电液伺服阀调试过程关键点控制方法

液压传动与控制
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0. 引言

电液伺服阀是电液伺服系统的关键元件和接口,具有控制精度高、响应速度快、输出功率大、结构紧凑等许多优点,已被广泛应用于军事工业和其他工业控制领域。伺服阀调试过程作为整个生产周期的最后环节,其关键环节质量控制对于保证伺服阀动、静态性能,提高工作稳定性和可靠性具有十分重要的意义。

1. 伺服阀工作原理

电液伺服阀是电液伺服控制系统中的重要控制元件,在系统中起着电液转换和功率放大作用,它能将小功率的电信号转变为阀的运动,从而实现对液压伺服系统执行器的流量以及压力控制[1]。

以在工程领域广泛应用的两级电液伺服阀为例,伺服阀一般由力矩马达、前置级液压放大器和功率级滑阀组成。图1和图2分别为喷嘴挡板型、偏导射流型电液伺服阀原理图。力矩马达由永久磁铁、导磁体、线圈及弹簧管、衔铁、反馈杆、挡板等组成,反馈杆小球插在阀芯中间的槽内;前置级液压放大器由节流孔、喷嘴(或射流盘)、回油阻尼器等组成。

电液伺服阀调试过程关键点控制方法

图1  喷嘴挡板电液伺服阀

电液伺服阀调试过程关键点控制方法

图2  偏导射流电液伺服阀

当线圈输入控制电流信号时,产生电磁力矩,使衔铁带动与其刚性联接的挡板产生偏转。两喷嘴腔压差改变时,阀芯即在压差驱动下作用,带动小球运动使弹性反馈杆变形,从而向衔铁组件施加一个反馈力矩,直到这个反馈力矩与力矩马达的电磁力矩平衡,衔铁停留在某个相应的偏转角上。此时反馈杆的变形使挡板被部分地拉回中位,最终阀芯的驱动力与液动力平衡,阀芯停留在相应的位移上,此时伺服阀输出一个对应的流量,实现了由控制电流对输出流量的控制[1]。

2. 伺服阀调试过程关键环节及其

控制方法

伺服阀作为高精度、高灵敏度的液压控制元件,要求具备较好的静态和动态特性以及稳定性,而伺服阀的结构复杂性,也决定了调试过程的精细化,为了保证伺服阀性能满足要求,需要在调试过程中对影响整阀动、静态性能的关键环节进行识别并加以控制,伺服阀调试过程中的关键环节主要有如下几点。

2.1  油路冲洗

目前航天使用的电液伺服阀,为适应航天型号重量轻、安装空间小、工作环境恶劣的需求采取集成、紧凑的结构设计,其中节流孔、射流盘等核心组件尺寸小,具有精密微小孔和微小型腔结构特征,如图3、图4所示,尺寸一般在0.10~0.80mm之间;阀套类零件则为精密深孔且具有通油环槽、密封槽结构,如图5所示;壳体类零件则多为形状复杂的异形槽、盲孔、斜孔、阶梯孔等,如图6所示。

电液伺服阀调试过程关键点控制方法

图3  微小孔结构

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图4  微小型腔结构

电液伺服阀调试过程关键点控制方法

图5  环槽深孔结构 图6  复杂孔系壳体

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