第10章液壓伺服系統(tǒng)

陳清奎劉延俊成紅梅葛媛媛

劉玉慧趙玲玲王鳳良編著主

審

萬金領機械工業(yè)出版社10.1概述10.1.1液壓伺服系統(tǒng)的工作原理因為系統(tǒng)有反饋，方塊圖自行封閉，可見液壓伺服系統(tǒng)是一種閉環(huán)控制系統(tǒng)。舉例一1-工件2-車刀3-刀架4-導軌5-溜板6-缸體7-閥體8-杠桿9-閥桿10-閥芯11-觸銷12-樣件13-濾油器14-泵

跟蹤刀架(液壓缸)的位置(輸出)完全跟蹤觸銷的位置(輸入)而運動。放大推動觸銷所需的力很小，只需幾牛頓到幾十牛頓，但仿形刀架液壓缸所輸出的力很大，可達數(shù)千到數(shù)萬牛頓。輸出的能量是由液壓泵供給的。反饋把輸出量的一部分或全部按一定方式回送到輸入端，和輸入信號進行比較，這就是反饋。仿形刀架中的反饋信號是以負值回送到輸入端，不斷抵消輸入信號，故稱負反饋。沒有負反饋，液壓伺服系統(tǒng)是不能正常工作的。仿形刀架中的負反饋是通過閥體和缸體的剛性連接來實現(xiàn)的，所以它是一種剛性位置負反饋。偏差要使液壓缸輸出一定的速度和力，伺服閥須有一定的開口量，因而使輸出和輸入之間產生位置偏差。液壓缸運動的結果，又力圖消除這個偏差，但在伺服系統(tǒng)工作的任何時刻總不能完全消除這個偏差。也就是說，伺服系統(tǒng)是依靠偏差信號進行工作的。液壓伺服系統(tǒng)的特點：10.1.2液壓伺服系統(tǒng)的分類按輸出的物理量分類：位置伺服系統(tǒng)、速度伺服系統(tǒng)、力（或壓力）伺服系統(tǒng)等。按控制信號分類：機液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)、氣液伺服系統(tǒng)。按控制元件分類：閥控系統(tǒng)和泵控系統(tǒng)。10.1.3液壓伺服系統(tǒng)的優(yōu)缺點液壓伺服系元件加工精度高，因此價格較貴；對油液污染比較敏感，因此可靠性受到影響；在小功率系統(tǒng)中，伺服控制不如微電子控制靈活。優(yōu)點：缺點:承載能力大、控制精度高、響應速度快、自動化程度高、體積小、重量輕10.2典型的液壓伺服控制元件10.2.1滑閥雙邊滑閥比單邊滑閥的調節(jié)靈敏度高，工作精度高。1.單邊滑閥2.雙邊滑閥與雙邊滑閥相比，四邊滑閥同時控制液壓缸兩腔的壓力和流量，故調節(jié)靈敏度更高，工作精度也更高。3.四邊滑閥單邊、雙邊和四邊滑閥的控制作用相同，均起到換向和節(jié)流作用?？刂七厰?shù)越多，控制質量越好，但其結構工藝性也越差。通常情況下，四邊滑閥多用于精度要求較高的系統(tǒng)；單邊、雙邊滑閥用于一般精度系統(tǒng)。a)負開口b)零開口c)正開口滑閥的三種開口形式具有零開口的滑閥，其工作精度最高；負開口有較大的不靈敏區(qū)，較少采用；具有正開口的滑閥，工作精度較負開口高，但功率損耗大，穩(wěn)定性也較差。10.2.2射流管閥此種控制閥只適用于低壓小功率場合。優(yōu)點：缺點:結構簡單，動作靈敏，工作可靠。運動部件慣性較大，工作性能較差；能量損耗大，效率較低；供油壓力過高時易引起振動。1-射流管2-接收板10.2.3噴嘴擋板閥常用作多級放大伺服控制元件中的前置級。優(yōu)點：缺點:結構簡單，加工方便，運動部件慣性小，反應快，精度和靈敏度高。無功損耗大，抗污染能力較差。1-擋板2、3-噴嘴4、5節(jié)流小孔10.3電液伺服閥10.3.1力矩馬達1.線圈無電流通過2.輸入信號電流通過線圈1-永久磁鐵2、4-導磁體3-銜鐵5-線圈6-彈簧管7-擋板8-噴嘴9-滑閥10-固定節(jié)流孔11-濾油器電流越大，θ角越大，兩者成正比關系。力矩馬達就輸入的電信號轉換為力矩輸出。力矩馬達無力矩輸出，擋板處于兩噴嘴中間位置。10.3.2液壓放大器力矩馬達產生的力矩很小，無法操縱滑閥的啟閉以產生足夠的液壓功率。所以要在液壓放大器中進行兩級放大，即前置放大和功率放大。1-永久磁鐵2、4-導磁體3-銜鐵5-線圈6-彈簧管7-擋板8-噴嘴9-滑閥10-固定節(jié)流孔11-濾油器10.4液壓伺服系統(tǒng)實例10.4.1機械手伸縮運動伺服系統(tǒng)1-電液伺服閥2-液壓缸3-機械手手臂4-齒輪齒條機構5-電位器6-步進電機7-放大器手臂向右移動時，電位器跟著作順時針方向轉動。當電位器的中位和觸頭重合時，手臂停止移動。手臂移動的行程決定于脈沖數(shù)量，速度決定于脈沖頻率。當數(shù)控裝置發(fā)出反向脈沖時，步進電機逆時針方向轉動，手臂縮回。10.4.2鋼帶張力控制系統(tǒng)1-伺服液壓缸2-牽引輥3-加載裝置4-轉向輥5-力傳感器6-浮動輥7-電液伺服閥8-加載裝置9-放大器帶鋼生產過程中，常要求控制帶材的張力。因此常用伺服系統(tǒng)來實現(xiàn)恒張力控制。10.4.3液壓助力器1-差動桿2-操縱桿3-隨動滑閥4-液壓缸系統(tǒng)的反饋、給定和比較環(huán)節(jié)，均由機械構件實現(xiàn)，拖動裝置可以是節(jié)流式，也可以是容積式。10.4.4高濃度磨漿機液壓伺服控制系統(tǒng)1-齒輪泵；2-溢流閥；3、13-壓力過濾器；4-伺服控制閥；5、17-壓力表；6-伺服液壓缸；7-動磨盤；8-機械反饋桿；9-高精度磁珊位移傳感器；10-二位二通電磁換向閥；11-大流量葉片泵；