伺服閥工作原理

2022-08-29 22:39:13 字數 1757 閱讀 7964

力反饋式電液伺服閥

力反饋式電液伺服閥的結構和原理如圖28所示,無訊號電流輸入時,銜鐵和擋板處於中間位置。這時噴嘴4二腔的壓力pa=pb,滑閥7二端壓力相等,滑閥處於零位。輸入電流後,電磁力矩使銜鐵2連同擋板偏轉θ角。

設θ為順時針偏轉,則由於擋板的偏移使pa>pb,滑閥向右移動。滑閥的移動,通過反饋彈簧片又帶動擋板和銜鐵反方向旋轉(逆時針),二噴嘴壓力差又減小。在銜鐵的原始平衡位置(無訊號時的位置)附近,力矩馬達的電磁力矩、滑閥二端壓差通過彈簧片作用於銜鐵的力矩以及噴嘴壓力作用於擋板的力矩三者取得平衡,銜鐵就不再運動。

同時作用於滑閥上的油壓力與反饋彈簧變形力相互平衡,滑閥在離開零位一段距離的位置上定位。這種依靠力矩平衡來決定滑閥位置的方式稱為力反饋式。如果忽略噴嘴作用於擋板上的力,則馬達電磁力矩與滑閥二端不平衡壓力所產生的力矩平衡,彈簧片也只是受到電磁力矩的作用。

因此其變形,也就是滑閥離開零位的距離和電磁力矩成正比。同時由於力矩馬達的電磁力矩和輸入電流成正比,所以滑閥的位移與輸入的電流成正比,也就是通過滑閥的流量與輸入電流成正比,並且電流的極性決定液流的方向,這樣便滿足了對電液伺服閥的功能要求。

圖28 力反饋式伺服閥的工作原理

1—永久磁鐵;2—銜鐵;3—扭軸;4—噴嘴;5—彈簧片;6—過濾器;7—滑閥;8—線圈;9—軛鐵

由於採用了力反饋,力矩馬達基本上在零位附近工作,只要求其輸出電磁力矩與輸入電流成正比(不象位置反饋中要求力矩馬達銜鐵位移和輸入電流成正比),因此線性度易於達到。另外滑閥的位移量在電磁力矩一定的情況下,決定於反饋彈簧的剛度,滑閥位移量便於調節,這給設計帶來了方便。

採用了銜鐵式力矩馬達和噴嘴擋板使伺服閥結構極為緊湊,並且動特性好。但這種伺服閥工藝要求高,造價高,對於油的過濾精度的要求也較高。所以這種伺服閥適用於要求結構緊湊,動特性好的場合。

力反饋式電液伺服閥的方框圖如圖29。

圖29 力反饋式伺服閥方框圖

位置反饋式伺服閥

圖30為二級滑閥式位置反饋伺服閥結構。該型別電液伺服閥由電磁部分,控制滑閥和主滑閥組成。

電磁部分是乙隻力馬達,原理如前所述。動圈靠彈簧定位。前置放大器採用滑閥式(一級滑閥)。

如圖所示,在平衡位置(零位)時,壓力油從p腔進入,分別通過p腔槽,閥套視窗,固定節流孔3、5到達上、下控制視窗,然後再通過主閥(二級閥芯)的回油口回油箱。

輸入正向訊號電流時,動圈向下移動,一級閥芯隨之下移。這時,上控制視窗的過流面積減小,下控制視窗的過流面積增大。所以上控制腔壓力公升高而下控制腔的壓力降低,使作用在主閥芯(二級閥芯)兩端的液壓力失去平衡。

主閥芯在這一液壓力作用下向下移動。主閥芯下移,使上控制視窗的過流面積逐漸增大,下控制視窗的過流面積逐漸縮小。當主閥芯移動到上、下控制視窗過流面積重新相等的位置時,作用於主閥芯兩端的液壓力重新平衡。

主閥芯就停留在新的平衡位置上,形成一定的開口。這時,壓力油由p腔通過主閥芯的工作邊到a腔而供給負載。回油則通過b腔,主閥芯的工作邊到t腔回油箱。

輸入訊號電流反向時,閥的動作過程與此相反。油流反向為p→b,a→t。

上述工作過程中,動圈的位移量,一級閥芯(先導閥芯)的位移量與主閥芯的位移量均相等。因動圈的位移量與輸入訊號電流成正比,所以輸出的流量和輸入訊號電流成正比。

圖30 位置反饋伺服閥結構

1—閥體;2—閥套;3—固定節流口;4—二級閥芯;5—固定節流口;6—一級閥芯;7—線圈;8—下彈簧;9—上彈簧;10—磁鋼

二級滑閥型位置反饋式伺服閥的方框圖如圖31所示。

該型電液伺服閥具有結構簡單,工作可靠,容易維護,可在現場進行調整,對油液清潔度要求不太高。

圖31 位置反饋式電液伺服閥方框圖

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