伺服阀的选型原则

流量选择

常犯的错误是：像普通方向阀那样，以最大流量作为公称流量来选比例方向阀或伺服阀；注意

比例阀一般是定义单阀口压降为5bar时的流量为其名义流量；

伺服阀一般是定义单阀口压降为35 bar时的流量为其名义额定流量；

当然这并不意味着阀只能各自的额定流量下工作。当在其他流量下工作时，则按照阀口压降和流量关系计算如(图2 所示)

图1.额定流量定义

图2.流量压降计算关系

伺服阀的1/3原则

作为一般规律我们知道越小的阀通常具有更高的频响。由前述可知若使用较大的阀压降使得 应用较小的阀成为可能。这对频响要求高的系统可能就很有意义。

而为了通过阀传递最大的功率，在供油压力与阀压降之间有特定的关系。执行器的流量与阀流量相同，并且在给定阀信号下与阀压降的平方根成正比。我们在阀控之压力和流量浅析专门分析了阀压降和流量的关系。加大阀压降将造成至执行器更大的流量，这将倾向于增加用来驱动执行器的功率,P*Q的Q大了。然而较大的阀压降造成驱动负载的压力变低PQ的P低了这倾向于减少可用功率。一开始加大阀压降将增加执行器可用功率(图2.中A-B段)，因为流量增加的影响超过压力减少的影响。但在某一点之后（图2.中B），压力和流量的角色开始互换。压力减少的影响超了流量增加，可在执行器上得到的功率开始减少（图2.中B-C段）。

经过数学的方法证明

对于给定的阀规格，当阀压降等于系统供油压力三分之一时，将通过阀传递最大功率。

因为以前的伺服系统压力常调定为210bar，其1/3恰为70bar，这也是为啥伺服阀额定流量以70bar为阀压降定义的原因之一。但请不要误解成伺服阀只能工作在这个压降下，显然在选择计算式仍然遵循图2所示公式。

如果在给定的负载压力下，提高泵源压力从而增大阀口压差，则可相应减少阀口开度，但这将使效率变差。

然需要注意的是在实际应用时涉及整个工作循环的不同阶段流量和压力的需求侧重可能是不一样的，

比如工进时，速度低，流量需求小，但负载很大可以到接近系统压力

再比如快进时速度很快负载却很小，阀口的压差是可能增大到系统压力，相应的流量增加了但也增加了功率损失，

故具体依照那一阶段来选择和设计系统需要根据实际情况考量。

需要注意的是这一原则是基于系统压力基本恒定的境况，如果泵源压力可变情况将会有所不同。

此一原则对于同样以70bar压降定义名义流量的伺服性能比例阀同样适用。

对于比例阀一般取其压降不超过50bar。以3-15bar为宜。过低则对系统刚度和精度不利，过高则会增大对阀的干扰量进而影响阀的静态及动态性能。

图3.阀压降和输出功率关系

图4.流量、压降及输出功率关系图

图5.伺服阀与比例阀对比

原文始发于微信公众号（阀控系统）：伺服阀的选型原则