液壓伺服系統(tǒng)課件

1、第10章 液壓伺服系統(tǒng)第10章 液壓伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)又稱(chēng)隨動(dòng)系統(tǒng)或跟蹤系統(tǒng)，即執(zhí)行元件能夠自動(dòng)地、快速而準(zhǔn)確地按照輸入信號(hào)的變化規(guī)律而動(dòng)作。由液壓元件組成的伺服系統(tǒng)稱(chēng)液壓伺服系統(tǒng)，是自動(dòng)控制系統(tǒng)的一種。 10.1 概述10.1.1液壓伺服系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn)圖10-1單邊滑閥式液壓伺服系統(tǒng)的工作原理 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)10.1 概 述液壓伺服系統(tǒng)特點(diǎn)： 1. 隨動(dòng)（或跟蹤）功能 2. 放大功能 3. 反饋功能 4靠偏差工作 液壓伺服系統(tǒng)工作原理： 利用反饋信號(hào)與輸入信號(hào)比較得出偏差信號(hào)，該偏差信號(hào)控制液壓能源的輸入，使系統(tǒng)向著減小偏差（最好為零）的方向變化，使系統(tǒng)的實(shí)際輸出與希望值一致

2、。液壓伺服系統(tǒng)是有反饋，因此它屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)。 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)10.1 概 述10.1.2 液壓伺服系統(tǒng)的分類(lèi) 按輸入信號(hào)工作介質(zhì)分類(lèi)： 機(jī)液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)、氣液伺服系統(tǒng) 按輸出的物理量分類(lèi) ：位置伺服系統(tǒng)、速度伺服系統(tǒng)、力（或壓力）伺服系統(tǒng) 按控制元件分類(lèi)： 閥控系統(tǒng)和泵控系統(tǒng) 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)10.1 概 述優(yōu)點(diǎn) ： 缺點(diǎn)： 10.1.3 液壓伺服系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 擁有液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)外，還有控制精度高、響應(yīng)速度快，自動(dòng)化程度高 伺服元件加工精度高，因此價(jià)格貴，在小功率系統(tǒng)中，它不如電器控制靈活。 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)10.2 典型液壓伺服閥 液壓伺服閥是液

3、壓伺服系統(tǒng)中最重要、最基本的組成部分。它起著信號(hào)轉(zhuǎn)換、功率放大及反饋等控制作用。常見(jiàn)的液壓伺服閥有滑閥、射流管閥、噴嘴擋板閥和電液伺服閥等。 10.2.1 滑閥 滑閥具有信號(hào)轉(zhuǎn)換、功率放大及反饋等控制作用。根據(jù)滑閥上控制邊數(shù)的不同，有單邊、雙邊和四邊滑閥控制式三種結(jié)構(gòu)類(lèi)型。 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)10.2 典型液壓伺服閥10-2 滑閥的結(jié)構(gòu)形式 單邊、雙邊和四邊滑閥的控制作用是相同的，均起到換向和節(jié)流的作用?？刂七厰?shù)越多，控制性能越好，但其結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，加工越困難，成本也越高。通常情況下四邊滑閥多用于精度要求高的系統(tǒng)，單邊、雙邊滑閥用于一般精度的系統(tǒng)。 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)10.2 典

4、型液壓伺服閥 根據(jù)滑閥在初始平衡的狀態(tài)下，其閥心凸肩寬度l與閥體內(nèi)孔環(huán)槽寬度的不同，滑閥的開(kāi)口形式有三種：負(fù)開(kāi)口（lh）、零開(kāi)口（lh）和正開(kāi)口（ lh） 圖10-3滑閥的開(kāi)口形式有三種湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)10.2 典型液壓伺服閥10.2.2 射流管閥 其主要由射流管和接收板組成。 流管閥噴嘴孔直徑大，不易堵塞，所以其最大的優(yōu)點(diǎn)是抗污染能力強(qiáng)，工作可靠，輸出功率比噴嘴擋板高。缺點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)部件慣性大，能量損耗大，特性不易預(yù)測(cè)，因此常用于對(duì)抗污染能力要求高的場(chǎng)合。 圖10-4射流管閥的工作原理1-射流管；2-接收板；3-液壓缸湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)10.2 典型液壓伺服閥10.2.3 噴嘴

5、擋板閥 根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，噴嘴擋板閥可分為單噴嘴和雙噴嘴兩種形式。 嘴擋板閥與滑閥相比最大的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，擋板運(yùn)動(dòng)阻力小，慣性小，反應(yīng)快，靈敏度高，對(duì)油污不太敏感。缺點(diǎn)是功率損耗大，因此只能用于小功率系統(tǒng)。 圖10-5 雙噴嘴擋板閥1-擋板；2、7-固定節(jié)流孔；3、6-噴嘴；4、6-節(jié)流縫隙湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)10.2 典型液壓伺服閥10.2.4 電液伺服閥電液伺服閥是液壓伺服系統(tǒng)中的比較典型的液壓伺服元件，它是電液轉(zhuǎn)換元件，也是功率放大元件。由于它具有體積小、放大系數(shù)高、控制性能好等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。1-永久磁鐵；2、4-導(dǎo)磁體；3-銜鐵；5-線圈；6-彈簧管；7-擋板；

6、8-噴嘴；9-滑閥；10-固定節(jié)流孔；11-過(guò)濾器；12-閥體，13-反饋彈簧桿湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)10.2 典型液壓伺服閥1-永久磁鐵；2、4-導(dǎo)磁體；3-銜鐵；5-線圈；6-彈簧管；7-擋板；8-噴嘴；9-滑閥；10-固定節(jié)流孔；11-過(guò)濾器；12-閥體，13-反饋彈簧桿 由電磁和液壓放大器兩部分組成。其中電磁部分是一個(gè)力矩馬達(dá)，液壓部分是兩級(jí)液壓放大器。第一級(jí)是雙噴嘴擋板閥，稱(chēng)前置放大級(jí)；第二級(jí)是零開(kāi)口四邊滑閥，稱(chēng)為功率放大級(jí)。 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)10.2 典型液壓伺服閥1-永久磁鐵；2、4-導(dǎo)磁體；3-銜鐵；5-線圈；6-彈簧管；7-擋板；8-噴嘴；9-滑閥；10-固定節(jié)

7、流孔；11-過(guò)濾器；12-閥體，13-反饋彈簧桿1. 力矩馬達(dá) 把輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為力矩輸出。它主要由一對(duì)永久磁鐵1、導(dǎo)磁體2和4，銜鐵3、線圈12和彈簧管11組成 ，銜鐵、彈簧管、擋板和反饋桿彈簧連在一起。 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)10.2 典型液壓伺服閥1-永久磁鐵；2、4-導(dǎo)磁體；3-銜鐵；5-線圈；6-彈簧管；7-擋板；8-噴嘴；9-滑閥；10-固定節(jié)流孔；11-過(guò)濾器；12-閥體，13-反饋彈簧桿2. 液壓放大器 力矩馬達(dá)產(chǎn)生的力矩很小，無(wú)法直接操縱滑閥心移動(dòng)使其對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生足夠的液壓功率，但它可以操縱噴嘴擋板閥，由噴嘴擋板閥操縱滑閥，實(shí)現(xiàn)液壓放大器中的二級(jí)放大。 湖南工程學(xué)院液壓與

8、氣壓傳動(dòng)10.2 典型液壓伺服閥1-永久磁鐵；2、4-導(dǎo)磁體；3-銜鐵；5-線圈；6-彈簧管；7-擋板；8-噴嘴；9-滑閥；10-固定節(jié)流孔；11-過(guò)濾器；12-閥體，13-反饋彈簧桿 第一級(jí)前置放大是一個(gè)雙噴嘴擋板閥。 第二級(jí)功率放大是主要由滑閥和擋板下部的反饋彈簧桿組成。 液壓放大器的結(jié)構(gòu)形式有滑閥、噴嘴擋板閥和射流管閥三種。 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)10.3 液壓伺服系統(tǒng)實(shí)例10.3.1 車(chē)床液壓仿形刀架1一工件；2一車(chē)刀；3一刀架；4一導(dǎo)軌；5一溜板；6一缸體及閥體；7一杠桿；8一桿；9一彈簧；10一閥心；ll一觸頭；12一樣板 采用正開(kāi)口雙邊滑閥伺服系統(tǒng)控制。液壓仿形刀架傾斜安裝在

9、車(chē)床溜板5的上面，工作時(shí)隨溜板縱向移動(dòng)。樣板12安裝在床身后側(cè)支架上固定不動(dòng)。仿形刀架液壓缸的活塞桿湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)10.3 液壓伺服系統(tǒng)實(shí)例1一工件；2一車(chē)刀；3一刀架；4一導(dǎo)軌；5一溜板；6一缸體及閥體；7一杠桿；8一桿；9一彈簧；10一閥心；ll一觸頭；12一樣板固定在刀架3的底座上，缸體6、閥體和刀架連成一體，可在刀架底座的導(dǎo)軌上沿液壓缸軸向移動(dòng)?；y閥心10在彈簧的作用下通過(guò)桿8使杠桿7的觸頭1l緊壓在樣板12上。 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)10.3 液壓伺服系統(tǒng)實(shí)例1一工件；2一車(chē)刀；3一刀架；4一導(dǎo)軌；5一溜板；6一缸體及閥體；7一杠桿；8一桿；9一彈簧；10一閥心；ll一觸頭；12一樣板 在車(chē)削圓柱面時(shí)，溜板5沿床身導(dǎo)軌4縱向移動(dòng)。杠桿觸銷(xiāo)在樣板的圓柱段內(nèi)水平滑動(dòng)，滑閥閥口不打開(kāi)，刀架只能隨溜板一起縱向移動(dòng)，刀架在工件1上車(chē)出AB段圓柱面。湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)10.3 液壓伺服系統(tǒng)實(shí)例1一工件；2一車(chē)刀；3一刀架；4一導(dǎo)軌；5一溜板；6一缸體及閥體；7一杠桿；8一桿；9一彈簧；10一閥心；ll一觸頭；12一樣板 車(chē)削圓錐面時(shí)，觸頭沿樣板的圓錐段滑動(dòng)，使杠桿向上偏擺，從而帶動(dòng)閥心上移，打開(kāi)閥口，壓力油進(jìn)入液壓缸上腔，產(chǎn)生兩腔的壓力偏差，推動(dòng)缸體連同閥體和刀架軸向后退 湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)1