双电机驱动数字液压阀的研发.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 01 3年 第 0 5期 双电机驱动数字液压阀的研发 邱法维 ， 肖 林 ， 沙锋强 ， 王 刚 ， 赵云峰 ， 黄兴宏 ， 刘作 印 De v e l o p m e n t o f Di g i t a l Hy d r a u l i c Va De wi t h Two S e r v o m o t o r Q I U F a ．- w e i ‘ ， X I A0 G i n 2 S H A F e n g - q i a n g j ， WA N G G a n g ， Z H A0 Y u n - f e n g a ， HU AN G X i n g - h o n g a ， L I U Z u o - y i n 1 ． 北京三强同维机电液压科技发展有限公司， 北京 1 0 2 2 0 0 ； 2 ． 中国运载火箭技术研究院 第十八研究所 ， 北京 1 0 0 0 7 6 摘 要 介绍了一种数字液压 阀及其控制系统 ， 该阀采用 了伺服 阀的滑 阀部分 ， 驱动和反馈采用 了伺服 电机来执行 ， 可以进行位移闭环 控制和力闭环控制 ， 功能上完全可 以替代 电液伺服 阀； 频 响可以达 到 2 0 0 H z 如果伺服电机动态性能好 ， 频响可以更高 ， 对液压油 的洁 净度要求 N A S 9级即可 而 电液伺服 阀要求 N A S 7甚至 N A S 6 。因为直接采用 了电液伺服 阀的滑 阀部分 ， 所以进 出油 1 3 的尺寸与伺 服 阀相同 ． 非常方便替换现有液压缸上的电液伺服 阀。 控制上与液压缸的位移传感器构成位 移闭环 ， 与力传感器构成力闭环控制 ； 可以实 现规则波和随机波的移动控制 。 关键词 数字液压 阀； 电液伺 服阀； 位移闭环 ； 力 闭环 ； 随机波 中图分类号 T H1 3 7 ． 5 2 文献标识码 B 文章编 号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 5 0 0 6 0 0 3 0 引言 近年来 ， 由于电子 、 自动化和计算机技术的迅速发 展 ． 极大地促进了机 电液压技术的发展 。 特别是数字液 压技术成为行业发展的重要领域 。目前数字液压产品 的使用功能和控制精度完全达到了电液伺服系统 的水 平 。相 比电液伺服系统 ， 数字液压系统 的突出优点是控 制技术先进、 抗干扰能力强 、 控制精度高 、 同步性能好 、 响应速度快 、 对油液的洁净度要求低。电液伺服系统需 要 N A S 7甚至 N A S 6级以上的液压油精度 ， 数字液压系 统采用普通的液压泵站过滤精度达到 N A S 9级就可 以 了，所以数字液压系统不需要象电液伺服系统那样特 别严格的过滤 。同时数字液压系统可 以采用较高的压 力等级 2 8 ～ 4 O MP a ， 流量也比较大 ， 可以达到 1 0 0 0 L ／ m i n 以上 。数字液压系统 的核心执行单元是数字 阀控液压 缸 ，控制功能上需对数字液压阀控缸具有力闭环控制 和位移闭环控制 ， 而且能够实现规则波、 随机波等各种 形式的运动。 目前 的数字液压阀控缸 属于一体化 的液压缸 ， 在 缸体 内部需要安装机械反馈装置 ，与现有的液压缸很 难互换使用 ， 特别是替代现有的电液伺服阀控缸。为此 我们开发了一种数字 阀，以电液伺服 阀的二级 阀为基 础 ， 连接尺寸和进出油口均与 目前标准伺服阀相 同， 所 收稿 日期 2 0 1 2 1 2 0 6 作 者简介 邱法 维 1 9 6 3 一 ， 男 ， 黑龙江 哈尔滨人 ， 博 士 ， 从事 电液伺服 系 统 和数字液压技术 的研发 。 60 有的电液伺服油缸都可以安装此类数字阀 ，包括将现 有电液伺服阀控缸改成数字液压阀控缸。 1 数字液压阀原理 考虑到加工工艺和使用上的通用性 ，数字阀的外 形和安装尺寸采用了与 电液伺服阀中滑阀完全相同的 形式 。这样在数字阀的加工上就可以完全采用伺服阀 的成熟工艺和现有设备 。而数字阀的驱动采用伺服电 机 ，其反馈回位也是采用伺服 电机而不是靠喷嘴挡板 的压力反馈来推动滑阀回位。图 1为数字阀的基本原 理图 ， 图 2为测试使用的数字 阀、 液压缸和试验 台。双 伺服电机 中两个 电机的功能是不 同的 ，其中一个称为 命令电机 ， 另一个称为反馈 电机 。当计算机控制器对命 令 电机发 出指令时 ， 命令电机带动阀芯轴向移动 ， 根据 命令的正或负决定 阀芯是 向左或右移 动，进 而决定液 压缸的移动方向。此时反馈电机接受来 自液压缸上传 感器的反馈指令 ， 与命令电机的指令相反 ， 反馈 电机将 使 阀芯向回位方 向移动 ，当反馈信号达到与命令信号 相等时 ，反馈电机将阀芯推 回到中位 ，数字阀停止供 油， 液压油缸停止移动。 图 1 数 字阀的基本原理图 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 3年 第 0 5期 煤气化装置锅炉给水泵机械密封的国产化改造 张 国太 中国石油化工股份有限公司 安庆分公司， 安徽 安庆2 4 6 0 0 2 摘要 煤气 化装 置锅炉给水泵选配 的机械密封为国外公司生产 ， 价格高 、 供货周期长 。通过对原密封的国产化改造 ， 满 足了原工 况的 使用要求 。经现场使用表明 ， 改造效果 良好 ， 有效地保证 了机组安全经济运行。 关键词 锅炉给水 泵 ； 机械密封 ； 国产化 中图分类号 T H1 3 6 文献标识码 A 文章 编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 5 0 0 6 2 0 3 Lo c ali z a t i o n Tr a ns f o r ma t i o n o f C0 a l Ga s i fic a t i o n P l a nt Bo i l e r F e e d W a t e r Pu mp M e c h a n i c a l S e a l z HANG G u o t a ／ C h i n a P e t r o l e u m C h e mi c a l C o r p o r a t i o n ， A n q i n g B r a n c h ， A n q i n g 2 4 6 0 0 2 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e me c h a n i c a l s e a l o f c o a l g a s i fi c a t i o n p l a n t b o i l e r f e e d p u mp i s p r o d u c e d b y f o r e i g n c o mp a n i e s ． T h e p r i c e s i s h i g h ， a n d t h e s u p p l y c y c l e i s l o n g ． B y d o me s t i c t r a n s f o r ma t i o n ， t h e n e w me c h a n i c a l s e a l c a n me e t t h e r e q u i r e me n t s o f t h e u s e o f t h e c o n d i t i o n s ， w h i c h h a s p r o v e d t h a t t h e me c h a n i c al s e a l t r a n s f o rm a t i o n i s e ff e c t ， a n d e n s u r e d t h e s a f e a n d e c o n o mi c o p e r a t i o n o f u n i t ． Ke y wo r d s b o i l e r f e e d p u mp s ； me c h a n i c a l s e al ； l o c a l i z a t i o n O 引言 近年来 国产机械密封 的生产制造技术有 了很大提 高 ， 不但在各类 国产泵上有了广泛的配套使用 ， 在进 口 泵上也逐渐替代了进 口的同类密封 ， 在经济性 、 可靠性 、 使用寿命等方面都达到了进 口件水平【 - 7 1 ， 更主要 的是减 轻了人们对进 口机械密封的依赖 ， 笔者就公 司在煤气化 收稿 日期 2 0 1 3 0 4 0 3 作者简介 张国太 1 9 6 3 一 ， 男 ， 安徽 安庆人 ， 工程师 ， 大学本科 ， 主要从事 石油化工设备的管理工作。 初步测试结果进行 了介绍 ， 还有许多细节需要完善 。从 目前的液压技术发展来看 。 高度集成化 、 数字化 、 智 能 化是主流方向． 数字化是基础。事实上数字液压技术的 巨大优势 已经显现出来 ， 数字阀 、 数字液压缸和数字液 压马达等将会为液压行业的发展提供一个新一代的平 台。尤其是航空航天、 交通运输 、 工程机械等领域的应 用会发挥出巨大的作用。 参 考 文 献 【 1 ] 范存德． 液压技术手册【 M 】 ． 北京 辽 宁科学技术 出版社， 2 0 0 4 ． 【 2 】 雷天觉 ． 新编 液压工程 手册[ M] ． 北京 北京理工 大学 出版 社， 1 998 ． [ 3 】 邱法维， 沙锋 强， 王刚， 张宏基， 刘作 印． 数字液压缸技术开发与 应用[ J ] ． 液压与气动， 2 0 1 l ， 7 ． 6 ， 装置锅炉给水泵机械密封的国产化改造中的典型实例 ， 对密封改造作一分析。 1 问题 的提 出 煤气化装置锅炉给水泵是单级离心泵 。工作介质 为高温高压锅炉水。原设计配套使用 的机械密封为国 外制造 ， 供货周期长 ， 价格 昂贵 ， 在实际使用 中常因供 货 问题严重影响了装置的生产 。为了缩短供货周期 ， 节 约成本 ，开展了煤气化装置锅炉给水泵密封的国产化 改造工作。该泵是煤气化装置运行的关键机泵 ， 其工艺 『 4 】 邱法维 ， 林 冰， 沙锋 强， 王刚， 冯 清民， 刘 作印． 数字液 压技术在 建筑施工 中的应用[ J ] ． 液压与气动， 2 0 1 l ， 7 ． 『 5 1 邱法 维， 沙 锋强， 黄兴宏， 王刚， 张宏基， 刘作 印． 并联 六 自由度 运动模拟平 台的研制『 J ] ． 液压与气动， 2 0 1 1 ， 6 ． 『 6 1 邱法维， 沙锋强， 王刚， 黄兴宏， 张虹基． 地震模拟振 动台控 制技 术及软件研究【 J J ． 液压与气 动， 2 0 1 1 ， 6 ． f 7 】 邱法维， 杨丽， 沙锋强， 黄兴宏， 王刚． S t e w a a平 台力控 制系统研 发[ J 】 ． 液压与气动， 2 0 1 1 ， 1 2 ． 【 8 】 邱法维， 杨丽， 沙锋强， 王刚， 黄兴宏． 地震模 拟振 动台台阵系统 研发『 J 1 ． 液压与气动， 2 0 1 1 ， 1 2 ． 【 9 】 邱法维， 黄兴宏， 沙锋强， 王刚， 张宏基． 基 于 B o u c We n模 型的 阻尼负载模拟器研制【 J J ． 液压与气动， 2 0 1 1 ， 8 ． 【 l 0 】 邱法维， 袁建光， 沙锋强， 黄兴宏， 王 刚， 赵云峰． 六 自由度减摇模 拟器系统研发【 J ] ． 液压气动与密封， 2 0 1 2 ， 1 2 ．