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(1)流量控制的工作原理:油液流經(jīng)小孔、狹縫或毛細(xì)管時(shí),會(huì)產(chǎn)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(jié)流口的通流面積,使液阻發(fā)生變化,就可以調(diào)節(jié)流量的大小,這就是流量控制的工作原理。大量實(shí)驗(yàn)證明,節(jié)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(jié)流口的流量;A0為節(jié)流口的通流面積;Δ p 為節(jié)流口前后的壓力差;K 為流量系數(shù),隨節(jié)流口的形式和油液的粘度而變化;n 為節(jié)流口形式參數(shù),一般在0.5-1之間,節(jié)流路程短時(shí)取小值,節(jié)流路程長(zhǎng)時(shí)取大值。
節(jié)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(jié)流口,針閥芯作軸向移動(dòng)時(shí),改變環(huán)形通流截面積的大小,從而調(diào)節(jié)了流量。圖( b)為偏心式節(jié)流口,在閥芯上開有一個(gè)截面為三角形(或矩形)的偏心槽,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯時(shí),就可以調(diào)節(jié)通流截面積的大小而調(diào)節(jié)流量。這兩種形式的節(jié)流口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,但節(jié)流口容易堵塞,流量不穩(wěn)定,適用于性能要求不高的場(chǎng)合。圖(c)為軸向三角槽式節(jié)流口,在閥芯端部開有一個(gè)或兩個(gè)斜的三角溝槽,軸向移動(dòng)閥芯時(shí),就可以改變?nèi)遣弁鹘孛娣e的大小,從而調(diào)節(jié)流量。
圖( d)為周向縫隙式節(jié)流口。閥芯上開有狹縫,油液可以通過狹縫流入閥芯內(nèi)孔,然后由左側(cè)孔流出,旋轉(zhuǎn)閥芯就可以改變縫隙的通流截面積。圖(e)為軸向縫隙式節(jié)流口,在套筒上開有軸向縫隙,軸向移動(dòng)閥芯即可改變縫隙的通流面積大小,以調(diào)節(jié)流量。這三種節(jié)流口性能較好,尤其是軸向縫隙式節(jié)流口,其節(jié)流通道厚度可薄到0.07-0.09mm,可以得到較小的穩(wěn)定流量。常用的節(jié)流閥有:可調(diào)節(jié)流閥、不可調(diào)節(jié)流閥、可調(diào)單向節(jié)流閥和減速閥等。
(2)可調(diào)節(jié)流閥:如圖13-62所示為可調(diào)節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)圖。節(jié)流口采用軸向三角槽形式,壓力油從進(jìn)油口 P1 流入,經(jīng)通道 b、閥芯 3 右端的節(jié)流溝槽和通道 a 從出油口 P2 流出。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄 1,通過推桿 2 使閥芯做軸向移動(dòng),可改變節(jié)流口通流截面積,實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)。彈簧 4 的作用是使閥芯向左抵緊在推桿上。這種節(jié)流閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,體積小,但負(fù)載和溫度的變化對(duì)流量的穩(wěn)定性影響較大 ,因此只適用于負(fù)載和溫度變化不大或執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度穩(wěn)定性要求較低的液壓系統(tǒng)。
(3)可調(diào)單向節(jié)流閥 :如圖13-63所示為可調(diào)單向節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)圖。從作用原理來看,可調(diào)單向節(jié)流閥是可調(diào)節(jié)流閥和單向閥的組合,在結(jié)構(gòu)上是利用一個(gè)閥芯同時(shí)起節(jié)流閥和單向閥的兩種作用。當(dāng)壓力油從油口 P1 流入時(shí),油液經(jīng)閥芯上的軸向三角槽節(jié)流口從油口 P2 流出,旋轉(zhuǎn)手柄可改變節(jié)流口通流面積大小而調(diào)節(jié)流量。當(dāng)壓力油從油口 P2 流入時(shí),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。
(4)減速閥:減速閥是滾輪控制可調(diào)節(jié)流閥,又稱行程節(jié)流閥。其原理是通過行程擋塊壓下滾輪,使閥芯下移改變節(jié)流口通流面積,減小流量而實(shí)現(xiàn)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(jié)流閥,它可以滿足以下所述機(jī)床液壓進(jìn)給系統(tǒng)的快進(jìn)、工進(jìn)、快退工作循環(huán)的需要。
① 快進(jìn):快進(jìn)時(shí),閥芯 1 未被壓下,壓力油從油口 P1不經(jīng)節(jié)流口流往油口 P2,執(zhí)行元件快進(jìn)。
② 工進(jìn):當(dāng)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(jié)流口調(diào)節(jié)流量,實(shí)現(xiàn)減速,執(zhí)行元件工進(jìn)(工作進(jìn)給)。
③ 快退:壓力油液從油口 P2 進(jìn)入,推開單向閥閥芯 2(鋼球),油液直接由 P1 流出,不經(jīng)節(jié)流口,執(zhí)行元件快退。
(5)影響節(jié)流閥流量穩(wěn)定的因素:節(jié)流閥是利用油液流動(dòng)時(shí)的液阻來調(diào)節(jié)閥的流量的。 產(chǎn)生液阻的方式,一種是薄壁小孔、縫隙節(jié)流,造成壓力的局部損失;一種是細(xì)長(zhǎng)小孔(毛細(xì)管)節(jié)流,造成壓力的沿程損失。 實(shí)際上各種形式的節(jié)流口是介于兩者之間。 一般希望在節(jié)流口通流面積調(diào)好后,流量穩(wěn)定不變,但實(shí)際上流量會(huì)發(fā)生變化,尤其是流量較小時(shí)變化更大。 影響節(jié)流閥流量穩(wěn)定的因素主要如下:
① 節(jié)流閥前后的壓力差。隨外部負(fù)載的變化,節(jié)流閥前后的壓力差 Δ p 將發(fā)生變化,由公式可知,流量q 也隨之變化而不穩(wěn)定。
② 節(jié)流口的形式。節(jié)流口的形式將影響流量系數(shù) K 和參數(shù) n。
③ 節(jié)流口的堵塞。
④ 油液的溫度。壓力損失其能量通常轉(zhuǎn)換為熱能,油液的發(fā)熱會(huì)使油液粘度發(fā)生變化,導(dǎo)致流量系數(shù) K 變化,從而使流量變化。
由于上述因素的影響,使用節(jié)流閥調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度,其速度將隨負(fù)載和溫度的變化而波動(dòng)。在速度穩(wěn)定性要求高的場(chǎng)合,則要使用流量穩(wěn)定性好的調(diào)速閥。
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