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)壓伺服(fu)控制(zhi)是復雜的液(ye)壓控制(zhi)方式。液(ye)壓伺服(fu)系統(tong)是一種閉環液(ye)壓控制(zhi)系統(tong)。
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。在大口徑流體(ti)管(guan)道(dao)1中,閥(fa)(fa)(fa)板2的(de)轉(zhuan)(zhuan)角θ變化會產生節流作用而(er)起到調節流量(liang)qT的(de)作用。閥(fa)(fa)(fa)板轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)(dong)由液(ye)(ye)壓(ya)缸(gang)帶動(dong)(dong)(dong)齒(chi)輪、齒(chi)條來(lai)實現(xian)。這個系統的(de)輸入量(liang)是電(dian)(dian)位器(qi)(qi)5的(de)給(gei)定值xi。對(dui)應(ying)(ying)(ying)給(gei)定值xi,有(you)一定的(de)電(dian)(dian)壓(ya)輸給(gei)放大器(qi)(qi)7,放大器(qi)(qi)將電(dian)(dian)壓(ya)信(xin)(xin)號轉(zhuan)(zhuan)換為電(dian)(dian)流信(xin)(xin)號加到伺(si)服閥(fa)(fa)(fa)的(de)電(dian)(dian)磁線圈(quan)上,使(shi)閥(fa)(fa)(fa)芯相(xiang)應(ying)(ying)(ying)地(di)產生一定的(de)開(kai)口量(liang)xv。閥(fa)(fa)(fa)開(kai)口xv使(shi)液(ye)(ye)壓(ya)油(you)進入液(ye)(ye)壓(ya)缸(gang)上腔(qiang),推動(dong)(dong)(dong)液(ye)(ye)壓(ya)缸(gang)向下(xia)移動(dong)(dong)(dong)。液(ye)(ye)壓(ya)缸(gang)下(xia)腔(qiang)的(de)油(you)液(ye)(ye)則經伺(si)服閥(fa)(fa)(fa)流回油(you)箱。液(ye)(ye)壓(ya)缸(gang)的(de)向下(xia)移動(dong)(dong)(dong),使(shi)齒(chi)輪、齒(chi)條帶動(dong)(dong)(dong)閥(fa)(fa)(fa)板產生偏(pian)轉(zhuan)(zhuan)。同(tong)時(shi),液(ye)(ye)壓(ya)缸(gang)活塞桿也帶動(dong)(dong)(dong)電(dian)(dian)位器(qi)(qi)6的(de)觸點下(xia)移xp。當xp所對(dui)應(ying)(ying)(ying)的(de)電(dian)(dian)壓(ya)與xi所對(dui)應(ying)(ying)(ying)的(de)電(dian)(dian)壓(ya)相(xiang)等時(shi),兩電(dian)(dian)壓(ya)之差為零(ling)。這時(shi),放大器(qi)(qi)的(de)輸出電(dian)(dian)流亦為零(ling),伺(si)服閥(fa)(fa)(fa)關閉(bi),液(ye)(ye)壓(ya)缸(gang)帶動(dong)(dong)(dong)的(de)閥(fa)(fa)(fa)板停在相(xiang)應(ying)(ying)(ying)的(de)qT位置。
三、液壓伺服系統優缺點
優點:
1、液壓執(zhi)行(xing)機構(gou)的(de)(de)動作(zuo)快,換(huan)向迅速。就流量——速度(du)的(de)(de)傳遞函數(shu)而言,基(ji)本(ben)上是一個固(gu)有(you)(you)頻率(lv)很大的(de)(de)振蕩環節,而且(qie)(qie)隨著流量的(de)(de)加大和參數(shu)的(de)(de)最佳匹配可以使固(gu)有(you)(you)頻率(lv)增大到和電(dian)(dian)液伺服閥的(de)(de)固(gu)有(you)(you)頻率(lv)相比。電(dian)(dian)液伺服閥的(de)(de)固(gu)有(you)(you)頻率(lv)一般(ban)在(zai)100HZ以上,因而液壓執(zhi)行(xing)機構(gou)的(de)(de)頻率(lv)響(xiang)應是很快的(de)(de),而且(qie)(qie)易于高速啟動、制動和換(huan)向。與機電(dian)(dian)系統執(zhi)行(xing)機構(gou)相比,固(gu)有(you)(you)頻率(lv)通常(chang)較高。
2、液壓執(zhi)行機構(gou)(gou)的(de)(de)體積和(he)(he)重量(liang)遠(yuan)小(xiao)于相同功率的(de)(de)機電執(zhi)行機構(gou)(gou)的(de)(de)體積和(he)(he)重量(liang)。因(yin)(yin)為隨著功率的(de)(de)增(zeng)(zeng)加液壓執(zhi)行機構(gou)(gou)(如閥、液壓缸或馬達(da))的(de)(de)體積和(he)(he)重量(liang)的(de)(de)增(zeng)(zeng)加遠(yuan)比(bi)機電執(zhi)行機構(gou)(gou)增(zeng)(zeng)加的(de)(de)慢,這是因(yin)(yin)為前(qian)者主要靠(kao)增(zeng)(zeng)大液體流(liu)量(liang)和(he)(he)壓力來增(zeng)(zeng)加功率,雖然動(dong)力機構(gou)(gou)的(de)(de)體積和(he)(he)重量(liang)也(ye)會因(yin)(yin)此增(zeng)(zeng)加一些,但卻(que)可以采用高強度和(he)(he)輕(qing)金(jin)屬材(cai)料來減(jian)少體積和(he)(he)重量(liang)。
3、液壓執(zhi)行機構傳(chuan)動平(ping)穩、抗干擾能(neng)力(li)強,特(te)別(bie)是低速性能(neng)好,而機電系統(tong)的(de)傳(chuan)遞(di)平(ping)穩性較差,而且易受到(dao)電磁波等各種外干擾的(de)影(ying)響。
4、液壓(ya)執行機(ji)構的調速范圍廣,功率增(zeng)益高。
缺點:
1、液(ye)壓信(xin)號傳(chuan)遞(di)速(su)度(du)慢不易(yi)進行校(xiao)正(zheng),而(er)電(dian)(dian)信(xin)號則是(shi)按光速(su)來傳(chuan)遞(di)信(xin)息,而(er)且易(yi)于綜合(he)和(he)校(xiao)正(zheng)。但是(shi)電(dian)(dian)液(ye)伺(si)服(fu)系(xi)統(tong)由于在(zai)功率級以前采用了電(dian)(dian)信(xin)號,因而(er)不存在(zai)這一缺點,而(er)且在(zai)某種意義(yi)講(jiang)這種系(xi)統(tong)具備了電(dian)(dian)、液(ye)兩類(lei)伺(si)服(fu)的優(you)點。
2、液壓伺服系統的結構復雜、加工精度高(gao)(gao),因而成本(ben)高(gao)(gao)。
3、液(ye)體(ti)(ti)的體(ti)(ti)積彈(dan)性模(mo)數(shu)隨溫度(du)和(he)混入油中的空氣(qi)(qi)含量而變(bian)。當(dang)溫度(du)變(bian)化(hua)時對系(xi)統性能(neng)有顯著影響(xiang)。與(yu)此相反,溫度(du)對氣(qi)(qi)體(ti)(ti)的體(ti)(ti)積彈(dan)性模(mo)數(shu)影響(xiang)很小,因此對氣(qi)(qi)動(dong)控制系(xi)統的工作性能(neng)影響(xiang)不大。溫度(du)對液(ye)體(ti)(ti)的粘度(du)影響(xiang)很大,低溫時摩擦損失增大;高(gao)溫時泄漏增加,并容易產生(sheng)氣(qi)(qi)穴(xue)現象(xiang)。
4、漏(lou)油是液(ye)壓(ya)系統的弱點(dian),它不(bu)僅污(wu)(wu)染(ran)環境,而(er)且容易(yi)引(yin)發火災。液(ye)壓(ya)油易(yi)受污(wu)(wu)染(ran),并可造成執(zhi)行機構(gou)堵(du)塞。