所伺服阀

所-伺服阀

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概述:

电液伺服阀是电气－液压伺服控制系统的关键部件，用于位置、速度、加速度和力等的控制。

七O四研究所创建于1956年，隶属于中国船舶重工集团公司，主要从事舰船特辅机电设备的应用研究和设计开发工作,本所技术力量雄厚，拥有中高级科研技术人员500余人，专业技术人员300余人。早在五十年代已开始研究、开发电气－液压产品。七十年代开始研制和应用电液伺服阀,并在1981年研制诞生了我国第一台船用射流管电液伺服阀。经过几代人的不懈努力,本所生产的CSDY型射流管电液伺服阀已成为系列产品。我们的产品具有结构紧凑、体积小、寿命长、抗污染能力强、动态响应快、分辨率优，适用工作压力范围广等优点,已广泛用于航空、航海、冶金、化工、轻纺、塑料加工、石油冶炼、试验机械、电站设备和机器人等领域。

工作原理:

CSDY系列射流管电液伺服阀是力反馈两级流量控制阀（见结构原理图），

结构原理图

力矩马达采用永磁结构，弹簧管支承着衔铁射流管组件,并使马达与液压部分隔离,所以力矩马达是干式的。前置级为射流放大器，它由射流管与接受器组成。当马达线圈输入控制电流，在衔铁上生成的控制磁通与永磁磁通相互作用，于是衔铁上产生一个力矩,促使衔铁、弹簧管、喷嘴组件偏转一个正比于力矩的小角度。经过喷嘴的高速射流的偏转,使得接受器一腔压力升高，另一腔压力降低,连接这两腔的阀芯两端形成压差,阀芯运动直到反馈组件产生的力矩与马达力矩相平衡,使喷嘴又回到两接受器的中

间位置为止。这样阀芯的位移与控制电流的大小成正比，阀的输出流量就比例于控制电流了。

射流放大器因为没有像双喷嘴-挡板阀放大器的压力负反馈，所以流量和压力增益较高,因此该型阀分辨率极好,低压工作性能亦很好。

射流管电液伺服阀的特点:

1、该阀的力矩马达采用整体焊接工艺，结构牢固，能在恶劣环境条件下正常工作。

2、独特的射流管放大器结构可以通过２０0μm的污染颗粒,而不发生故障。

３、单输入型的前置级如被堵时,伺服阀能自动复零,不会产生错误的“满舵”现象。

4、射流放大器没有喷挡放大器的压力负反馈,所以前置级的流量和压力增益都比较高。

5、驱动阀芯的力大。

6、分辨率通常小于0.1％(最大0．２5％）。

7、应用该阀基本无须采用颤振的办法来提高分辨率和低滞环等。

8、适用工作压力范围广，甚至可以在0.5MPａ供油压力时，仍能工作。

电液伺服阀术语和定义:

(见国标GＢ１３854 射流管电液伺服阀)

电液伺服阀:

输入为电信号,输出为液压能的伺服阀。

流量控制电液伺服阀:

以控制输出流量为主的电液伺服阀。

级:

伺服阀中的液压放大器。伺服阀可以是单级、双级或三级。

压力增益:

控制流量为零时，负载压降对输入电流的变化率。（见图1）

图1压力增益

零位

负载压降为零时,使控制流量为零的输出级相对几何位置。

零位区域

零位附近,流量增益受遮盖和内漏等参数影响的区域。

分辨率

使伺服阀的输出产生变化所需的最小输入电流之增量，以额定电流的百分比表示。

正向分辨率

沿着输入电流变化的方向，使伺服阀输出产生变化所需的最小输入电流的增量。用其与额定电流的百分比表示。

反向分辨率

逆着输入电流变化的方向,使伺服阀输出产生变化所需的最小输入电流的增量。用其与额定电流的百分比表示。

通常分辨率用反向分辨率来衡量。

零漂

因压力、温度等工作条件的变化而引起的零偏的变化，以额定电流的百分比表示。内漏

伺服阀控制流量为零时，从进油口到回油口的内部流量，它随进油口压力和输入电流的变化而变化(见图2)。

图2内漏曲线

控制流量

从伺服阀的控制油口(A或B）流出的流量(见图3）。负载压降为零时的控制流量称为空载流量,负载压降不为零时的控制流量称为负载流量。

图3控制流量曲线

空载流量曲线

空载控制流量随输入电流在正负额定电流之间作出的一个完整循环的连续曲线。额定流量

伺服阀压降在额定供油压力情况下，对应于额定电流的空载流量。

名义流量曲线

流量曲线中点的轨迹。

流量增益

流量曲线的斜率(见图4）。

图4流量增益、线性度、对称度

名义流量增益

从名义流量曲线的零流量点向两极性方向各作一条与名义流量曲线偏差最小的直线，为名义流量增益线。其斜率即为名义流量增益（见图4)。

线性度

名义流量曲线的直线性。用名义流量曲线与名义流量增益线的最大偏差来衡量,并以额定电流的百分比表示(见图４)。

对称度

两个极性的名义流量增益一致的程度。用二者之差对较大者的百分比表示(见图4）。

滞环

在正负额定电流之间,以小于测试设备动态特性起作用的速度循环，对于产生相同输出的往与返的输入电流之差的最大值，以其与额定电流的百分比表示为滞环。

遮盖

滑阀位于零位时,固定节流棱边与可动节流棱边轴向位置的相对关系。

零遮盖

二极名义流量曲线的延长线的零流量点之间不存在间隙遮盖（见图5ａ）。

图５a零遮盖

正遮盖

在零位区域，导致名义流量曲线斜率减小的遮盖(见图5b）。

图5b正遮盖

负遮盖

在零位区域，导致名义流量曲线斜率增大的遮盖（见图5ｃ)。

图5c 负遮盖

频率响应

当恒幅正弦输入信号在规定频率范围内变化时,控制流量对输入电流的复数比。 幅值比

在某频率范围内,控制流量幅值对正弦输入电流幅值比。 相位滞后

在规定频率范围内,正弦输出跟踪正弦输入电流的瞬时时间差。在一个特定的频率下测量,以角度表示。 瞬态响应

阶跃输入时,输出的跟踪特性。

ﻬ伺服阀流量规格的选择：

伺服阀的额定流量(N Q ）一般是指阀在额定供油压力（N P ）和额定电流(N I )条件下的空载流量。其计算公式如下：

N N N P KI Q = K —流量系数

实际供油压力(S P ）情况下的实际流量(S Q ）计算公式: N

S

N

S P P Q Q = 实际供油压力，并考虑负载压降（L P )、回油压力（T P ）时的负载流量L Q 的计算公式:

N

T

L S N

L P P P P Q Q --=

伺服阀流量规格亦可以直接从阀压降－流量特性曲线中查出。（见图）