AC7203-12，通孔滑环 MOOG*

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HBM 1-C9B/50KN Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH(HBM) 负荷传感器 

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既可安装在供水管上，也可以安装在回水管上，一般要安装在回水管上，尤其对于高温环路，为方便调试，更要装在回水管上，安装了平衡阀的供（回）水管不必再设截止阀。

在管道系统中安装平衡阀，通过对其的调节来改变系统管道特性阻力数比值，达到与设计要求一致。系统调试合格后，不存在静态水力失衡问题。调试合格的系统如处于部分负荷运行状态，在总流量减少时由平衡阀所调节的各分支管道会自动同比减少流量，但各分支管道所设定的流量比值不变。迪普马顺序阀DUPLOMATIC

当系统的运行调节采用集中量调节（比如水泵的变速调节等）时，不能采用平衡阀和自力式压差平衡阀。因为这种调节是通过改变水量实现的，因而调节时改变了系统的水力工况，所以若采用平衡阀，势必造成有的阀能正常工作，但系统流量过大（超过此时的热负荷所对应的流量），有的阀全开仍达不到流量要求，有的阀因两端压差达不到启动压差而不能正常工作，即出现流量分配的混乱。显然，由于平衡阀的存在而造成了系统集中调节不能实现。这时若采用手动调节阀，则系统总流量增减时，各支路、各用户的流量可以同比例增减，即系统的集中调节可以传达至每一个末端装置。

当系统的运行调节为质调节时，可以采用平衡阀和自力式压差平衡阀，因为这种调节方式只改变供水温度，而与系统的水力工况无关，即在不改变系统的水力工况的情况下，把调节传达到每个用户和设备。采用平衡阀，可以吸收网路的压力波动，维持被控负载的流量恒定。采用平衡阀可以吸收网路的压力波动，以及克服内扰（被控环路内部的阻力变化），以维持施加于被控环路上压差恒定。当系统采用分阶段改变流量的质调节时，虽然每个阶段流量不变。但若采用平衡阀，每个流量阶段要对控制流量或控制压差进行设定，给运行管理带来很大不便，所以不宜采用。

卸荷溢流阀的主要功能是自动控制泵的卸荷或加载。鉴于卸荷溢流阀的功用，要求卸荷压力与加载压力之间存在一定差别。差值过小，则泵的卸荷与加载动作过于频繁；差值过大，则系统压力变化太大。加载压力与卸荷压力的差值是卸荷溢流阀的重要性能指标，一般加载压力为卸荷压力的85%左右。其性能与溢流阀相同。卸荷溢流阀的主要用途：蓄能器系统中泵的自动卸荷及加载；高低压泵组合中大流量低压泵的卸荷。卸荷溢流阀主要用于装有蓄能器的液压回路中，当蓄能器充液压力达到阀的设定压力时自动地使液压泵卸荷。阀中有内装单向阀防止蓄能器中的带压油液倒流。此时由蓄能器维持对系统供油而泵卸荷，从而收到节能效果。当蓄能器中油液压力降至到阀设定压力地85%左右时，阀又复载，液压泵恢复向蓄能器充液。

这种阀也可以用于双泵高低压回路。低压时两个泵同时向系统供油，高压时此阀使大泵卸荷并把它与高压部分隔开。用于蓄能器地阀与蓄能器之间地压降不得超过设定压力地10%。外泄式阀泄油口背压不得超过设定压力地2%。

卸荷通道和压力阀分别设立。卸荷时，各联阀芯均处于中立位置，油源来油经一条的贯穿各路阀的油道卸回油箱，卸荷油道贯穿各路换向阀。当其中任一路阀工作时（即把此卸荷油道切断）。

如果用不同参考电压的电器元件赋值时，那么必须从赋值端6进行赋值。所有赋值端输入电压值以测量零点为参考电压。

VT3000控制面板上指示灯VD1～VD4发亮时，分别表示赋值端1～4正在赋值。如果两个赋值端同时赋值，那么较大的值将被设定。在开始或停止赋值时，必须将输入端的两条信号线同时连接或断开。所有设定的参数传递到加法器⑧进行相加，然后输出一阶跃电压信号到斜坡发生器。上升时间（斜率）通过电位计进行调节。电压信号到达额定值的斜坡时间(1s或5s)可以通过是否短接放大器板卡上的J5、J6端来选择。当使用外置电位计调节斜坡时间时，内置电位计必须调到zui大值。因为内外置电位计并联，额定斜坡时间将变小。通过导通继电器K5或外部短接14a与14c端，可以设定zui小斜坡时间30ms。

斜坡发生器输出信号送至阶跃函数发生器⑦和加法器⑧。在阶跃函数发生器的出口产生一阶跃函数，它和斜坡发生器的输出信号在加法器内相加。加法器⑧的电流输出信号分别流向双路平衡电路⑨、电流调节器⑪和控制面板检测点W（检测电压为0～±6V）。如果在W点检测到的电压为0～+6V时，放大器将控制电磁铁A；如果在W点检测到的电压为0～-6V时，放大器将控制电磁铁B。如果检测电压小于额定值的1%（阶跃函数发生器没有动作），那么流过电磁铁的电流为20mA。流过电磁铁A和B的电流大小可以分别通过控制面板检测点I_a，I_b进行测量(额定值为800mA或800mV)。

加法器⑧输出信号流经双路平衡电路后反相，

(1)无载液压缸的设计和加工。无载液压缸是伺服阀动态测试的关键元件，要求摩擦力必须很小同时叉不能有泄漏，因此活塞与缸筒之间只能靠间隙密封，加工精度要求非常高。另外，无载液压缸的固有频率要远远高于被试阀的固有频率，一般在10倍以上。无载液压缸固有频率w_h的计算公式为

w_h=√（4A²β）/V_tm

式中：A为无载液压缸活塞有效面积；β为油液有效体积模数；V_t为管道及液压缸的可压缩体积；m为液压缸活塞及运动部件的质量。

为提高无载液压缸的固有频率，应尽可能减少活塞、活塞杆等可动部分的质量m，将被试阀直接安装在无载液压缸上。另外，增大活塞的有效面积也有利于提高固有频率，但是有效面积过大将使液压缸两端盖受力面积增大，高压下具有危险性，因此要合理设计液压缸的直径以及活塞杆径。

经过综合分析并根据设计计算，测试系统无载液压缸缸体材料选用合金钢

38CrMnA1，缸筒的材料与活塞相同，端盖的材料为94号青铜，活塞与缸筒、活塞杆与缸筒的加工间隙为5µm。无载液压缸的zui大行程为38mm，液压缸直径为50mm，活塞杆直径为16mm。根据固有频率的计算公式，按照上述参数设计的无载液压缸固有频率大约为l2kHz，*伺服阀动态测试的要求。

检测无载液压缸的加工质量可以采用如下方法：将无载液压缸倾斜50°左右，活塞将匀速缓慢滑下，下滑过程中无加速和停滞现象；封住伺服阀的A口和B口，难以用手拖动活塞杆（由于空气的压缩性，会有微小移动）。

(2)无载液压缸速度测量。速度测量一般使用速度传感器，但是在本测试系统中不采用速度传感器测量速度，这是因为：

1)速度传感器对安装位置和精度要求*，位置精度将极大影响速度信号的质量。

2)一般的速度传感器固有频率较低，与伺服阀的频宽比较接近，在高频段测试时容易产生共振，导致速度信号畸变。

3)系统要求速度传感器速度慢，灵敏度高，同时行程大，而一般的直线速度传感器用于测振，其速度快，行程小，灵敏度低。

测试系统通过加速度信号获取速度：采用加速度传感器测量无载液压缸的加速度，然后通过放大电路和积分电路转换为速度信号。加速度传感器选用压电式，它具有体积小，质量小和灵敏度高等优点，其获取的加速度信号在各个方向*独立，因此安装极为简单方便，可以直接固定在无载液压缸的活塞杆上。压电式加速度传感器的固有频率*，一般在1GHz以上，有效地防止了在高频段试验过程中发生共振。加速度传感器输出的是电荷信号，需要经过电荷放大器进行信号放大，然后通过纯积分电路获取速度信号。

试验结果表明：通过加速度传感器和放大积分电路测量无载液压缸速度的方法是可行的，获取的速度信号理想、准确，并且安装非常方便。

(3)低增益位置闭环定中系统。位置闭环定中系统的作用是保证无载液压缸活塞运动时的平衡点不偏离初始位置。在液压缸活塞杆的一端带位移传感器（另一端为加速度计），传感器为LVDT差动变压器式位移传感器，用它作为活塞偏离的检测

可以实现电磁铁A和B的差动工作。初始电流调节电路⑩可以分别通过内置电位计，调节电磁铁A和B的预激电流(一般为20mA)。加法器⑧输出信号和

颤振信号发生器可以输出频率和幅值稳定可调的颤振信号，并能叠加到控制信号上，可以减小比例电磁铁甚至整个电液控制阀的滞环。比例放大器VT3000的颤振信号发生器频率为170(1±10%)Hz。

VT3000采用的是开关式功率放大级中的脉宽调制式(PWM)放大电路。它由脉宽调制器和功率放大级组成，可以使放大管工作在饱和区（开）或截止区（关），功耗低且负荷相应较小，不但可以提高工作效率降低成本，而且提高了可靠性。

2．工作原理

如图5 83所示，VT3000有六个赋值端，其中赋值端1～4(额定输入电压为±9V)可以分别通过导通继电器K1～K4(继电器的工作电压为DC 24V)来进行赋值。设定的电压值可以由内置辅助电源③或外置电位计提供。这四个赋值端赋值的大小

初始电流分别流到电流调节器⑪。电流调节器输出的连续信号经过叠加颤振信号⑫后，转换成脉冲宽度与其大小成比例的脉冲信号。该信号经脉宽调制器和功率放大级⑬放大后，在电磁铁两端产生与之同相的脉冲电压。当开关频率远高于线圈的截止频率时，由于线圈的电感性，可以在线圈上得到平均值与脉宽成比例，带有交流纹波分量的直流电流。电流产生的磁场带动比例阀阀心动作，实现电机械能量的转换。当比例放大器赋值端输入正值时，电磁铁B动作；反之，则A动作。继电器K6可以实现电磁铁A和B的转换控制。

3．VT3000在海瑞克盾构机上的应用

比例放大器VT3000在盾构机上共有两块，分别应用于刀盘和螺旋机的转速调节，控制刀盘和螺旋机的旋转速度。VT3000在刀盘和螺旋机转速调节方面的工作原理是一样的，这里以刀盘转速调节为例，介绍其实际应用。

刀盘转速调节的电路分为控制回路和执行回路两部分：①在执行回路中，比例放大器VT3000的32a和26a分别接DC24V电源的正负极，控制回路输出的模拟信号接微分输入端（赋值端6）l6a和l6c，比例溢流阀的电磁铁(-42Y6)接24a和30a；②在控制回路中

油源来油就从该路换向阀进入所控制的执行元件，工作压力大小由图中压力阀限定。采用该种卸荷方式优点是换向阀阀杆从中立位置→工作位置的移动过程中，卸荷油道是逐渐被关闭的，进入执行元件的油量逐渐增加，系统压力逐渐升高，执行元件启动平稳，无冲击，而且有一定调速性能，压力阀结构简单。其缺点是卸荷油道长，压力损失大，尤其换向阀路数多时，弊端更为突出，该种卸荷方式多用于路数较少的场合。使泵卸荷时的压力称为卸荷压力，使泵处于加载状态的压力称为加载压力。多路组合换向阀，由于结构紧凑，便于集中操纵，油路短，压力损失小等优点，在农业机械、工程机械多执行元件的液压系统中广为应用。

MVPP-D/50叠加阀

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MVR-RS/P/50单向阀

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