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MOOG穆格伺服閥選購
閱讀:1304 發(fā)布時間:2012-7-30目錄
- 伺服閥的原理
- 伺服閥的基本組成
- 伺服閥的選型
- 伺服閥的常見故障
MOOG伺服閥的原理
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雙噴嘴擋板式力反饋二級電液伺服閥由電磁和 液壓兩部分組成。電磁部分是永磁式力矩馬達(dá) ,由 *磁鐵 ,導(dǎo)磁體 ,銜鐵 ,控制線圈和彈簧管組成。 液壓部分是結(jié)構(gòu)對稱 的二級液壓放大器 ,前置級是 雙噴嘴擋板閥,功率級是 四通滑閥。滑閥通過反饋 桿與銜鐵擋板組件相連。
力矩馬達(dá)把輸入的電信號(電流)轉(zhuǎn)換為力矩輸 出。無信號時,銜鐵 由彈簧管支撐在上下導(dǎo)磁體的 中間位置 ,*磁鐵在 四個氣隙中產(chǎn)生 的極化磁通 是相同的力矩馬達(dá)無力矩輸出。此時,擋板處于兩 個噴嘴的中間位置,噴嘴兩側(cè)的壓力相等,滑閥處于 中間位置 ,閥無液壓輸出;若有信號時控制線圈產(chǎn)生
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磁通 ,其大小和方向由信號電流決定 ,磁鐵兩極所受 的力不 一樣 ,于是,在磁鐵上產(chǎn)生 磁轉(zhuǎn)矩 (如逆 時 針),使銜鐵繞彈簧管 中心逆時針方 向偏轉(zhuǎn) ,使擋板 向右偏移 ,噴嘴擋板的右側(cè)間隙減小而左側(cè)間隙增 大 ,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)生彈性變形 ,對銜鐵擋板組件產(chǎn)生 一個順時針方向的反轉(zhuǎn)矩。當(dāng)作用在銜鐵擋板組件 上的電磁轉(zhuǎn)矩,彈簧管反轉(zhuǎn)矩 ,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應(yīng)的流量輸出。 滑閥位移 ,擋板位移 ,力矩馬達(dá)輸出力矩等都與 輸入的電信號(電流 )成比例變化。
伺服閥的基本組成
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由力矩馬達(dá)和液壓放大器組成。
力矩馬達(dá)組成
由一對*磁鐵、導(dǎo)磁體和銜鐵、線圈和內(nèi)部懸置擋板的彈簧管等組成 。
液壓放大器組成
前置放大器 前置放大級是一個雙噴嘴擋板閥,它主要由擋板、噴嘴、節(jié)流孔和濾油器組成。
功率放大器 功率放大級主要由滑閥9和擋板下部的反饋彈簧片組成。
伺服閥的選型
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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
在滿足系統(tǒng)zui重要指標(biāo)(如閥的頻寬、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閥(而不是比例閥) 。實踐證明,80 %以上伺服閥的故障與70 %以上的伺服系統(tǒng)的故障來自于油的污染,而油的污染zui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:大流量閥優(yōu)于小流量閥(結(jié)構(gòu)形式和放大級數(shù)相同前提下) ,動圈式力馬達(dá)(推力或力矩大) 優(yōu)于動鐵式力矩馬達(dá),滑閥式(取消固定節(jié)流孔后流道變大) 和射流管式(噴嘴及其與接受孔間的距離大) 優(yōu)于噴嘴擋板式,比例閥(其滑閥行程xv 大) 優(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,對油的精度要求為優(yōu)于NAS1638 標(biāo)準(zhǔn)的6 級( ISO4406 標(biāo)準(zhǔn)的14/ 11 級) ,而動圈式力馬達(dá)式伺服閥或比例方向閥,對油的精度要求為NAS1638 標(biāo)準(zhǔn)的7 級( ISO4406 標(biāo)準(zhǔn)的15/ 12 級) 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級,如NAS1638 標(biāo)準(zhǔn)的8 級( ISO 標(biāo)準(zhǔn)的16/ 13 級) ,已接近普通拖動系統(tǒng)對油的使用要求。
有一種考慮是設(shè)計中盡量選用比例閥,其依據(jù)是既可使系統(tǒng)對油的精度要求降低,又可降低成本。筆者認(rèn)為這種想法是不足取的。因為比例閥不僅頻響低(一般低于10 赫芝,新設(shè)計概念的“比例閥”另當(dāng)別論,因其已超出了傳統(tǒng)比較閥的范疇,且價格不菲) ,更要緊的是,由于結(jié)構(gòu)原理和加工精度等原因,它的非線形區(qū)(死區(qū)) 范圍大。所以選用比例閥作閉環(huán)控制的直接后果是:
(1) 使整個系統(tǒng)的頻響大大降低。由控制理論分析知,即使執(zhí)行機(jī)構(gòu)(即缸) 的頻響再高,整個系統(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)定(由控制理論非線形分析可知) ,造成伺服液壓缸無法正常工作。所以,在選用比例閥時應(yīng)慎重。一般認(rèn)為,在滿足頻響(由分析知,當(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定) 的前提下,對于中小流量(小于100 升/ 分) 情況,建議選用單級動圈式馬達(dá)驅(qū)動滑閥式伺服閥(如Moog633 、634 等,其頻響很易做到80 - 100 赫芝) 。對于大流量(100 升/ 分以上) ,建議選用動圈式力馬達(dá)為先導(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)械工業(yè)自動化所的SV 系列等,其頻響可達(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求。
2 閥的流量
一般選取的順序是,先由執(zhí)行機(jī)構(gòu)zui大負(fù)載pL下應(yīng)達(dá)到的速度確定負(fù)載流量QL ,再由QL 確定系統(tǒng)的空載流量QS ,即
QS = QL
pS
pS - pL
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定出QS 后,再由樣本選取規(guī)定閥壓降ΔpN (一般為7MPa) 下的空載流量QR ,即:
QR = QS
ΔpN