電液伺服閥的應(yīng)用場合
電液伺服閥由于其高精度和快速控制能力，除了航空航天和軍事裝備普遍使用的領(lǐng)域外，在機(jī)床、塑料、軋鋼機(jī)、車輛等各種工業(yè)設(shè)備的開環(huán)或閉環(huán)的電液控制系統(tǒng)中。特別是系統(tǒng)要求高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、大的輸出功率的場合獲得了廣泛應(yīng)用。
(1)電液伺服閥的位置控制回路。圖172所示為電液伺服閥控制的液壓缸直線位置回路，圖172 (a)所示為其原理圖，圖172 (b)所示為其職能方框圖。當(dāng)系統(tǒng)由指令電位器輸入指令信號(hào)后，電液伺服閥2的電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換器動(dòng)作，通過液壓放大器（先導(dǎo)級(jí)和功率級(jí)）將能量轉(zhuǎn)換放大后，液壓源的壓力油經(jīng)電液伺服閥向液壓缸3供油，驅(qū)動(dòng)負(fù)載到預(yù)定位置，反饋電位器（位置傳感器）檢測到的反饋信號(hào)與輸入指令信號(hào)經(jīng)伺服放大器1比較，使執(zhí)行器精度運(yùn)動(dòng)在所需位置上。
圖173所示為電液伺服閥控制的液壓馬達(dá)直線位置回路，圖173 (a)所示為其原理圖，圖173 (b)所示為其職能方框圖。當(dāng)系統(tǒng)輸入指令信號(hào)后，由能量轉(zhuǎn)換放大，液壓源的壓力油經(jīng)電液伺服閥2向液壓馬達(dá)3供油，齒輪減速器4和絲杠螺母機(jī)構(gòu)5將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為負(fù)載的直線運(yùn)動(dòng)，位置傳感器檢測到的反饋信號(hào)與輸入指令信號(hào)經(jīng)伺服放大器1比較，使負(fù)載精度運(yùn)動(dòng)在所需位置上。
圖174所示為電液伺服閥控制的液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)角位置回路，圖174 (a)所示為其原理圖，圖174 (b)所示為其職能方框圖。它采用白整角機(jī)組作為角差測量裝置（3根線表示定子繞組的引出線，2根線表示轉(zhuǎn)子繞組的引出線，通過圓心的點(diǎn)畫線表示轉(zhuǎn)軸），輸入軸與發(fā)送機(jī)軸相連，輸出軸與接收機(jī)相連。自整角機(jī)組檢測輸入軸和輸出軸之間的角插，并將角差轉(zhuǎn)換為振幅調(diào)制渡電壓信號(hào)，經(jīng)交流放大器放大和解調(diào)器解調(diào)后，將交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)，再經(jīng)伺服功率放大器l放大，產(chǎn)生一個(gè)差動(dòng)電流去控制電液伺服閥2，液壓能量放大后，液壓源的壓力油經(jīng)電液伺服閥2向液壓馬達(dá)3供油，馬達(dá)通過齒輪減速器4驅(qū)動(dòng)負(fù)載作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)上述反饋信號(hào)與輸入指令信號(hào)的比較，使負(fù)載精確運(yùn)動(dòng)在所需轉(zhuǎn)角位置上。
(2)電液伺服閥的速度控制回路。圖175所示為利用電液伺服閥控制雙向定量液壓馬達(dá)回轉(zhuǎn)速度保持一定值的回路，圖175 (a)所示為其原理圖，圖175 (b)所示為其職能方框圖。當(dāng)系統(tǒng)輸入指令信號(hào)后，電液伺服閥2的電氣機(jī)械轉(zhuǎn)換器動(dòng)作，通過液壓放大器（先導(dǎo)級(jí)和功率級(jí)）將能量轉(zhuǎn)換放大后，液壓源的壓力油經(jīng)電液伺服閥向雙向液壓馬達(dá)3供油，使液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)負(fù)載以一定轉(zhuǎn)速工作；同時(shí)，測速電動(dòng)機(jī)(速度傳感器)4的檢測反饋信號(hào)uf與輸入指令信號(hào)經(jīng)伺服放大器1比較，得到的誤差信號(hào)控制電液伺服閥的閥口開度，從而使執(zhí)行器轉(zhuǎn)速保持在設(shè)定值附近。
圖176所示為開環(huán)變量泵控制的液壓馬達(dá)速度回路，圖176 (a)所示為其原理圖，圖176 (b)所示為其職能方框圖。雙向變量液壓泵5、雙向定量液壓馬達(dá)6及安全溢流閥組7和補(bǔ)油單向閥組8組成閉式油路，通過改變變量泵5的排量對(duì)液壓馬達(dá)6調(diào)速。而變量泵的排量調(diào)節(jié)通過電液伺服閥2控制的雙桿液壓缸3的位移調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。執(zhí)行元件及負(fù)載與電液伺服悶控制的液壓缸之間是開環(huán)的。當(dāng)系統(tǒng)輸人指令信號(hào)后，控制液壓源的壓力油經(jīng)電液伺服閥2向雙桿液壓缸3供油，使液壓缸驅(qū)動(dòng)變量泵的變量機(jī)構(gòu)在一定位置下工作；同時(shí)，位置傳感器4的檢測反饋信號(hào)與輸入指令信號(hào)經(jīng)伺服放大器1比較，得出的誤差信號(hào)控制電液伺服閥的閥口開度，從而使變量泵的變量機(jī)構(gòu)即變量泵的排量保持在設(shè)定值附近，最終保證液壓馬達(dá)6在希望的轉(zhuǎn)速值附近工作。
圖177所示為閉環(huán)變量泵控制的液壓馬達(dá)速度回路，圖177 (a)所示為其原理圖，圖177 (b)所示為其職能方框圖。其中油路結(jié)構(gòu)與圖176所示開環(huán)變量泵控制的液壓馬達(dá)速度回路基本相同，所不同的是在負(fù)載與指令機(jī)構(gòu)間增設(shè)了測速電動(dòng)機(jī)（速度傳感器）9，從而構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)速度控制回路。因此其速度控制精度更高。
(3)電液伺服閥的力和壓力控制回路。圖178 (a)所示為電液伺服閥的力控制回路．油源經(jīng)電液伺服閥2向雙桿液壓缸3供油，液壓缸產(chǎn)生的作用力施加在負(fù)載上，力傳感器4的檢測反饋信號(hào)與輸人指令信號(hào)經(jīng)伺服放大器1比較，再通過電液伺服閥控制缸的動(dòng)作，從而保持負(fù)載受力的基本恒定。圖178(b)所示為維持雙桿液壓缸兩腔壓力差恒定的控制回路，當(dāng)電液伺服閥2接受輸入指令信號(hào)并將信號(hào)轉(zhuǎn)換放大后，使雙桿液壓缸3兩腔壓力差達(dá)到某一設(shè)定值。缸內(nèi)壓力變化時(shí)，液壓缸近旁所控制的壓差傳感器5的檢測反饋信號(hào)與輸人信號(hào)指令經(jīng)伺服放大器1比較，再通過電液伺服閥控制缸的動(dòng)作，從而保持液壓缸兩腔壓差的基本恒定。圖178(c)所示為電液伺服閥的力和壓力控制回路的職能方框圖。
(4)電液伺服閥的液壓缸同步控制回路。圖179所示為利用電液伺服閥放油的液壓缸同步控制回路。分流閥6用于粗略同步控制，再用電液伺服閥5根據(jù)位置誤差檢測器(差動(dòng)變壓器)3的反饋信號(hào)進(jìn)行旁路放油，實(shí)現(xiàn)精確的同步控制。該回路同步精度高(達(dá)0.2mm)，可自行消除兩缸位置誤差；伺服閥出現(xiàn)故障時(shí)仍可實(shí)現(xiàn)粗略同步。伺服閥可采用小流量閥實(shí)現(xiàn)放油，但成本較高，效率較低，適用于同步精度要求較高的場合。
圖180所示為利用電液伺服閥跟蹤的液壓缸同步控制回路。電液伺服閥1控制閥口開度，輸出一個(gè)與換向閥2相同的流量，使兩個(gè)液壓缸獲得雙向同步運(yùn)動(dòng)。該回路同步精度高，但價(jià)格較貴。適用于兩液壓缸相隔較遠(yuǎn)，有要求同步精度很高的場合。
圖181所示為利用電液伺服閥配流的同步控制回路。電液伺服閥2根據(jù)位移傳感器4和5的反饋信號(hào)持續(xù)地調(diào)整閥口開度，控制兩個(gè)液壓缸的輸人或輸出流量，使它們獲得雙向同步運(yùn)動(dòng)。該回路的特點(diǎn)與圖175所示回路相同。
2．使用注意事項(xiàng)
(1)合理選用電液伺服閥。首先按照系統(tǒng)控制類型選定伺服閥的類型。一般情況下，對(duì)于位置或速度伺服控制系統(tǒng)，應(yīng)選用流量型伺服閥；對(duì)于力或壓力伺服控制系統(tǒng)，應(yīng)選用壓力型伺服閥，也可選用流量型伺服閥。然后根據(jù)性能要求選擇適當(dāng)?shù)碾姎鈾C(jī)械轉(zhuǎn)換器的類型（動(dòng)鐵式或動(dòng)圈式）和液壓放大器的級(jí)數(shù)（單級(jí)、兩級(jí)或三級(jí)）。閥的種類選擇工作可參考各類閥的特點(diǎn)并結(jié)合制造商的產(chǎn)品目錄或樣本進(jìn)行。
(2)特別注意油路的過濾和清洗問題，進(jìn)入伺服閥前必須安裝有過濾精度在5μm以下的精密過濾器。
(3)在整個(gè)液壓伺服系統(tǒng)安裝完畢后，伺服閥裝入系統(tǒng)前必須對(duì)油路進(jìn)行徹底清洗，同時(shí)觀察濾芯污染情況，沖洗24～36h后卸下過濾器。
(4)在安裝伺服閥前，不得隨意撥動(dòng)調(diào)零裝置。
(5)液壓管路不允許采用焊接式連接件，建議采用卡套式24°錐結(jié)構(gòu)形式的連接件。
(6)安裝伺服閥的安裝面應(yīng)光滑平直、清潔。
(7)安裝伺服閥時(shí)，應(yīng)檢查下列各項(xiàng)。
1)安裝面是否有污物，進(jìn)出油口是否接好？O形密封圈是否完好？定位銷孔是否正確？
2)將伺服閥安裝在連接板上時(shí)，將連接螺釘均勻用力擰緊。
3)接通電路前，注意檢查接線柱，一切正常后進(jìn)人極性檢查。
(8)伺服系統(tǒng)的油箱須密封并加空氣濾清器和磁性濾油器。更換新油必須經(jīng)過嚴(yán)格的精過濾（過濾精度在5μm以下）。
(9)液壓油定期更換，每半年換油一次，油液盡量保持在40～50℃的范圍內(nèi)工作。
(10)伺服閥應(yīng)嚴(yán)格按照說明書規(guī)定的條件使用。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)首先檢查和排除電路和伺服閥以外的環(huán)節(jié)后，在檢查伺服閥。