥。其原理是通過行程擋塊壓下滾輪,使閥芯下移改變節流口通流面積,減小流量而實現減速。如圖13-64所示為一種與單向閥組合的減速閥。單向減速閥又稱單向行程節流閥,它可以滿足以下所述機床液壓進給系統的快進、工進、快退工作循環的需要。
    ① 快進:快進時,閥芯 1 未被壓下,壓力油從油口 P1不經節流口流往油口 P2,執行元件快進。
    ② 工進:當行程擋塊壓在滾輪上,使閥芯下移一定距離,將通道大部分遮斷,由閥芯上的三角槽節流口調節流量,實現減速,執行元件工進(工作進給)。
    ③ 快退:壓力油液從油口 P2 進入,推開單向閥閥芯 2(鋼球),油液直接由 P1 流出,不經節流口,執行元件快退。

    單向減速閥

    (5)影響節流閥流量穩定的因素:節流閥是利用油液流動時的液阻來調節閥的流量的。 產生液阻的方式,一種是薄壁小孔、縫隙節流,造成壓力的局部損失;一種是細長小孔(毛細管)節流,造成壓力的沿程損失。 實際上各種形式的節流口是介于兩者之間。 一般希望在節流口通流面積調好后,流量穩定不變,但實際上流量會發生變化,尤其是流量較小時變化更大。 影響節流閥流量穩定的因素主要如下:
    ① 節流閥前后的壓力差。隨外部負載的變化,節流閥前后的壓力差 Δ p 將發生變化,由公式可知,流量q 也隨之變化而不穩定。
    ② 節流口的形式。節流口的形式將影響流量系數 K 和參數 n。
    ③ 節流口的堵塞。
    ④ 油液的溫度。壓力損失其能量通常轉換為熱能,油液的發熱會使油液粘度發生變化,導致流量系數 K 變化,從而使流量變化。

    由于上述因素的影響,使用節流閥調節執行元件運動速度,其速度將隨負載和溫度的變化而波動。在速度穩定性要求高的場合,則要使用流量穩定性好的調速閥。

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