機(jī)電一體化已成為國(guó)外工程機(jī)械發(fā)展的趨勢(shì)。將液壓技術(shù)與計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等相互交融,90 年代。從而提高了液壓控制元件的自動(dòng)化水平,改善作業(yè)性能,實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的目的數(shù)字閥也是這種背景下誕生的與比例閥、伺服閥相比、液壓閥,這種閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工藝性好,價(jià)廉,抗污染能力強(qiáng),重復(fù)性好,工作穩(wěn)定可靠,功率小。但是發(fā)展速度愉快,應(yīng)用范圍也不大。這是由于數(shù)字閥的類型都有自身的局限性,一般數(shù)字閥主要用于先導(dǎo)控制和中小流量控制場(chǎng)合,例如數(shù)控電液伺服閥或者數(shù)控比例閥等。
中國(guó)人就在輸水管道上使用了竹管和木塞閥公元前 2000 年前。明代宋應(yīng)星所著的《天工開物》一書中也曾記載。從鹽井中汲水制鹽時(shí),竹子管路上安裝了閥,用來控制鹽水的流動(dòng)。
古埃及人為了防止尼羅河水泛濫而興辦的大規(guī)模治水工程中,公元前十八世紀(jì)。就采用了木制旋塞,用來控制水的流動(dòng)方向,并可調(diào)節(jié)水的流量,這就是現(xiàn)代旋塞閥的雛形。
明代宋應(yīng)星所著的天工開物》一書中也曾記載。從鹽井中汲水制鹽時(shí),竹子管路上安裝了閥,用來控制鹽水的流動(dòng).
1681 年 D. 帕潘( D.Papin 發(fā)明了帶安全閥的壓力釜,隨著鍋爐的使用。實(shí)現(xiàn)壓力自動(dòng)控制。
人類進(jìn)入蒸汽時(shí)代。蒸汽機(jī)的發(fā)明使閥門進(jìn)入了機(jī)械工程領(lǐng)域,18 世紀(jì)中葉英國(guó)工程師弗萊明 . 詹金( F.Jinken 1833 1885 發(fā)明世界上的一臺(tái)差壓補(bǔ)償流量閥十八世紀(jì)七十年代。瓦特的蒸汽機(jī)上除了使用旋塞閥、平安閥和止回閥外,還是用了蝶閥,可以調(diào)節(jié)流量。隨著蒸汽機(jī)流量和壓力的增大,使用旋塞閥控制蒸汽機(jī)的進(jìn)氣和排氣已不能滿足需要,于是呈現(xiàn)了滑閥。
19 世紀(jì)確實(shí)是液壓氣動(dòng)技術(shù)走向工業(yè)應(yīng)用的世紀(jì)。特別是工業(yè)革命以來的社會(huì)產(chǎn)業(yè)需求安慰了液壓技術(shù)及元件方面的不時(shí)進(jìn)步。
依諾維特 ” 杯機(jī)電工程及相關(guān)專業(yè)研究生學(xué)術(shù)論文集
由于汽車工業(yè)發(fā)展及二次世界大戰(zhàn)中大規(guī)模的武器的生產(chǎn)促進(jìn)了機(jī)械制造工業(yè)規(guī)范化、模塊化概念與技術(shù)的形成發(fā)展,20 世紀(jì)是流體傳動(dòng)與控制技術(shù)飛速發(fā)展并日趨成熟的世紀(jì)。特別是 30 年代以后。也是控制理論與工作實(shí)踐飛速發(fā)展的時(shí)期,從而也為電液、氣動(dòng)控制工程的進(jìn)步提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)進(jìn)步。液壓控制閥的發(fā)展概要如下:
之后簡(jiǎn)單的通斷式液壓控制閥問世,1936 年 Harri Vicker 發(fā)明先導(dǎo)控制壓力閥為標(biāo)志的管式系列液體控制元件。確實(shí)為工業(yè)的某些領(lǐng)域的發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力源。但是組成的回路和系統(tǒng),控制的功能、精度及動(dòng)作時(shí)間方面,往往不能滿足某些使用場(chǎng)合的要求。
線性控制理論的形成對(duì)液壓控制技術(shù)的發(fā)展發(fā)生了深刻影響。由于仿形切削加工,50 年代。航海與航空航天伺服控制系統(tǒng)的實(shí)踐需要,液壓仿形刀架、電液伺服元件及系統(tǒng)相繼問世。 電液伺服閥是電子和液壓兩門技術(shù)結(jié)合,能滿足自動(dòng)控制更高要求。液壓伺服閥能把很小的電氣輸入信號(hào)放大勝利率很大的液壓能量輸出,并能隨電氣信號(hào)的變化而快速跟蹤,使執(zhí)行機(jī)構(gòu)獲得較高的動(dòng)作頻率,以滿足高精度控制要求。具有控制精度高、響應(yīng)速度快、體積小,以及能適應(yīng)連續(xù)信號(hào)控制和脈沖信號(hào)控制等優(yōu)點(diǎn)。但是由伺服控制元件組成的連續(xù)式伺服控制系統(tǒng),由于需要反饋回路,系統(tǒng)較復(fù)雜,元件及整個(gè)系統(tǒng)的造價(jià)高貴,且工作條件要求嚴(yán)格,這給使用和維護(hù)帶來很大困難。
各類民用工程對(duì)電液控制技術(shù)的需求,60 年代后期。顯得更加迫切和廣泛,這些液壓系統(tǒng)通常只希望采用較簡(jiǎn)易的電氣裝置,來實(shí)現(xiàn)對(duì)精度和響應(yīng)速度要求不太高的控制。例如連續(xù)比例控制。有的僅要求遙控,并且大多數(shù)都是不要求反饋的開環(huán)控制。另外希望它對(duì)液壓系統(tǒng)污染控制要求不很高,容易達(dá)到工作平安、可靠使用維修簡(jiǎn)單的目的比例控制閥正是根據(jù)這種需要發(fā)生,通斷式控制元件和伺服控制元件的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的電 - 液控制元件。
同時(shí)期出現(xiàn)了板式以及疊裝式液壓氣動(dòng)元件系列,隨著人們應(yīng)用中的不時(shí)摸索和實(shí)踐。從而使液壓技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段。使液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,減少閥間的管道連接,便于裝置、使用和維修。但是用這些常用的液壓閥構(gòu)成的集成系統(tǒng)的各種方式,僅對(duì)小流量的液壓系統(tǒng)能收到較為良好的效果,對(duì)中、大流量,特別是流量大于 200L/m 液壓系統(tǒng),采用這些方式進(jìn)行集成仍不免有很多困難,一般還只能采用管道進(jìn)行閥間連接,組成系統(tǒng)。由于流量大,管道粗,因此配管工作量大,裝置、維修困難,且易出現(xiàn)漏油、振動(dòng)等弊病,這就構(gòu)成了液壓技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)難題。
作為液壓技術(shù)的一個(gè)新的分枝 — 液壓邏輯閥(插裝閥)呈現(xiàn)了后來逐步形成的規(guī)范化功能控制單元為特征的模塊化集成單元技術(shù)。不只能實(shí)現(xiàn)常用液壓控制閥的各種動(dòng)作要求,70 年代初。而且和普通的液壓閥相比,控制同等功率的情況下,具有重量輕,體積小,功率損失小,動(dòng)作速度快和易于集成等突出的優(yōu)點(diǎn),特別適用于大流量液壓系統(tǒng)的控制和調(diào)節(jié)。
尤其是浙江大學(xué)路甬祥博士獲得了帶二通嵌入式錐閥與負(fù)載無關(guān)的電液體積流量調(diào)節(jié)裝置 ” 二通嵌入式錐閥為主級(jí)的二通比例節(jié)流閥 ” 無級(jí)壓力控制裝置 ” 變量泵與負(fù)載無關(guān)的無級(jí)流量調(diào)節(jié)裝置 ” 等四項(xiàng)發(fā)明和專利權(quán),80 年代是國(guó)液壓技術(shù)發(fā)展比較迅速的時(shí)期。被譽(yù)為八十年代液壓技術(shù)的新突破,為我國(guó)爭(zhēng)得了榮譽(yù)。
由于微電子技術(shù)的不時(shí)進(jìn)步,80 年代以來。微處理機(jī)、電子功率放大率、傳感器與液壓 / 氣動(dòng)控制單元相互集成,形成了機(jī)械電子一體化產(chǎn)品,為液壓閥改善性能、提高控制性發(fā)明了條件。 80 年代的主要進(jìn)展是比例技術(shù)和二通插裝技術(shù)相結(jié)合形成了一系列二通比例壓力、流量、方向控制組件,配以各種參數(shù)檢測(cè)反饋和電子或微機(jī)控制單元,使液壓系統(tǒng)性能大幅度簡(jiǎn)化,度提高。更好的適應(yīng)了中大功率工程控制的技術(shù)要求。形成 80 年代有特色的比例插裝技術(shù)。 |