液压伺服阀性能测试试验台设计文献综述
2020-04-28 20:27:48
目的及意义
电液伺服阀是闭环控制系统中最重要的一种伺服控制元件,它能将微弱的电信号转换成大功率的液压信号(流量和压力)用它作转换元件组成的闭环系统称为电液伺服系统。电液伺服系统用电信号作为控制信号和反馈信号,灵活、快速、方便;用液压元件作执行机构,重量轻、惯量小、响应快、精度高。对整个系统来说,电液伺服阀是信号转换和功率放大元件;对系统中的液压执行机构来说,电液伺服阀是控制元件;阀本身也是个多级放大的闭环电液伺服系统,提高了伺服阀的控制性能。电液伺服阀代表性的产品有喷嘴挡板式、射流管式、偏转板射流式、动圈滑阀式等类型的伺服阀。它具有体积小、功率放大率高、直线性好、死区小、响应速度快、运动平稳可靠,能适应模拟量和数字量调制等优点,所以在各种电液伺服系统中得到了极广泛的应用,成为系统中的“心脏”,受到特别的重视。电液伺服阀既是电液转换元件,又是功率放大元件,它能够把微小的电气信号转换成大功率的液压能(流量和压力)输出。它的性能的优劣对系统的影响很大。所以,对于伺服阀的性能测试的研究就应十分重要,液压伺服阀性能测试不但对与伺服阀的使用本身而言有着不可或缺的意义,而且对于液压伺服阀本身的研究来讲也具有不可替代的借鉴作用。当前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。而且,群控系统(DNC)和柔性制造系统(F1VIS)等新工艺装备的使用,计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助测试(CAT)的广泛应用,为我们进一步简化伺服阀结构,完善设计,降低工艺制造成本和管理费用,提高产品性能,稳定产品质量,增加产品可靠性和延长使用寿命创造了极其有利的条件。本文从电液伺服阀的结构改进、测量和测试设备技术动态性能研究、故障检测技术和新型阀的研制等方面介绍其研究现状。对于伺服阀的结构改进在电液伺服阀的部分结构上,主要从余度技术、结构优化和材料的更替等方面进行改造,以提高相关性能。从阀芯和阀套磨配加工工艺的改进上,采用不同的磨配原理,如磁力研磨法等原理来提高阀的工作性能。最后,就是从更优质的材料上对电液伺服阀进行改进。而这些,都离不开伺服阀的性能测试。{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}研究(设计)的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施
本次研究主要拟采用试验台对伺服阀的动态特性、静态特性、零区特性进行测试。对于静态特性主要通过试验台测试其负载流量特性曲线、空载流量特性曲线、额定流量、流量增益、非线性都、不对称度、滞环、分辨率、压力增益特性曲线、压力增益、内泄露特性曲线、零位泄漏等参数,并对其进行分析,研究。对于伺服阀的零区特性的测试则是通过测量其零偏位移、供油压力、回油压力零飘曲线、温漂曲线、零点阈值、分辨率以衡量其零区特性的性能。
对于液压伺服阀,本次研究拟采用喷嘴挡板式两级电液流量喷嘴挡板阀采用力矩马达作为驱动原件,其工作过程是:当给力矩马达的控制线圈输入正或负的电流信号时,在力矩马达的固定磁通和控制磁通的共同作用下,力矩马达将输出正或负的力矩,挡板输出一定的位移,从而使两个可变节流孔液阻发生变化,喷嘴挡板级向阀芯两端输出相应的负载流量和负载压力,驱动阀芯向相应的方向运动,阀芯运动将带动反馈杆运动,产生的反馈力矩反馈到力矩马达上,直到反馈杆反馈力矩、喷嘴挡板的液压力矩和输入电流信号产生的电磁力矩相平衡时,阀芯将停止运动保持在平衡位置。下图为电液伺服阀结构图。3. 参考文献 [1] 田源道. 电液伺服阀技术. 北京:宇航工业出版社,2008
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