电液伺服阀由于其高精度和快速控制能力,除了航空航天和军事装备普遍使用的领域外,在机床、塑料、轧钢机、车辆等各种工业设备的开环或闭环的电液控制系统中。特别是系统要求高的动态响应、大的输出功率的场合获得了广泛应用。
(1)电液伺服阀的位置控制回路。图172所示为电液伺服阀控制的液压缸直线 (a)所示为其原理图,图172 (b)所示为其职能方框图。当系统由指令电位器输入指令信号后,电液伺服阀2的电气机械转换器动作,通过液压放大器(先导级和功率级)将能量转换放大后,液压源的压力油经电液伺服阀向液压缸3供油,驱动负载到预定位置,反馈电位器(位置传感器)检测到的反馈信号与输入指令信号经伺服放大器1比较,使执行器精度运动在所需位置上。
图173所示为电液伺服阀控制的直线 (a)所示为其原理图,图173 (b)所示为其职能方框图。当系统输入指令信号后,由能量转换放大,液压源的压力油经电液伺服阀2向3供油,齿轮减速器4和丝杠螺母机构5将马达的回转运动转换为负载的直线运动,位置传感器检测到的反馈信号与输入指令信号经伺服放大器1比较,使负载精度运动在所需位置上。
图174所示为电液伺服阀控制的转角位置回路,图174 (a)所示为其原理图,图174 (b)所示为其职能方框图。它采用白整角机组作为角差测量装置(3根线表示定子绕组的引出线根线表示转子绕组的引出线,通过圆心的点画线表示转轴),输入轴与发送机轴相连,输出轴与接收机相连。自整角机组检测输入轴和输出轴之间的角插,并将角差转换为振幅调制渡电压信号,经交流放大器放大和解调器解调后,将交流电压信号转换为直流电压信号,再经伺服功率放大器l放大,产生一个差动电流去控制电液伺服阀2,液压能量放大后,液压源的压力油经电液伺服阀2向3供油,马达通过齿轮减速器4驱动负载作回转运动,经上述反馈信号与输入指令信号的比较,使负载精确运动在所需转角位置上。
(2)电液伺服阀的速度控制回路。图175所示为利用电液伺服阀控制双向定量回转速度保持一定值的回路,图175 (a)所示为其原理图,图175 (b)所示为其职能方框图。当系统输入指令信号后,电液伺服阀2的电气机械转换器动作,通过液压放大器(先导级和功率级)将能量转换放大后,液压源的压力油经电液伺服阀向双向3供油,使驱动负载以一定转速工作;同时,测速电动机(速度传感器)4的检测反馈信号uf与输入指令信号经伺服放大器1比较,得到的误差信号控制电液伺服阀的阀口开度,从而使执行器转速保持在设定值附近。
图176所示为开环变量泵控制的速度回路,图176 (a)所示为其原理图,图176 (b)所示为其职能方框图。双向变量液压泵5、双向定量6及安全溢流阀组7和补油单向阀组8组成闭式油路,通过改变变量泵5的排量对6调速。而变量泵的排量调节通过电液伺服阀2控制的双杆液压缸3的位移调节来实现。执行元件及负载与电液伺服闷控制的液压缸之间是开环的。当系统输人指令信号后,控制液压源的压力油经电液伺服阀2向双杆液压缸3供油,使液压缸驱动变量泵的变量机构在一定位置下工作;同时,位置传感器4的检测反馈信号与输入指令信号经伺服放大器1比较,得出的误差信号控制电液伺服阀的阀口开度,从而使变量泵的变量机构即变量泵的排量保持在设定值附近,最终保证6在希望的转速值附近工作。
图177所示为闭环变量泵控制的速度回路,图177 (a)所示为其原理图,图177 (b)所示为其职能方框图。其中油路结构与图176所示开环变量泵控制的速度回路基本相同,所不同的是在负载与指令机构间增设了测速电动机(速度传感器)9,从而构成一个闭环速度控制回路。因此其速度控制精度更高。
(3)电液伺服阀的力和压力控制回路。图178 (a)所示为电液伺服阀的力控制回路.油源经电液伺服阀2向双杆液压缸3供油,液压缸产生的作用力施加在负载上,力传感器4的检测反馈信号与输人指令信号经伺服放大器1比较,再通过电液伺服阀控制缸的动作,从而保持负载受力的基本恒定。图178(b)所示为维持双杆液压缸两腔压力差恒定的控制回路,当电液伺服阀2接受输入指令信号并将信号转换放大后,使双杆液压缸3两腔压力差达到某一设定值。缸内压力变化时,液压缸近旁所控制的压差传感器5的检测反馈信号与输人信号指令经伺服放大器1比较,再通过电液伺服阀控制缸的动作,从而保持液压缸两腔压差的基本恒定。图178(c)所示为电液伺服阀的力和压力控制回路的职能方框图。
(4)电液伺服阀的液压缸同步控制回路。图179所示为利用电液伺服阀放油的液压缸同步控制回路。分流阀6用于粗略同步控制,再用电液伺服阀5根据位置误差检测器(差动变压器)3的反馈信号进行旁路放油,实现精确的同步控制。该回路同步精度高(达0.2mm),可自行消除两缸位置误差;伺服阀出现故障时仍可实现粗略同步。伺服阀可采用小流量阀实现放油,但成本较高,效率较低,适用于同步精度要求较高的场合。
图180所示为利用电液伺服阀跟踪的液压缸同步控制回路。电液伺服阀1控制阀口开度,输出一个与换向阀2相同的流量,使两个液压缸获得双向同步运动。该回路同步精度高,但价格较贵。适用于两液压缸相隔较远,有要求同步精度很高的场合。
图181所示为利用电液伺服阀配流的同步控制回路。电液伺服阀2根据位移传感器4和5的反馈信号持续地调整阀口开度,控制两个液压缸的输人或输出流量,使它们获得双向同步运动。该回路的特点与图175所示回路相同。
在进行电液伺服阀维修操作前,需要对操作者进行安全培训和液压系统的排空、排气工作。同时,需要使用符合规定的工具和材料,避免损坏电液伺服阀和液压系统。
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