伺服閥是主要用于電液�(zhuǎn)換的元件,它能把微小的電氣信號轉(zhuǎn)換成大功率的液壓能輸�。其性能的優(yōu)劣上的電磁轉(zhuǎn)�,彈簧管反轉(zhuǎn)矩,反饋桿反�(zhuǎn)矩等諸力對電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響很�,因�,它是電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的核心和�(guān)��
雙噴嘴擋板式力反饋二級電液伺服閥由電磁和 液壓兩部分組�。電磁部分是永磁式力矩馬�(dá) ,由 磁鐵 ,導(dǎo)磁體 ,銜� ,控制線圈和彈簧管組�� 液壓部分是結(jié)�(gòu)對稱 的二級液壓放大器 ,前置級� 雙噴嘴擋板閥,功率級� 四通滑�。滑閥通過反饋 桿與銜鐵擋板組件相��
力矩馬達(dá)把輸入的電信�(電流)�(zhuǎn)換為力矩� �。無信號時,銜鐵 由彈簧管支撐在上下導(dǎo)磁體� 中間位置 ,磁鐵在 四個氣隙中�(chǎn)� 的極化磁� 是相同的力矩馬達(dá)無力矩輸�。此�,擋板處于兩 個噴嘴的中間位置,噴嘴兩�(cè)的壓力相�,滑閥處� 中間位置 ,閥無液壓輸出;若有信號時控制線圈產(chǎn)� 磁� ,其大小和方向由信號電流決定 ,磁鐵兩極所� 的力� 一� ,于是,在磁鐵上�(chǎn)� 磁轉(zhuǎn)� (如� � �),使銜鐵繞彈簧管 中心逆時針方 向偏�(zhuǎn) ,使擋板 向右偏移 ,噴嘴擋板的右側(cè)間隙減小而左�(cè)間隙� � ,則右側(cè)壓力大于左側(cè)壓力 ,從而推動滑閥左移� 同時,使反饋桿產(chǎn)生彈性變� ,對銜鐵擋板組件�(chǎn)� 一個順時針方向的反�(zhuǎn)矩。當(dāng)作用在銜鐵擋板組� 上的電磁�(zhuǎn)�,彈簧管反轉(zhuǎn)� ,反饋桿反轉(zhuǎn)矩等諸力 矩達(dá)到平衡時,滑閥停止移動,取得一個平衡位置并有相�(yīng)的流量輸�� 滑閥位移 ,擋板位� ,力矩馬�(dá)輸出力矩等都� 輸入的電信號(電流 )成比例變��
由力矩馬�(dá)和液壓放大器組成�
力矩馬達(dá)組成
由一對磁�、導(dǎo)磁體和銜�、線圈和�(nèi)部懸置擋板的彈簧管等組成 �
液壓放大器組�
前置放大� 前置放大級是一個雙噴嘴擋板�,它主要由擋�、噴�、節(jié)流孔和濾油器組成�
功率放大� 功率放大級主要由滑閥9和擋板下部的反饋彈簧片組��
對于伺服閥的選取,有許多因素可考慮,但有兩點是設(shè)計者必須認(rèn)真對待的�
1 閥的類型
在滿足系�(tǒng)最重要指標(biāo)(如閥的頻�、流量特性等) 的前提下,盡量考慮選用對油的污染敏感度低的伺服�(而不是比例閥) 。實踐證�,80 %以上伺服閥的故障�70 %以上的伺服系�(tǒng)的故障來自于油的污染,而油的污染最容易堵塞的是伺服閥的流道(如噴嘴擋板閥的噴嘴與擋板間的間隙,通常其間隙量小于0. 1mm) �
就閥本身而言,一般情況下,其對油的污染的不敏感性為:大流量閥�(yōu)于小流量�(�(jié)�(gòu)形式和放大級�(shù)相同前提�) ,動圈式力馬達(dá)(推力或力矩大) �(yōu)于動鐵式力矩馬達(dá),滑閥�(取消固定節(jié)流孔后流道變�) 和射流管�(噴嘴及其與接受孔間的距離�) �(yōu)于噴嘴擋板式,比例�(其滑閥行程xv �) �(yōu)于伺服閥,比例壓力閥或比例拆裝閥優(yōu)于比例方向閥。如噴嘴擋板式伺服閥,對油的精度要求為�(yōu)于NAS1638 �(biāo)�(zhǔn)�6 �( ISO4406 �(biāo)�(zhǔn)�14/ 11 �) ,而動圈式力馬�(dá)式伺服閥或比例方向閥,對油的精度要求為NAS1638 �(biāo)�(zhǔn)�7 �( ISO4406 �(biāo)�(zhǔn)�15/ 12 �) 即可。而比例壓力閥或比例拆裝閥對油的精度要求還可再低一個等�,如NAS1638 �(biāo)�(zhǔn)�8 �( ISO �(biāo)�(zhǔn)�16/ 13 �) ,已接近普通拖動系�(tǒng)對油的使用要��
有一種考慮是設(shè)計中盡量選用比例�,其依�(jù)是既可使系統(tǒng)對油的精度要求降�,又可降低成本。筆者認(rèn)為這種想法是不足取�。因為比例閥不僅頻響�(一般低�10 赫芝,新設(shè)計概念的“比例閥”另�(dāng)別論,因其已超出了傳統(tǒng)比較閥的范疇,且價格不�) ,更要緊的�,由于�(jié)�(gòu)原理和加工精度等原因,它的非線形區(qū)(死區(qū)) 范圍�。所以選用比例閥作閉�(huán)控制的直接后果是:
(1) 使整個系�(tǒng)的頻響大大降�。由控制理論分析�,即使�(zhí)行機(jī)�(gòu)(即缸) 的頻響再�,整個系�(tǒng)的頻寬也不會大于10 赫芝�
(2) 有可能使控制系統(tǒng)不穩(wěn)�(由控制理論非線形分析可知) ,造成伺服液壓缸無法正常工�。所�,在選用比例閥時應(yīng)慎重。一般認(rèn)�,在滿足頻�(由分析知,�(dāng)閥的頻響大于3 倍缸的頻響時,系統(tǒng)動特性就由缸的頻響決�) 的前提下,對于中小流量(小于100 �/ �) 情況,建議選用單級動圈式馬�(dá)�(qū)動滑閥式伺服�(如Moog633 �634 �,其頻響很易做�80 - 100 赫芝) 。對于大流量(100 �/ 分以�) ,建議選用動圈式力馬達(dá)為先�(dǎo)級的滑閥式多級伺服閥(如上海液壓件一廠的DY系列、北京機(jī)械工�(yè)自動化所的SV 系列�,其頻響可�(dá)50 - 80 赫芝) �
這種僅供參考的選取,可以兼顧伺服缸對動態(tài)性能的要求和對油的污染度的要��
2 閥的流量
一般選取的順序�,先由�(zhí)行機(jī)�(gòu)�(fù)載pL下應(yīng)�(dá)到的速度確定�(fù)載流量QL ,再由QL 確定系統(tǒng)的空載流量QS ,�
QS = QL
pS
pS - pL
式中: pS -系統(tǒng)供油壓力;
pL -�(fù)載壓�
定出QS �,再由樣本選取�(guī)定閥壓降ΔpN (一般為7MPa) 下的空載流量QR ,�:
QR = QS
ΔpN
pS
這樣,閥的流量就可以初步確定下來了�
但是,考慮到輸入信號的多變�(常會大于�(yù)計輸入信號的�,此時會引起流量飽�,劣化系統(tǒng)的品�(zhì)指標(biāo)) ,為使控制系統(tǒng)具有較強的適�(yīng)�,建議實際選用的伺服閥的空載流量QR�(yīng)大于或等�2 倍的計算空載流量QR 。閥的規(guī)格過大的不足是響�(yīng)�(因慣量大) ,且閥的大行程得不到經(jīng)常有效的工作和磨�,系統(tǒng)的靈敏度也差�
改善這種狀況有效的做法�,選用兩個較小規(guī)格的伺服�,其流量之和等于所需的一個大�(guī)格閥的流�,將其并聯(lián)使用,這可在幾乎不增加成本的前提下明顯改善伺服缸的動特性�
1 力矩 馬達(dá)部分
1�1 線圈斷線 :引起閥不動�,無電流�
1�2 銜鐵卡住或受到限� :原因為工作氣隙�(nèi)� 雜物,引起閥門不動��
1�3 球頭磨損或脫� :原因為磨損 ,引起伺服閥 性能下降 ,不�(wěn)� ,頻繁調(diào)��
1�4 緊固件松� :原因為振動 ,固定螺絲松動等� 引起零偏增大�
1�5 彈簧管疲勞:� 因為疲勞,引起系�(tǒng)迅速失 � ,伺服閥逐漸�(chǎn)生振動,系統(tǒng)震蕩,嚴(yán)� 的管路也 振動 �
1�6 反饋桿彎曲:疲勞或人為損� ,引起閥不能 正常工作 ,零偏大 ,控制電流可能到�
2 噴嘴擋板部分�
2�1 噴嘴或節(jié)流孔局部或全部堵塞 :原因為油液 污染。引起頻響下�,分辨率降低 ,嚴(yán)重的引起系統(tǒng) 不穩(wěn)� �
2�2 濾芯堵塞:原 因為油液污染。引起頻響下 � ,分辨率降低 ,嚴(yán)重的引起系統(tǒng)擺動�
3 滑閥� 大器� � �
1 刃邊磨損 :原因為磨損。引起泄� ,流體躁 聲大 ,零偏大 ,系�(tǒng)不穩(wěn)� �
2 � 向濾芯磨� :原因為磨損。引起泄漏增 �,零偏增� ,增益下��
3 � 閥卡� :原 因為油液污染 ,滑閥變�。引 起波形失�,卡死�
4 � 它部 � �
4�1 密封件老化 :壽命已到或油液不符。引起閥 �(nèi)外滲� ,可�(dǎo)致伺服閥堵塞�
維庫電子通,電子知識,一查百��
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