品牌 | MOOG/美国穆格 | 应用领域 | 化工,能源,冶金,航天,汽车 |
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电液伺服阀是电液伺服控制系统中的重要控制元件,在系统中起电液转换和功率放大作用。具体地说,系统工作时它直接接收系统传递来的电信号,并把电信号转换成具有相应极性的、成比例的、能够控制电液伺服阀的负载流量或负载压力的信号,从而使系统输出较大的液压功率,用以驱动相应的执行机构。电液伺服阀的性能和可靠性将直接影响系统的性能和可靠性,是电液伺服控制系统中引人注目的关键元件。
由于系统服务对象和使用环境各式各样,相应地为系统服务的电液伺服阀型号、结构、性能也多种多样。它们有个性,也有共性。本章将对常见电液伺服阀的结构原理、组成、分类及有关特点作简要介绍。
1.1电液伺服阀组成
电液伺服阀本身是一个闭环控制系统,一般由下列部分组成:
(1)电-机转换部分;
(2)机-液转换和功率放大部分;
(3)反馈部分;
(4)电控器部分。
大部分伺服阀仅由前三部分组成,只有电反馈伺服阀才含有电控器部分。
1. 电-机转换部分
电-机转换部分的工作原理是把输入电信号的电能通过特定设计的元件转换成机械运动的机械能,由此机械能进而驱动液压放大器的控制元件,使之转换成液压能。将电能转换为机械能的元件,人们通常称为力矩马达(输出为转角)或力马达(输出为位移)。力矩马达和力马达有动铁式和动圈式两种结构。常用的典型结构示于图1.1中。
图1.1(a)为永磁桥式动铁式力矩马达。它结构紧凑体积小,固有频率高;但是输出转角线性范围窄;适用于驱动喷嘴挡板液压放大器的挡板,射流管液压放大器的射流管或偏转射流管的偏转板。
图1.1(b)为高能永磁动铁式直线力马达。它体积大,加工工艺性好;驱动力大、行程较大;固有频率较低,约≤300Hz,适用于直接驱动功率级滑阀。
图1.1(c)为永磁动圈式力马达,它又有内磁型和外磁型两种结构形式。图1.1(d)为激磁动圈式力马达。它们的共同特点是体积大、加工工艺性好;但是同样的体积下输出力小;机械支撑弹簧的刚度通常不是很大,在同样的惯性下,动圈组件固有频率低;为提高固有频率,可增加支撑刚度及激磁和控制线圈功率,但尺寸大,功耗大。此型力马达的磁环小;线性范围宽,输出位移大;适用于直接驱动滑阀液压放大器的阀芯运动。
2. 机-液转换和功率放大部分
机-液转换及功率放大部分,实质上是专门设计的液压放大器,放大器的输入为力矩马达或力马达输出力矩或力,放大器的输出为负载流量和负载压力。
伺服阀常用的液压放大器示于图1.2中。
图1.2(a)为双喷嘴挡板式液压放大器,由两个固定节流孔和两个可变节流孔组成液压全桥,按节流原理工作。其特点是结构简单体积小,运动件惯性小,所需驱动力小,无摩擦,灵敏度高;但中位泄漏大,负载刚度差;输出流量小;固定节流孔的孔径和喷嘴挡板之间的间隙小,易堵塞,抗污染能力差;适于小信号工作,常用作两级伺服阀的前置放大级。
图1.2(b)为射流管式液压放大器,按动量转换原理工作。射流管孔径及射流管喷嘴与接受器之间的间隙较喷嘴挡板式大,不易被污物堵塞,抗污染能力强;射流喷嘴有失效对中功能;放大器效率高;但结构复杂,加工调试难;运动零件惯性大;射流管的引压管刚度差,易振动;常用作两级伺服阀的前置放大级。
图1.2(c)为偏转射流管式液压放大器,按动量转换原理工作。射流喷嘴及偏转板与射流盘之间的间隙大,不易堵塞,抗污染能力强;射流喷嘴有失效对中功能;运动零件惯量小。缺点是在高温及低温时性能差。可用于两级伺服阀的前置放大级。
图1.2(d)为滑阀式液压放大器,按节流原理工作。其特点是允许位移大;节流边为矩形或圆周开口时,线性好,输出流量大;流量增益和压力增益高;结构稍复杂;体积大;轴向及径向配套要求高;运动件惯量大,液动力大,要求驱动力大。通常与动圈式或MOOG DDV直线力马达直接连接构成单级伺服阀或用作两级伺服阀的前置级,它也是两级和三级伺服阀功率放大级的主要型式。
3. 反馈部分
通常有几种反馈形式:力反馈、直接位置反馈、压力反馈和电反馈。
1)力反馈
典型的双喷嘴挡板两级力反馈电液流量伺服阀的工作原理见第2章。此型力反馈伺服阀具有以下特点:
(1)衔铁及挡板工作在零位附近,对力矩马达的线性度要求不那么严格,而阀仍具有良好的线性;
(2)喷嘴挡板及输出驱动力大,增加了阀芯的抗污染能力;
(3)阀芯基本处于浮动状态,附加摩擦力小;
(4)阀的性能稳定,抗干扰能力强,零漂小;
(5)力反馈回路包围力矩马达,限制了阀的动态响应。
2)直接位置反馈
动圈式滑阀直接位置反馈两级电液流量伺服阀是典型的直接位置反馈型式,见图1.3。它由永磁式动圈力马达、马达直接驱动的双边滑阀式前置控制阀和三通滑阀式功率级组成。前置控制滑阀的两个预开口节流控制边与阀体上两个固定节流孔组成液压全桥,类似于喷嘴挡板放大器。滑阀副的阀芯直接与马达的动线圈骨架相连。前置级的阀套又是功率放大级的阀芯。
输入控制电流给力马达动圈,则力马达的动圈产生电磁力,此电磁力将克服对中弹簧的弹簧力使动圈和前置级阀芯移动,其位移量与动圈电流成正比。前置阀芯位移将使液压桥的两个可变液阻发生变化,因而液压桥将产生负载压力和负载流量,驱动功率级阀芯(即前置级的阀套)移动,且功率阀芯一边移动一边逐渐消减前置级滑阀的原开启面积的变化量,直到前置级滑阀两个可变节流控制口的面积相等,此时功率阀芯将停留在某一预定的位置上。这种直接位置反馈的作用,使功率级滑阀阀芯跟随前置级滑阀阀芯运动,功率级滑阀阀芯的位移与动圈输入电流大小成正比。
直接位置反馈式动圈伺服阀的特点:(1)结构简单,工作可靠;
(2)力马达线性范围宽,调整方便;
(3)前置级滑阀流量增益大,输出流量大;
(4)和喷嘴挡板型力矩马达相比,力马达体积大,工作电流大;
(5)由于力马达动圈和滑阀阀芯直接连接,运动部分惯量较大,一般固有频率低。
MOOG伺服阀型号:
MOOG伺服阀D633-460B
MOOG伺服阀D661-4652G15JOAA6VSX2HA
MOOG伺服阀072-558A
MOOG伺服阀D661-4594C G75KXAA5VSX2H
MOOG伺服阀D633-460B R16K01D0VSM2 S/N D15/15 24V
MOOG伺服阀D634-319C
MOOG伺服阀G761-3002B
MOOG伺服阀G761-3003B
MOOG伺服阀D663-Z4307K P02JONF6VSX2-A
MOOG伺服阀G761-3004B
MOOG伺服阀G761-3033B
MOOG伺服阀G123-825-001
MOOG伺服阀D663-4317K
MOOG伺服阀J761-003替代G761-3033B
MOOG伺服阀D664-4380K
MOOG伺服阀D661-4020B
MOOG伺服阀G761-3005B
MOOG伺服阀L05HXBOFNSF2-D664-2903E已由D664-L05HXBO6NSF2-A替代
MOOG伺服阀D01HXBAFNSF2-D662-2905E已由D662-D01HXBAF6NSF2-A替代
MOOG伺服阀D663-4705 L03HOBMGNSF20
MOOG伺服阀D661-4577C
MOOG伺服阀D661-4506C
MOOG伺服阀D634-R40K02M0NSM2
MOOG伺服阀D661-4830 P60HAAM7NSX2-A
MOOG伺服阀D664-4759
MOOG伺服阀D661-4507C G08JOAA6VSX2HA
MOOG伺服阀D633K2025B Type:R16KO1M0NWM2
MOOG伺服阀D635-136E
MOOG伺服阀D661-4612
MOOG伺服阀D664-4747
MOOG伺服阀D061-9310
MOOG伺服阀D661-6568C-G30KBCO6NSD2HA
MOOG伺服阀D634-501A
MOOG伺服阀D634-319-C-24V
MOOG伺服阀D633-307B
MOOG伺服阀D661-4697C G15JOAA5VSX2HA
MOOG伺服阀R08KO1F0HEY2XBCO1B1
MOOG伺服阀D635Z681E
MOOG伺服阀D661-6460C/G35HOAA4VSX2
MOOG伺服阀D634-341C
MOOG伺服阀D691-074D
MOOG伺服阀G761-3002B5
MOOG伺服阀D661-4598C G45H0AA6VSX2HA
MOOG伺服阀D661-4506C/G35KOAA6VSX2HA
MOOG伺服阀D661-4539C
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