第十一次课 液压伺服系统介绍HYDRAULIC SERVO-SYSTEM
液压伺服系统工作原理及实例PPT课件
电液伺服阀
工作台
xf
放大器
uf Δu
反馈电位器 xo +E
ug
指令电位器
xg
双电位器位置控制电液伺服系统
.
12
4、液压伺服控制系统举例
电液伺服阀处于零位,没有 流量进出系统,工作台不动. 当指令电位器向右移动一个 位移△U＝K △Xg, 经放大去 控制电液伺服阀,输出压力 油推动工作台右移,同时使 工作台位移增加,当增加量 为△U＝Xf＋△Xf－Xg－ △Xg ＝0,工作台重新停止.
电液伺服阀
工作台
xf
放大器
uf Δu
反馈电位器 xo +E Nhomakorabeaug
指令电位器
xg
双电位器位置控制电液伺服系统
.
13
4、液压伺服控制系统举例
该系统是一个电量反馈的闭环控制系统。该系统的工作原 理方块图为：
指令 电位器
+ -
伺服 放大器
电液 伺服阀
液压缸
工作台
反馈 电位器
位置控制系统工作原理方块图
.
14
4、液压伺服控制系统举例
(1) 液 压 仿 形 刀 架
v纵
v合
v仿
v合
v仿
v纵
v纵
b
a
进给运动示意图
.
该 系 统 的 反 馈 是 机 械 反 馈
11
4、液压伺服控制系统举例
(2)电液位置伺服控制系统
该系统控制工作台的位置,使 之按照指令电位器给定的规律 变化.指令电位器将滑臂的位置 指令Xg转换成电压Ug. 工作台位 置Xf由反馈电位器检测,转换成 电压Uf.两个电位器接成桥式回 路,电桥的输出电压△U＝Ug－Uf ＝K(Xg－Xf),K电位器增益. 当工作台位置Xf与指令位置Xg 一致时,Xf＝Xg,即△U＝0.
液压伺服(控制)系统
发展历程（续3）
1980年后，开始直驱阀（direct drive valve, DDV）研制。 1990年后，直驱阀获得了重大进展。 1997年，无阀直驱液压伺服技术出现。美国将DDV阀用于航空静液压驱动 系统。飞机上出现35MPa液压控制系统。 1998年，四级电液伺服阀出现。 2000年，直驱容积控制（direct drive volume control，DDVC）获得实际 应用。 2006年，应用直驱容积控制技术的产品出现。例如采用DDVC技术的注射 机、压力机和冶金设备等。
20150619000
1.3 液压反馈控制系统特点
优点
液压反馈控制主要优点概括如下： （1）体积小和重量轻 液压元件具有很大的功率—重量比和力矩—惯量比(或力--质量比)， 因此液压系统的功率传递密度大。在同样控制功率或同样控制负载情 况下，采用液压控制技术可以建构结构更紧凑、体积更小、重量更轻 和动态响应更快的液压控制系统。 （2）刚度大、精度高、响应快 液压工作液体积模量大，泄漏小，液压控制系统具有很大静态刚 度。液压伺服系统可以提供更大的动态刚度。液压控制系统的刚度大， 则负载力干扰产生的液压执行机构位移误差较小，系统控制精度较高， 响应控制指令的速度较快。 （3）驱动力大，适合重载直接驱动 液压控制系统采用静液压驱动方式，具有液压传动系统驱动力大 的优点。在同样体积情况下，液压系统可以发出更大力（或力矩）。 在同样负载条件下，液压控制更适合直接驱动。
1.2 液压控制系统分类
5）按照液压控制元件或控制方式分类 按照液压控制元件类型或控制方式不同，液压反馈控制系统可以分为 阀控系统（节流控制方式）和泵控系统（容积控制方式）。 进一步按照液压执行元件分类，阀控系统可分为阀控液压缸系统和阀 控液压马达系统；泵控系统可分为泵控液压缸系统和泵控液压马达系统。 6）按照信号传递介质分类 按照控制信号传递介质不同，液压控制系统可分为机械液压控制系统、 电气液压控制系统等。
液压伺服系统
模块二 液压流体力学基础
港口机械液压与液力传动
二、液压油的选用
液压油既是传动介质，又兼具冷却、润滑、冲洗、防锈等 作用。
（一）对液压油的使用要求 l.具有适宜的黏度和良好的黏温特性； 2.具有良好的热稳定性和氧化稳定性； 3.具有良好的抗泡沫性和空气释放性； 4.闪点要高，凝点要低； 5.具有良好的抗磨性和防锈性； 6.具有良好的抗乳化性； 7.质量要纯净。
模块九 液压伺服系统
港口机械液压与液力传动
课题一 液压伺服系统的工作 原理及特点
模块九 液压伺服系统
港口机械液压与液力传动
液压伺服系统又称液压随动系统，也称液压跟踪系统， 是根据液压传动原理建立起来的一种自动控制系统。
在液压伺服系统中，执行元件能够自动地、快速而准确 地按照输入信号的变化规律而动作，同时系统还起到将信号 功率放大的作用。
HL油并改善其粘温性，适用于环境温度变化大的低压系统，也 用于数控机床液压系统。
HM油并改善其粘温性，适用于工程机械、农业机械和车辆液压 系统，也适用于寒冷地区作业的液压系统。
水多油少，适用于易燃易爆场合。
油多水少，适用于冶金、轧钢和矿井设备的低压系统。
含聚合物水溶液，适用于冶金、煤矿等行业的低压和中压系统 。
（2）运动黏度
运动黏度是液体动力黏度μ与密度ρ的比值，用υ来表示，／s），记作St。由于 该单位较大，故常采用非法定计量单位cSt（厘斯）来表示， 它们之间的换算关系为
1m2／s=106mm2／s=106cSt
模块二 液压流体力学基础
港口机械液压与液力传动
我国液压油的标号用油液40℃时的运动黏度平均值 来表示。
模块七 液压基本回路
港口机械液压与液力传动
《液压伺服系统控制》课件
液压装置
液压装置提供了所需的压力和 流量，确保系统正常运行。
传感器
传感器用于感知系统的状态， 以反馈给控制器，帮助实现精 确控制。
执行器
执行器根据控制信号进行动作， 驱动机械设备实现所需的运动。
液压伺服系统的控制方式
1 基于位置的控制
通过控制液压油的流量和压力来实现位置的精确控制。
2 基于速度的控制
通过控制液压油的流量来实现运动的平滑变化与调节。
3 基于力的控制
通过控制液压油的压力来实现对力的精确控制，适用于需要对外力进行响应的场景。
液压伺服系统的电控系统
电控系统是液压伺服系统中常用的控制方式之一，通过电信号控制液压系统的运行。
电控系统的概述
电控系统通过电信号控制 液压系统的各个部件，实 现对液压系统的控制和调 节。
《液压伺服系统控制》 PPT课件
液压伺服系统控制是一门关于液压伺服系统控制的课程，本课程将液压伺服 系统的基本概念与控制方法进行介绍，以及实际应用案例的分享。
液压伺服系统的概念与组成
液压伺服系统是一种通过控制液压力来实现精确控制的系统。它由液压装置、传感器、执行器等组成， 每个组件的作用都不可或缺。
常见的电控系统
常见的电控系统包括脉宽 调制（PWM）控制系统和 比例控制系统。
电控系统的引导
根据具体应用需求选择合 适的电控系统，并进行必 要的引导和操作。
液压伺服系统的传感器
传感器在液压伺服系统中起着重要作用，用于感知和测量系统的各种参数和状态。
压力传感器
压力传感器用于测量和监测液 压系统中的压力变化，提供反 馈信号给控制器。
2
液压马达
液压马达是将液压油的动能转化为机械能，产生旋转运动的执行器。
液压伺服系统
液压伺服系统液压伺服系统是以高压液体作为驱动源的伺服系统，是使系统的输出量，如位移、速度或力等，能自动地、快速而准确地跟随输入量的变化而变化，与此同时，输出功率被大幅度地放大。
液压伺服系统以其响应速度快、负载刚度大、控制功率大等独特的优点在工业控制中得到了广泛的应用。
一、液压伺服系统的基本组成液压伺服系统无论多么复杂，都是由一些基本元件组成的。
如图就是一个典型的伺服系统，该图表示了各元件在系统中的位置和相互间的关系。
（1）外界能源—为了能用作用力很小的输入信号获得作用力很大的输出信号，就需要外加能源，这样就可以得到力或功率的放大作用。
外界能源可以是机械的、电气的、液压的或它们的组合形式。
（2）液压伺服阀—用以接收输入信号，并控制执行元件的动作。
它具有放大、比较等几种功能，如滑阀等。
（3）执行元件—接收伺服阀传来的信号，产生与输入信号相适应的输出信号，并作用于控制对象上，如液压缸等。
（4）反馈装置—将执行元件的输出信号反过来输入给伺服阀，以便消除原来的误差信号，它构成闭环控制系统。
（5）控制对象—伺服系统所要操纵的对象，它的输出量即为系统的被调量(或被控制量)，如机床的工作台、刀架等。
二、液压伺服系统的分类液压伺服系统是由液压动力机构和反馈机构组成的闭环控制系统，分为机械液压伺服系统和电气液压伺服系统（简称电液伺服系统）两类。
电液伺服系统电液伺服系统是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。
最常见的有电液位置伺服系统、电液速度控制系统和电液力（或力矩）控制系统。
如图是一个典型的电液位置伺服控制系统。
图中反馈电位器与指令电位器接成桥式电路。
反馈电位器滑臂与控制对象相连，其作用是把控制对象位置的变化转换成电压的变化。
反馈电位器与指令电位器滑臂间的电位差（反映控制对象位置与指令位置的偏差）经放大器放大后，加于电液伺服阀转换为液压信号，以推动液压缸活塞，驱动控制对象向消除偏差方向运动。
当偏差为零时，停止驱动，因而使控制对象的位置总是按指令电位器给定的规律变化。
液压伺服与比例控制系统课件
液压比例控制系统的优缺点
缺点
容易出现泄漏和污染：液压系统存在一定的泄漏和污染问题，需要采取措施进行防护。
对温度和压力变化敏感：液压系统的性能受到温度和压力变化的影响较大，需要进行补偿和 调整。
04
液压伺服与比例控制系统的设计 与应用
缺点
维护成本高、液压油易污染、温 度变化影响大、管道复杂、对油 液清洁度要求高等。
03
液压比例控制系统的工作原理
液压比例控制系统的组成
控制器
用于接收输入信号，并生 成控制指令。
执行器
根据控制器的指令，驱动 液压比例阀，以实现对流 量的控制。
反馈传感器
监测执行器的位置或速度 ，将其转化为电信号反馈 给控制器，以形成闭环控 制。
促进工业技术创新
液压伺服与比例控制系统的发展推动了工业技术的创新， 为工业生产带来了更多的可能性，为工业发展注入了新的 动力。
改变工业生产模式
液压伺服与比例控制系统的应用改变了传统的工业生产模 式，实现了更加智能化、网络化的工业生产，为工业发展 带来了新的机遇和挑战。
THANKS
感谢观看
液压伺服与比例控制系统的安全操作规程
在操作前阅读使用手册，按照手册要 求进行操作。
检查液压系统的各个部件是否正常， 无泄漏和损伤。
在操作过程中，不要在危险的情况下 进行操作，如设备故障、人员伤害等 。
在操作过程中，要注意安全保护措施 ，如佩戴安全帽、安全手套等。
06
液压伺服与比例控制系统的发展 趋势及未来展望
液压比例控制系统的分类
按控制方式
开环控制、闭环控制。
按液压执行元件
液压伺服系统概述
第11章液压伺服系统概述液压伺服控制技术是液压技术中的一个分支，又是控制领域中的一个重要组成部分。
一、液压伺服系统的发展历史在第一次世界大战前，液压伺服系统作为海军舰船的操舵装置已开始应用。
在第二次世界大战期间及以后，由于军事需要，特别是武器和飞行器控制系统的需要，以及液压伺服系统本身具有响应快、精度高、功率一重量比大等优点，液压伺服系统的理论研究和实际应用取得了很大的进展，40年代开始了滑阀特性和液压伺服理论的研究，1940年底，首先在飞机上出现了电液伺服系统。
但该系统中的滑阀由伺服电机驱动，只作为电液转换器。
由于伺服电机惯量大,使电液转换器成为系统中耗时最大的环节，限制了电液伺服系统的响应速度。
到50年代初，出现了快速响应的永磁力矩马达，形成了电液伺服阀的雏形。
到50年代末，又出现了以喷嘴挡板阀作为第一级的电液伺服阀，进一步提高了伺服阀的快速性。
60年代，各种结构的电液伺服阀相继出现，特别是干式力矩马达的出现，使得电液伺服阀的性能日趋完善。
由于电液伺服阀和电子技术的发展，使电液伺服系统得到了迅速的发展。
随着加工能力的提高和液压伺服阀工艺性的改善，使液压伺服阀性能提高、价格降低。
使液压伺服系统由军事向一般工业领域推广。
目前，液压伺服控制系统，特别是电液伺服系统已成了武器自动化和工业自动化的一个重要方面。
二、液压伺服系统的工作原理液压伺服控制系统是以液压伺服阀和液压执行元件为主要元件组成的控制系统，是一种高精度的自动控制系统。
如图所示，系统由滑阀1和液压缸2组成，阀体与缸体固定，液压泵以恒定的压力P向系统供油。
当阀心处于中间时，阀口关闭，缸不动，系统静止。
当阀心右移x，则a、b处有开口x v=x,压力油进入缸右腔，左腔回油，缸体右移。
由于缸体与阀体刚性固连，阀体也随缸体一起右移，结果使阀的开口x v减小。
当缸体位移y等于阀心位移x时，缸不动。
如果阀心不断右移，缸拖动负载不停右移。
如果阀心反向运动，液压缸也反向运动。
液压伺服系统培训讲稿
伺服系统培训讲稿液压伺服机构是根据液压传动原理建立起来的控制系统。
在这种系统中，执行元件的运动随着控制机构的信号改变，因而伺服系统又称为随动系统。
由于它具有结构紧凑、尺寸小、重量轻、出力大、刚性好、响应快和精度高等特点，因而在工业上获得了广泛的应用。
第一节液压伺服系统的工作原理一、液压伺服系统的工作原理图9-1所示为某机液位置伺服系统的原理。
它是一个具有机械反馈的节流型阀控缸伺服系统。
它的输入量（输入位移）为伺服滑阀阀芯3的位移，输出量（输出位移）为液压缸的位移。
图中液压泵2和溢流阀1构成恒压油源。
滑阀的阀体4与液压缸为一体，组成液压伺服拖动装置。
当阀芯处于中间位置时，各阀口均关闭，液压缸不动，系统处于静止状态。
给伺服滑阀阀芯一个输入位移x i，阀口a、b便有一个相应的开口量x b，使压力油经阀口b进入液压缸的左腔，其右腔油液经阀口a回油池，液压缸在压力的作用下左移x b，因而阀体也右移x o使阀口关闭，液压缸停止运动，从而完成液压缸输出位移对伺服滑阀输入位移的跟随运动。
若伺服滑阀反向运动，液压缸也作反向跟随运动。
这就是液压伺服系统的工作原理。
二、液压伺服系统的特点1）跟踪——液压伺服系统是一个位置跟随系统。
输出位移自动地跟随输入位移的变化规律而变化，体现为位置跟随运动。
2）反馈——液压伺服系统是一个负反馈系统。
输出位移之所以能够精确地复现输入位移的变化，是因为控制滑阀的阀体和液压缸体固连在一起，构成一个负反馈控制通路。
液压缸输出位移，通过这个反馈通路回输给滑阀阀体，并与输入位移相比较，从而逐渐减小和消除输出位移之间的偏差，直到两者相同为止。
因此负反馈环节是液压伺服系统中必不可少的重要环节。
3）放大——液压伺服系统是一个功率放大系统。
推动滑阀阀芯所需的力很小，只需几牛顿到几十牛顿，而系统的输出功率却可以很大，可带动较大的负载运动。
第二节 液压伺服元件和应用液压伺服阀在液压伺服系统中起着信号转换、功率放大及反馈等控制作用。
液压伺服系统及电液伺服阀使用与维护
液压伺服系统及电液伺服阀使用与维护液压伺服系统是一种采用液体介质传递压力，通过使用电液伺服阀控制各种动力机构运动的系统。
液压伺服系统在工业自动化、机械加工、航空航天等领域都得到了广泛的应用。
相较于传统的机械驱动系统，液压伺服系统具有结构简单、体积小、功率密度高等特点，能够提供平稳的运动和精确的控制。
电液伺服阀介绍：电液伺服阀是液压伺服系统中最关键的部件之一，用于控制液压系统中的液压流量和压力。
电液伺服阀通过接收电信号，控制阀芯的动作，从而调节或关闭液体的流通。
电液伺服阀的工作原理是通过阀芯的位置变化来改变液体通道的开启程度，从而调节液压系统中的压力和流量。
电液伺服阀的使用及维护：1.选择合适的电液伺服阀：在购买电液伺服阀时，需要根据系统的要求选择合适的规格和型号。
同时，要考虑液压流量、压力和温度等参数，以确保电液伺服阀能够正常工作。
2.安装电液伺服阀：在安装电液伺服阀时，要注意阀体的位置和方向，以及与液压系统的连接方式。
同时，保证电液伺服阀与液压元件之间的密封性，避免漏油或渗漏现象的发生。
3.调试电液伺服阀：在安装完电液伺服阀后，需要对其进行调试。
调试过程中需要确保电液伺服阀能够正常启动、运行和停止，并且能够达到预定的压力和流量要求。
4.定期保养维护：为了确保电液伺服阀的正常运行，需要定期进行保养和维护。
包括清洗阀体内部的油污、更换液压油、检查阀体和阀芯的磨损程度等。
5.故障排除：如果电液伺服阀出现故障，需要及时进行排除。
常见的故障有电液伺服阀无响应、压力不稳定、流量不正常等。
故障排除的方法包括检查电气连接、清洗阀体内部、更换损坏的阀芯等。
总结：。
液压伺服系统介绍
试用一个先导型溢流阀、两个远程调压阀组成一个三 级调压且能卸载的多级调压回路，绘出回路图并简述 工作原理。（换向阀任选）
绘出汽车起重机液压支腿的锁紧回路，并说明该回路 对换向阀中位机能的要求。
标出下图5个液压元件名称，说明1YA和2YA通电时液 压油路进给路线。（语言简练）
1 机液伺服阀 （1）滑阀
在零位时有三种开口形式即：负开口（正遮盖或正重叠）、 零开口（零遮盖或零重叠）和正开口（负遮盖或负重叠）。
滑阀按工作边数(起控制作用的阀口数)可分为：单边滑阀、双 边滑阀和四边滑阀。
（2）滑喷嘴挡板阀 有单喷嘴和双喷嘴之分
滑喷嘴挡板阀特点： 结构简单，度高；
（1）力矩马达 力矩马达由线圈1，导磁
体2、3，永久磁铁4，衔铁 5和弹簧管6组成。 （2）前置放大级
力矩马达产生的力矩很小， 不能驱动四边控制滑阀， 因此必须利用喷嘴挡板结 构先进行力的放大 。
（3）功率放大级 功率放大级由阀芯12和
阀体组成。其功能是将前 置放大级输入的滑阀位移 信号进一步放大，实现控 制功率的转换和放大。
五、伺服系统的组成及分类 1.组成
2.分类 (1)按输入信号介质分：有机液伺服系统、气液伺服 系统、电液伺服系统等。 (2)按输出物理量分：有位置伺服系统、速度伺服系统、 力(或压力)伺服系统等。 (3)按控制元件分：有阀控系统和泵控系统两类 。
六、液压伺服阀
伺服阀是液压伺服系统核心元件，其作用将各种小功率输 入信号转换成功率较大的液压输出量，用以控制执行元件的 动作。按照输入信号及转换器类型分，有机液伺服阀、电液 伺服阀和气液伺服阀。
3 机械手伸缩运动伺服系统 机器手包括四个伺服系统，分别控制机械手的伸缩、
回转、升降和手腕的动作。以伸缩伺服系统为例，介绍其 工作原理。
液压伺服系统电液伺服系统课件
随着科技的不断发展，液压伺服系统也在不断创新和完善。未来，液压伺服系统将朝着智能化、数字 化、网络化方向发展，实现更高效、更精准的控制。同时，液压伺服系统还将更加注重环保和节能， 推动绿色制造和可持续发展。
02 电液伺服系统基础知识
电液转换元件
01
02
03
伺服阀
将电气信号转换为液压流 量或压力，实现液压执行 机构的精确控制。
速度同步
采用液压伺服系统实现多工位、多执行机构的速 度同步，优化生产流程。
航空航天领域中的应用
飞机起落架收放系统
通过电液伺服系统实现飞机起落架的平稳收放，确保飞行安全。
发动机推力控制
利用液压伺服系统对航空发动机进行精确的推力控制，提高飞行 性能。
飞行姿态调整
采用电液伺服系统实现飞行姿态的快速、精确调整，满足复杂飞 行需求。
仿真分析
在系统模型的基础上，进行仿真分析，包括系统动态响应、控制精度、稳定性等方面的评估，以验证设计的合理性。
优化设计
根据仿真分析结果，对系统进行优化设计，包括调整元件参数、改进控制策略等，以提高系统性能。
04 电液伺服系统实现技术
硬件平台搭建
控制器选择
根据系统需求，选用合适的控制器，如PLC、DSP等，确保控制精 度和实时性。
元件选型与计算
元件选型
根据规格书要求，选择合适的液压泵 、马达、阀等元件，确保系统性能达 标。
元件计算
对所选元件进行详细的计算和分析， 包括流量、压力、功率等参数，确保 元件之间的匹配性和系统的稳定性。
系统仿真与优化
系统建模
利用AMESim、MATLAB/Simulink等仿真软件，建立液压伺服系统的数学模型，为后续仿真分析提供基础。
液压伺服控制系统
当液压缸运动速度降低时，调节过程相反。
1.2 伺服阀
1.2.1液压伺服阀
1.滑阀 根据滑阀的工作边数不同，有单边滑阀、双边滑阀和四边滑阀。
其中，四边滑阀有四个可控节流口，控制性能最好；双边滑阀有两 个可控节流口，控制性能一般；单边滑阀有一个可控节流口，控制 性能最差。四边滑阀性能虽好，但结构工艺复杂，生产成本较高； 单边滑阀容易加工，生产成本较低。
图10.6-10.8分别为单边滑阀，双边滑阀和四边滑阀控制液压 缸的原理图。
四边滑阀在平衡状态下，根据初始开口量的不同，有负开口 （图10.9（a））、零开口（图10.9（b））和正开口（图10.9 （c））之分。
2.喷嘴挡板阀 如图1.10所示为双喷嘴挡板阀由两个单喷嘴挡板阀组成，可
以控制双作用液压缸。它由挡板、左右喷嘴、固定节流孔组成。 挡板与左右喷嘴的环形面积形成两个可变节流孔，分别为δ1和δ2， 挡板绕轴旋转，可以改变两个可变节流孔的大小。挡板处于图中 所示位置时，即δ1=δ2。此时两节流口的节流阻力相同，使左右 喷嘴的压力相同，即p1= p2，液压缸两腔受力平衡，保持原来位 置不动。
3
1.1.3 液压伺服控制系统的分类
1.按系统输入信号的变化规律分类 液压伺服控制系统按输入信号的变化规律不同可分为：定值控
制系统、程序控制系统和伺服控制系统。 2.按被控物理量的名称分类 按被控物理量的名称不同，可分为：位置伺服控制系统、速度
第十一次课 液压伺服系统介绍HYDRAULIC SERVO-SYSTEM
有诚服装论坛 QQ754093490
5
滑阀按工作边数(起控制作用的阀口数)可分为：单边滑阀、双 边滑阀和四边滑阀。
有诚服装论坛 QQ754093490
6
（2）滑喷嘴挡板阀 有单喷嘴和双喷嘴之分
滑喷嘴挡板阀特点： 结构简单，加工方便， 挡板运动阻力小，惯性 小，反应快，灵敏度高； 功率损耗大，多用于 小功率系统，或多级放 大液压控制阀中的第一 级中。
六、液压伺服阀
伺服阀是液压伺服系统核心元件，其作用将各种小功率输 入信号转换成功率较大的液压输出量，用以控制执行元件的 动作。按照输入信号及转换器类型分，有机液伺服阀、电液 伺服阀和气液伺服阀。 1 机液伺服阀 （1）滑阀 在零位时有三种开口形式即：负开口（正遮盖或正重叠）、 零开口（零遮盖或零重叠）和正开口（负遮盖或负重叠）。
有诚服装论坛 QQ754093490
18
在变量泵变量马达组成的闭式容积调速回路中， 变量泵的转速np=1200r/min，排量Vp=0～ 8cm3/r；安全阀调定压力 py＝4MPa，变量马 达排量VM=4～12cm3/r。试求：马达在不同转
速nM=200、400、1000、1600r/min时，该调
12
2 数控机床液压伺服系统 图为数控铣床液压伺服系统 是由三套步进电机 和液压转矩放大器 加工空间凸轮的情 况。控制工件3相 对于刀具作x及ρ 两个方向的移动和 一个方向的旋转(θ)。 通过ρ和θ间的 不同配合，可以加工出 任意曲面。
有诚服装论坛 QQ754093490 13
二、伺服系统的工作原理 如图是一个机液位置伺 服系统的原理图。液 压缸的运动（输出量） 自动而准确地复现了 阀芯的运动（输入量） 变化规律。
有诚服装论坛 QQ754093490
液压伺服阀系统
3.1液压伺服阀系统液压伺服阀系统是DEH控制熊的重要组成部分，它主要由操纵座、油动机、LVDT组件等构成。
液压伺服系统的关键部件是油动机。
油动机是汽轮机调节保安系统的执行机构，它接受DEH控制系统发出的指令，操纵汽轮机阀门的开启和关闭，从而达到控制机组转速、负荷以及保护机组运行安全的目的。
3.1.2油动机的工作原理：液压伺服系统有两个功能：意识控制阀门的开度，而是伺服机构、阀门系统的快速卸载，即阀门的快关功能。
对于连续型油动机，其阀门的开度控制是一个典型的闭环位置控制系统。
对于开关型油动机其阀门的开度控制则是一个开环控制系统。
现已连续（调节阀）油动机为例加以说明。
其液压原理如图3-2所示。
如当遮断电磁阀失电时，控制油通过遮断电磁阀进入卸载阀上腔，在卸载阀上腔建立起安全油压，卸载阀关闭；同时在安全油的作用下，切断阀打开，将压力油接通至伺服阀，此时，油动机工作贮备就绪。
计算机送来的阀位控制信号通过伺服放大器传到伺服阀，使其通向负载的阀口打开，高压油进入油缸下腔，使活塞上升并在活塞端面形成与弹簧相适应的负载力。
由于位移传感器（LVDT 2只，冗余配置）的拉杆与活塞连接，所以活塞的移动便由位移传感器产生位置信号，改信号通过解调器反馈到伺服放大器的输入端，直到与阀位指令相平衡，伺服阀回到零位，遮断其进油口和排油口，活塞停止运动。
此时蒸汽阀门已经开到了所需要的开度，完成了电信号—液压力—机械位移的转换过程。
随着阀位指令信号有规律的变化，油动机不断地调节蒸汽阀门的开度。
卸载阀装在油动机的控制集成块上。
正常工作时，阀芯将负载压力、回油压力和安全油压力分开，当汽轮机组遮断时，卸载阀上腔的安全系统动作，安全油压泄压，卸载阀在油动机活塞下油压的作用下打开，油动机活塞下的油液通过卸载阀向油动机活塞上腔转移，多余的油液则通过单向阀流回油箱。
这是油动机活塞下油压的压力迅速降低，油动机活塞在阀门操纵座弹簧紧力下迅速下降，使阀门快速关闭。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
有诚服装论坛 QQ754093490
9
（1）力矩马达 力矩马达由线圈1，导磁体2、 3，永久磁铁4，衔铁5和弹簧 管6组成。 （2）前置放大级 力矩马达产生的力矩很小， 不能驱动四边控制滑阀，因此 必须利用喷嘴挡板结构先进行 力的放大 。 （3）功率放大级 功率放大级由阀芯12和阀体 组成。其功能是将前置放大级 输入的滑阀位移信号进一步放 大，实现控制功率的转换和放 大。
有诚服装论坛 QQ754093490 16
在图示的回路中，液压缸两腔面积A1=100 cm2， A2=50 cm2，当缸的负载F从0变化到30000N时，缸向 右运动速度保持不变，调速阀最小压差△p＝0.5MPa， 试求： 1） 溢流阀最小调定压力py为多少（调压偏差 不考虑2） 负载F=0时泵工作压力是多少？3） 缸可能 达到的最高工作压力是多少？
有诚服装论坛 QQ754093490
15
工作原理 由数控装置发出的脉冲信号，使步进电机带动电位 器5的动触头顺时针转过一定的角度θ i，使动触头偏离电位 器中位，产生微弱电压u1，经放大器7放大成u2后输入电液伺 服阀1的控制线圈，产生一定的开口量时，压力油以流量q流 经阀的开口进入缸左腔，缸右腔油经伺服阀回油箱，活塞连 同机械手手臂一起向右移动，行程为xv；。当电位器中位和 触头重合时，输出电压为零，阀口关闭，手臂移动停止。手 臂移动行向脉冲时，步进电机逆 时针转动，手臂缩回。
四、液压伺服系统的优缺点
液压伺服系统与电气伺服系统相比有三个优点﹕ （1）体积小﹐重量轻﹐惯性小﹐可靠性好﹐输出功率大﹔ （2）快速性好﹔ （3）刚度大(即输出位移受外负载影响小)﹐定位准确。 缺点是加工难度高﹐抗污染能力差﹐维护不易﹐成本较高。 3 有诚服装论坛 QQ754093490
12
2 数控机床液压伺服系统 图为数控铣床液压伺服系统 是由三套步进电机 和液压转矩放大器 加工空间凸轮的情 况。控制工件3相 对于刀具作x及ρ 两个方向的移动和 一个方向的旋转(θ)。 通过ρ和θ间的 不同配合，可以加工出 任意曲面。
有诚服装论坛 QQ754093490 13
有诚服装论坛 QQ754093490 10
3 数控伺服机构 电液步进马达具有惯性小、反应快、输出力 矩大、工作精度高等优点。目前在数控机床中得 到广泛应用。
有诚服装论坛 QQ754093490
11
液压伺服系统实例
1 车床仿形刀架 仿形刀架是由位 置控制机构（液压伺 服系统）驱动，按照 样件(靠模)的轮廓形 状，对工件进行仿形 车削加工的装置。用 这种方法对工件进行 加工时，可先用普通 方法加工出一个样件 来，然后用这个样件 就可以复制出一批零 有诚服装论坛 QQ754093490 件。
二、伺服系统的工作原理 如图是一个机液位置伺 服系统的原理图。液 压缸的运动（输出量） 自动而准确地复现了 阀芯的运动（输入量） 变化规律。
有诚服装论坛 QQ754093490
2
三、伺服系统的特点
（1）位置跟随（随动） （2）力（或功率）放大 （3）具有反馈作用 （4）依靠偏差工作
有诚服装论坛 QQ754093490
7
（3）射流管阀
滑喷嘴挡板阀特点： 抗污染能力强，结构 简单，要求加工精度低； 缺点是惯性大，相应速度 慢，功耗大；用于小功 率和低压场合。
有诚服装论坛 QQ754093490
8
2 电液伺服阀
它能将小功率的电 信号转换为大功率的 液压能输出，是一种 功率放大元件。它由 力矩马达、喷嘴挡板 式液压前置放大级和 四边滑阀功率放大级 三部分组成。
第十一次课 液压伺服系统介绍 Hydraulic Servo-system
一、液压伺服系统的概念
液压伺服系统是使系统的输出量，如位移、速度或力等，
能以一定的精度，自动地、快速地跟随输入量的变化而变化， 与此同时，输出量被大幅度地放大。
有诚服装论坛 QQ754093490
1
六、液压伺服阀
伺服阀是液压伺服系统核心元件，其作用将各种小功率输 入信号转换成功率较大的液压输出量，用以控制执行元件的 动作。按照输入信号及转换器类型分，有机液伺服阀、电液 伺服阀和气液伺服阀。 1 机液伺服阀 （1）滑阀 在零位时有三种开口形式即：负开口（正遮盖或正重叠）、 零开口（零遮盖或零重叠）和正开口（负遮盖或负重叠）。
该数控机床使用的液压转矩放大器是一个电 液伺服马达，图为电液伺服马达驱动机床工 作台运动的示意图。 电液伺服马达通过滚珠丝杠 将旋转运动转变为直线运动以带动机床工作台或 刀架运动。
有诚服装论坛 QQ754093490
14
3 机械手伸缩运动伺服系统 机器手包括四个伺服系统，分别控制机械手的伸缩、 回转、升降和手腕的动作。以伸缩伺服系统为例，介绍其 工作原理。 组成 它主要由电液伺服阀1、液压缸2、活塞杆带动的机械手 臂3、齿轮齿条机构4、 电位器5、步进电动 机6和放大器7等元 件组成。
有诚服装论坛 QQ754093490
5
滑阀按工作边数(起控制作用的阀口数)可分为：单边滑阀、双 边滑阀和四边滑阀。
有诚服装论坛 QQ754093490
6
（2）滑喷嘴挡板阀 有单喷嘴和双喷嘴之分
滑喷嘴挡板阀特点： 结构简单，加工方便， 挡板运动阻力小，惯性 小，反应快，灵敏度高； 功率损耗大，多用于 小功率系统，或多级放 大液压控制阀中的第一 级中。
五、伺服系统的组成及分类 1.组成
2.分类 (1)按输入信号介质分：有机液伺服系统、气液伺服系统、电 液伺服系统等。 (2)按输出物理量分：有位置伺服系统、速度伺服系统、力(或 压力)伺服系统等。 4 有诚服装论坛 QQ754093490 (3)按控制元件分：有阀控系统和泵控系统两类 。