美國(guó)MOOG伺服閥選型D633-7005

　　由力矩馬達(dá)和液壓放大器組成。

　　力矩馬達(dá)組成

　　由一對(duì)*磁鐵、導(dǎo)磁體和銜鐵、線(xiàn)圈和內(nèi)部懸置擋板的彈簧管等組成 。

　　液壓放大器組成

　　前置放大器  前置放大級(jí)是一個(gè)雙噴嘴擋板閥，它主要由擋板、噴嘴、節(jié)流孔和濾油器組成。

　　功率放大器  功率放大級(jí)主要由滑閥9和擋板下部的反饋彈簧片組成。

　　對(duì)于伺服閥的選取,有許多因素可考慮,但有兩點(diǎn)是設(shè)計(jì)者必須認(rèn)真對(duì)待的。

　　1 　閥的類(lèi)型

　　在滿(mǎn)足系統(tǒng)zui重要指標(biāo)（如閥的頻寬、流量特性等） 的前提下,盡量考慮選用對(duì)油的污染敏感度低的伺服閥（而不是比例閥） 。實(shí)踐證明,80 %以上伺服閥的故障與70 %以上的伺服系統(tǒng)的故障來(lái)自于油的污染,而油的污染zui容易堵塞的是伺服閥的流道（如噴嘴擋板閥的噴嘴與擋板間的間隙,通常其間隙量小于0. 1mm） 。

　　就閥本身而言,一般情況下,其對(duì)油的污染的不敏感性為:大流量閥優(yōu)于小流量閥（結(jié)構(gòu)形式和放大級(jí)數(shù)相同前提下） ,動(dòng)圈式力馬達(dá)（推力或力矩大） 優(yōu)于動(dòng)鐵式力矩馬達(dá),滑閥式（取消固定節(jié)流孔后流道變大） 和射流管式（噴嘴及其與接受孔間的距離大） 優(yōu)于噴嘴擋板式,比例閥（其滑閥行程xv 大） 優(yōu)于伺服閥,比例壓力閥或比例拆裝閥優(yōu)于比例方向閥。如噴嘴擋板式伺服閥,對(duì)油的精度要求為優(yōu)于NAS1638 標(biāo)準(zhǔn)的6 級(jí)（ ISO4406 標(biāo)準(zhǔn)的14/ 11 級(jí)） ,而動(dòng)圈式力馬達(dá)式伺服閥或比例方向閥,對(duì)油的精度要求為NAS1638 標(biāo)準(zhǔn)的7 級(jí)（ ISO4406 標(biāo)準(zhǔn)的15/ 12 級(jí)） 即可。而比例壓力閥或比例拆裝閥對(duì)油的精度要求還可再低一個(gè)等級(jí),如NAS1638 標(biāo)準(zhǔn)的8 級(jí)（ ISO 標(biāo)準(zhǔn)的16/ 13 級(jí)） ,已接近普通拖動(dòng)系統(tǒng)對(duì)油的使用要求。

　　有一種考慮是設(shè)計(jì)中盡量選用比例閥,其依據(jù)是既可使系統(tǒng)對(duì)油的精度要求降低,又可降低成本。筆者認(rèn)為這種想法是不足取的。因?yàn)楸壤y不僅頻響低（一般低于10 赫芝,新設(shè)計(jì)概念的“比例閥”另當(dāng)別論,因其已超出了傳統(tǒng)比較閥的范疇,且價(jià)格不菲） ,更要緊的是,由于結(jié)構(gòu)原理和加工精度等原因,它的非線(xiàn)形區(qū)（死區(qū)） 范圍大。所以選用比例閥作閉環(huán)控制的直接后果是:

　?。?） 使整個(gè)系統(tǒng)的頻響大大降低。由控制理論分析知,即使執(zhí)行機(jī)構(gòu)（即缸） 的頻響再高,整個(gè)系統(tǒng)的頻寬也不會(huì)大于10 赫芝。

　?。?） 有可能使控制系統(tǒng)不穩(wěn)定（由控制理論非線(xiàn)形分析可知） ,造成伺服液壓缸無(wú)法正常工作。所以,在選用比例閥時(shí)應(yīng)慎重。一般認(rèn)為,在滿(mǎn)足頻響（由分析知,當(dāng)閥的頻響大于3 倍缸的頻響時(shí),系統(tǒng)動(dòng)特性就由缸的頻響決定） 的前提下,對(duì)于中小流量（小于100 升/ 分） 情況,建議選用單級(jí)動(dòng)圈式馬達(dá)驅(qū)動(dòng)滑閥式伺服閥（如Moog633 、634 等,其頻響很易做到80 - 100 赫芝） 。對(duì)于大流量（100 升/ 分以上） ,建議選用動(dòng)圈式力馬達(dá)為先導(dǎo)級(jí)的滑閥式多級(jí)伺服閥（如上海液壓件一廠的DY系列、北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化所的SV 系列等,其頻響可達(dá)50 - 80 赫芝） 。

　　這種僅供參考的選取,可以兼顧伺服缸對(duì)動(dòng)態(tài)性能的要求和對(duì)油的污染度的要求。

　　2 　閥的流量美國(guó)MOOG伺服閥選型

　　一般選取的順序是,先由執(zhí)行機(jī)構(gòu)zui大負(fù)載pL下應(yīng)達(dá)到的速度確定負(fù)載流量QL ,再由QL 確定系統(tǒng)的空載流量QS ,即

　　QS = QL

　　pS

　　pS - pL

　　式中: pS -系統(tǒng)供油壓力;

　　pL -負(fù)載壓力

　　定出QS 后,再由樣本選取規(guī)定閥壓降ΔpN （一般為7MPa） 下的空載流量QR ,即:

　　QR = QS

　　ΔpN

　　pS

　　這樣,閥的流量就可以初步確定下來(lái)了。

　　但是,考慮到輸入信號(hào)的多變性（常會(huì)大于預(yù)計(jì)輸入信號(hào)的zui大值,此時(shí)會(huì)引起流量飽和,劣化系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)） ,為使控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,建議實(shí)際選用的伺服閥的空載流量QR應(yīng)大于或等于2 倍的計(jì)算空載流量QR 。閥的規(guī)格過(guò)大的不足是響應(yīng)慢（因慣量大） ,且閥的大行程得不到經(jīng)常有效的工作和磨合,系統(tǒng)的靈敏度也差。

　　改善這種狀況有效的做法是,選用兩個(gè)較小規(guī)格的伺服閥,其流量之和等于所需的一個(gè)大規(guī)格閥的流量,將其并聯(lián)使用,這可在幾乎不增加成本的前提下明顯改善伺服缸的動(dòng)特性。

　　1 力矩 馬達(dá)部分

　　1．1 線(xiàn)圈斷線(xiàn) ：引起閥不動(dòng)作，無(wú)電流。

　　1．2 銜鐵卡住或受到限位 ：原因?yàn)楣ぷ鳉庀秲?nèi)有 雜物，引起閥門(mén)不動(dòng)作。

　　1．3 球頭磨損或脫落 ：原因?yàn)槟p ，引起伺服閥 性能下降 ，不穩(wěn)定 ，頻繁調(diào)整。

　　1．4 緊固件松動(dòng) ：原因?yàn)檎駝?dòng) ，固定螺絲松動(dòng)等， 引起零偏增大。

　　1．5 彈簧管疲勞：原 因?yàn)槠冢鹣到y(tǒng)迅速失 效 ，伺服閥逐漸產(chǎn)生振動(dòng)，系統(tǒng)震蕩，嚴(yán)重 的管路也 振動(dòng) 。

　　1．6 反饋桿彎曲：疲勞或人為損壞 ，引起閥不能 正常工作 ，零偏大 ，控制電流可能到zui大。

　　2 噴嘴擋板部分：

　　2．1 噴嘴或節(jié)流孔局部或全部堵塞 ：原因?yàn)橛鸵?污染。引起頻響下降，分辨率降低 ，嚴(yán)重的引起系統(tǒng) 不穩(wěn)定 。

　　2．2 濾芯堵塞：原 因?yàn)橛鸵何廴?。引起頻響下 降 ，分辨率降低 ，嚴(yán)重的引起系統(tǒng)擺動(dòng)。

　　3 滑閥放 大器部 分 ：

　　1 刃邊磨損 ：原因?yàn)槟p。引起泄漏 ，流體躁 聲大 ，零偏大 ，系統(tǒng)不穩(wěn)定 。

　　2  徑 向?yàn)V芯磨損 ：原因?yàn)槟p。引起泄漏增 大，零偏增大 ，增益下降。

　　3 滑 閥卡滯 ：原 因?yàn)橛鸵何廴?，滑閥變形。引 起波形失真，卡死。

　　4 其 它部 分 ：

　　4．1 密封件老化 ：壽命已到或油液不符。引起閥 內(nèi)外滲油 ，可導(dǎo)致伺服閥堵塞。