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教你如何分類伺服閥
點(diǎn)擊次數(shù)：4157 發(fā)布時(shí)間：2016-11-23
電液伺服閥、電液比例閥和電液數(shù)字閥是液壓技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合的一類閥，它們是電液控制系統(tǒng)的心臟。電液控制閥既是系統(tǒng)中電氣控制部分和液壓執(zhí)行部分的接口，又是用小信號控制大功率的放大元件。由于結(jié)合了液壓技術(shù)能傳遞較大功率、剛性大、響應(yīng)快等*性與電子控制技術(shù)的靈活性，使其應(yīng)用到幾乎所有的工業(yè)部門和航空、航天軍事領(lǐng)域中。電液控制閥的特性直接影響甚至決定著系統(tǒng)的特性，因此了解電液控制閥的功能及特點(diǎn)、組成及工作原理，是正確分析、設(shè)計(jì)和使用電液控制系統(tǒng)的前提。
電液伺服閥
1.電液伺服閥功用及組成
電液伺服閥是一種自動控制閥，它既是電液轉(zhuǎn)換元件，又是功率放大元件。它能將輸入的微小電信號轉(zhuǎn)換為大功率的液壓信號輸出，實(shí)現(xiàn)對執(zhí)行元件的位移、速度、加速度和力的控制。電液伺服閥可分為電液流量控制伺服閥和電液壓力控制伺服閥兩大類，zui常用的是電液流量控制伺服閥。
電液伺服閥由力矩馬達(dá)（或力馬達(dá)）、液壓放大器、反饋機(jī)構(gòu)（或平衡機(jī)構(gòu)）三部分組成。力矩馬達(dá)或力馬達(dá)是一個(gè)電磁元件，其作用是將輸入的電信號變成力或力矩，控制液壓放大器運(yùn)動。液壓放大器控制液壓能源流向液壓執(zhí)行器的流量或壓力，通常包括前置放大器和功率放大器兩級。前置放大器將力矩馬達(dá)或力馬達(dá)的輸出加以放大，再去控制功率級閥。常用的液壓控制元件有滑閥、噴嘴擋板閥和射流管閥，其中以滑閥應(yīng)用zui為普遍。
2.液壓放大器
(1)滑閥滑閥按其工作的邊數(shù)（起控制作用的閥口數(shù)，也就是節(jié)流口的數(shù)目）可分為單邊滑閥、雙邊滑閥和四邊滑闋。
圖R(a)所示為單邊滑閥的工作原理，它只有一個(gè)控制邊。壓力油進(jìn)入液壓缸左腔（有桿腔）后，經(jīng)活塞上的固定節(jié)流孔a進(jìn)入液壓缸右腔（無桿腔），壓力由ps降為p1，再通過滑閥*的控制邊（可變節(jié)流口）流回油箱。這樣固定節(jié)流日與可變節(jié)流口控制液壓缸右腔的壓力和流量，從而控制了液壓缸缸體運(yùn)動的速度和方向。液壓缸在初始平衡狀態(tài)下，有：p1A1 =psA2，對應(yīng)此時(shí)閥的開口量為Xv0（零位工作點(diǎn)）。當(dāng)閥芯向右移動時(shí)，開口xv減小，P1增大，于是p1A1>psA2，缸體向右運(yùn)動。閥芯反向移動，缸體亦反向運(yùn)動。
圖R (b)所示為雙邊滑閥的工作原理，它有兩個(gè)控制邊，壓力油一路進(jìn)入液壓缸左腔，另一路經(jīng)左控制邊開口xv1與液壓缸右腔相通，并經(jīng)右控制邊開口xv2流回油箱。所以是兩個(gè)可變節(jié)流口控制液壓缸右腔的壓力和流量。當(dāng)滑閥閥芯移動時(shí)，xv1與xv2此增彼減，共同控制液壓缸右腔的壓力，從而控制液壓缸活塞的運(yùn)動方向。顯然，雙邊滑閥比單邊滑閥的調(diào)節(jié)靈敏度高，控制精度也高。
圖R (c)所示為四邊滑閥的工作原理，它有四個(gè)控制邊，開口xv1和xv2分別控制液壓缸兩腔的進(jìn)油，而開口xv3和xv4分別控制液壓缸兩腔的回油。當(dāng)閥芯向右移動時(shí)，進(jìn)油開口xv1增大，回油開口xv3減小，使p1迅速提高；與此同時(shí)，xv2減小，xv4增大，p2迅速降低，導(dǎo)致液壓缸活塞迅速右移。反之，活塞左移。與雙邊滑閥相比，四邊滑閥同時(shí)控制液壓缸兩腔的壓力和流量，故調(diào)節(jié)靈敏度更高，控制精度也更高。
由上可知，滑閥的工作原理是利用閥芯相對閥體移動時(shí)，改變節(jié)流口通流面積，從而控制進(jìn)入執(zhí)行元件的壓力或流量。
從控制質(zhì)量上看，控制邊數(shù)越多越好；從結(jié)構(gòu)工藝上看，控制邊數(shù)越少越容易制造。
滑閥根據(jù)在平衡狀態(tài)時(shí)閥口初始開口量的不同，分為正開口閥、零開口閥和負(fù)開口閥三種形式，如圖S所示。在圖S (a)中，閥芯臺肩的寬度h小于閥套上開口的寬度H，為正開口閥；在圖S(b)中，h-H，為零開口閥；在圖S (c)中，h>H，為負(fù)開口閥。零開口閥的控制性能，但加工精度要求高；負(fù)開口閥有一定的不靈敏區(qū)，較少應(yīng)用；正開口閥的控制性能較負(fù)開口閥的好，但零位功率損耗較大。
(2)噴嘴擋板閥 噴嘴擋板閥有單噴嘴和雙噴嘴兩種結(jié)構(gòu)形式，它們的工作原理基本相同，圖T所示為雙噴嘴擋板閥的工作原理。它由擋板1、噴嘴2和3、固定節(jié)流孔4和5等組成。擋板與噴嘴之間形成兩個(gè)可變節(jié)流縫隙δ1和δ2跳。當(dāng)擋板處于中間位置時(shí)，兩縫隙所形成的節(jié)流阻力相等，兩噴嘴內(nèi)的油液壓力也相等，即p1 -p2，液壓缸不動。壓力油經(jīng)固定節(jié)流孔4和5、節(jié)流縫隙δ1和δ2流回油箱。當(dāng)輸入信號使擋板向左擺動時(shí)，縫隙δ1變小，δ2變大，p1上升，p2下降，液壓缸缸體向左移動。因機(jī)械負(fù)反饋?zhàn)饔?，?dāng)噴嘴跟隨缸體移動到擋板兩邊縫隙對稱時(shí)，液壓缸停止運(yùn)動。
噴嘴擋板閥的結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，擋板運(yùn)動部件慣性小、位移小，因而反應(yīng)快、靈敏度高，抗污染能力較滑閥強(qiáng)。但是無用的功率損耗大。一般用于小功率系統(tǒng)或用作多級放大元件中的前置級。
(3)射流管閥 圖U所示為射流管閥的工作原理。它由射流管1和接收器2組成。當(dāng)流體流經(jīng)射流管時(shí)，射流管將壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽苌淙虢邮掌?，而接收器是一個(gè)擴(kuò)壓管，液流流經(jīng)它時(shí)減速擴(kuò)壓，使進(jìn)入液壓缸的流體恢復(fù)其壓力能。改變射流管與接收器的相對位置就實(shí)現(xiàn)了能量的分配。當(dāng)射流管位于兩接收孔道a和b的中間位置時(shí)，兩個(gè)接收孔道壓力相等，液壓缸不動，處于平衡狀態(tài)。當(dāng)射流管向左偏移時(shí)，b接收孔道內(nèi)壓力大于a接收孔道內(nèi)壓力，使液壓缸左移，直到跟隨缸體一起移動的接收器到達(dá)使射流管又位于兩接收孔道中間位置時(shí)為止；反之亦然。液壓缸運(yùn)動方向取決于輸入信號的方向。
射流管閥結(jié)構(gòu)簡單、加工精度要求較低、成本低廉，對污染不敏感。但受射流力的影響，高壓易產(chǎn)生干擾振動，射流管運(yùn)動慣量較大、響應(yīng)不如噴嘴擋板閥快，同時(shí)其無用的功率損耗較大。射流管閥適用于低壓小功率的伺服系統(tǒng)及對抗污染能力有特殊要求的場合。威斯特小編敬上