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比例阀和伺服阀的区别

作者:tiantian    来源:www.ttatos.cn    发布时间:2018-09-21 08:28    浏览量:

  几乎在每个工业培训项目上,总有人问我:比例阀和伺服阀到底区别在哪?我很喜欢听到这个问题,因为它给我们带来了一些乐趣。但是最简短的回答是:我拒绝陷入这些无休止的争论中。在技术标准ISO 10770-1中,其做了某些定义。在我解释之前,我们先来了解一些历史背景。

流体动力技术标准委员会

  持续增长的电子与电气技术应用于各种类型的液压系统,自然而然的也引起了比例阀和伺服阀的极大兴趣。事实上,这也逃不了ISO技术委员会的法眼,因为他们负责国际新技术标准的制定,特别是ISO/TC-131/SC-8,其负责液压元件的标准化制定。

  技术委员会TC-131是ISO组织里专门负责所有流体动力标准化的。在美国,负责ISO标准的代表隶属于ANSI(American National Standards Institute),但是ANSI有权派遣他的秘书功能到其它的美国国家技术主体里面去。关于流体动力方面,ANSI就授权位于密尔沃基(Milwaukee)的美国国家流体动力组织。

  附属委员会SC-8,秘书处位于伦敦的英国国家标准化机构,其本身主要关注于流体动力设备的测试,包括液压阀。在2000年,ISO颁布了新标准ISO10770-1,命名为“液压流体动力-电液控制阀-第一部分:四通方向流量控制阀的测试方法”。它主要涉及的是测试方法,而且也主要针对比例阀和伺服阀。ISO 10770-1代替了ISO 6604,后者只讨论伺服阀,因此10770相对来说是一个进步。

在尝试中去做的方法

  在1988和1989年,在密尔沃基工程学院(Milwaukee School ofEngineering)的流体动力研究所,我领导了一个研究项目,主要就是关于比例阀和伺服阀的实践与应用。其中的目标之一就是期望给比例阀和伺服阀一个确切的定义。

  我们调查了所有知道的生产此类阀的制造商,并总结了产品最重要的特性。我们的目标就是希望发现其中的不同。

  为了找到工业实践中对两者应用的不同,我们做了如下特征定义:

  • 控制方式(先导或者直动式)

  • 频率响应

  • 反馈方式,内置还是外置

  • 阀芯遮盖

  • 阀的用途(用于开环还是闭环控制)

  • 控制精度

  当我们完成该课题的时候,只有一点能够把两者区分开来:阀芯的遮盖量。这就形成了下面我们关于伺服阀和比例阀的定义。

  伺服阀—任何连续变化的,电气调节的方向控制阀且遮盖量小于3%

  比例阀—任何连续变化的,电气调节的方向控制阀且遮盖量大于3%

遮盖示意图

 

遮盖示意图

  这些定义被集成在术语汇编里,并在项目结束后得以发布。牢记在心,我们也试图在不同的工业场合介绍其术语。在那之后,只要有机会,我个人也在自己的课堂上,以及每一个NFPA和ISO会议上去介绍它。令我惊奇的是,反对之声是如此之少。无论此时还是彼时,也有人会问我:那么,如果遮盖量刚好是3%,又怎么定义?我的答案是:你自己挑吧。

  我相信,问题应是起源于当人们开始使用术语伺服阀和比例阀的时候,而之前并没有人去准确定义。其结果就是,每一个具体阀,每个人都凭空造出来各种术语。这种对术语的定义,也许在某一个公司内部,大家能够达成一致。然而,在商业事务中,特别是国际业务,想要把伺服阀和比例阀两者轻松区分开来并不容易。有时候,这甚至已经不是技术的问题,而是宗教的问题了。

回到官方上来

  制定10770-1的ISO工作组巧妙的回避了一些问题,因为他们知道,争论永远不会停止。但是,委员会又希望有一个文件,能同时覆盖伺服阀和比例阀。但是,如果不先定义,你如何是好?可以明确的是,ISO希望把重点放在大家普遍能接受的观点:比例阀比伺服阀有更小的压差。因此,在ISO标准里,比例阀被定义为具有更低压差的阀。

  ISO委员会决定定义伺服阀额定流量时压差按1000 PSI或7MPa(1015 PSI),而比例阀额定流量采用压差1MPa或者145 PSI。

  标准里有这样一句话:设定阀的总压降为1MPa或者7MPa,视情况而定。这个“视情况肯定”有点让ISO标准委员会置身事外的感觉。谁来定义“视情况而定”?好吧,测试者来定!因此,他们可以按伺服阀或者按比例阀来进行测试。更重要的是,他们可以,随他所想来定义该阀。这也就是在现实情况下,我们有额定流量按压差1000PSI来测试的比例阀。我们也有“零遮盖的比例阀”。这是一场文字游戏之间的战争,谁也永远不会赢!

现实情况

  有一个问题会有影响:是否可以用伺服阀代替比例阀来满足应用需求,反之亦然。很不幸的是,回答该问题仅仅依靠那些定义是不够的,它需要理解具体应用的需求,并了解阀的特性说明,或者反之。

  这通常会涉及到一些计算,而这在常规的液压课程里面并不会教你的。虽然如此,方法只要是直驱而入的,不冗长乏味,结果总会是好的,可靠的,并且高性能的系统设计。而且,更重要的是,因为计算,就可以量化的回答诸如此类的问题“多少的遮盖量我是能容忍的”,而不是含糊不清。

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