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MOOG伺服阀信号作用

时间:2017-05-11      阅读:775

MOOG伺服阀信号作用:MOOG伺服阀是美国MOOG公司研发的电液伺服控制中的关键元件,它是一种接受模拟电信号后,相应输出调制的流量和压力的液压控制阀。MOOG伺服阀属于两级阀,*级为喷嘴档板式,由控制信号控制其出口压力,第二级为滑阀式,执行控制级至刹车缸的压力。当无信号作用时,由於压力喷嘴出口油压力的作用,使MOOG伺服阀挡板靠在回油喷嘴上,此时压力口的油压作用在滑阀阀芯上,使刹车口同计量油口直接连通,刹车口压力同飞行员控制的计量油压相等,当机轮角速度检测到滑行速度同基准滑行速度有偏差时,力矩马达接收到偏差电信号,此时力矩马达驱动档板向压力喷嘴偏转,使作用在阀芯上端油压下降,在阀芯下端油压作用下,阀芯上移,关小计量压力油口,这将导致控制口压力降低,控制口压力降低到某一值时,就有对应的制动压力。


美国MOOG伺服阀广泛用于钢厂、电厂和汽车厂领域,咨询,共同开拓市场。如有德国方面的产品需要代购,沟通、合作。电液伺服阀是将电量转变成液压输出量的电液转换元件,出现於1940年。到50年代,这种元件的结构趋於成熟。随著电子技术和计算机技术的发展,电液伺服系统的性能得到显著改善,大大优於其他的液压伺服系统,因而得到广泛应用。电液伺服阀的内部结构可分滑阀位置反馈、载荷压力反馈和载荷流量反馈;阀的级数可分单级、双级和多级。在电液伺服阀中,将电信号转变为旋转或直线运动的部件称为力矩马达或力马达。力矩马达浸泡在油液中的称为湿式,不浸泡在油液中的称为乾式。其中以滑阀位置反馈、两级乾式电液伺服阀应用广。电液伺服阀的工作原理是力矩马达在线圈中通入电流后产生扭矩,使弹簧管上的挡板在两喷嘴间移动,移动的距离和方向随电流的大小和方向而变化。例如挡板向右移近喷嘴时,就在主阀芯两端面上产生压力差推动主阀芯左移,使压力油口PS与载荷1口相通,回油口与载荷2口相通。主阀芯左移的同时通过反馈杆对力矩马达产生的力矩和挡板的位移进行负反馈。因此,主阀芯的位移量就能地随著电流的大小和方向而变化,从而控制通向液压执行元件的流量和压力。
MOOG电液伺服阀具有动态响应快、控制精度高、使用寿命长等优点,已广泛应用于航空、航天、舰船、冶金、化工等领域的电液伺服控制系统中。MOOG伺服阀结构比较复杂,造价高,对油的质量和清洁度要求高。新型的伺服阀正试图克服这些缺点,例如利用电致伸缩元件的伺服阀,使结构大为简化。另一个方向是研制特殊的工作油(如电气粘性油)。这种工作油能在电磁的作用下改变粘性系数。利用这一性质就可通过电信号直接控制油流。
美国MOOG电液伺服阀的工作原理是力矩马达在线圈中通入电流产生扭矩,使弹簧管上的挡板在两喷嘴间移动,移动的距离和方向随电流的大小和方向而变化。MOOG伺服阀信号作用;例如挡板向右移近喷嘴时,就在主阀芯两端面上产生压力差推动主阀芯左移,使压力油口PS与载荷1口相通,回油口与载荷2口相通。主阀芯左移的同时通过反馈杆对力矩马达产生的力矩和挡板的位移进行负反馈。因此,主阀芯的位移量就能地随著电流的大小和方向而变化,从而控制通向液压执行元件的流量和压力。


美国Moog电液伺服阀市场情况
目前,国内生产伺服阀的厂家主要有:航空工业总公司第六O九研究所、航空工业总公司第六一八研究所、北京机床研究所、中国运载火箭技术研究院第十八研究所、上海航天控制工程研究所、九江中船仪表有限责任公司(四四一厂)及中国船舶重工集团公司第七O四研究所。国外生产伺服阀的厂家主要有:美国Moog公司、英国Dowty公司、美国Team公司、俄罗斯的“祖国”设计局、沃斯霍得工厂等,此外美国Park公司、EatonVickers公司、德国Bosch公司、Rexroth公司等亦有自己的伺服阀产品。
MOOG电液伺服阀一般按力矩马达型式分为动圈式和永磁式两种。传统的伺服阀大部分采用永磁式力矩马达,此类伺服阀还可分为喷嘴挡板式和射流式两大类。目前国内生产伺服阀的厂家大部分以喷嘴挡板式为主。国外情况亦类似,原专业生产射流管式伺服阀的厂家美国Abex公司也已被Park公司所吞并。然而,由于射流管式伺服阀具有抗污染性能好、高可靠性、高分辨率等特点。有些生产厂家也在研制或已推出自己的射流管式产品,如航空工业总公司第六O九研究所、中国运载火箭技术研究院第十八研究所、美国Moog公司及俄罗斯的有关厂家等。美国Moog公司还在2006年7月召开了产品推广会,推出了射流管式的D660系列产品,并认为该产品代表了今后伺服阀的发展趋势。
当前国内在研究、生产及使用伺服阀方面虽然形成了一定的规模。然而生产的产品主要用于航空、航天、舰船等领域,在民品*不大。同时由于各生产单位各自为战、缺少合作、力量分散,很不利于伺服阀的进一步发展,也无法形成强大的竞争力与国外产品进行竞争。现国外产品在国内*大的为Moog公司,它的产品占据了国内绝大部分的民品市场。


美国Moog电液伺服阀研究现状
当前MOOG电液伺服阀的研究主要集中在结构及加工工艺的改进、材料的更替及测试方法的改变。
在结构改进上,目前主要是利用冗余技术对伺服阀的结构进行改造。由于伺服阀是伺服系统的核心元件,伺服阀性能的优劣直接代表着伺服系统的水平。另外,从可靠性角度分析,伺服阀的可靠性是伺服系统中重要的一环。由于伺服阀被污染是导致伺服阀失效的主要原因。对此,国外的许多厂家对伺服阀结构作了改进,先后发展出了抗污染性较好的射流管式、偏导射流式伺服阀。而且,俄罗斯还在其研制的射流管式伺服阀阀芯两端设计了双冗余位置传感器,用来检测阀芯位置。一旦出现故障信号可立即切换备用伺服阀,大大提高了系统的可靠性,此种两余度技术已广泛的应用于航空行业。而且,美国的Moog公司和俄罗斯的沃斯霍得工厂均已研制出四余度的伺服机构用于航天行业。我国的航天系统有关单位早在90年代就已进行三余度等多余度伺服机构的研制,将伺服阀的力矩马达、反馈元件、滑阀副做成多套,发生故障可随时切换,保证系统的正常工作。此外多线圈结构、或在结构上带零位保护装置、外接式滤器等型式的伺服阀亦已在冶金、电力、塑料等行业得到了广泛的应用。
MOOG伺服阀原理
典型的MOOG伺服阀由永磁力矩马达、喷嘴、档板、阀芯、阀套和控制腔组成。当输入线圈通入电流伺服阀时,档板向右移动,使右边喷嘴的节流作用加强,流量减少,右侧背压上升;同时使左边喷嘴节流作用减小,流量增加,左侧背压下降。阀芯两端的作用力失去平衡,阀芯遂向左移动。高压油从S流向C2,送到负载。负载回油通过C1流过回油口,进入油箱。阀芯的位移量与力矩马达的输入电流成正比,作用在阀芯上的液压力与弹簧力相平衡,因此在平衡状态下力矩马达的差动电流与阀芯的位移成正比。如果输入的电流反向,则流量也反向。表中是伺服阀的分类。


MOOG伺服阀的工作原理如下:
MOOG伺服阀输出量与输进量成一定函数关系并能快速响应的液压控制阀,是液压伺服系统的重要元件。MOOG液压伺服阀按结构分为滑阀式、喷嘴挡板式、射流管式、射流板式和平板式等;按输进信号可分为机液伺服阀、电液伺服阀和气液伺服阀。
机液伺服阀是将小功率的机械动作转变为液压输出量(流量或压力)的机液转换元件。机液伺服阀大都是滑阀式结构,在船舶的舵机、机床的仿形装置、飞机的助力器上应用早。
MOOG电液伺服阀是将电量转变成液压输出量的电液转换元件,出现於1940年。到50年代,这种元件的结构趋於成熟。随著电子技术和计算机技术的发展,电液伺服系统的性能得到明显改善,大大优於其他的液压伺服系统,因而得到广泛应用。电液伺服阀的内部结构可分滑阀位置反馈、载荷压力反馈和载荷流量反馈;阀的级数可分单级、双级和多级。在MOOG电液伺服阀中,将电信号转变为旋转或直线运动的部件称为力矩马达或力马达。力矩马达浸泡在油液中的称为湿式,不浸泡在油液中的称为乾式。其中以滑阀位置反馈、两级乾式电液伺服阀应用广。MOOG电液伺服阀的工作原理是力矩马达在线圈中通进电流后产生扭矩,使弹簧管上的挡板在两喷嘴间移动,移动的间隔和方向随电流的大小和方向而变化。例如挡板向右移近喷嘴时,就在主阀芯两端面上产生压力差推动主阀芯左移,使压力油口PS与载荷1口相通,回油口与载荷2口相通。主阀芯左移的同时通过反馈杆对力矩马达产生的力矩和挡板的位移进行负反馈。因此,主阀芯的位移量就能地随著电流的大小和方向而变化,从而控制通向液压执行元件的流量和压力。
MOOG电液伺服阀广泛地应用于电液位置,速度,加速度,力伺服系统,以及伺服振动发生器。
在加工工艺的改进方面,采用新型的加工设备和工艺来提高伺服阀的加工精度及能力。如在阀芯阀套配磨方法上,上海交通大学、哈尔滨工业大学均研制出了智能化、全自动的配磨系统。特别是哈尔滨工业大学的配磨系统改变了传统的气动配磨的模式,采用液压油作为测量介质,更直接地反应了所测滑阀副的实际情况,提高了测量结果的准确性与精度。在力矩马达的焊接方面中船重工第704研究所与德国厂家合作,采用了*的焊接工艺取得了良好的效果。另外,哈尔滨工业大学还研制出智能化的伺服阀力矩马达弹性元件测量装置。解决了原有手动测量法中存在的测量精度低、操作复杂、效率低等问题。对弹性元件能完成刚度测量、得到完整的测量曲线,且不重复性测量误差不大于1%。


在材料的更替上方面。除了对某些零件采用了强度、弹性、硬度等机械性能更*的材料外。还对特别用途的伺服阀采用了特殊的材料。如德国有关公司用红宝石材料制作喷嘴档板,防止因气馈造成档板和喷嘴的损伤,而降低动静态性能,使工作寿命缩短。机械反馈杆头部的小球也用红宝石制作,防止小球和阀芯小槽之间的磨损,使阀失控,并产生尖叫。航空六O九所、中船重工第七O四研究所等单位均采用新材料研制了能以航空煤油、柴油为介质的耐腐蚀伺服阀。此外对密封圈的材料也进行了更替,使伺服阀耐高压、耐腐蚀的性能得到提高。
在测试方法改进方面,随着计算机技术的高速发展生产单位均采用计算机技术对伺服阀的静、动态性能进行测试与计算。某些单位还对如何提高测量精度,降低测量仪器本身的振动、热噪声和外界的高频干扰对测量结果的影响,作了深入的研究。MOOG伺服阀信号作用;如采用测频/测周法、寻优信号测试法、小波消噪法、正弦输入法及数字滤波等新技术对伺服阀测试设备及方法进行了研制和改进。

 

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