【新型電液伺服閥的分析進(jìn)展綜述報告2900字】

新型電液伺服閥的研究進(jìn)展綜述報告目錄TOC\o"1-2"\h\u15081關(guān)鍵詞：電液伺服；伺服閥；特性 114904一、閥芯回轉(zhuǎn)式電液伺服閥 117117二、射流管式電液伺服閥 229222三、動圈式電液伺服閥 312752四、文獻(xiàn)總結(jié) 320144參考文獻(xiàn) 4摘要：電液伺服控制系統(tǒng)綜合了電氣和液壓兩方面的優(yōu)點，具有控制精度高、響應(yīng)速度快、信號處理靈活、輸出功率大、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕等優(yōu)點。電液伺服閥作為電液伺服控制系統(tǒng)的核心元件，可將小功率的電信號輸入精確快速的轉(zhuǎn)換為大功率的液壓能輸出，其性能好壞直接影響伺服系統(tǒng)的特性及功能實現(xiàn)。本文將在前人研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)出各種形式閥的研究情況。關(guān)鍵詞：電液伺服；伺服閥；特性閥芯回轉(zhuǎn)式電液伺服閥國外對電液激振伺服閥的研究主要以德國、美國和英國為代表。德國Rexroth研制的三級電液伺服閥屬于滑閥[1]，其功率閥閥芯的運動由其兩端油腔的壓力差提供，在信號低的情況也能達(dá)到很大的流量[2]。美國MTS公司和密歇根理工大學(xué)共同開發(fā)的兩級電反饋伺服閥使用音圈電機(jī)作為轉(zhuǎn)換元件，在一定程度上提高了工作頻率[3]。國內(nèi)對電液激振伺服閥的研究主要以一些高校學(xué)者和科研院所為主。近幾十年來，浙江大學(xué)和浙江工業(yè)大學(xué)的科研人員通過對新型伺服閥的研究取得了豐碩成果。浙江大學(xué)丁凡教授發(fā)明了一種新型回轉(zhuǎn)直動式伺服閥[4]，該伺服閥具有抗污染能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定、響應(yīng)速度快的優(yōu)點。通過對油孔配合位置的改進(jìn)，可有效的平衡壓力，使伺服閥在工作過程中一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，進(jìn)一步提高了其工作質(zhì)量。此后，浙江大學(xué)龔國芳教授研制出一種閥芯旋轉(zhuǎn)式電液伺服閥，結(jié)合了前人研究的一些缺點，開設(shè)有壓力平衡槽，動靜密封結(jié)合，并研制出了多種開口形狀的轉(zhuǎn)閥，其工作原理與上述2D閥相似，區(qū)別的地方在于2D閥可以旋轉(zhuǎn)運動和直線運動，而龔國芳教授提出的轉(zhuǎn)閥只能作旋轉(zhuǎn)運動[5-6]。射流管式電液伺服閥射流管伺服閥最早出現(xiàn)在1940年前后，ASKANIA公司的askania-werke在德國開發(fā)并申請了射流管原理控制閥專利，通過控制噴管的運動來改變射流方向，流體進(jìn)入兩接收器后，其動量轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫蛄髁?。與此同時德國西門子公司研制出了射流管伺服閥的電磁驅(qū)動部分——動圈式永磁力矩馬達(dá)，并將其第一次使用在航空飛行器上[7]。從70年代開始，日本對射流管電液伺服閥的研究越來越重視，當(dāng)時Abex公司是射流管伺服閥的主要生產(chǎn)商，其生產(chǎn)的Abex伺服閥已被廣泛使用，日本十分看好Abex射流管伺服閥的使用前景，購買了大批量的Abex射流管伺服閥，為了提高知名度，將該閥低價推銷給客戶。很快，Abex公司就授權(quán)了日本的島津公司作為Abex射流管伺服閥的主要生產(chǎn)商之一[8]。俄羅斯也自主研制了射流管伺服閥，且為了提高伺服閥的可靠性，開創(chuàng)性的在其功率級閥芯兩側(cè)端蓋處安裝了位移傳感器用來檢測閥芯的位置，當(dāng)閥在工作過程中出現(xiàn)故障時，便可通過位移傳感器進(jìn)行識別，并可以實現(xiàn)自動切換到備用通道的功能，此項技術(shù)已被廣泛用于各種飛行器及運載火箭上[9]。由于射流管伺服閥仍存在許多需要解決的問題，國內(nèi)許多研究人員仍在繼續(xù)對其進(jìn)行深入的分析研究。曾廣商從理論上分析了某新型射流管伺服閥中射流放大器的壓力特性、流量特性，為設(shè)計和產(chǎn)品的調(diào)試做了必要的準(zhǔn)備工作，同時也分析了在調(diào)試過程中遇到的各種問題以及相應(yīng)的解決方案[10]。王志駿對射流管閥的彈簧管加工過程進(jìn)行了改進(jìn)，包括車床加工、熱處理加工、珩磨加工等，提高了成品質(zhì)量和生產(chǎn)效率[11]。何學(xué)工比較了噴嘴擋板伺服閥和射流管伺服閥的結(jié)構(gòu)工作原理及特點，并對射流管伺服閥在防滑剎車系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了驗證，說明了射流管伺服閥的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)已基本達(dá)到噴嘴擋板閥的要求，其性能指標(biāo)可以滿足飛機(jī)剎車系統(tǒng)的使用要求[12]。金瑤蘭采用AMESim軟件搭建了射流管伺服閥的整閥模型并進(jìn)行仿真分析，通過實驗驗證了該模型可以模擬不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下閥的性能特性，該研究一方面能夠用來指導(dǎo)產(chǎn)品的設(shè)計，提高研發(fā)效率，另一方面為各類電液伺服閥系統(tǒng)的建模仿真提供了依據(jù)[13]。堯建平論述了射流管伺服閥在全尺寸飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜力疲勞實驗中的應(yīng)用研究,闡述了射流管伺服閥在飛機(jī)靜力/疲勞試驗系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)點，說明了射流管伺服閥可以很好的滿足靜力/疲勞加載試驗的要求[14]。動圈式電液伺服閥MK型伺服閥由日本KYB和三菱公司設(shè)計開發(fā)，分為單級式和兩級式兩種形式。單級閥主要由三部分組成：力馬達(dá)部分、閥體部分、位移傳感器部分。力馬達(dá)采用動圈式，在由磁極和導(dǎo)磁體所構(gòu)成的氣隙磁場中放置載流線圈，由磁場產(chǎn)生的電磁力推動線圈運動，線圈運動又直接推動閥芯運動。兩級閥以直動式MK閥為先導(dǎo)閥，用以控制驅(qū)動二級主閥芯。主閥芯的位移由差動變壓器式位移傳感器檢測反饋，從而形成兩級電反饋。此外，為給先導(dǎo)閥提供穩(wěn)定的供油壓力，在主閥與先導(dǎo)閥之間設(shè)計了減壓閥。日本Hitachi公司的一柳鍵教授開發(fā)的FMV閥，采用動圈直接驅(qū)動功率級閥芯。動圈采用大電流驅(qū)動，由其專門配套的伺服放大器提供高達(dá)10A的驅(qū)動電流；采用單彈簧實現(xiàn)閥芯對中，結(jié)構(gòu)緊湊；閥芯采用特殊設(shè)計的結(jié)構(gòu)曲線，能夠補(bǔ)償油液流動產(chǎn)生的液動力；進(jìn)、出油口及控制油口采用橢圓狀閥口，減小閥芯長度，降低閥芯質(zhì)量；該閥一方面通過提高驅(qū)動能力，一方面減小阻力，大大提高了閥的輸出特性，其流量可達(dá)150L/min.但由于其動圈驅(qū)動電流10A工作時線圈發(fā)熱量太嚴(yán)重，在使用中需要通過風(fēng)冷給予冷卻，因此該閥的使用場合受到一定的限制。伺服電機(jī)的發(fā)展，給閥的驅(qū)動帶來新的選擇，采用無刷直流伺服電機(jī)作為驅(qū)動元件，直接驅(qū)動伺服閥的閥芯，電機(jī)輸出軸上還內(nèi)置有角位移傳感器，通過構(gòu)成閉環(huán)反饋可精確定位開口度，以保證伺服閥穩(wěn)定的工作狀態(tài)。這種閥的特點在于結(jié)構(gòu)簡單，抗污染能力較好，而且制造裝配比較簡單，但是受電機(jī)頻響的限制，可靠性高，控制比較靈活，閥的頻響較低[15]。文獻(xiàn)總結(jié)通過上述文獻(xiàn)的研究，可以了解到新型伺服閥結(jié)構(gòu)如伺服電機(jī)、力馬達(dá)等的采用并有效結(jié)合電機(jī)、永久磁鐵、磁性材料等最新技術(shù)，從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了巧妙設(shè)計，有效地提高了伺服閥的性能，極大地擴(kuò)大了伺服閥技術(shù)的研發(fā)視角。為電液伺服閥技術(shù)注入了新的活力；新的能量轉(zhuǎn)換方式，比如光液直接轉(zhuǎn)換減少了中間環(huán)節(jié)，有效地解決了電磁干擾問題，是伺服閥技術(shù)的一個有意義的突破。參考文獻(xiàn)[1]李其朋.直動式電液伺服閥關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].浙江大學(xué),2005.[2]張忠,高博,原凱,郭靜,孔凡金,李海波.電磁激振器建模與實時控制方法研究[J].強(qiáng)度與環(huán)境,2018,45(O5):25-31.[3]NascutiuL.Voicecoilactuatorforhydraulicservovalveswithhightransientperformances[C]//ProceedingsofIEEEInternationalConferenceonAutomation，Qu-alityandTesting,Robotics,Cluj-Napoca.Romania:IEEE,2006:185-190.[4]崔劍.回轉(zhuǎn)直動式電液伺服閥關(guān)鍵技術(shù)研究[D].浙江大學(xué),2008.[5]王鶴,龔國芳,周鴻彬,廖湘平,王偉.基于不同閥口形狀的閥芯旋轉(zhuǎn)式電液激振器振動波形研究[J].機(jī)械工程學(xué)報,2015,51(24):146-152.[6]韓冬,龔國芳,劉毅,廖湘平.板狀閥芯旋轉(zhuǎn)式四通換向閥[J].機(jī)床與液壓,2014,42(05):1-3+34.[7]MaskreyR.H.,ThayerW.J.Briefhistoryofelectrohydraulicservomechanisms[J].JournalofDynamicSystems,MeasurementandControl,1978,100(2):110-116.[8]蔣中立.電液伺服閥專利技術(shù)綜述[J].科技傳播,2014,(21):85-86.[9]訚耀保.射流管伺服閥歐美專利分析[J].液壓氣動與密封,2012,(2):68-72.[10]曾廣商,何友文.射流管伺服閥研制[J].液壓與氣動,1996,(3):6-8.[11]王志駿,魯超英.射流管伺服閥彈簧管加工工藝改進(jìn)[J].機(jī)電設(shè)備,2007,(8):13-14.[12]何學(xué)工，黃曾，金瑤蘭.射流管式電液壓力伺服閥技術(shù)研究[J].機(jī)床與液壓，2013,41(10