電液伺服閥的選用

1、電液伺服閥的選用電液伺服閥的選用 課程內(nèi)容簡(jiǎn)介 l電液伺服閥是電氣一液壓伺服系統(tǒng)中關(guān)鍵的精電液伺服閥是電氣一液壓伺服系統(tǒng)中關(guān)鍵的精 密控制元件，價(jià)格昂貴，所以伺服閥的選擇，密控制元件，價(jià)格昂貴，所以伺服閥的選擇， 應(yīng)用要謹(jǐn)慎，保養(yǎng)要特別仔細(xì)。本次課主要介應(yīng)用要謹(jǐn)慎，保養(yǎng)要特別仔細(xì)。本次課主要介 紹電液伺服閥選擇、使用和保養(yǎng)的一些基本方紹電液伺服閥選擇、使用和保養(yǎng)的一些基本方 法。法。 1 選擇電液伺服閥的考慮因素 電液伺服閥是電氣一液壓伺服系統(tǒng)中關(guān)鍵的精電液伺服閥是電氣一液壓伺服系統(tǒng)中關(guān)鍵的精 密控制元件，選用時(shí)主要考慮以下因素：密控制元件，選用時(shí)主要考慮以下因素： lA ：可靠性第一：可靠性

2、第一 lB：滿(mǎn)足工作條件：滿(mǎn)足工作條件 lC：價(jià)格合理：價(jià)格合理 lD：工作液、油源：工作液、油源 lE：電氣性能和放大器：電氣性能和放大器 lF：安裝結(jié)構(gòu)、重量、外型尺寸：安裝結(jié)構(gòu)、重量、外型尺寸 2 電液伺服閥的選用方法 伺服閥的選用方式伺服閥的選用方式 ： lA：按精度要求選用：按精度要求選用 lB：按用途選用：按用途選用 lC：按控制形式選用：按控制形式選用 系統(tǒng)控制精度要求比較低時(shí)，還有開(kāi)環(huán)控系統(tǒng)控制精度要求比較低時(shí)，還有開(kāi)環(huán)控 制系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)不高的場(chǎng)合，都可以選用工業(yè)伺制系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)不高的場(chǎng)合，都可以選用工業(yè)伺 服閥甚至比例閥。只有要求比較高的控制系統(tǒng)服閥甚至比例閥。只有要求比較高的控

3、制系統(tǒng) 才選用高性能的電液伺服閥，當(dāng)然它的價(jià)格亦才選用高性能的電液伺服閥，當(dāng)然它的價(jià)格亦 比較高。比較高。 A、按控制精度等要求選用伺服閥：、按控制精度等要求選用伺服閥： 電液伺服閥有許多種類(lèi)，許多規(guī)格，分類(lèi)的方法電液伺服閥有許多種類(lèi)，許多規(guī)格，分類(lèi)的方法 亦非常多，而只有按用途分類(lèi)的方法對(duì)我們選用伺服亦非常多，而只有按用途分類(lèi)的方法對(duì)我們選用伺服 閥是比較方便的。按用途分：有通用型閥和專(zhuān)用型閥是比較方便的。按用途分：有通用型閥和專(zhuān)用型 閥。專(zhuān)用型閥使用在特殊應(yīng)用的場(chǎng)合，例如：高溫閥。專(zhuān)用型閥使用在特殊應(yīng)用的場(chǎng)合，例如：高溫 閥、防爆閥、高響應(yīng)閥、余度閥、特殊增益閥、特殊閥、防爆閥、高響應(yīng)閥、

4、余度閥、特殊增益閥、特殊 重疊閥、特殊尺寸、特殊結(jié)構(gòu)閥、特殊輸入、特殊反重疊閥、特殊尺寸、特殊結(jié)構(gòu)閥、特殊輸入、特殊反 饋的伺服閥等等。還有特殊的使用環(huán)境對(duì)伺服閥提出饋的伺服閥等等。還有特殊的使用環(huán)境對(duì)伺服閥提出 特殊的要求，例如：抗沖擊、震動(dòng)、三防、真空特殊的要求，例如：抗沖擊、震動(dòng)、三防、真空。 B、按用途等要求選用伺服閥：、按用途等要求選用伺服閥： 1 位置伺服系統(tǒng)位置伺服系統(tǒng) C、按控制形式等要求選用伺服閥：、按控制形式等要求選用伺服閥： 2 壓力或力控制伺服系統(tǒng)壓力或力控制伺服系統(tǒng) C、按控制形式等要求選用伺服閥：、按控制形式等要求選用伺服閥： 3 速度控制伺服系統(tǒng)速度控制伺服系統(tǒng)

5、C、按控制形式等要求選用伺服閥：、按控制形式等要求選用伺服閥： 通用型伺服閥還分通用型流量伺服閥和通用型伺服閥還分通用型流量伺服閥和 通用型壓力伺服閥。在力（或壓力）控制系統(tǒng)通用型壓力伺服閥。在力（或壓力）控制系統(tǒng) 中可以用流量閥，也可以用壓力閥。壓力伺服中可以用流量閥，也可以用壓力閥。壓力伺服 閥因其帶有壓力負(fù)反饋，所以壓力增益比較平閥因其帶有壓力負(fù)反饋，所以壓力增益比較平 緩、比較線性，適用與開(kāi)環(huán)力控制系統(tǒng)，作為緩、比較線性，適用與開(kāi)環(huán)力控制系統(tǒng)，作為 力閉環(huán)系統(tǒng)也是比較好的。但因這種閥制造、力閉環(huán)系統(tǒng)也是比較好的。但因這種閥制造、 調(diào)試較為復(fù)雜，生產(chǎn)也比較少，選用困難些。調(diào)試較為復(fù)雜，生

6、產(chǎn)也比較少，選用困難些。 3 通用型伺服閥的介紹 當(dāng)系統(tǒng)要求較大流量時(shí)，大多數(shù)系統(tǒng)仍當(dāng)系統(tǒng)要求較大流量時(shí)，大多數(shù)系統(tǒng)仍 選用流量控制伺服閥。在力控制系統(tǒng)用的流量選用流量控制伺服閥。在力控制系統(tǒng)用的流量 閥，希望它的壓力增益不要象位置控制系統(tǒng)用閥，希望它的壓力增益不要象位置控制系統(tǒng)用 閥那樣要求較高的壓力增益，而希望降低壓力閥那樣要求較高的壓力增益，而希望降低壓力 增益，盡量減少點(diǎn)壓力飽和區(qū)域，改善控制性增益，盡量減少點(diǎn)壓力飽和區(qū)域，改善控制性 能。雖然在系統(tǒng)中可以通過(guò)采用電氣補(bǔ)償?shù)姆侥?。雖然在系統(tǒng)中可以通過(guò)采用電氣補(bǔ)償?shù)姆?法，或有意增加壓力缸的泄漏等方法來(lái)提高系法，或有意增加壓力缸的泄漏等方

7、法來(lái)提高系 統(tǒng)性能和穩(wěn)定性等，我們?cè)谟嗀洉r(shí)仍需向伺服統(tǒng)性能和穩(wěn)定性等，我們?cè)谟嗀洉r(shí)仍需向伺服 閥生產(chǎn)廠家提出低壓力增益的要求。閥生產(chǎn)廠家提出低壓力增益的要求。 3 通用型伺服閥的介紹 通用型流量伺服閥是用得最廣泛，生產(chǎn)量通用型流量伺服閥是用得最廣泛，生產(chǎn)量 亦最大的伺服閥，可以應(yīng)用在位置、速亦最大的伺服閥，可以應(yīng)用在位置、速 度、加速度（力）等各種控制系統(tǒng)中。度、加速度（力）等各種控制系統(tǒng)中。 所以應(yīng)該優(yōu)先選用通用型伺服閥。所以應(yīng)該優(yōu)先選用通用型伺服閥。 我們重點(diǎn)講講通用型伺服閥我們重點(diǎn)講講通用型伺服閥 的選擇和使用。的選擇和使用。 3 通用型伺服閥的介紹 1、雙噴嘴擋板力反饋電液流量伺服閥、

8、雙噴嘴擋板力反饋電液流量伺服閥 通用型流量控制伺服閥目前用得最多的主要有下面四種類(lèi)型：通用型流量控制伺服閥目前用得最多的主要有下面四種類(lèi)型： 2、射流管式力反饋電液流量伺服閥、射流管式力反饋電液流量伺服閥 3、動(dòng)圈式（或動(dòng)鐵式）電液流量伺服閥、動(dòng)圈式（或動(dòng)鐵式）電液流量伺服閥 4、直接驅(qū)動(dòng)單級(jí)伺服閥（、直接驅(qū)動(dòng)單級(jí)伺服閥（DDV） 5、偏導(dǎo)射流式電液伺服閥、偏導(dǎo)射流式電液伺服閥 6、射流管式電液壓力伺服閥、射流管式電液壓力伺服閥 2-3 通用型伺服閥的介紹 l雙噴擋閥、射流管閥和偏導(dǎo)射流式閥都是力反饋型伺雙噴擋閥、射流管閥和偏導(dǎo)射流式閥都是力反饋型伺 服閥，線性度好，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，零

9、漂小。服閥，線性度好，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，零漂小。 l雙噴擋閥的檔板與噴嘴間隙小，易被污物卡住。雙噴擋閥的檔板與噴嘴間隙小，易被污物卡住。 l射流管閥噴嘴為最小流通面積處，過(guò)流面積大，不易射流管閥噴嘴為最小流通面積處，過(guò)流面積大，不易 堵塞，抗污染性好。堵塞，抗污染性好。 l射流管閥具有射流管閥具有“失效對(duì)中能力失效對(duì)中能力”。 l射流管閥動(dòng)態(tài)性能稍低于噴擋閥。射流管閥動(dòng)態(tài)性能稍低于噴擋閥。 l原因一：同規(guī)格閥，射流管閥閥芯直徑噴擋閥原因一：同規(guī)格閥，射流管閥閥芯直徑噴擋閥 l原因二：射流管?chē)娮熘睆酱笮。▋?nèi)泄）原因二：射流管?chē)娮熘睆酱笮。▋?nèi)泄） 事實(shí)上：事實(shí)上： l射流管閥相頻寬可超過(guò)射流

10、管閥相頻寬可超過(guò)100Hz，高的達(dá)，高的達(dá)200Hz 。 l射流放大器壓力效率和容積效率高，分辨率比雙噴擋射流放大器壓力效率和容積效率高，分辨率比雙噴擋 閥高得多閥高得多 。 l低壓工作性能優(yōu)良低壓工作性能優(yōu)良 （0.5MPa）。）。 2-3 通用型伺服閥的介紹 l動(dòng)圈式伺服閥：直接反饋式伺服閥。動(dòng)圈式伺服閥：直接反饋式伺服閥。 l結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，外部可調(diào)整零位。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，外部可調(diào)整零位。 l動(dòng)態(tài)比較低，廉價(jià)的工業(yè)伺服閥。動(dòng)態(tài)比較低，廉價(jià)的工業(yè)伺服閥。 l雙滑閥結(jié)構(gòu)摩擦力較大，分辨率和滯環(huán)較差，使用中雙滑閥結(jié)構(gòu)摩擦力較大，分辨率和滯環(huán)較差，使用中 要加顫振信號(hào)。要加顫振信號(hào)。 l對(duì)油

11、液清潔度較敏感。對(duì)油液清潔度較敏感。 2-3 通用型伺服閥的介紹 lDDV閥：一級(jí)電反饋脈寬調(diào)制閥，力馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)閥芯，閥：一級(jí)電反饋脈寬調(diào)制閥，力馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)閥芯， 動(dòng)態(tài)特性與供油壓力沒(méi)有直接關(guān)系動(dòng)態(tài)特性與供油壓力沒(méi)有直接關(guān)系,低壓工作性能比較好。低壓工作性能比較好。 l兩個(gè)問(wèn)題：兩個(gè)問(wèn)題： 大流量輸出時(shí)控制電流可達(dá)大流量輸出時(shí)控制電流可達(dá)1.4A或更大?；蚋?。 力馬達(dá)輸出力較電磁鐵大，但比有液壓前置級(jí)的兩級(jí)閥力馬達(dá)輸出力較電磁鐵大，但比有液壓前置級(jí)的兩級(jí)閥 還是小很多。還是小很多。 2-3 通用型伺服閥的介紹 射流管先導(dǎo)級(jí)工作特點(diǎn)射流管先導(dǎo)級(jí)工作特點(diǎn)： a)流量接受效率高流量接受效率高

12、，能耗低。，能耗低。 b)具有很高的無(wú)阻尼自然頻率（具有很高的無(wú)阻尼自然頻率（500Hz）。）。 c)性能可靠。壓力效率高，閥芯驅(qū)動(dòng)力大，閥芯的位置性能可靠。壓力效率高，閥芯驅(qū)動(dòng)力大，閥芯的位置 重復(fù)精度好。重復(fù)精度好。 d)最低先導(dǎo)級(jí)控制壓力最低先導(dǎo)級(jí)控制壓力2.5MPa ，可用于低壓系統(tǒng)。，可用于低壓系統(tǒng)。 e)先導(dǎo)級(jí)過(guò)濾器的壽命幾乎是無(wú)限的先導(dǎo)級(jí)過(guò)濾器的壽命幾乎是無(wú)限的 。 f)由于閥的頻率響應(yīng)改善，功率級(jí)滑閥的增益得到由于閥的頻率響應(yīng)改善，功率級(jí)滑閥的增益得到 了提高，因此閥具有優(yōu)異的靜、動(dòng)態(tài)性能。了提高，因此閥具有優(yōu)異的靜、動(dòng)態(tài)性能。 2-3 通用型伺服閥的介紹 我們認(rèn)為：我們認(rèn)為：

13、 l射流放大器沒(méi)有雙噴擋放大器的壓力負(fù)反饋，是它性能射流放大器沒(méi)有雙噴擋放大器的壓力負(fù)反饋，是它性能 優(yōu)良的重要原因，這是偏導(dǎo)射流并不具備的或不完全具優(yōu)良的重要原因，這是偏導(dǎo)射流并不具備的或不完全具 備的。備的。 l射流先導(dǎo)級(jí)（力矩馬達(dá)）動(dòng)態(tài)高達(dá)射流先導(dǎo)級(jí)（力矩馬達(dá)）動(dòng)態(tài)高達(dá)700800Hz。 l射流放大器能在射流放大器能在0.5MPa條件推動(dòng)閥芯正常工作條件推動(dòng)閥芯正常工作 。 l先導(dǎo)級(jí)流量利用率可達(dá)先導(dǎo)級(jí)總流量的先導(dǎo)級(jí)流量利用率可達(dá)先導(dǎo)級(jí)總流量的90% ，幾乎是噴，幾乎是噴 擋閥的兩倍。擋閥的兩倍。 2-3 通用型伺服閥的介紹 3 選擇電液伺服閥的步驟 1.1.首先估計(jì)所需的作用力的大小，

14、再來(lái)決定油缸首先估計(jì)所需的作用力的大小，再來(lái)決定油缸 的作用面積：滿(mǎn)足以最大速度推拉負(fù)載的力的作用面積：滿(mǎn)足以最大速度推拉負(fù)載的力F Fg g 。 如果系統(tǒng)還可能有不確定的力，那么我們最好如果系統(tǒng)還可能有不確定的力，那么我們最好 將將F Fg g 力放大力放大20%20%40%40%，具體計(jì)算如下：，具體計(jì)算如下： 面積面積A A： A= (PA= (Ps s為供油壓力為供油壓力) ) s g p F2 .1 2.2.確定負(fù)載流量確定負(fù)載流量Q Q ，負(fù)載運(yùn)動(dòng)的最大速度為，負(fù)載運(yùn)動(dòng)的最大速度為V V Q =AV Q =AV 同時(shí)知道負(fù)載壓力同時(shí)知道負(fù)載壓力P PL L ： 決定伺服閥供油壓力決

15、定伺服閥供油壓力P P ： G L F P A SL PP 3 2 LS PP 2 3 L LL L S 3 選擇電液伺服閥的步驟 3. 3. 確定伺服閥的流量規(guī)格：確定伺服閥的流量規(guī)格： 注意：為補(bǔ)償一些未知因素，建議額定流量選擇注意：為補(bǔ)償一些未知因素，建議額定流量選擇 要大要大10%10%。 N NL SL P QQ PP 3 選擇電液伺服閥的步驟 4.4.動(dòng)態(tài)指標(biāo)的確定動(dòng)態(tài)指標(biāo)的確定 開(kāi)環(huán)系統(tǒng)：伺服閥頻寬大于開(kāi)環(huán)系統(tǒng)：伺服閥頻寬大于3 34Hz4Hz 閉環(huán)系統(tǒng)：計(jì)算系統(tǒng)的負(fù)載諧振頻率，選相頻大閉環(huán)系統(tǒng)：計(jì)算系統(tǒng)的負(fù)載諧振頻率，選相頻大 于該頻率于該頻率3 3倍的伺服閥。倍的伺服閥。 負(fù)

16、載諧振頻率計(jì)算如下：負(fù)載諧振頻率計(jì)算如下： mV A f t e N 2 4 2 1 3 選擇電液伺服閥的步驟 l要求流量大、頻率又較高時(shí)，可選用電反饋閥。要求流量大、頻率又較高時(shí)，可選用電反饋閥。 （三級(jí)電反饋伺服閥）（三級(jí)電反饋伺服閥） 電反饋閥電反饋閥 機(jī)械反饋閥機(jī)械反饋閥 滯環(huán)：滯環(huán)： 0.3% 0.3% 3% 3% 分辨率：分辨率： 0.1% 0.5% 0.1% 0.5% 線性度等指標(biāo)比力反饋閥好，但溫度零漂較大，線性度等指標(biāo)比力反饋閥好，但溫度零漂較大， 目前價(jià)格較貴。目前價(jià)格較貴。 3 選擇電液伺服閥的步驟 4 電液伺服閥的使用維護(hù)說(shuō)明 1 液壓系統(tǒng)污染度要求液壓系統(tǒng)污染度要求

17、l安裝伺服閥的液壓系統(tǒng)必須進(jìn)行徹底清洗。安裝伺服閥的液壓系統(tǒng)必須進(jìn)行徹底清洗。 l伺服閥進(jìn)油口前必須配置公稱(chēng)過(guò)濾精度不低于伺服閥進(jìn)油口前必須配置公稱(chēng)過(guò)濾精度不低于 10的濾油器的濾油器 l使用射流管電液伺服閥的液壓系統(tǒng)油液推薦清使用射流管電液伺服閥的液壓系統(tǒng)油液推薦清 潔度等級(jí)為：潔度等級(jí)為： 長(zhǎng)壽命使用時(shí)應(yīng)達(dá)到長(zhǎng)壽命使用時(shí)應(yīng)達(dá)到-/16/13級(jí)（級(jí)（NAS 7級(jí)）級(jí)） 一般使用最差不劣于一般使用最差不劣于-/19/15級(jí)（相當(dāng)于級(jí)（相當(dāng)于NAS10 級(jí)）。級(jí)）。 2 2 安裝要求安裝要求 l每個(gè)線圈的最大電流不要超過(guò)每個(gè)線圈的最大電流不要超過(guò)2 2倍額定電流倍額定電流 l油箱應(yīng)密封，并盡量選

18、用不銹鋼板材。油箱油箱應(yīng)密封，并盡量選用不銹鋼板材。油箱 上應(yīng)裝有加油及空氣過(guò)濾用濾清器。上應(yīng)裝有加油及空氣過(guò)濾用濾清器。 l禁止使用麻線、膠粘劑和密封帶作為密封材禁止使用麻線、膠粘劑和密封帶作為密封材 料。料。 l伺服閥的沖洗板應(yīng)在安裝前拆下，并保存起伺服閥的沖洗板應(yīng)在安裝前拆下，并保存起 來(lái)，以備將來(lái)維修時(shí)使用。來(lái)，以備將來(lái)維修時(shí)使用。 4 電液伺服閥的使用維護(hù)說(shuō)明 2 安裝要求安裝要求 l對(duì)于長(zhǎng)期工作的液壓系統(tǒng)，應(yīng)選較大容量的濾對(duì)于長(zhǎng)期工作的液壓系統(tǒng)，應(yīng)選較大容量的濾 油器。油器。 l動(dòng)圈式伺服閥使用中要加顫振信號(hào)，有些還要?jiǎng)尤κ剿欧y使用中要加顫振信號(hào)，有些還要 求泄油直接回油箱，伺服閥還必須垂直安裝。求泄油直接回油箱，伺服閥還必須垂直安裝。 l雙噴擋伺服閥要求先通油后給電