帶位移電反饋的二級電液比例節流閥設計
50頁 27000字數+論文說明書+25張CAD圖紙【詳情如下】
DBJ01-01主閥閥芯.dwg
DBJ01-02主閥彈簧.dwg
DBJ01-03主閥閥套.dwg
DBJ01-04控制蓋板.dwg
DBJ01-05先導閥頂蓋.dwg
DBJ01-06先導閥閥套.dwg
圖3-1 控制蓋板.DWG
圖3-10 先導閥結構示意圖圖.DWG
圖3-11 先導閥的示意簡圖.DWG
圖3-12 比例元件電控系統基本電路框圖.DWG
圖3-13 比例電磁鐵的結構.DWG
圖3-14 比例電磁鐵的特性.DWG
圖3-15 比例電磁鐵的電流－力特性曲線.DWG
圖3-2 控制蓋板尺寸.DWG
圖3-3 主閥閥套的尺寸示意圖.DWG
圖3-4 主閥閥套尺寸.DWG
圖3-5 主閥閥芯結構圖.DWG
圖3-6 插裝閥面積比的示意圖.DWG
圖3-7 直動式減壓閥工作原理示意圖.DWG
圖3-8 先導閥示意圖.DWG
圖3-9 先導閥閥芯受力示意圖.DWG
圖4-1 電液比例節流閥的連接圖.DWG
圖5-1 開環控制系統示意圖.DWG
圖5-2 閉環控制系統示意圖.DWG
帶位移電反饋的二級電液比例節流閥設計論文.doc
電液比例節流閥的連接及說明圖.dwg
目錄
前言…………………………………………………………………………………………………………1
正文…………………………………………………………………………………………………………2
1 緒論…………………………………………………………………………………………………………2
1.1 電液比例閥概述……………………………………………………………………………………2
1.2 電液比例閥的特點與分類…………………………………………………………………………2
1.3 電液比例閥的發展階段……………………………………………………………………………3
1.4 電液比例技術在我國的發展………………………………………………………………………5
1.5 比例流量閥………………………………………………………………………………………5
2 流量閥控制流量的一般原理………………………………………………………………………………7
2.1 流量控制的基本原理………………………………………………………………………………8
2.4 主閥閥芯節流口形式的確定………………………………………………………………………8
3 比例節流閥結構設計……………………………………………………………………………………9
3.1 插裝閥介紹………………………………………………………………………………………9
3.2 控制蓋板的設計…………………………………………………………………………………9
3.3 插裝式主閥設計…………………………………………………………………………………11
3.4 先導閥設計………………………………………………………………………………………21
3.5 彈簧的選用………………………………………………………………………………………30
3.6 公差與配合的確定………………………………………………………………………………31
3.7 比例放大器………………………………………………………………………………………33
3.8 比例電磁鐵………………………………………………………………………………………36
3.9 結構設計小結……………………………………………………………………………………37
4 節流閥工作總原理分析及其性能參數指標……………………………………………………………38
4.1 原理分析…………………………………………………………………………………………38
4.2 靜態性能指標……………………………………………………………………………………39
4.3 動態性能指標……………………………………………………………………………………40
5 比例控制系統……………………………………………………………………………………………41
5.1 反饋的概念………………………………………………………………………………………41
5.2 閉環控制與開環控制……………………………………………………………………………41
5.3 電液比例控制系統的組成……………………………………………………………………42
5.4 電液比例控制系統的特點………………………………………………………………………43
5.5 比例控制系統的分類……………………………………………………………………………43
5.6 比例控制系統的發展趨勢………………………………………………………………………44
5.7 小結……………………………………………………………………………………………44
結論…………………………………………………………………………………………………………45
參考文獻……………………………………………………………………………………………………46
致謝…………………………………………………………………………………………………………47
前言
現代工業的不斷發展對液壓閥在自動化、精度、響應速度方面提出了愈來愈高的要求，傳統的開關型或定值控制型液壓閥已不能滿足要求，電液伺服閥因此而發展起來，其具有控制靈活、精度高、快速性好等優點。而電液比例閥是在電液伺服技術的基礎上，對伺服閥進行簡化而發展起來的。電液比例閥與伺服閥相比雖在性能方面還有一定差距, 但其抗污染能力強，結構簡單，形式多樣，制造和維護成本都比伺服閥低，因此在液壓設備的液壓控制系統應用越來越廣泛。今天，一個國家的電液比例技術發展程度將從一個側面反映該國的液壓工業技術水平，因此各發達國家都非常重視發展電液比例技術。
我國在電液比例技術方面，目前已有幾十種品種、規格的產品，年生產規模不斷擴大，但總的看，我國電液比例技術與國際水平比有較大差距，主要表現在：缺乏主導系列產品，現有產品型號規格雜亂，品種規格不全，并缺乏足夠的工業性試驗研究，性能水平較低，質量不穩定，可靠性較差，以及存在二次配套件的問題等，都有礙于該項技術進一步地擴大應用，急待盡快提高。
基于以上所述，本設計將對電液比例閥中的一類——二級電液比例節流閥進行設計。該閥的功率級為二通插裝閥，先導級為電液比例三通減壓溢流閥。
本說明書各章節安排如下：
第一章給出了電液比例電液閥的定義，概述了電液比例閥特點、分類及其發展階段。另外還對電液比例流量閥、電液比例節流閥作了簡單的介紹。
第二章對流量控制的基本原理進行闡述，是本設計理論依據的基礎。
第三章是本閥結構設計的詳細過程，依次對閥的組成部分如控制蓋板、插裝式主閥、先導閥進行了設計計算，并對比例放大器、比例電磁鐵也進行了介紹與分析。此章是整個說明書的核心章節。
第四章在結構設計完成之后對閥的具體控制原理和性能參數進行了闡述。
第五章是對比例控制系統的介紹。由于比例閥在液壓系統中最終應用效果將很大一部分取決于比例控制系統，故單獨一章對比例控制系統做一個介紹。
由于本次畢業設計是我的第一次綜合性設計，在設計的過程中，將有一定的困難，無論設計概念上的模糊或經驗上的缺乏都可能導致設計的失誤與不足，在此，懇請各位老師給以指正。相信我一定會圓滿完成本次畢業設計任務的。
1 緒論
由于本畢業設計屬于電液比例閥這一大類，故此先簡略介紹一下電液比例閥：
1.1 電液比例閥概述
電液比例閥是以傳統的工業用液壓控制閥為基礎，采用模擬式電氣-機械轉換裝置將電信號轉換為位移信號，連續地控制液壓系統中工作介質的壓力、方向或流量的一種液壓元件。此種閥工作時，閥內電氣-機械轉換裝置根據輸入的電壓信號產生相應動作，使工作閥閥芯產生位移，閥口尺寸發生改變并以此完成與輸入電壓成比例的壓力、流量輸出。閥芯位移可以以機械、液壓或電的形式進行反饋。當前，電液比例閥在工業生產中獲得了廣泛的應用。
1.2 電液比例閥的特點與分類
比例閥把電的快速性、靈活性等優點與液壓傳動力量大的優點結合起來，能連續地、按比例地控制液壓系統中執行元件運動的力、速度和方向，簡化了系統，減少了元件的使用量，并能防止壓力或速度變換時的沖擊現象。比例閥主要用在沒有反饋的回路中，對有些場合，如進行位置控制或需要提高系統的性能時，電液比例閥也可作為信號轉換與放大元件組成閉環控制系統。
比例閥與開關閥相比，比例閥可簡單地對油液壓力、流量和方向進行遠距離的自動連續控制或程序控制，響應快, 工作平穩，自動化程度高，容易實現編程控制，控制精度高，能大大提高液壓系統的控制水平。
與伺服閥相比，電液比例閥雖然動靜態性能有些遜色，但使用元件較少，結構簡單，制造較電液伺服閥容易，價格低，效率也比伺服高(伺服控制系統的負載壓力僅為供油壓力的2／3)，系統的節能效果好，使用條件、保養和維護與一般液壓閥相同，大大地減少了由污染而造成的工作故障，提高了液壓系統的工作穩定性和可靠性。
下面是開關閥、比例閥和伺服閥幾種閥的特性比較：
表1-1 電液比例元件和伺服、數字、開關元件的特性比較
性能 比例閥 伺服閥 開關閥
過濾精度( )
25 3 25～50
閥內壓降( )
0.5～2 7 0.25～50
滯環(%) 1～3 1～3 －
重復精度(%) 0.5～1 0.5～ －
頻寬(Hz/3dB) 25 20～200 －
中位死區 有 無 有
價格比 1 3 0.5
比例控制元件的種類繁多，性能各異，有多種不同的分類方法。
(1) 按其控制功能來分類，可分為比例壓力控制閥，比例流量控制閥、比例方向閥（比例方向流量閥）和比例復合閥。前兩者為單參數控制閥，后兩種為多參數控制閥。比例方向閥能同時控制流體運動的方向和流量，是一種兩參數控制閥，因此有的書上稱之為比例方向流量閥。還有一種被稱作比例壓力流量閥的兩參數控制閥，能同時對壓力和流量進行比例控制。有些復合閥能對單個執行器或多個執行器實現壓力、流量和方向的同時控制，這種分類方法是最常見的分類方法。
結論
電液比例控制技術是一門起步較晚，但發展極為迅速、應用已相當廣泛的機電液一體化綜合技術。今天，電液比例控制技術以其一系列優點在工業中應用已經相當普遍，在新系統設計和舊設備改造中正成為用戶的重要選擇方案，對提高企業的技術專裝備水平和設備的自動化程度，發揮了極為重要的作用。
電液比例控制技術一個發展趨勢是與電液伺服技術技術的密切結合，產生所謂的電液比例伺服技術。
我在設計過程中，深刻地體會到到當今工業界的一個極為重要的發展趨勢是機、電、液一體化，相應的機電液一體化技術將體現到一個國家的綜合國力水平，甚至關系到國防實力，各國如果沒有認清這一趨勢，不予以高度重視，將在這一領域內迅速落伍，并可能在未來的綜合國力較量中落于下風。
另外，微電子技術發展至今，已具有巨大的作用力。作為人類社會第三次工業技術革命的代表的微電子技術與其他領域的密切結合，已經改變了整個工業的面貌，同時，這種影響還會繼續迅速的進行下去，過程還會更快，更深入。微電子技術與其他領域的這種結合，大大地提高了的工業控制的精度和復雜度，把原本不可能做到的事情或是很難做到的事變為可能。因此，我們應該相當的重視發展微電子技術及其在控制中的應用。
對液壓方面的的知識我們以前雖開過《液壓傳動》一門課程，但該課程對電液比例閥這一塊并沒有詳細的講，因此作這個畢業設計對我來說是很有挑戰性的，電液比例控制的相關知識應從頭學起，其中尤其是由于我最后將要設計的電液比例節流閥主閥采用插裝式結構時，又要對插裝閥這一塊全新的內容進行學習，而且這些方面我實際能找的資料也不多，所以要克服的困難很多，在做的時候感覺很累。一些結構尺寸幾經修改還很難定下，這些使我對當一個機械設計師的艱辛有了一個清醒的認識。
經過這幾個月來的畢業設計，我對資料的搜集、分類整理能力得到了提高，文字組織能力得到了鍛煉，這對我以后的工作和學習是很有好處的。同時，做畢業設計使我的思維更嚴謹，也培養了我一絲不茍的工作作風，并使我對以前的所學的又有點遺忘的知識復習了一遍，對這些知識有了更加深刻的理解，并且有了新的體會，正所謂“溫故而知新”。另外，我對word軟件、CAD軟件的運用水平及寫作論文的能力在做畢業的過程中得到了大大提高。
參考文獻
[1]路甬祥主編．液壓氣動技術手冊[M]．機械工業出版社，2002.1
[2]張利平主編．液壓閥原理、使用與維護[M]．化學工業出版社2005.4
[3]章宏甲，黃誼主編．液壓傳動[M]．機械工業出版社，2000.9
[4]明仁雄，萬會雄主編．液壓與氣壓傳動[M]．國防工業出版社，2003.10
[5]機械設計手冊編委會．機械設計手冊．三版．第四卷．機械工業出版社，2004.8
[6]機械設計手冊編委會．機械設計手冊．三版．第二卷．機械工業出版社，2004.8
[7]廖念釗等主編．互換性與技術測量（第四版）[M]．中國計量出版社，2000.1
[8]李素玲，劉軍營．比例控制與比例閥及應用[J]．液壓與氣動，2003年第2期
[9]許益民主編．電液比例控制系統分析與設計[M]．機械工業出版社，2005.10
[10]于曉春，張媛，劉子芳．電液比例控制器的設計[J]．山東科技大學學報(自然科學版)，2002 年第21卷第2期
[11]路甬祥，胡大纮主編．電液比例控制技術[M]．機械工業出版社，1988.11
[12]牛險峰．比例閥的應用[J]．重型機械科技，2004年第1期
[13]朱新才主編．液壓傳動與控制[M]．重慶大學出版社，1995
[14]蔓重查．電液比例閥的工作特性及正確選用[J]．鍛壓機械，1992年第6期
[15]吳根茂，邱敏秀，王慶豐等編著．實用電液比例技術[M]．浙江大學出版社，1993
[16]雷天覺主編，新編液壓工程手冊[M]．機械工業出版社，1998
[17]顧瑞龍．控制理論及電液控制系統[M]．機械工業出版社，1984
[18]盧長耿，李金良主編．液壓控制系統的分析與設計[M]．煤炭工業出版社，1991
[19]林建亞，何存興主編．液壓元件[M]．機械工業出版社，1988
[20]李壯云主編．液壓元件與系統[M]．機械工業出版社，1999
[21]周鳳云主編．工程材料及應用[M]．華中科技大學出版社，2002.11
[22]宋學義．如何發展電液比例閥[J]．液壓與氣動，l989年第3期
[23]許杏文，邱仰偉．電液比例閥的優化控制[J]．機床與液壓，2001年第13期
[24]蔓重查．電液比例閥的工作特性及正確選用[J]．鍛壓機械，1992年第6期
[25]石峰．6DBF一10型六聯電液比例閥的研制[J]．礦冶，2000年3月第9卷第l期
[26]范益群，錢樣生．比例閥控制回路節流特性的研究[J]．中國機械工程，1996年第7卷第1期
[27]杜秋芳．比例閥應用[J]．機床與液壓，1995年第5期
[28]姜福祥．電液比例先導式三通減壓閥及先導式溢流閥靜態仿真研究[D]．東南大學碩士學位論文，2001.10
[29]杜秋芳，周聚．比例閥應用[J]．鞍山鋼鐵學院學報，1994．3第17卷第1期
致謝
在克服了許多困難之后，我終于把畢業設計完成了。
本畢業設計是在指導老師的精心指導下完成的。在大四這半年來的學習過程中老師給我提供了寶貴的畢業實習的機會并在設計上給予我耐心的指導，同時我也學會了如何把專業知識應用于實際，為今后的工作和學習打下了堅實的基礎。
在我們即將走出大學校門之時，讓我以最誠摯的心情來感謝四年來所有教過我的老師們，謝謝你們給予我的指導和關懷；也讓我感謝四年來在一起學習、生活的同窗好友們，謝謝你們給予我的照顧。
畢業設計結束后，很快我將踏上工作崗位，四年時間學習到的知識與經驗將對我今后走向崗位帶來很大的幫助。在今后的日子中，我將會很懷念這四年來的本科學習生活，也將會時時回憶曾經對我諄諄教誨的的老師們和曾在一起生活了四年的同學們。
最后，懇請所有讀到本畢業設計的老師多提寶貴意見，不吝賜教。
再次說一句，謝謝了。