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在液壓系統(tǒng)中,如果想對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度進(jìn)行比例調(diào)節(jié),甚至高精度調(diào)節(jié)時(shí),就需要用到比例閥,或者伺服閥了。所謂比例即是指可以按照百分比控制閥芯的運(yùn)動,20%,50%,80%等根據(jù)需求設(shè)定,進(jìn)而比例地控制輸出流量,執(zhí)行機(jī)構(gòu)也就可以比例地進(jìn)行運(yùn)動。
在比例/伺服閥選型中,有個(gè)概念經(jīng)常被提及,閥芯的遮蓋形式。主閥芯具有正遮蓋,零遮蓋,負(fù)遮蓋三種形式。
01正遮蓋
不管是工程機(jī)械,還是工業(yè)領(lǐng)域,在大多數(shù)的情況下,我們所使用的液壓閥都是正遮蓋的。所謂正遮蓋,如下圖所示就很直觀了,閥芯在中位時(shí),其節(jié)流邊和閥體之間具有一定的遮擋,這個(gè)遮擋也叫死區(qū),這種狀態(tài)下油液被隔斷,不能自由流通。當(dāng)接收到開度指令時(shí),閥芯需要移動一段位移,節(jié)流邊慢慢打開貫通兩邊的油道,油液才會輸出。
根據(jù)不同的設(shè)計(jì),正遮蓋量一般在全行程的10%-25%之間。正遮蓋具有一定的安全保護(hù)作用,當(dāng)出現(xiàn)故障停掉控制信號后,閥芯回到中位,可以阻斷油道,停止油液輸出,保持負(fù)載停留在原位置,避免出現(xiàn)意外傷害。正遮蓋的閥因?yàn)榇嬖谒绤^(qū),因此頻響不會很高。正遮蓋的加工要求不高,加工成本最低。因此市場上用得最多。
02零遮蓋
當(dāng)對運(yùn)動控制的精度要求極高,這時(shí)候就需要用到零遮蓋。
如下圖所示,在中位時(shí),閥芯和閥體的節(jié)流邊是正好對齊的,處于隨時(shí)待命狀態(tài),即使是很微小的驅(qū)動信號,也可以快速響應(yīng),輸出油液。對于響應(yīng)要求高的液壓閥來說,這是很有必要的。
伺服閥為了保證非常高的響應(yīng)速度,基本都是采用零遮蓋的設(shè)計(jì)。配合力矩馬達(dá),驅(qū)動慣性小,可以做到很高的頻響。
但零遮蓋的加工精度要求很高,成本也很高,只有高精度的閥才會設(shè)計(jì)成零遮蓋。
03負(fù)遮蓋
負(fù)遮蓋是指閥芯在中位時(shí),和閥體之間的節(jié)流邊就已經(jīng)打開一個(gè)小的開口,油液可以流通,但有一定的節(jié)流效應(yīng)。
負(fù)遮蓋用得較少,往往只有特殊的需求才會用到負(fù)遮蓋。比如將負(fù)遮蓋運(yùn)用于壓力控制領(lǐng)域,通過高頻調(diào)節(jié)打開的節(jié)流邊大小來控制輸出油口的壓力??梢詫?shí)現(xiàn)較高精度的壓力控制。負(fù)遮蓋在中位的開度也比較小,一般為全行程的0.5%左右。在使用負(fù)遮蓋時(shí),當(dāng)液壓泵轉(zhuǎn)動起來,閥的工作口就會輸出油液,需要特別留意做好保護(hù)措施。