穆格NOOG伺服比例阀D634-319C

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伺服控制阀
伺服控制阀输入信号(电量、机械量)多为偏差信号(输入信号与反馈信号的差值),阀的输出量(压力、流量)也按照其输入量连续、成比例地进行控制的阀。这类阀的工作性能类似于比例控制阀,但具有较高的动态瞬应和静态性能,多用于要求较高的、响应快的闭环液压控制系统。
大型钢厂现场采用的主要伺服阀如:伺服阀，
1、基本结构：
主阀体（阀芯/阀套）、先导阀（伺服射流管）、电气控制盒（放大版）
2、工作原理
伺服射流管先导级
射流管先导级主要由力矩马达、射流管和接收器组成。
当线圈中有电流通过时,产生的电磁力使射流管喷嘴偏离零位,管内的大部分液流集中射向一侧的接收器,而另一侧接收 器所得到的流量减少,由此造成两接收器的压力变化。主阀阀芯因此压差而产生位移。
先导级的泄漏油通过喷嘴环形区域处的排出通道直接回油箱。
多级阀的工作原理
多级阀中的功率级阀芯的位置闭环控制是由阀内控制电路来实现的。对控制电路中的位移控制器输入一个指令信号(与阀期望输出的流量成正比),同时位移传感器通过一激励器测出功率级阀芯的实际位移(以与实际位移成正比的电压形式出现),次位移信号被调解并反馈至位移控制器与指令信号相比较,得出的偏移信号驱动先导级并使功率级阀芯
产生位移,直至偏差信号为零。
由此得到功率级滑阀的位移与指令电信号成正比。
 
电液比例阀是采用了比例控制技术,介于开关型液压阀和电液伺服阀之间的-种液压元件,在工业生产中获得了广泛的应用,输入的电信号有模拟式和数字式两大类,可以用于控制位置(转角)、速度(转速)、加速度(角加速度)、压力(压差)、力(力矩)等参数。电液比例阀等元件可以组成如下三类控制回路和系统
(1)电液比例压力控制回路和系统。例如:用于带钢热连轧机卷取机液压辅助系统的电液比例压力控制回路,用于板带轧机辊缝控制的液压推上系统电液比例压力控制回路,用于带材卷取设备恒张力的闭环电液比例压力控制回路;
(2)电液比例流量控制回路和系统。例如:用于带钢热连轧机精轧机平衡液压系统的电液比例压力控制回路,用于机床微进给的电液比例控制回路,用于旋压机折板机同步的电液比例控制回路,用于电梯的电液比例控制回路;
(3)电液比例多参数控制回路和系统。例如:用于带钢热连轧机精轧换辊液压系统的电液比例压力控制回路,用于液压缸垂直配置而采用wI型阀芯的比例控制回路,用于热轧钢卷步进链式运输机的速度、加减速度控制回路。

电液比例阀是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，应用领域日益拓宽。近年研发生产插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。它出现对移动式液压机械整体技术水平提升具有重要意义。特别是电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。

电液比例阀种类和形式
电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。工程机械液压操作特点，以结构形式划分电液比例阀主要有两类:一类是螺旋插装式比例阀，另一类是滑阀式比例阀。
滑阀式比例阀又称分配阀，是移动式机械液压系统基本元件之一，是能实现方向与流量调节复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想电液转换控制元件，它保留了手动多路阀基本功能，还增加了位置电反馈比例伺服操作和负载传感等先进控制手段。它是工程机械分配阀更新换代产品。
出于制造成本考虑和工程机械控制精度要求不高特点，--般比例多路阀内不配置位移感应传感器，具有电子检测和纠错功能。，阀芯位移量容易受负载变化引起压力波动影响，操作过程中要靠视觉观察来保证作业完成。电控、遥控操作时更应注意外界千涉影响。近来，电子技术发展，人们越来越多采用内装差动变压器(LDVT)等位移传感器构成阀芯位置移动检测，实现阀芯位移闭环控制。这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成高度集成比例阀，具有一定校正功能，可以有效克服一.般比例阀缺点，使控制精度到较大提高。

电液比例多路阀负载传感与压力补偿技术
节约能量、降低油温和提高控制精度，同时也使同步动作几个执行元件运动时互不干扰，现较先进工程机械都采用了负载传感与压力补偿技术。负载传感与压力补偿是一一个很相似概念,都是利用负载变化引起压力变化去调节泵或阀压力与流量以适应系统工作需求。负载传感对定量泵系统来讲是将负载压力负载感应油路引至远程调压溢流阀上，当负载较小时，溢流阀调定压力也较小;负载较大，调定压力也较大，但也始终存一定溢流损失。变量泵系统是将负载传感油路引入到泵变量机构，使泵输出压力随负载压力升高而升高(始终为较小固定压差)，使泵输出流量与系统实际需要流量相等，无溢流损失，实现了节能。压力补偿是提高阀控制性能而采取一种保证措施。将阀口后负载压力引入压力补偿阀，压力补偿阀对阀口前压力进行调整使阀口前后压差为常值，这样节流口流量调节特性流经阀口流量大小就只与该阀口开度有关，而不受负载压力影响。
穆格MOOG伺服比例阀D634-319C
穆格MOOG伺服阀
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液压系统的振动与噪声是一个相当普遍的问题。近年来，随着液压技术向高速、高压和大功率方面的发展,液压系统的振动和噪声也日趋严重，并且成为妨碍液压技术进--步发展的因素之-。
振动是弹性物的固有特性，振动会产生噪声，噪声源于振动，因此振动和噪声是液压系统不可分割的两种物理现象。
研究和分析液压系统振动与噪声的成因，对降低或控制振动和噪声，并改善液压系统的性能有着极其深远的意义。
液压系统的振动主要来自机械系统运动导致的振动、流体工作过程中产生的振动。

简单介绍液压系统中的机械振动

在液压系统中主要体现在电动机、液压泵、液压马达的转轴在高速运转时，会产生一种频率与转速相对应的受迫振动。这种振动会通过泵站基础或管路传递到其他管道、油箱和阀件，电动机、液压泵、液压马达在使用过程中，因磨损等原因使得配合间隙增大、轴承位置窜动等。因此将会产生高频振动，电机与泵的联轴器也会因两半轴的不同轴、偏斜过大产生与转速同频率的振动。
这些振动*常见的表现是液压系统的噪声加大，加快运动机件的疲劳破坏。当振幅超过一 定限度时，就会导致机械构件产生过大的应力而失效。

液压冲击现象
在液压系统中，当液体流动方向突然改变或停止时，液体流动速度发生急剧变化。由于流动液体的惯性和运动部件的惯性，使系统中的压力在某一-瞬间
突然急剧上升，形成一个压力峰值，这种现象称为液压冲击。液压冲击形成的瞬时压力峰值称为冲击压力其值是正常工作压力的3~4倍。它不仅会引起系统产生巨大的振动和噪声，恶化工作条件，导致密封装置、管路和液压元件损坏，还会引起某些液压元件产生误动作，破坏系统的工作循环，降低设备的工作质量或造成设备的损坏。因此，研究液压冲击产生的原因及危害，采取减小和预防液压冲击的措施，对提高液压系统的工作稳定性和工作性能有着重要的意义。

液压冲击会使系统瞬时压力比正常工作压力高得很多，甚至超过正常工作压力的2-3倍以上。突然关闭油缸的出油口时，用示波器实测得到的油缸出油口的压力曲线。在液压缸正常工作时，油液压力约为4.5Mpa，突然关闭其出油口后，压力瞬时增加到近12. OMpa,增大到原油压的三倍。
液压冲击的危害是很严重的，会产生巨大的振动和噪声，且使油温升高，还会使密封装置、管件、连接件及其他元辅件损坏。例如，有一-直径为25mm，壁厚为1.5mm的油管，当系统工作压力只有7-10Mpa时，便发现有破坏现象，而这种油管的实际静止破坏压力约高达50- -60Mpa，从而可见，除压力脉动使油管产生疲劳之外，主要原因是液压冲击所致的破坏结果。所以，搞清液压冲击的产生原因，估算出它的压力值，并采取抑制和防治措施是非常重要的。

液压冲击的危害主要有四个方面:
1、系统中的部分元件如管道、仪表等因受到过高的液压冲击力而遭到破坏，一般来说液压冲击力可以达到普通工作压力的3到4倍。
2、系统的可靠性和稳定性会收到液压冲击的影响，如压力继电器会因液压冲击而发出错误信号，干扰液压系统的正常工作。
3、系统受到液压冲击时，发出较大的噪声和振动，并可能令连接件松动、压力阀调节压力改变并出现泄漏。
4、在液压冲击过程中，导管中形成的高频率的重复载荷，容易使导管疲劳破坏。

产生流体冲击问题的主要原因
1、液流通道迅速关闭或换向时的液压冲击。
2、运动部件在高速运动中突然被制动。
3、流体中空气引起的液压冲击。

1、液流通道迅速关闭时的液压冲击
液压冲击多发生在油液突然停止运动的时候，例如迅速关闭阀门，油液的流动速度突然降为零，这时油液受到挤压，使油液的动能转换为压力能，于是油液的压力急剧升高，冲撞液压系统产生液压冲击波，并迅速在管道内传播。液压冲击波的传递、反射、油液方向的变化将反复进行，直到耗尽引起冲击的能量，冲击现象才会结束。因此，管路中的油液流速突然变化是产生冲击的外界条件，而油液本身的惯性是产生冲击现象的内在因素。
液流通道迅速关闭时的液压冲击(水锤现象)
液体自一具有固定液面的压力容器沿长度为1,直径为d的管道经出口处的阀门以速度v0流出。若将阀门突然关闭，此时紧靠阀门门口B处的一- 层液体停止流动，压力升高△p。其后液体也依次停止流动，动能形成压力波，并以速度c向A传播。此后B处压力降低△p，形成压力降波，并向A传播。而后当A处先恢复初始压力后压力波又传向B。则如此循坏使液流振荡。振荡终因摩擦损失而停止。
液流换向时产生的冲击
当换向阀移到中间位置时，压力油突然与液压缸切断，但是由于运动部件的惯性作用，使液压缸一端油腔中的液体受压缩，压力突然升高，而另一端油腔中的压力下降，形成局部真空。因此，液流换向时产生液压冲击。

2、运动部件在高速运动中突然被制动
在液压系统中，高速运动的部件的惯性力和突然加到设备上的载荷也会引起压力冲击，如工作部件换向或制动时，换向阀切断油路，但是运动部件因惯性的作用还不能立即停止运动，高速运动部件在惯性力作用下挤压封闭中的液压油，使运动部件的动能转化为液压油的压力能。这样也会引起液压缸和管路中油压急剧升高而产生液压冲击。升降设备的液压缸在静止状态下，被施加一个较大的载荷，液压缸下腔的压力也会急剧升高。
运动部件制动产生冲击
活塞以正常运动速度vo带动负载m向右运动，当换向阀突然关闭时，油液被封死在油缸两腔及管道中。由于惯性作用，活塞不能立即停止运动，将继续向前运动而使右腔内的油液受到压缩，压力急剧上升达到某一-峰值， 产生液压冲击。封闭在左腔的油液因容积扩大并没有油液补充进来将使压力突然降低。当运动部件的动能全部转化为油液的弹性能时，活塞将停止向右运动，此时油液的弹性能将释放出来，使活塞改变其运动方向而向左运动，这样来回运动将持续地振荡一段时间，直到泄漏与摩擦损失耗尽了全部能量为止。