阀在自动化精度响应速度方面提出了愈来愈高的要求，传统的开关型或定值控制型液压阀已不能满足要求，电液伺服阀因此而发展起来，其具有控制灵活精度高快速性好等优点。

而电液比例阀是在电液伺服技术的基础上，对伺服阀进行简化而发展起来的。

电液比例阀与伺服阀相比虽在性能方面还有定差距，但其抗污染能力强，结构简单，形式多样，制造和维护成本都比伺服阀低，因此在液压设备的液压控制系统应用越来越广泛。

今天，个国家的电液比例技术发展程度将从个侧面反映该国的液压工业技术水平，因此各发达国家都非常重视发展电液比例技术。

我国在电液比例技术方面，目前已有几十种品种规格的产品，年生产规模不断扩大，但总的看，我国电液比例技术与国际水平比有较大差距，主要表现在缺乏主导系列产品，现有产品型号规格杂乱，品种规格不全，并缺乏足够的工业性试验研究，性能水平较低，质量不稳定，可靠性较差，以及存在二次配套件的问题等，都有碍于该项技术进步地扩大应用，急待尽快提高。

基于以上所述，本设计将对电液比例阀中的类二级电液比例节流阀进行设计。

该阀的功率级为二通插装阀，先导级为电液比例三通减压溢流阀。

本说明书各章节安排如下第章给出了电液比例电液阀的定义，概述了电液比例阀特点分类及其发展阶段。

另外还对电液比例流量阀电液比例节流阀作了简单的介绍。

第二章对流量控制的基本原理进行阐述，是本设计理论依据的基础。

第三章是本阀结构设计的详细过程，依次对阀的组成部分如控制盖板插装式主阀先导阀进行了设计计算，并对比例放大器比例电磁铁也进行了介绍与分析。

此章是整个说明书的核心章节。

第四章在结构设计完成之后对阀的具体控制原理和性能参数进行了阐述。

第五章是对比例控制系统的介绍。

由于比例阀在液压系统中最终应用效果将很大部分取决于比例控制系统，故单独章对比例控制系统做个介绍。

由于本次毕业设计是我的第次综合性设计，在设计的过程中，将有定的困难，无论设计概念上的模糊或经验上的缺乏都可能导致设计的失误与不足，在此，恳请各位老师给以指正。

相信我定会圆满完成本次毕业设计任务的。

绪论由于本毕业设计属于电液比例阀这大类，故此先简略介绍下电液比例阀电液比例阀概述电液比例阀是以传统的工业用液压控制阀为基础，采用模拟式电气机械转换装置将电信号转换为位移信号，连续地控制液压系统中工作介质的压力方向或流量的种液压元件。

此种阀工作时，阀内电气机械转换装置根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力流量输出。

阀芯位移可以以机械液压或电的形式进行反馈。

当前，电液比例阀在工业生产中获得了广泛的应用。

电液比例阀的特点与分类比例阀把电的快速性灵活性等优点与液压传动力量大的优点结合起来，能连续地按比例地控制液压系统中执行元件运动的力速度和方向，简化了系统，减少了元件的使用量，并能防止压力或速度变换时的冲击现象。

比例阀主要用在没有反馈的回路中，对有些场合，如进行位置控制或需要提高系统的性能时，电液比例阀也可作为信号转换与放大元件组成闭环控制系统。

比例阀与开关阀相比，比例阀可简单地对油液压力流量和方向进行远距离的自动连续控制或程序控制，响应快，工作平稳，自动化程度高，容易实现编程控制，控制精度高，能大大提高液压系统的控制水平。

与伺服阀相比，电液比例阀虽然动静态性能有些逊色，但使用元件较少，结构简单，制造较电液伺服阀容易，价格低，效率也比伺服高伺服控制系统的负载压力仅为供油压力的，系统的节能效果好，使用条件保养和维护与般液压阀相同，大大地减少了由污染而造成的工作故障，提高了液压系统的工作稳定性和可靠性。

下面是开关阀比例阀和伺服阀几种阀的特性比较表电液比例元件和伺服数字开关元件的特性比较性能比例阀伺服阀开关阀过滤精度阀内压降滞环重复精度频宽中位死区有无有价格比比例控制元件的种类繁多，性能各异，有多种不同的分类方法。

按其控制功能来分类，可分为比例压力控制阀，比例流量控制阀比例方向阀比例方向流量阀和比例复合阀。

前两者为单参数控制阀，后两种为多参数控制阀。

比例方向阀能同时控制流体运动的方向和流量，是种两参数控制阀，因此有的书上称之为比例方向流量阀。

还有种被称作比例压力流量阀的两参数控制阀，能同时对压力和流量进行比例控制。

有些复合阀能对单个执行器或多个执行器实现压力流量和方向的同时控制，这种分类方法是最常见的分类方法。

按液压放大级的级数来分，又可分为直动式和先导式。

直动式是由电机械转换元件直接推动液压功率级。

由于受电机械转换元件的输出力的限制，直动式比例阀能控制的功率有限，般控制流量都在以下。

先导控制式比例阀由直动式比例阀与能输出较大功率的主阀级构成。

前者称为先导阀或先导级，后者称主阀功率放大级。

根据功率输出的需要，它可以是二级或三级的比例阀。

二级比例阀可以控制的流量通常在以下。

比例插装阀可以控制的流量达按比例控制阀的内含的级间反馈参数或反馈物理量的形式来分可分为带反馈或不带反馈型。

不带反馈型类，是从开关式或定值控制型的传统阀上加以改进，用比例电磁铁代替手轮调节部分而成带反馈型类，是借鉴伺服阀的各种反馈控制发展起来的。

它保留了伺服阀的控制部分，降低了液压部分的精度要求，或对液压部分重新设计而构成。

因此，有时也被称作廉价伺服阀。

反馈型又分为流量反馈位移反馈和力反馈。

也可以把上述量转换成相应的其它量或电量再进行级间反馈，又可类别构成多种形式的反馈型比例阀。

例如，有流量位移力反馈位移电反馈流量电反馈等。

凡带有电反馈的比例阀，控制它的电控器需要带能对反馈电信号进行放大和处理的附加电子电路。

按比例阀主阀芯的型式来分，又可分为滑阀式和插装式。

滑换，例如转换机电转换等。

电控器电控器通常被称为比例放大器。

由于含在比例阀内的电磁铁需要的控制电流较大而偏差控制信号电流较小，不足以推动电磁铁工作，且偏差信号的类型或形状都不定能满足高性能控制的要求，所以要使用电控器对控制信号进行功率放大和对输入的信号进行加工整形，使其达到电机械转换装置的控制要求。

比例阀比例阀内部又分为两大部分，即电机械转换器及液压放大组件，还可能带有阀内的检测反馈组件。

电机械转换器是电液的接口组件。

它把经过放大后的电信号转换成与其电学量呈正比的力或位移。

这个输出量改变了液压放大级的控制液阻，经过液压放大作用，把不大的电气控制信号放大成足以驱动系统负载液压能，这是整个系统的功率放大部分。

液压执行器通常指液压缸或液压马达，它是系统的输出装置，用于驱动负载。

检测反馈组件对于闭环控制需要加入检测反馈组件。

它检测被控量或中间变量的实际值，得出系统的反馈信号。

检测组件有位移传感器测速发电机等。

检测组件往往又是信号转换器例如机电机液转换，用于满足比较的要求。

检测组件有内环外环之分。

内环检测组件通常包含在比例阀内，用于改善阀的动静特性。

外环检测组件直接检测输出量，用于提高整个系统的性能和控制精度。

电液比例控制系统的特点可明显地简化液压系统，实现复杂程序控制，降低费用，提高了可靠性，可在电控制器中预设斜坡函数，实现精确而无冲击的加速或减速，不但改善了控制过程品质，还可缩短工作循环时间利用电信号便于实现远距离控制或遥控。

将阀布置在最合适的位置，提高主机的设计柔性利用反馈提高控制精度或实现特定的控制目标能按比例控制液流的流量压力，从而对执行器件实现方向速度和力的连续控制，并易实现自动无级调速。

比例控制系统的分类电液比例控制系统可以从不同的角度按很多方式来进行分类。

电液伺服控制系统是种广义上的比例控制系统。

因而比例控制可以参照伺服控制按代表系统定特点的分类方式进行分类。

按被控量是否被检测和反馈来分类，可分为开环比例控制和闭环比例控制系统。

由于比例阀是适应较低精度的控制系统而开发的产品，目前的应用以开环控制为主。

随着整体闭环比例阀的出现，其主要性能与伺服阀无异，因而采用闭环比例控制的场合也会越来越多。

按控制信号的形式来进行分类，可分为模拟控制和数字式控制。

后者又分为脉宽调制脉码调制和脉数调制等。

按比例组件的类型来分类，可分为比例节流阀控制和比例容积控制两大类。

比例节流控制适用于功率较小的系统，而比例容积控制用在功率较大的场合。

目前，最通用的分类方式是按被控对象量或参数来进行分类。

由此电液比例控制系统可以分为比例流量控制系统比例压力控制系统比例流量压力控制系统④比例速度控制系统比例位置控制系统比例力控制系统比例同步控制系统。

比例控制系统的发展趋势提高控制性能，适应机电液体化主机的发展。

提高电液比例阀及远控多路阀的性能，使之适应野外工作条件。

并发展低成本比例阀，其主要零件与标准阀通用。

比例技术与二通和三通插装技术相结合，形成了比例插装技术，特点是结构简单，性能可靠，流动阻力小，通油能力大，易于集成此外出现比例容积控制为中大功率控制系统节能提供新手段。

由于传感器和电子器件的小型化，出现了传感器测量放大器控制放大器和阀复合体化的元件，极大地提高了比例阀电反馈的工作频宽。

其主要表现有高频响低功耗比例放大器及高频响比例电磁铁的研制，年西德公司提出高性能闭环控制比例阀，由于采用了高响应直流比例电磁铁和相应的放大器，并含有位置反馈闭环，其流量输出稳态调节特性无中位死区，滞环仅，零区压力增益达额定控制电压，负载腔达供油压力，工作频宽和性能已达高水平伺服阀，而成本仅为后者的。

带集成式放大器的位移传感器的开发，为电反馈比例阀小型化，集成化创造良好的条件。

伺服比例阀闭环比例阀内装放大器，具有伺服阀的各种特性零遮盖高精度高频响，但其对油液的清洁度要求比伺服阀低，具有更高的工作可靠性。

④调节技术的应用，改善系统的稳态性，使之有较好的动态响应指标，可利用计算机对参数进行最优化数字化或利用实验研究来获得实际线路参数的优良匹配。