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1、 電液伺服閥的使用 主講人：王學星 研究員 電液伺服閥是電氣一液壓伺服系統(tǒng)中 關鍵的精密控制元件，價格昂貴，所以伺 服閥的選擇，應用要謹慎，保養(yǎng)要特別仔 細。本文介紹電液伺服閥選擇、使用和保 養(yǎng)的一些基本方法。 主要內(nèi)容 一、電液伺服閥的選用 二、通用型伺服閥的介紹 三、伺服閥規(guī)格的選擇 四、伺服閥靜動態(tài)性能指標對系統(tǒng)的影響 五、電液伺服閥使用維護說明 六、伺服閥的故障、原因及排除 一、電液伺服閥的選用 電液伺服閥是電氣一液壓伺服系統(tǒng)中關鍵的 精密控制元件，選用時主要考慮以下因素： A ：可靠性第一 B：滿足工作條件 C：價格合理 D：工作液、油源 E：電氣性能和放大器 F：安裝結構、重量、外
2、型尺寸 一、電液伺服閥的選用 伺服閥的選用方式 ： A：按精度要求選用 B：按用途選用 C：按控制形式選用 一、電液伺服閥的選用 按控制形式選用 位置伺服系統(tǒng) 一、電液伺服閥的選用 壓力或力控制伺服系統(tǒng) 一、電液伺服閥的選用 速度控制伺服系統(tǒng) 二、通用型伺服閥的介紹 1、雙噴嘴擋板力反饋電液流量伺服閥 二、通用型伺服閥的介紹 2、射流管式力反饋電液流量伺服閥 二、通用型伺服閥的介紹 3、動圈式（或動鐵式）電液流量伺服閥 二、通用型伺服閥的介紹 4、直接驅(qū)動單級伺服閥（ DDV） 二、通用型伺服閥的介紹 5、偏導射流式電液伺服閥 二、通用型伺服閥的介紹 6、射流管式電液壓力伺服閥 二、通用型伺服
3、閥的介紹 雙噴擋閥、射流管閥和偏導射流式閥都是力反饋 型伺服閥，線性度好，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強， 零漂小。 雙噴擋閥的檔板與噴嘴間隙小，易被污物卡住。 射流管閥噴嘴為最小流通面積處，過流面積大， 不易堵塞，抗污染性好。 射流管閥具有“ 失效對中能力 ”。 二、通用型伺服閥的介紹 射流管閥動態(tài)性能稍低于噴擋閥。 原因一：同規(guī)格閥，射流管閥閥芯直徑噴擋閥 原因二：射流管噴嘴直徑大?。▋?nèi)泄） 事實上： 射流管閥相頻寬可超過 100Hz，高的達 200Hz 。 射流放大器壓力效率和容積效率高，分辨率比雙 噴擋閥高得多 。 低壓工作性能優(yōu)良 （ 0.5MPa）。 二、通用型伺服閥的介紹 動圈式伺服閥：
4、直接反饋式伺服閥。 結構簡單，造價低，外部可調(diào)整零位。 動態(tài)比較低，廉價的工業(yè)伺服閥。 雙滑閥結構摩擦力較大，分辨率和滯環(huán)較差，使 用中要加顫振信號。 對油液清潔度較敏感。 二、通用型伺服閥的介紹 DDV閥：一級電反饋脈寬調(diào)制閥，力馬達直接驅(qū) 動閥芯，動態(tài)特性與供油壓力沒有直接關系 ,低 壓工作性能比較好。 兩個問題： 大流量輸出時控制電流可達 1.4A或更大。 力馬達輸出力較電磁鐵大，但比有液壓前置級的 兩級閥還是小很多。 二、通用型伺服閥的介紹 M公司認為 射流管先導級工作特點 ： a) 流量接受效率高 ，能耗低。 b) 具有很高的無阻尼自然頻率（ 500Hz）。 c) 性能可靠。壓力效率
5、高，閥芯驅(qū)動力大，閥芯的 位置重復精度好。 d) 最低先導級控制壓力 2.5MPa ，可用于低壓系統(tǒng)。 e) 先導級過濾器的壽命幾乎是無限的 。 f) 由于閥的頻率響應改善，功率級滑閥的增益得到 了提高，因此閥具有優(yōu)異的靜、動態(tài)性能。 二、通用型伺服閥的介紹 我們認為： 射流放大器沒有雙噴擋放大器的壓力負反饋，是 它性能優(yōu)良的重要原因，這是偏導射流并不具備 的或不完全具備的。 射流先導級（力矩馬達）動態(tài)高達 700 800Hz。 射流放大器能在 0.5MPa條件推動閥芯正常工作 。 先導級流量利用率可達先導級總流量的 90% ，幾 乎是噴擋閥的兩倍。 三、伺服閥規(guī)格的選擇 1. 首先估計所需的
6、作用力的大小，再來決定油缸的 作用面積：滿足以最大速度推拉負載的力 FG 。如 果系統(tǒng)還可能有不確定的力，那么我們最好將 FG 力放大 20% 40%，具體計算如下： 面積 A： A= P為供油壓力。 s g p F2.1 三、伺服閥規(guī)格的選擇 2.確定負載流量 Q ，負載運動的最大速度為 V Q =AV 同時知道負載壓力 PL ： 決定伺服閥供油壓力 P ： G L FP A SL PP 3 2 LS PP 2 3 LL L L S 三、伺服閥規(guī)格的選擇 3. 確定伺服閥的流量規(guī)格： 注意：為補償一些未知因素，建議額定流量選擇要 大 10%。 N NL SL PQQ PP 三、伺服閥規(guī)格的選
7、擇 4.動態(tài)指標的確定 開環(huán)系統(tǒng)：伺服閥頻寬大于 34Hz 閉環(huán)系統(tǒng)：計算系統(tǒng)的負載諧振頻率，選 相頻 大于 該頻率 3倍的伺服閥。 負載諧振頻率計算如下： mV Af t e N 24 2 1 三、伺服閥規(guī)格的選擇 要求流量大、頻率又較高時，可選用電反饋閥。 （三級電反饋伺服閥） 電反饋閥 機械反饋閥 滯環(huán)： 0.3% 3% 分辨率： 0.1% 0.5% 線性度等指標比力反饋閥好，但溫度零漂較大，目 前價格較貴。 四、伺服閥靜動態(tài)性能指標對系統(tǒng)的影響 流量增益曲線 壓力增益曲線 四、伺服閥靜動態(tài)性能指標對系統(tǒng)的影響 主要靜態(tài)性能指標： 線性度，對稱性，滯環(huán)，零位區(qū)域特性， 分辨率，壓力增益、
8、內(nèi)泄 四、伺服閥靜動態(tài)性能指標對系統(tǒng)的影響 線性度和對稱度 ：影響伺服系統(tǒng)的精度，對速度 控制系統(tǒng)影響最直接、最大 。 零位區(qū)域特性 ：對位置控制精度影響較大 。 分辨率 ：精度要求較高的系統(tǒng)對分辨率要求高 ， 另一種辦法就是添加顫振信號。 壓力增益 ：位置控制系統(tǒng)要求壓力增益盡可能高， 提高系統(tǒng)剛性；力控制系統(tǒng)要求增益平坦點，便 于力控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。 四、伺服閥靜動態(tài)性能指標對系統(tǒng)的影響 為了系統(tǒng)的穩(wěn)定，系統(tǒng)的前置增益，要 求其 較高的伺服閥頻寬可以保證系統(tǒng)增益足 夠大，這樣系統(tǒng)精度、快速性和穩(wěn)定性 能得到保證。 2P hp hpK 四、伺服閥靜動態(tài)性能指標對系統(tǒng)的影響 對伺服放大器的要求：
9、具有深度電流負反饋的放大器 放大器要帶有限流功能 輸出調(diào)零電位器 有時還帶有顫振信號發(fā)生電路 輸出端不要有過大的旁路電容或泄漏電容 四、伺服閥靜動態(tài)性能指標對系統(tǒng)的影響 放大器的功率級輸出的一般原理圖 四、伺服閥靜動態(tài)性能指標對系統(tǒng)的影響 放大器放大倍數(shù)的確定 上限的確定 系統(tǒng)的前向通道增益 Kv： 2 hhKv W /dFK v K K s v K A v 2 hhW AvKd K s v K F 四、伺服閥靜動態(tài)性能指標對系統(tǒng)的影響 放大倍數(shù)下限：由系統(tǒng)精度確定 Kd要足夠大，讓 e滿足精度要求。 12 dF IIe KK 五、電液伺服閥使用維護說明 1. 液壓系統(tǒng)污染度要求 安裝伺服閥的
10、液壓系統(tǒng)必須進行徹底清洗。 伺服閥進油口前必須配置公稱過濾精度不低于 10 的濾油器 使用射流管電液伺服閥的液壓系統(tǒng)油液推薦清潔 度等級為： 長壽命使用時應達到 -/16/13級（ NAS 7級） 一般使用最差不劣于 -/19/15級（相當于 NAS10 級）。 五、電液伺服閥使用維護說明 2. 安裝要求 安裝座表面粗糙度值應小于 Ra1.6，表面不平度 不大于 0.025mm 。 不允許用磁性材料制造安裝座，周圍不允許有 明顯的磁場干擾。 安裝工作環(huán)境應保持清潔 ，清潔時應使用無絨 布或?qū)Ｓ眉垙?。 進口油和回油口不要接錯。 檢查底面各油口的密封圈是否齊全 。 五、電液伺服閥使用維護說明 2
11、. 安裝要求 每個線圈的最大電流不要超過 2倍額定電流 油箱應密封，并盡量選用不銹鋼板材。油箱上 應裝有加油及空氣過濾用濾清器。 禁止使用麻線、膠粘劑和密封帶作為密封材料。 伺服閥的沖洗板應在安裝前拆下，并保存起來， 以備將來維修時使用。 五、電液伺服閥使用維護說明 2. 安裝要求 對于長期工作的液壓系統(tǒng)，應選較大容量的濾 油器。 動圈式伺服閥使用中要加顫振信號，有些還要 求泄油直接回油箱，伺服閥還必須垂直安裝。 雙噴擋伺服閥要求先通油后給電信號。 五、電液伺服閥使用維護說明 3. 維修保護 定期檢查工作液的污染度 。 建立新油是“臟油”的概念 ，注入新油前應徹 底清洗油箱 ，清洗 24小時以
12、上 不得擅自分解伺服閥 定期返回生產(chǎn)單位清洗、調(diào)整 油質(zhì)保持相對較好的油源，可較長時間不換油 五、電液伺服閥使用維護說明 3. 維修保護 切忌讓鐵磁物質(zhì)長期與馬達殼體相接觸 除非外部有機械調(diào)零裝置，否則不要自己擅拆 伺服閥去調(diào)零。 最好接受廠方的指導更換伺服閥濾器 伺服閥裝卸時千萬要注意干凈 ，這是最重要的 保養(yǎng)要求。 六、伺服閥的故障、原因及排除 伺服閥的故障常在伺服系統(tǒng)調(diào)試或工作不正常情況 下發(fā)現(xiàn)的。這里有時是系統(tǒng)問題包括放大器、反饋 機構、執(zhí)行機構等故障，有時是伺服閥問題。 方法一：上試驗臺復測 方法二：將系統(tǒng)開環(huán)，備用獨立直流電源、經(jīng)萬 用表給伺服閥供正負不同量值電流，根據(jù)閥的輸 出情況來判斷 六、伺服閥的故障、原因及排除 閥的主要故障： 閥不工作 閥有一固定輸出，但已失控 閥反應遲鈍、響應變慢等 系統(tǒng)出現(xiàn)頻率較高的振動及噪聲 閥輸出忽正忽負，不能連續(xù)控制，成“開關”控制。 漏油
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