一、液壓伺服系統是什么
液壓伺服系統是使系統的輸出量,如位移、速度或力等,能自動地、快速而準確地跟隨輸入量的變化而變化,與此同時,輸出功率被大幅度地放大。液壓伺服系統以其響應速度快、負載剛度大、控制功率大等獨特的優點在工業控制中得到了廣泛的應用。液(ye)壓(ya)伺服(fu)控(kong)制是(shi)(shi)復雜的液(ye)壓(ya)控(kong)制方式。液(ye)壓(ya)伺服(fu)系統是(shi)(shi)一種(zhong)閉(bi)環液(ye)壓(ya)控(kong)制系統。
二、液壓伺服系統工作原理
上圖所示為一個對管道流量進行連續控制的電液伺服系統。在(zai)大口徑流(liu)體管道1中,閥(fa)(fa)(fa)(fa)板(ban)2的(de)(de)(de)轉角θ變化會(hui)產(chan)(chan)生節(jie)流(liu)作(zuo)用(yong)而起(qi)到調節(jie)流(liu)量qT的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。閥(fa)(fa)(fa)(fa)板(ban)轉動(dong)(dong)由液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)缸(gang)(gang)帶動(dong)(dong)齒(chi)輪、齒(chi)條來實現。這(zhe)個系統的(de)(de)(de)輸(shu)入量是電(dian)(dian)(dian)位(wei)器(qi)5的(de)(de)(de)給(gei)定(ding)(ding)值(zhi)xi。對應(ying)給(gei)定(ding)(ding)值(zhi)xi,有一(yi)(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)輸(shu)給(gei)放大器(qi)7,放大器(qi)將電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)信號(hao)轉換為(wei)電(dian)(dian)(dian)流(liu)信號(hao)加到伺(si)服(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)磁線圈上,使閥(fa)(fa)(fa)(fa)芯(xin)相(xiang)應(ying)地(di)產(chan)(chan)生一(yi)(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)開口量xv。閥(fa)(fa)(fa)(fa)開口xv使液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)油(you)進入液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)缸(gang)(gang)上腔(qiang),推動(dong)(dong)液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)缸(gang)(gang)向下(xia)移(yi)動(dong)(dong)。液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)缸(gang)(gang)下(xia)腔(qiang)的(de)(de)(de)油(you)液(ye)(ye)則經(jing)伺(si)服(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)流(liu)回油(you)箱。液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)缸(gang)(gang)的(de)(de)(de)向下(xia)移(yi)動(dong)(dong),使齒(chi)輪、齒(chi)條帶動(dong)(dong)閥(fa)(fa)(fa)(fa)板(ban)產(chan)(chan)生偏轉。同時(shi)(shi),液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)缸(gang)(gang)活塞桿也帶動(dong)(dong)電(dian)(dian)(dian)位(wei)器(qi)6的(de)(de)(de)觸(chu)點下(xia)移(yi)xp。當(dang)xp所(suo)對應(ying)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)與xi所(suo)對應(ying)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)相(xiang)等時(shi)(shi),兩(liang)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)之差為(wei)零。這(zhe)時(shi)(shi),放大器(qi)的(de)(de)(de)輸(shu)出電(dian)(dian)(dian)流(liu)亦為(wei)零,伺(si)服(fu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)關閉,液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)缸(gang)(gang)帶動(dong)(dong)的(de)(de)(de)閥(fa)(fa)(fa)(fa)板(ban)停在(zai)相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)qT位(wei)置。
三、液壓伺服系統優缺點
優點:
1、液壓(ya)執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)的(de)(de)動作快(kuai),換(huan)向迅速(su)。就流量(liang)——速(su)度(du)的(de)(de)傳遞函數而言,基本上是一個固(gu)有(you)(you)頻(pin)(pin)率(lv)很大的(de)(de)振蕩環節,而且(qie)隨著流量(liang)的(de)(de)加大和(he)參數的(de)(de)最佳匹配(pei)可(ke)以(yi)使(shi)固(gu)有(you)(you)頻(pin)(pin)率(lv)增大到和(he)電液伺服閥的(de)(de)固(gu)有(you)(you)頻(pin)(pin)率(lv)相(xiang)(xiang)比(bi)。電液伺服閥的(de)(de)固(gu)有(you)(you)頻(pin)(pin)率(lv)一般在100HZ以(yi)上,因而液壓(ya)執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)的(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)響應是很快(kuai)的(de)(de),而且(qie)易于高(gao)(gao)速(su)啟動、制動和(he)換(huan)向。與機(ji)電系(xi)統執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)相(xiang)(xiang)比(bi),固(gu)有(you)(you)頻(pin)(pin)率(lv)通常較高(gao)(gao)。
2、液(ye)壓執行機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)體(ti)(ti)積(ji)(ji)和(he)重(zhong)量遠小(xiao)于(yu)相同(tong)功率(lv)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)電(dian)執行機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)體(ti)(ti)積(ji)(ji)和(he)重(zhong)量。因為隨著功率(lv)的(de)(de)(de)增(zeng)加液(ye)壓執行機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)(如閥、液(ye)壓缸或馬達)的(de)(de)(de)體(ti)(ti)積(ji)(ji)和(he)重(zhong)量的(de)(de)(de)增(zeng)加遠比機(ji)(ji)(ji)電(dian)執行機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)增(zeng)加的(de)(de)(de)慢,這是因為前(qian)者主(zhu)要靠增(zeng)大液(ye)體(ti)(ti)流量和(he)壓力(li)來增(zeng)加功率(lv),雖然動力(li)機(ji)(ji)(ji)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)體(ti)(ti)積(ji)(ji)和(he)重(zhong)量也會(hui)因此增(zeng)加一些,但卻(que)可以采用高(gao)強(qiang)度和(he)輕金屬材料(liao)來減少體(ti)(ti)積(ji)(ji)和(he)重(zhong)量。
3、液壓執行(xing)機(ji)構傳動(dong)平穩(wen)、抗干擾能(neng)力強(qiang),特別(bie)是低(di)速性(xing)能(neng)好(hao),而(er)機(ji)電(dian)系統的(de)傳遞平穩(wen)性(xing)較差,而(er)且(qie)易受到電(dian)磁波等各種外干擾的(de)影(ying)響。
4、液(ye)壓執行機構(gou)的調速(su)范圍廣(guang),功率增益高。
缺點:
1、液壓(ya)信號(hao)(hao)傳遞速度慢不易進行校正,而(er)電信號(hao)(hao)則是按光速來傳遞信息,而(er)且易于(yu)綜合和(he)校正。但是電液伺(si)服系(xi)統(tong)由于(yu)在(zai)功率級以前(qian)采用了(le)電信號(hao)(hao),因而(er)不存在(zai)這(zhe)一缺點(dian),而(er)且在(zai)某(mou)種意義講這(zhe)種系(xi)統(tong)具備了(le)電、液兩類伺(si)服的(de)優(you)點(dian)。
2、液壓伺服(fu)系(xi)統(tong)的結(jie)構復(fu)雜、加工精(jing)度高(gao),因(yin)而(er)成本高(gao)。
3、液體(ti)(ti)的(de)(de)體(ti)(ti)積(ji)彈性(xing)(xing)模(mo)數隨(sui)溫(wen)(wen)度(du)(du)和混入(ru)油中(zhong)的(de)(de)空(kong)氣含(han)量而變。當溫(wen)(wen)度(du)(du)變化時(shi)對系(xi)統性(xing)(xing)能(neng)有顯著影(ying)響(xiang)。與此(ci)(ci)相反,溫(wen)(wen)度(du)(du)對氣體(ti)(ti)的(de)(de)體(ti)(ti)積(ji)彈性(xing)(xing)模(mo)數影(ying)響(xiang)很小,因(yin)此(ci)(ci)對氣動控(kong)制系(xi)統的(de)(de)工(gong)作性(xing)(xing)能(neng)影(ying)響(xiang)不大。溫(wen)(wen)度(du)(du)對液體(ti)(ti)的(de)(de)粘度(du)(du)影(ying)響(xiang)很大,低溫(wen)(wen)時(shi)摩擦損失增(zeng)大;高(gao)溫(wen)(wen)時(shi)泄(xie)漏增(zeng)加,并容易產生(sheng)氣穴現象。
4、漏油是液壓(ya)系統(tong)的弱點,它(ta)不僅污(wu)染環境,而且容易(yi)引發火災。液壓(ya)油易(yi)受污(wu)染,并可造成執(zhi)行機構堵塞。