电液伺服阀的使用
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电液伺服阀的使用. 主讲人:王学星 研究员. 电液伺服阀是电气一液压伺服系统中关键的精密控制元件,价格昂贵,所以伺服阀的选择,应用要谨慎,保养要特别仔细。本文介绍电液伺服阀选择、使用和保养的一些基本方法。. 主要内容. 一、电液伺服阀的选用 二、通用型伺服阀的介绍 三、伺服阀规格的选择 四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响 五、电液伺服阀使用维护说明 六、伺服阀的故障、原因及排除. 一、电液伺服阀的选用. 电液伺服阀是电气一液压伺服系统中关键的 精密控制元件,选用时主要考虑以下因素: A :可靠性第一 B :满足工作条件 C :价格合理 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
电液伺服阀的使用
主讲人:王学星 研究员
电液伺服阀是电气一液压伺服系统中关键的精密控制元件,价格昂贵,所以伺服阀的选择,应用要谨慎,保养要特别仔细。本文介绍电液伺服阀选择、使用和保养的一些基本方法。
主要内容
一、电液伺服阀的选用 二、通用型伺服阀的介绍 三、伺服阀规格的选择四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响 五、电液伺服阀使用维护说明六、伺服阀的故障、原因及排除
一、电液伺服阀的选用
电液伺服阀是电气一液压伺服系统中关键的精密控制元件,选用时主要考虑以下因素: • A :可靠性第一 • B :满足工作条件 • C :价格合理 • D :工作液、油源 • E :电气性能和放大器 • F :安装结构、重量、外型尺寸
一、电液伺服阀的选用
伺服阀的选用方式 :• A :按精度要求选用 • B :按用途选用 • C :按控制形式选用
一、电液伺服阀的选用• 按控制形式选用 ① 位置伺服系统
一、电液伺服阀的选用② 压力或力控制伺服系统
一、电液伺服阀的选用③ 速度控制伺服系统
二、通用型伺服阀的介绍 1 、双喷嘴挡板力反馈电液流量伺服阀
二、通用型伺服阀的介绍 2 、射流管式力反馈电液流量伺服阀
二、通用型伺服阀的介绍 3 、动圈式(或动铁式)电液流量伺服阀
二、通用型伺服阀的介绍 4 、直接驱动单级伺服阀( DDV )
二、通用型伺服阀的介绍 5 、偏导射流式电液伺服阀
二、通用型伺服阀的介绍 6 、射流管式电液压力伺服阀
二、通用型伺服阀的介绍
• 双喷挡阀、射流管阀和偏导射流式阀都是力反馈型伺服阀,线性度好,性能稳定,抗干扰能力强,零漂小。
• 双喷挡阀的档板与喷嘴间隙小,易被污物卡住。• 射流管阀喷嘴为最小流通面积处,过流面积大,
不易堵塞,抗污染性好。 • 射流管阀具有“失效对中能力”。
二、通用型伺服阀的介绍
• 射流管阀动态性能稍低于喷挡阀。• 原因一:同规格阀,射流管阀阀芯直径>喷挡阀• 原因二:射流管喷嘴直径大小(内泄)事实上:• 射流管阀相频宽可超过 100Hz ,高的达 200Hz 。• 射流放大器压力效率和容积效率高,分辨率比双
喷挡阀高得多 。• 低压工作性能优良 ( 0.5MPa )。
二、通用型伺服阀的介绍
• 动圈式伺服阀:直接反馈式伺服阀。• 结构简单,造价低,外部可调整零位。• 动态比较低,廉价的工业伺服阀。• 双滑阀结构摩擦力较大,分辨率和滞环较差,使
用中要加颤振信号。• 对油液清洁度较敏感。
二、通用型伺服阀的介绍
• DDV 阀:一级电反馈脉宽调制阀,力马达直接驱动阀芯,动态特性与供油压力没有直接关系 ,
低压工作性能比较好。• 两个问题:① 大流量输出时控制电流可达 1.4A 或更大。② 力马达输出力较电磁铁大,但比有液压前置级的
两级阀还是小很多。
二、通用型伺服阀的介绍M公司认为射流管先导级工作特点:a) 流量接受效率高 ,能耗低。b) 具有很高的无阻尼自然频率( 500Hz )。c) 性能可靠。压力效率高,阀芯驱动力大,阀芯的
位置重复精度好。d) 最低先导级控制压力 2.5MPa ,可用于低压系统。e) 先导级过滤器的寿命几乎是无限的 。f) 由于阀的频率响应改善,功率级滑阀的增益得到 了提高,因此阀具有优异的静、动态性能。
二、通用型伺服阀的介绍
我们认为:• 射流放大器没有双喷挡放大器的压力负反馈,是它
性能优良的重要原因,这是偏导射流并不具备的或不完全具备的。
• 射流先导级(力矩马达)动态高达 700~ 800Hz 。• 射流放大器能在 0.5MPa 条件推动阀芯正常工作 。• 先导级流量利用率可达先导级总流量的 90% ,几乎是喷挡阀的两倍。
三、伺服阀规格的选择 1. 首先估计所需的作用力的大小,再来决定油缸的
作用面积:满足以最大速度推拉负载的力 FG 。如果系统还可能有不确定的力,那么我们最好将 FG
力放大 20%~ 40% ,具体计算如下:
面积 A : A=
P 为供油压力。s
g
p
F2.1
三、伺服阀规格的选择
2.确定负载流量 Q ,负载运动的最大速度为 V
Q =A·V
同时知道负载压力 PL :
决定伺服阀供油压力 P :
GL
FP
A
SL PP3
2 LS PP
2
3
LL
L L
S
三、伺服阀规格的选择
3. 确定伺服阀的流量规格:
注意:为补偿一些未知因素,建议额定流量选择要大 10% 。
NN L
S L
PQ Q
P P
三、伺服阀规格的选择
4. 动态指标的确定开环系统:伺服阀频宽大于 3~4Hz
闭环系统:计算系统的负载谐振频率,选相频大于该频率 3倍的伺服阀。 负载谐振频率计算如下:
mV
Af
t
eN
24
2
1
三、伺服阀规格的选择
• 要求流量大、频率又较高时,可选用电反馈阀。(三级电反馈伺服阀)
电反馈阀 机械反馈阀滞环: < 0.3% < 3%
分辨率: < 0.1% < 0.5%
线性度等指标比力反馈阀好,但温度零漂较大,目前价格较贵。
四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
流量增益曲线 压力增益曲线
四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
主要静态性能指标: 线性度,对称性,滞环,零位区域特性, 分辨率,压力增益、内泄
四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
• 线性度和对称度:影响伺服系统的精度,对速度控制系统影响最直接、最大 。
• 零位区域特性 :对位置控制精度影响较大 。• 分辨率:精度要求较高的系统对分辨率要求高 ,另一种办法就是添加颤振信号。
• 压力增益:位置控制系统要求压力增益尽可能高,提高系统刚性;力控制系统要求增益平坦点,便于力控系统的调节。
四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
• 为了系统的稳定,系统的前置增益,要求其
• 较高的伺服阀频宽可以保证系统增益足够大,这样系统精度、快速性和稳定性能得到保证。
2P hp hpK
四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
对伺服放大器的要求: • 具有深度电流负反馈的放大器 • 放大器要带有限流功能 • 输出调零电位器 • 有时还带有颤振信号发生电路
• 输出端不要有过大的旁路电容或泄漏电容
四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
放大器的功率级输出的一般原理图
四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
放大器放大倍数的确定 ① 上限的确定系统的前向通道增益 Kv :
2 h hKv W
/d FKv K Ksv K Av
2 hhW AvKd
Ksv KF
四、伺服阀静动态性能指标对系统的影响
• 放大倍数下限:由系统精度确定
Kd 要足够大,让 e 满足精度要求。
1 2
d F
I Ie
K K
五、电液伺服阀使用维护说明
1. 液压系统污染度要求① 安装伺服阀的液压系统必须进行彻底清洗。② 伺服阀进油口前必须配置公称过滤精度不低于 10
的滤油器 ③ 使用射流管电液伺服阀的液压系统油液推荐清洁
度等级为:• 长寿命使用时应达到 -/16/13 级( NAS 7 级)• 一般使用最差不劣于 -/19/15 级(相当于 NAS10
级)。
五、电液伺服阀使用维护说明
2. 安装要求① 安装座表面粗糙度值应小于 Ra1.6 ,表面不平
度不大于 0.025mm 。② 不允许用磁性材料制造安装座,周围不允许有
明显的磁场干扰。③ 安装工作环境应保持清洁 ,清洁时应使用无绒布或专用纸张 。
④ 进口油和回油口不要接错。⑤ 检查底面各油口的密封圈是否齐全 。
五、电液伺服阀使用维护说明
2. 安装要求⑥ 每个线圈的最大电流不要超过 2倍额定电流 ⑦ 油箱应密封,并尽量选用不锈钢板材。油箱上
应装有加油及空气过滤用滤清器。⑧ 禁止使用麻线、胶粘剂和密封带作为密封材料。⑨ 伺服阀的冲洗板应在安装前拆下,并保存起来,
以备将来维修时使用。
五、电液伺服阀使用维护说明
2. 安装要求
⑩ 对于长期工作的液压系统,应选较大容量的滤油器。
⑾ 动圈式伺服阀使用中要加颤振信号,有些还要求泄油直接回油箱,伺服阀还必须垂直安装。
⑿ 双喷挡伺服阀要求先通油后给电信号。
五、电液伺服阀使用维护说明
3. 维修保护① 定期检查工作液的污染度 。② 建立新油是“脏油”的概念 ,注入新油前应彻底清洗油箱 ,清洗 24 小时以上
③ 不得擅自分解伺服阀④ 定期返回生产单位清洗、调整 ⑤ 油质保持相对较好的油源,可较长时间不换油
五、电液伺服阀使用维护说明
3. 维修保护⑥ 切忌让铁磁物质长期与马达壳体相接触 ⑦ 除非外部有机械调零装置,否则不要自己擅拆
伺服阀去调零。 ⑧ 最好接受厂方的指导更换伺服阀滤器
⑨ 伺服阀装卸时千万要注意干净 ,这是最重要的保养要求。
六、伺服阀的故障、原因及排除
伺服阀的故障常在伺服系统调试或工作不正常情况下发现的。这里有时是系统问题包括放大器、反馈机构、执行机构等故障,有时是伺服阀问题。
• 方法一:上试验台复测
• 方法二:将系统开环,备用独立直流电源、经万用表给伺服阀供正负不同量值电流,根据阀的输出情况来判断
六、伺服阀的故障、原因及排除
阀的主要故障:① 阀不工作 ② 阀有一固定输出,但已失控③ 阀反应迟钝、响应变慢等 ④ 系统出现频率较高的振动及噪声⑤ 阀输出忽正忽负,不能连续控制,成“开关”控制。
⑥ 漏油