高频电液伺服阀工作原理及零偏在线调整.pdf

第 2 期 总第 1 5 9期 2 0 1 0年 4月 机 械 工 程 与 自 动 化 MECHANI CAL ENGI NEE RI NG ＆ AUT0MATI ON No．2 Ap r ． 文章编号 1 6 7 2 6 4 1 3 2 0 1 O 0 2 0 1 8 5 一 O 2 高频电液伺服 阀工作原理及零偏在线调整 杨 小辉 宜 昌测试 技术研 究所，湖北 宜 昌4 4 3 0 0 3 摘要 伺服 阀的零偏对精度要求不高的低频闭环伺服 系统的影响不明显， 但对有高响应和高精度要 求的系统影 响比较大。 介绍 了动 圈式滑闯 电反馈两级 电液伺服阎的工作原理及 凭借 简单 的工具在线进行零偏调整的方法。 关键 词高频电液 伺服 阀；零偏调整 ；工作原理 中图分类号 T H1 3 7 ． 5 2 文献标识码B 1 动圈式滑阀电反馈两级电液伺服阀的结构及工作 原 理 电液伺服阀是一种接收电气模拟信号后 ，相应输 出调制的流量和压力的液压控制阀，动圈式滑阀电反 馈两级电液流量伺服阀只是其 中的一种 。宜昌测试技 术研究所对某产品使用的该种电液伺服阀进行 了随机 振动控制 ，其工作频率达5 0 0 Hz ，结构见图 1 。 f } I } P A T B 图 1动 圈 式 滑 阀 电 反馈 两级 电液 伺 服 阀结 构 图 动圈式滑阀电反馈两级电液伺服阀主要由控制级 阀 先导阀 和功率级滑阀组成 。控制级滑阀又主要由 阀芯、阀体、对 中弹簧、电磁线圈等组成 ；而功率级 滑阀主要 由阀芯、阀体、位移传感器等组成 。伺服阀 正常工作时，电磁线圈将输入的电信号转化成动圈运 动的机械信号 ，带动控制级滑阀的阀芯运动，控制进 入功率级滑阀阀芯两侧 的液压油的流量和方向，进而 推动功率级滑阀的阀芯运动 。该阀芯的运动控制着进 收稿 日期2 0 1 O - O 1 2 4 作者简介 杨小辉 1 9 7 8 一 ， 男 ， 四川射洪人 ， 工程 师， 本科 。 人伺服缸内的液压油， 使伺服缸按我们的要求运动， 伺 服阀和伺服缸的位移传感器反馈信号给伺服控制器 ， 参与伺服 阀的控制。 2 伺服 阀的零 偏及 影响 伺服阀的机械故障主要表现为零偏 、 卡死和磨损。 由于制造、调整和装配的差别，在控制线圈中不 加电流时，滑阀不一定位于中位 ，有时必须加一定 的 电流才能使其恢复中位 零位 ， 这一现象称为零偏 。 零 偏以使 阀恢复零位所需加之电流值与额定电流值之 比 来衡量 。由于阀芯和阀套的精度要求非常高 ，在实际 加工过 程 中往往 是选配 出来 的 ， 零偏 也是 不可 避免 的 。 伺服阀出厂时一般 已经将零偏调到很小了，但使用一 段 时 间后 ，零 偏 可能会 增大 ，这 是 因为在 使用 过程 中 的振动会使某些对 中的调整元件产生松动或形变，使 阀的性能降低 ，可以通过调整尽量缩小零偏 。对于动 圈式滑阀电反馈两级电液伺服阀，控制级滑阀和功率 级滑阀都可能产生零偏 。控制级滑阀产生的零偏是指 控制级滑 阀的阀芯和阀套的机械零点未重合 ；功率级 滑阀产生的零偏指的是功率级滑阀的阀芯和阀套的零 点重合时，位移传感器输出信号并不为零。 卡死是指伺服阀的阀芯被油液里的杂质挡住 ，致 使摩擦力很大，电磁线 圈无法驱动阀芯运动或运动缓 慢 。对于卡死，需根据卡死的程度采取更换液压油或 拆开阀芯和阀套进行清洗处理的方式来解决 。只要伺 服阀拆开过 ，在重新装配的过程中也会涉及到零偏的 调 整 问题 。 磨损是指伺服阀使用过程中阀口的棱边不再保持 尖锐 ，磨损会导致伺服阀内泄漏增大，甚至油 口不对 称 ，进而影响伺服阀的工作特性 。磨损需要 回到专业 的生产厂家才能得到较好地解决 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 86 机 械 工 程 与自 动 化 2 0 1 0年 第 2期 对于低 频系统 的闭环系统和精度要 求不高的场 合 ，倘若伺服阀的零偏不是太大 ，则对系统的影响并 不明显。但对于高响应系统和高精度系统 ，由于阀芯 位移很小，反馈的纠偏力如果不能快速地把阀芯调整 到合适的位置，这时零偏对系统 的精度和响应速度就 有比较大的影响，若纠偏力使阀芯在对 中弹簧的作用 下产生的位移 比零偏还小 ，那这部分的工作频率根本 就不受控 制 了 。 伺服阀的零偏最好在专用的伺服阀调试 台上调 试 ，但并不是所有的使用方都有专用的调试平台，在 没有调试台的基础上，也可以简单判断是否存在零偏 并进 行调整 。 3零偏的判 断和调 整 给伺服系统上电并给伺服系统加压 ，但不给伺服 阀加信号 ， 若伺服缸并未停止于两端且保持位置不动 ， 则此时功率级滑阀都处于机械零点 ，可用示波表检查 功率级滑阀的位移传感器信号及伺服阀的输入信号来 判断零偏的大小 ①若两者都很小 ，则先导阀和功率 级滑阀几乎都没有零偏 ；②若功率级滑阀的位移传感 器信号不为零 ，则功率级滑阀肯定存在零偏 ，因为此 时该阀芯正处于机械零点位置，位移传感器信号不为 零则说明功率级滑阀的机械零点和位移传感器的电气 零点不重合，调整办法就是调整该处位移传感器感应 线圈的位置，使其输出信号为零；③若功率级滑阀的 位移传感器信号为零而伺服阀的输入信号不为零 ，则 说明控制级阀存在零偏 ，因为此时阀芯正处于机械零 位。调整的办法就是调整阀芯其 中一侧对中弹簧外的 调整螺钉的位置，使伺服阀的输入信号尽量小 ，若仅 调整一侧的弹簧不能达到要求时 ，则两侧的弹簧均要 调整。 控制级阀结构示意图见图 2 。 如果有伺服阀调试 台，该阀也可以到伺服阀调试台上按相应的调试方法 进行调试 。由于该处的阀芯位移很小，调整时需要相 当的耐心和细心 。 阀套 阀芯 调整螺母 动圈 调整螺母 对 中弹簧 激 磁线 圈 图 2控 制 级 阀结 构 示 惫 图 4结束 语 伺服系统除了伺服阀和伺服缸等液压元件外 ，还 有控制电路，若控制电路里含有纠偏电路 ，则可以通 过对纠偏电路的调整 ，人为地设置一个偏置信号，使 伺服阀和伺服缸保持零位。如果电路和伺服阀有足够 的设计 裕量 ，且零 偏较 小的情 况下 问题 不大 ；但是 如 果零偏 较大 或电路 的裕量 不足 ，则需要 调偏 的信号就 会较大 ，这时施加驱动信号后 ，叠加的信号很可能超 过设计裕量，造成驱动信号削波 ，会对伺服系统的性 能产生较大影响，而且 ，长时间施加较大的偏置信号 对 电路 的发热影 响较 大 。因此 ，最好 还是从 根本上 解 决问题，而事实上靠一些常用的工具和个人的细心是 能够做到零偏 的调整的。 参考文献 [1 ] 雷 天 觉． 液 压工 程 手 册 [ M] ． 北京 机械 工 业 出版 社 ， 1 99 O ． W o r k i n g Pr i n c i p l e o f El e c t r 0 h y d r a u l i c S e r v o Va l v e a n d I t s I n i t i a l Lo c a t i o n Ad j u s t me n t Yi c h a n g Te s t i n g Te c h n o l o g y Re s e a r c h I n s t i t u t e，Yi c h a n g 4 4 3 0 0 3，Ch i n a Abs t r a c t I n t h e s y s t e ms o f l ow p r e c i s i on o r l o w f r e q ue n c y， t he i ni t i al l oc a t i o n d e f l e c t i o n of t he e l e c t r o hy dr au l i c s e r vo v a l v e h a s l i t t l e e f f e c t o n i t ， b u t i t h a s t r e me n d o u s e f f e c t o n t h e h i g h f r e q u e n c y s y s t e ms ． Th i s a r t i c l e i n t r o d u c e s t h e wo r k i n g p r i n c i p l e o f e I e c t r o h y d r a u l i c s e r v o v a l v e a n d h o w t o a d j u s t t h e i n i t i a l l o c a t i o n o n l i n e wi t h f a mi l i a r t o o l s ． Ke y w o r d s e l e c t r 0 h y d r a u 1 i c s e r v o v a l v e o f h i g h f r e q u e n c y；i n i t i a l l o c a t i o n a d j u s t me n t ；wo r k i n g p r i n c i p l e 上 接第 1 8 4页 Di s c u s s i o n o n t h e Al l o wa b l e Be a r i n g S t r e s s o f Ke y J o i n t LI U Xi a o l o ng Ma c h i n e r y Br a n c h，J i a n g x i S p e c i a l El e c t r i c Mo t o r I n c ．，Yi c h u n 3 3 6 0 0 0．Ch i n a Abs t r a c t Ac c o r d i n g t o t he r e l e va nt l i t e r a t u r e，t he r e i s a d i r e c t r e l a t i on be t wee n t he pa r t s ’a l l o wa bl e be ar i n g s t r e s s a nd t he t e n s i l e u l t i ma t e s t r e n g t h i n k e y j o i n t s ．Th i s p a p e r f o u n d o u t t h e r e l a t i o n s h i p b e t we e n t wo p a r t s， t h e n d e d u c e d t h e c o mp u t a t i o n a l f o r mu l a s o f t h e p a r t s ’a l l o wa b l e b e a r i n g s t r e s s i n k e y j o i n t s b y u s e o f t h e a l l o wa b l e b e a r i n g s t r e s s p r o v i d e d b y t h e r e l e v a n t l i t e r a t u r e ． Ke y wo r d sa l l o wa b l e b e a r i n g s t r e s s ；c o mp u t a t i o n；k e y j o i n t s 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m