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1、第十一次課 液壓伺服系統(tǒng)引見Hydraulic Servo-system 一、液壓伺服系統(tǒng)的概念 液壓伺服系統(tǒng)是使系統(tǒng)的輸出量，如位移、速度或力等，能以一定的精度，自動(dòng)地、快速地跟隨輸入量的變化而變化，與此同時(shí)，輸出量被大幅度地放大。 如圖是一個(gè)機(jī)液位置伺服系統(tǒng)的原理圖。液壓缸的運(yùn)動(dòng)輸出量自動(dòng)而準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)了閥芯的運(yùn)動(dòng)輸入量變化規(guī)律。二、伺服系統(tǒng)的任務(wù)原理四、液壓伺服系統(tǒng)的優(yōu)缺陷 液壓伺服系統(tǒng)與電氣伺服系統(tǒng)相比有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)1體積小分量輕慣性小可靠性好輸出功率大2快速性好3剛度大(即輸出位移受外負(fù)載影響小)定位準(zhǔn)確。 缺陷是加工難度高抗污染才干差維護(hù)不易本錢較高。 三、伺服系統(tǒng)的特點(diǎn)1位置跟隨隨動(dòng)

2、2力或功率放大3具有反響作用4依托偏向任務(wù) 2.分類 (1)按輸入信號(hào)介質(zhì)分：有機(jī)液伺服系統(tǒng)、氣液伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)等。 (2)按輸出物理量分：有位置伺服系統(tǒng)、速度伺服系統(tǒng)、力(或壓力)伺服系統(tǒng)等。 (3)按控制元件分：有閥控系統(tǒng)和泵控系統(tǒng)兩類 。五、伺服系統(tǒng)的組成及分類1.組成六、液壓伺服閥 1 機(jī)液伺服閥 1滑閥 在零位時(shí)有三種開口方式即：負(fù)開口正遮蓋或正重疊、零開口零遮蓋或零重疊和正開口負(fù)遮蓋或負(fù)重疊。 伺服閥是液壓伺服系統(tǒng)中心元件，其作用將各種小功率輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換勝利率較大的液壓輸出量，用以控制執(zhí)行元件的動(dòng)作。按照輸入信號(hào)及轉(zhuǎn)換器類型分，有機(jī)液伺服閥、電液伺服閥和氣液伺服閥。 滑閥按

3、任務(wù)邊數(shù)(起控制造用的閥口數(shù))可分為：單邊滑閥、雙邊滑閥和四邊滑閥。 2滑噴嘴擋板閥 有單噴嘴和雙噴嘴之分滑噴嘴擋板閥特點(diǎn)： 構(gòu)造簡單，加工方便，擋板運(yùn)動(dòng)阻力小，慣性小，反響快，靈敏度高； 功率損耗大，多用于小功率系統(tǒng)，或多級(jí)放大液壓控制閥中的第一級(jí)中。 3射流管閥滑噴嘴擋板閥特點(diǎn)： 抗污染才干強(qiáng)，構(gòu)造簡單，要求加工精度低；缺陷是慣性大，相應(yīng)速度慢，功耗大；用于小功率和低壓場所。 2 電液伺服閥 它能將小功率的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為大功率的液壓能輸出，是一種功率放大元件。它由力矩馬達(dá)、噴嘴擋板式液壓前置放大級(jí)和四邊滑閥功率放大級(jí)三部分組成。1力矩馬達(dá) 力矩馬達(dá)由線圈1，導(dǎo)磁體2、3，永久磁鐵4，銜鐵5和

4、彈簧管6組成。 2前置放大級(jí) 力矩馬達(dá)產(chǎn)生的力矩很小，不能驅(qū)動(dòng)四邊控制滑閥，因此必需利用噴嘴擋板構(gòu)造先進(jìn)展力的放大 。3功率放大級(jí) 功率放大級(jí)由閥芯12和閥體組成。其功能是將前置放大級(jí)輸入的滑閥位移信號(hào)進(jìn)一步放大，實(shí)現(xiàn)控制功率的轉(zhuǎn)換和放大。3 數(shù)控伺服機(jī)構(gòu) 電液步進(jìn)馬達(dá)具有慣性小、反響快、輸出力矩大、任務(wù)精度高等優(yōu)點(diǎn)。目前在數(shù)控機(jī)床中得到廣泛運(yùn)用。液壓伺服系統(tǒng)實(shí)例1 車床仿形刀架 仿形刀架是由位置控制機(jī)構(gòu)液壓伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，按照樣件(靠模)的輪廓形狀，對(duì)工件進(jìn)展仿形車削加工的安裝。用這種方法對(duì)工件進(jìn)展加工時(shí)，可先用普通方法加工出一個(gè)樣件來，然后用這個(gè)樣件就可以復(fù)制出一批零件。 2 數(shù)控機(jī)床液壓伺

5、服系統(tǒng) 圖為數(shù)控銑床液壓伺服系統(tǒng)是由三套步進(jìn)電機(jī)和液壓轉(zhuǎn)矩放大器加工空間凸輪的情況。控制工件3相對(duì)于刀具作x及兩個(gè)方向的挪動(dòng)和一個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)()。經(jīng)過和間的不同配合，可以加工出恣意曲面。 該數(shù)控機(jī)床運(yùn)用的液壓轉(zhuǎn)矩放大器是一個(gè)電液伺服馬達(dá)，圖為電液伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的表示圖。 電液伺服馬達(dá)經(jīng)過滾珠絲杠將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)以帶動(dòng)機(jī)床任務(wù)臺(tái)或刀架運(yùn)動(dòng)。 3 機(jī)械手伸縮運(yùn)動(dòng)伺服系統(tǒng) 機(jī)器手包括四個(gè)伺服系統(tǒng)，分別控制機(jī)械手的伸縮、回轉(zhuǎn)、升降和手腕的動(dòng)作。以伸縮伺服系統(tǒng)為例，引見其任務(wù)原理。組成它主要由電液伺服閥1、液壓缸2、活塞桿帶動(dòng)的機(jī)械手 臂3、齒輪齒條機(jī)構(gòu)4、電位器5、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)6和放

6、大器7等元件組成。任務(wù)原理 由數(shù)控安裝發(fā)出的脈沖信號(hào)，使步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)電位器5的動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)過一定的角度i，使動(dòng)觸頭偏離電位器中位，產(chǎn)生微弱電壓u1，經(jīng)放大器7放大成u2后輸入電液伺服閥1的控制線圈，產(chǎn)生一定的開口量時(shí)，壓力油以流量q流經(jīng)閥的開口進(jìn)入缸左腔，缸右腔油經(jīng)伺服閥回油箱，活塞連同機(jī)械手手臂一同向右挪動(dòng)，行程為xv；。當(dāng)電位器中位和觸頭重合時(shí)，輸出電壓為零，閥口封鎖，手臂挪動(dòng)停頓。手臂挪動(dòng)行程決議于脈沖數(shù)量，速度決議于脈沖頻率。當(dāng)數(shù)控安裝發(fā)反向脈沖時(shí)，步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，手臂縮回。在圖示的回路中，液壓缸兩腔面積A1=100 cm2， A2=50 cm2，當(dāng)缸的負(fù)載F從0變化到30000

7、N時(shí)，缸向右運(yùn)動(dòng)速度堅(jiān)持不變，調(diào)速閥最小壓差p0.5MPa，試求： 1 溢流閥最小調(diào)定壓力py為多少調(diào)壓偏向不思索2 負(fù)載F=0時(shí)泵任務(wù)壓力是多少？3 缸能夠到達(dá)的最高任務(wù)壓力是多少？在圖示液壓系統(tǒng)中，泵的額定壓力為ps2.5MPa，流量q=10L/min，溢流閥調(diào)定壓力 py1.8MPa，兩油缸活塞面積相等，A1=A2=30 cm2，負(fù)載R1=3000N，R2=4200N其他忽略不計(jì)。試分析：1液壓泵啟動(dòng)后兩個(gè)缸速度分別是多少m/s；2各缸的輸出功率和泵的最大輸出功率可達(dá)多少W。在變量泵變量馬達(dá)組成的閉式容積調(diào)速回路中，變量泵的轉(zhuǎn)速np=1200r/min，排量Vp=08cm3/r；平安閥調(diào)定壓力 py4MPa，變量馬達(dá)排量VM=412cm3/r。試求：馬達(dá)在不同轉(zhuǎn)速nM=200、400、1000、1600r/min時(shí)，該調(diào)速安裝能夠輸出的最大轉(zhuǎn)矩T.和最大功率P是多少？試用一個(gè)先導(dǎo)型溢流閥、兩個(gè)遠(yuǎn)程