带位移电反馈的二级电液比例节流阀设计
50页 27000字数+论文说明书+25张CAD图纸【详情如下】
DBJ01-01主阀阀芯.dwg
DBJ01-02主阀弹簧.dwg
DBJ01-03主阀阀套.dwg
DBJ01-04控制盖板.dwg
DBJ01-05先导阀顶盖.dwg
DBJ01-06先导阀阀套.dwg
图3-1 控制盖板.DWG
图3-10 先导阀结构示意图图.DWG
图3-11 先导阀的示意简图.DWG
图3-12 比例元件电控系统基本电路框图.DWG
图3-13 比例电磁铁的结构.DWG
图3-14 比例电磁铁的特性.DWG
图3-15 比例电磁铁的电流－力特性曲线.DWG
图3-2 控制盖板尺寸.DWG
图3-3 主阀阀套的尺寸示意图.DWG
图3-4 主阀阀套尺寸.DWG
图3-5 主阀阀芯结构图.DWG
图3-6 插装阀面积比的示意图.DWG
图3-7 直动式减压阀工作原理示意图.DWG
图3-8 先导阀示意图.DWG
图3-9 先导阀阀芯受力示意图.DWG
图4-1 电液比例节流阀的连接图.DWG
图5-1 开环控制系统示意图.DWG
图5-2 闭环控制系统示意图.DWG
带位移电反馈的二级电液比例节流阀设计论文.doc
电液比例节流阀的连接及说明图.dwg
目录
前言…………………………………………………………………………………………………………1
正文…………………………………………………………………………………………………………2
1 绪论…………………………………………………………………………………………………………2
1.1 电液比例阀概述……………………………………………………………………………………2
1.2 电液比例阀的特点与分类…………………………………………………………………………2
1.3 电液比例阀的发展阶段……………………………………………………………………………3
1.4 电液比例技术在我国的发展………………………………………………………………………5
1.5 比例流量阀………………………………………………………………………………………5
2 流量阀控制流量的一般原理………………………………………………………………………………7
2.1 流量控制的基本原理………………………………………………………………………………8
2.4 主阀阀芯节流口形式的确定………………………………………………………………………8
3 比例节流阀结构设计……………………………………………………………………………………9
3.1 插装阀介绍………………………………………………………………………………………9
3.2 控制盖板的设计…………………………………………………………………………………9
3.3 插装式主阀设计…………………………………………………………………………………11
3.4 先导阀设计………………………………………………………………………………………21
3.5 弹簧的选用………………………………………………………………………………………30
3.6 公差与配合的确定………………………………………………………………………………31
3.7 比例放大器………………………………………………………………………………………33
3.8 比例电磁铁………………………………………………………………………………………36
3.9 结构设计小结……………………………………………………………………………………37
4 节流阀工作总原理分析及其性能参数指标……………………………………………………………38
4.1 原理分析…………………………………………………………………………………………38
4.2 静态性能指标……………………………………………………………………………………39
4.3 动态性能指标……………………………………………………………………………………40
5 比例控制系统……………………………………………………………………………………………41
5.1 反馈的概念………………………………………………………………………………………41
5.2 闭环控制与开环控制……………………………………………………………………………41
5.3 电液比例控制系统的组成……………………………………………………………………42
5.4 电液比例控制系统的特点………………………………………………………………………43
5.5 比例控制系统的分类……………………………………………………………………………43
5.6 比例控制系统的发展趋势………………………………………………………………………44
5.7 小结……………………………………………………………………………………………44
结论…………………………………………………………………………………………………………45
参考文献……………………………………………………………………………………………………46
致谢…………………………………………………………………………………………………………47
前言
现代工业的不断发展对液压阀在自动化、精度、响应速度方面提出了愈来愈高的要求，传统的开关型或定值控制型液压阀已不能满足要求，电液伺服阀因此而发展起来，其具有控制灵活、精度高、快速性好等优点。而电液比例阀是在电液伺服技术的基础上，对伺服阀进行简化而发展起来的。电液比例阀与伺服阀相比虽在性能方面还有一定差距, 但其抗污染能力强，结构简单，形式多样，制造和维护成本都比伺服阀低，因此在液压设备的液压控制系统应用越来越广泛。今天，一个国家的电液比例技术发展程度将从一个侧面反映该国的液压工业技术水平，因此各发达国家都非常重视发展电液比例技术。
我国在电液比例技术方面，目前已有几十种品种、规格的产品，年生产规模不断扩大，但总的看，我国电液比例技术与国际水平比有较大差距，主要表现在：缺乏主导系列产品，现有产品型号规格杂乱，品种规格不全，并缺乏足够的工业性试验研究，性能水平较低，质量不稳定，可靠性较差，以及存在二次配套件的问题等，都有碍于该项技术进一步地扩大应用，急待尽快提高。
基于以上所述，本设计将对电液比例阀中的一类——二级电液比例节流阀进行设计。该阀的功率级为二通插装阀，先导级为电液比例三通减压溢流阀。
本说明书各章节安排如下：
第一章给出了电液比例电液阀的定义，概述了电液比例阀特点、分类及其发展阶段。另外还对电液比例流量阀、电液比例节流阀作了简单的介绍。
第二章对流量控制的基本原理进行阐述，是本设计理论依据的基础。
第三章是本阀结构设计的详细过程，依次对阀的组成部分如控制盖板、插装式主阀、先导阀进行了设计计算，并对比例放大器、比例电磁铁也进行了介绍与分析。此章是整个说明书的核心章节。
第四章在结构设计完成之后对阀的具体控制原理和性能参数进行了阐述。
第五章是对比例控制系统的介绍。由于比例阀在液压系统中最终应用效果将很大一部分取决于比例控制系统，故单独一章对比例控制系统做一个介绍。
由于本次毕业设计是我的第一次综合性设计，在设计的过程中，将有一定的困难，无论设计概念上的模糊或经验上的缺乏都可能导致设计的失误与不足，在此，恳请各位老师给以指正。相信我一定会圆满完成本次毕业设计任务的。
1 绪论
由于本毕业设计属于电液比例阀这一大类，故此先简略介绍一下电液比例阀：
1.1 电液比例阀概述
电液比例阀是以传统的工业用液压控制阀为基础，采用模拟式电气-机械转换装置将电信号转换为位移信号，连续地控制液压系统中工作介质的压力、方向或流量的一种液压元件。此种阀工作时，阀内电气-机械转换装置根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出。阀芯位移可以以机械、液压或电的形式进行反馈。当前，电液比例阀在工业生产中获得了广泛的应用。
1.2 电液比例阀的特点与分类
比例阀把电的快速性、灵活性等优点与液压传动力量大的优点结合起来，能连续地、按比例地控制液压系统中执行元件运动的力、速度和方向，简化了系统，减少了元件的使用量，并能防止压力或速度变换时的冲击现象。比例阀主要用在没有反馈的回路中，对有些场合，如进行位置控制或需要提高系统的性能时，电液比例阀也可作为信号转换与放大元件组成闭环控制系统。
比例阀与开关阀相比，比例阀可简单地对油液压力、流量和方向进行远距离的自动连续控制或程序控制，响应快, 工作平稳，自动化程度高，容易实现编程控制，控制精度高，能大大提高液压系统的控制水平。
与伺服阀相比，电液比例阀虽然动静态性能有些逊色，但使用元件较少，结构简单，制造较电液伺服阀容易，价格低，效率也比伺服高(伺服控制系统的负载压力仅为供油压力的2／3)，系统的节能效果好，使用条件、保养和维护与一般液压阀相同，大大地减少了由污染而造成的工作故障，提高了液压系统的工作稳定性和可靠性。
下面是开关阀、比例阀和伺服阀几种阀的特性比较：
表1-1 电液比例元件和伺服、数字、开关元件的特性比较
性能 比例阀 伺服阀 开关阀
过滤精度( )
25 3 25～50
阀内压降( )
0.5～2 7 0.25～50
滞环(%) 1～3 1～3 －
重复精度(%) 0.5～1 0.5～ －
频宽(Hz/3dB) 25 20～200 －
中位死区 有 无 有
价格比 1 3 0.5
比例控制元件的种类繁多，性能各异，有多种不同的分类方法。
(1) 按其控制功能来分类，可分为比例压力控制阀，比例流量控制阀、比例方向阀（比例方向流量阀）和比例复合阀。前两者为单参数控制阀，后两种为多参数控制阀。比例方向阀能同时控制流体运动的方向和流量，是一种两参数控制阀，因此有的书上称之为比例方向流量阀。还有一种被称作比例压力流量阀的两参数控制阀，能同时对压力和流量进行比例控制。有些复合阀能对单个执行器或多个执行器实现压力、流量和方向的同时控制，这种分类方法是最常见的分类方法。
结论
电液比例控制技术是一门起步较晚，但发展极为迅速、应用已相当广泛的机电液一体化综合技术。今天，电液比例控制技术以其一系列优点在工业中应用已经相当普遍，在新系统设计和旧设备改造中正成为用户的重要选择方案，对提高企业的技术专装备水平和设备的自动化程度，发挥了极为重要的作用。
电液比例控制技术一个发展趋势是与电液伺服技术技术的密切结合，产生所谓的电液比例伺服技术。
我在设计过程中，深刻地体会到到当今工业界的一个极为重要的发展趋势是机、电、液一体化，相应的机电液一体化技术将体现到一个国家的综合国力水平，甚至关系到国防实力，各国如果没有认清这一趋势，不予以高度重视，将在这一领域内迅速落伍，并可能在未来的综合国力较量中落于下风。
另外，微电子技术发展至今，已具有巨大的作用力。作为人类社会第三次工业技术革命的代表的微电子技术与其他领域的密切结合，已经改变了整个工业的面貌，同时，这种影响还会继续迅速的进行下去，过程还会更快，更深入。微电子技术与其他领域的这种结合，大大地提高了的工业控制的精度和复杂度，把原本不可能做到的事情或是很难做到的事变为可能。因此，我们应该相当的重视发展微电子技术及其在控制中的应用。
对液压方面的的知识我们以前虽开过《液压传动》一门课程，但该课程对电液比例阀这一块并没有详细的讲，因此作这个毕业设计对我来说是很有挑战性的，电液比例控制的相关知识应从头学起，其中尤其是由于我最后将要设计的电液比例节流阀主阀采用插装式结构时，又要对插装阀这一块全新的内容进行学习，而且这些方面我实际能找的资料也不多，所以要克服的困难很多，在做的时候感觉很累。一些结构尺寸几经修改还很难定下，这些使我对当一个机械设计师的艰辛有了一个清醒的认识。
经过这几个月来的毕业设计，我对资料的搜集、分类整理能力得到了提高，文字组织能力得到了锻炼，这对我以后的工作和学习是很有好处的。同时，做毕业设计使我的思维更严谨，也培养了我一丝不苟的工作作风，并使我对以前的所学的又有点遗忘的知识复习了一遍，对这些知识有了更加深刻的理解，并且有了新的体会，正所谓“温故而知新”。另外，我对word软件、CAD软件的运用水平及写作论文的能力在做毕业的过程中得到了大大提高。
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致谢
在克服了许多困难之后，我终于把毕业设计完成了。
本毕业设计是在指导老师的精心指导下完成的。在大四这半年来的学习过程中老师给我提供了宝贵的毕业实习的机会并在设计上给予我耐心的指导，同时我也学会了如何把专业知识应用于实际，为今后的工作和学习打下了坚实的基础。
在我们即将走出大学校门之时，让我以最诚挚的心情来感谢四年来所有教过我的老师们，谢谢你们给予我的指导和关怀；也让我感谢四年来在一起学习、生活的同窗好友们，谢谢你们给予我的照顾。
毕业设计结束后，很快我将踏上工作岗位，四年时间学习到的知识与经验将对我今后走向岗位带来很大的帮助。在今后的日子中，我将会很怀念这四年来的本科学习生活，也将会时时回忆曾经对我谆谆教诲的的老师们和曾在一起生活了四年的同学们。
最后，恳请所有读到本毕业设计的老师多提宝贵意见，不吝赐教。
再次说一句，谢谢了。