15001764191
技術(shù)文章
一、彈簧對(duì)中式兩級(jí)電液伺服閥
彈簧對(duì)中式伺服閥是早期伺服閥的結(jié)構(gòu)型式，其結(jié)構(gòu)原理如圖5-14所示。它的第一級(jí)是雙噴嘴擋板閥，第二級(jí)是滑閥，閥芯兩端各有一根對(duì)中彈簧管。無控制電流輸入時(shí)，閥芯在對(duì)中彈簧作用下處于中位。當(dāng)有控制電流輸入時(shí)，對(duì)中彈簧力與噴嘴擋板閥輸出的液壓力相平衡，使閥芯取得一個(gè)相應(yīng)的位移，輸出相應(yīng)的流量。
這種伺服閥屬于開環(huán)控制，其性能受溫度、壓力及閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)變化的影響較大；銜鐵及擋板的位移都較大，對(duì)力矩馬達(dá)的線性要求較高；對(duì)中彈簧要求體積小、剛度大、抗疲勞好，因此制造困難；兩端對(duì)中彈簧由于制造和安裝上的誤差，易對(duì)閥芯產(chǎn)生側(cè)向卡緊力，增加閥芯摩擦力，使閥的滯環(huán)增大，分辨率降低。
二、射流管式兩級(jí)電液伺服閥
射流管式兩級(jí)電液伺服閥如圖5-15所示。射流管由力矩馬達(dá)帶動(dòng)偏轉(zhuǎn)。射流管焊接于銜鐵上，并由薄壁彈簧片支撐。液壓油通過柔性的供壓管進(jìn)入射流管，從射流管噴嘴噴射出的液壓油進(jìn)入與滑閥兩端控制腔別分相通的兩個(gè)接收孔中，推動(dòng)閥芯移動(dòng)。射流管的側(cè)面裝有彈簧板及反饋彈簧絲，其末端插入閥芯中間的小槽內(nèi)，閥芯移動(dòng)推動(dòng)反饋彈簧絲，構(gòu)成對(duì)力矩馬達(dá)的力反饋。力矩馬達(dá)借助于薄壁彈簧片實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓部分的密封隔離。
射流管式伺服閥的大優(yōu)點(diǎn)是抗污染能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢，特性不易預(yù)測，力矩馬達(dá)結(jié)構(gòu)及工藝復(fù)雜，細(xì)長的射流管及柔性供壓管易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)諧振。
偏轉(zhuǎn)板射流式兩級(jí)電液伺服閥如圖5-16所示。它由力矩馬達(dá)、偏轉(zhuǎn)板射流放大器和滑閥組成。滑閥位移通過反饋桿產(chǎn)生機(jī)械力矩反饋到力矩馬達(dá)銜鐵組件。
偏轉(zhuǎn)板射流放大器由射流盤和偏轉(zhuǎn)板組成，見圖5-17。射流盤上開有一個(gè)射流噴嘴和兩個(gè)對(duì)稱的接收口。射流噴嘴與液壓能源相通，兩個(gè)接收口分別與第二級(jí)滑閥兩端的控制腔相連。偏轉(zhuǎn)板上開有V型導(dǎo)流窗口，其上端與銜鐵固連，并由彈簧管支撐，其下端通過反饋桿末端的小球插入滑閥閥芯中間的小槽中。
當(dāng)偏轉(zhuǎn)板處于射流盤中間位置時(shí)，由噴嘴射出的射流被兩個(gè)接收口均等地接收，在滑閥兩端產(chǎn)生的恢復(fù)壓力相等，閥芯不動(dòng)。當(dāng)偏轉(zhuǎn)板偏轉(zhuǎn)時(shí)，兩個(gè)接收口內(nèi)的恢復(fù)壓力不等，在滑閥兩端產(chǎn)生的壓差控制閥芯運(yùn)動(dòng)。閥芯位移又帶動(dòng)反饋桿產(chǎn)生變形，以力矩的形式反饋到力矩馬達(dá)的銜鐵上，與銜鐵產(chǎn)生的電磁力矩相平衡。
偏轉(zhuǎn)板射流式伺服閥結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，具有射流管式伺服閥類似的優(yōu)缺點(diǎn)。但它可動(dòng)的偏轉(zhuǎn)板重量輕，因而動(dòng)態(tài)響應(yīng)要快些。
滑閥輸出的壓力經(jīng)反饋通道引入滑閥兩端的彈簧腔，形成負(fù)載壓力負(fù)反饋。在穩(wěn)態(tài)情況下，如果忽略閥芯所受的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力，作用在閥芯上的彈簧力與反饋液壓力之合力與控制液壓力相平衡。
應(yīng)當(dāng)指出，在位置反饋伺服閥的基礎(chǔ)上引入負(fù)載壓力反饋，都可以構(gòu)成壓力-流量伺服閥。另外，負(fù)載壓力除反饋到功率級(jí)滑閥外，也可以通過反饋噴嘴將負(fù)載壓力反饋到擋板，或通過壓力傳感器反饋到伺服放大器，其作用是一樣的。
壓力-流量伺服閥的流量-壓力系數(shù)大，但剛性差。通常用在負(fù)載慣性大、外負(fù)載力小或帶諧振負(fù)載的伺服系統(tǒng)。
五、動(dòng)壓反饋伺服閥
壓力-流量伺服閥雖然增加了系統(tǒng)的阻尼，但降低了系統(tǒng)的靜剛度。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，出現(xiàn)了動(dòng)壓反饋伺服閥，見圖5-20.與壓力-流量伺服閥相比，它增加了由彈簧活塞和液阻（固定節(jié)流孔）所組成的壓力微分網(wǎng)絡(luò)，負(fù)載壓力通過壓力微分網(wǎng)絡(luò)反饋到滑閥。此閥在動(dòng)態(tài)時(shí)，具有壓力-流量伺服閥的特性，在穩(wěn)態(tài)時(shí)具有流量伺服閥的特性。
六、電液壓力伺服閥
在圖5-18中，把滑閥兩端的對(duì)中彈簧去掉，就可以得到閥芯力平衡式壓力控制伺服閥。
滑閥輸出的負(fù)載壓力pL與噴嘴擋板閥的控制壓力pLP成比例，也就是和輸入電力△i成比例。壓力伺服閥的壓力-流量曲線如圖5-22所示。壓力伺服閥的輸出壓力要受負(fù)載流量的影響。在負(fù)載流量增大時(shí)，閥芯所受的液動(dòng)力也增大，使輸出壓力略有下降，即壓力-流量曲線變成略微傾斜的形狀。圖中虛線拋物線是對(duì)應(yīng)滑閥最大開度的特性。
滑閥輸出的壓力也可以通過一對(duì)反饋噴嘴反饋到擋板上構(gòu)成壓力伺服閥，如圖5-23所示，當(dāng)力矩馬達(dá)有輸入信號(hào)電流時(shí)，銜鐵產(chǎn)生的電磁力矩使擋板偏離中位，噴嘴擋板閥輸出的控制壓差推動(dòng)滑閥運(yùn)動(dòng)，輸出負(fù)載壓力。與此同時(shí)負(fù)載壓力通過反饋噴嘴對(duì)擋板產(chǎn)生反饋力矩，使擋板回到中間位置，前置級(jí)停止工作，閥芯停止運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，與負(fù)載壓力成正比例的反饋力矩等于力矩馬達(dá)輸入電流產(chǎn)生的電磁力矩。因此，滑閥輸出的負(fù)載壓力與輸入電流的大小成正比。
關(guān)注微信