机液伺服系统的类型及应用
阀控机液伺服系统
|
阀控机液伺服系统 |
||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
信号的检测、比较及放大均借助于机械部件的液压伺服系统称为机液伺服系统 机液伺服系统广泛应用于仿型机床、助力操纵、助力转向、汽轮机转速调节、行走机械及采煤机牵引部恒功率控制等场合 阀控机液伺服系统一般称为机液伺服机构 |
||||||||
|
表1 机液伺服机构的类型及特征 |
||||||||
|
类型 |
原理图 |
特征及用途 |
||||||
|
阀 控 缸 机 液 伺 服 机 构 |
外 反 馈 式 |
|
连杆式外反馈；常做助力操纵 |
|||||
|
内 反 馈 式 |
|
(1)阀芯与活塞关系 图a—分体式；图b、c、d、e—嵌入式 (2)通路数 图a、b—四通阀；图c、d、e—三通阀 (3)滑阀结构 图a、b、c、e—圆柱滑阀；图d—螺纹滑阀 (4)滑芯运动方式 图a、b、c—直线运动；图d、e—旋转运动 (5)反馈型式 图a、b、c、d—直接位置反馈；图e—螺杆螺母副位置反馈 (6)用途 图a、b、c—作伺服机构；图d、e—作电液步进缸(数字缸) |
||||||
|
阀 控 马 达 机 液 伺 服 机 构 |
滑 阀 式 |
|
1—阀芯； 2—螺杆； 3—螺母； 4—轴向马达 |
螺杆/螺母—内反馈 工程上称为液压扭矩放大器，加上步进电机构成电液步进马达 |
||||
|
转 阀 外 反 馈 式 |
|
1—连杆系； 2—齿轮； 3—螺母； 4—螺杆； 5—液压马达； 6—摇杆； 7—转阀 |
螺杆/螺母/杠杆—外反馈 法国SAMM公司电液步进马达属此结构 |
|||||
|
转 阀 内 反 馈 式 |
|
1—阀体； 2—阀芯； 3—阀套； 4—转子； 5—马达轴； 6—定子； 7—反馈轴； 8—销轴； 9—定位弹簧； 10—转向轴； 11—单向阀 |
反馈轴/销轴/阀套—内反馈 工程上称为摆线转阀式液压转向器 在工程机械及农机的转向系统中，以及小型舵机操纵系统中广泛应用液压转向器 |
|||||
|
表2 机液伺服机构的应用 |
||||||||
|
名称 |
原理图 |
说明 |
||||||
|
液 压 仿 型 刀 架 |
|
1—模板； 2—触杆； 3—导轨； 4—溜板； 5—刀架； 6—工件 |
模板固定于床身；活塞杆固定于溜板上，工件由主轴带动；当溜板由丝杠带动沿导轨向左运动时，触杆沿模板运动，触杆控制阀芯，缸体连同刀架跟随触杆运动，实现仿型加工 |
|||||
|
车 辆 助 力 转 向 系 统 |
|
图a—外观图 图b—原理图 转向指令由方向盘经操纵齿轮箱推动阀芯，打开阀口；阀体与缸体做成一体，随同缸体运动，关闭阀口，实现位置直接反馈 作为车辆转向驾驶系统，为使司机能感觉到不同路面的负载反作用力，在阀体两端分别开有小孔，以便将负载压力反馈到阀芯两端 |
||||||
|
汽 轮 发 电 机 调 速 系 统 |
|
1—离心调速器； 2—阀控机液伺服机构； 3—气阀； 4—汽轮发电机组； 5—设定弹簧 |
离心调速器1检测发电机组转速，电负荷增大、发电机反力矩增大，致使机组速度降低时，调速器飞球下垂，阀芯下移，活塞杆带动气阀片上移，开大气阀，增大进气量，直至机组速度恢复；使电频率稳定；反之亦然。设定弹簧用于调节转速的设定值 船舶柴油机调速系统原理相似 |
|||||
|
车 辆 或 舵 机 转 阀 式 液 压 转 向 系 统 |
1—液压泵；2—方向盘；3—液压转向器；4—梯形转向机构； 5—转向缸；6—单向阀；7—溢流阀；8—安全阀；9—单向阀 |
图a—外形图；图b—系统图，液压转向器马达作计量马达使用。转向器中位(图示)时，压力油由p、a、d、e、f、O回油箱，泵空载，油口b、c及A、B封闭状态，转向系统处于初始位置。方向盘左转向某一角度，转阀油口打开，压力油经p、a、b、计量马达、c、d、e、B，缸5-1活塞杆伸出、缸5-2活塞杆缩回，实现左转弯，缸的回油经A、f、O回油箱；因液压转向器存在直接位置反馈，计量马达带动阀套跟随阀芯转到同一角度后转阀关闭、转向停止。方向盘右转时，压力油经p、a、c、计量马达、b、d、e、A，实现右转弯，缸的回油由B、f、O回油箱。当发电机熄火或泵有故障无法实现动力转向时，可利用计量马达做手动泵进行人力转向：方向盘带动阀芯、销轴、阀套、反馈轴带动马达转子，压力油流向与动力转向相同，只是缸的回油由f、单向阀9、a，供手动泵吸油 千吨级船舶亦广泛应用该系统作为舵机转向系统 |
||||||
泵控机液伺服系统
|
泵控机液伺服系统 |
|
|---|---|
|
大功率机液伺服系统采用泵控系统，采煤机牵引部、工程机械行走部的恒功率控制是泵控机液伺服系统的典型 |
|
|
原理图 |
说明 |
|
1—变量泵；2—液压马达；3—单向阀；4—发讯缸；5—楔块；6—滑阀； 7—连杆；8—变量缸；9—链轮；10—螺旋阻尼管；11—回油阻尼管 |
系统由泵控马达(1、2、3、9)、阀控机液伺服机构(6、7、8、11)和负载-位移信号发生器(4、5、10)组成 恒功率调节过程如下：负载压力p1经螺旋阻尼管10滤波后作用于发讯缸4的活塞上。稳态时，发讯缸活塞杆对楔块5作用力的Y轴分量与调节套内刚度为K2的弹簧力相平衡，滑阀油口关闭，变量缸活塞不动，变量泵处于某偏角，马达处于相应的转速下。p1增大时，楔块上移、阀芯向上、变量缸活塞下移、泵偏角减小、马达速度自动调低，从而实现了恒功率控制；由于连杆的反馈作用，活塞下降时，滑阀开口回零，变量活塞和偏角处于新的平衡位置。p1减少时，马达速度自动调高至新的平衡状态，保持恒功率 |
