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1.2电液伺服阀分类
电液伺服阀的品种、型号规格很多,结构原理也各式各样,本节仅对常用的一些伺服阀进行分类。
按使用功能分如下三类:(1)电液流量伺服阀;(2)电液压力伺服阀;(3)电液压力流量伺服阀,也称PQ阀。
1. 电液流量伺服阀
按其结构和工作原理进一步分类如下:单级伺服阀、两级伺服阀和三级伺服阀。
1)单级伺服阀
常见的有动圈式力马达-滑阀电反馈型;永磁力马达-滑阀电反馈型,如MOOG DDV直驱型电液流量伺服阀。
2)两级伺服阀
(1)永磁式力矩马达
双喷嘴挡板力反馈型;
双喷嘴挡板直接反馈型;
双喷嘴挡板电反馈型;
双喷嘴挡板动压反馈型。
(2)射流管式
力反馈型;
直接反馈型。
(3)动圈式
滑阀式直接反馈型;
滑阀式电反馈型。
3)三级伺服阀
前置级为双喷嘴挡板力反馈型;
前置级为射流管式力或直接反馈型;
前置级为动圈式滑阀型。
2. 电液压力伺服阀
电液压力伺服阀有三种类型:(1)双喷嘴挡板阀芯力综合式;(2)双喷嘴挡板反馈喷嘴式;(3)永磁式力马达-滑阀电反馈型(如MOOG D635K)。
通常使用的压力流量伺服阀也有如下两种类型:(1)压力反馈式压力—流量伺服阀;(2)电反馈式压力—流量伺服阀。
1)压力反馈式压力-流量伺服阀
典型的压力反馈式压力-流量伺服阀结构原理图示于图1.6中。由图1.6可见,它是在双喷嘴力反馈电液流量伺服阀的基础上,在阀芯两端引入负载压力反馈构成的。当负载腔短接时,即pL=0,阀的输出流量qL与输入电流信号成比例,即有线性流量特性;而当负载腔关闭时,即qL=0,阀的输出负载压力pL与电流信号i成比例,即具有线性压力特性。以市场上出售的FF118-30型PQ阀为例,此阀的压力流量特性见图1.7。由图可见,此型阀的流量—压力系数高于一般流量伺服阀,低于压力伺服阀。
1.3电液伺服阀发展展望
回顾电液伺服阀发展历史和当前现状,可以看出电液伺服阀的发展与满足工业需求是分不开的,也与当时相关科学技术发展水平与发展阶段分不开的。如在航空航天领域,要求电液伺服阀体积小重量轻,于是就有了MOOG 30系列电液流量伺服阀问世。此系列伺服阀尺寸很小,重量仅1.86N 。有些电液伺服系统用阀,尤其是航空航天用阀,要求可靠性很高,因此针对特定系统研制出余度伺服阀。工业用阀一般都要求阀具有一定的抗污染能力,于是研制出了DDV型直驱式伺服阀和抗污染能力较强的MK型和PG型动圈式伺服阀。随着微电子技术和数字技术的发展,研制出了各种各样的高性能电反馈伺服阀,有的电反馈伺服阀的电控器采用了可编程伺服控制器,将数控技术直接应用于伺服阀,如此等等。
总的看目前伺服阀的设计制造技术较为成熟,但随着工业发展,伺服阀这门技术也将不断有所发展,有所提高。目前应从下面几点作些改进。
(1)直驱式伺服阀性能优秀,抗污染能力较强,但它的体积重量较大,还不适宜应用到航空航天领域,应设法对其微型化,使它应用于航空和航天。
(2)对工业用电反馈伺服阀进一步推广采用数字式可编程伺服控制器。
(3)从大量的伺服阀使用过程中,证明伺服阀的阀芯阀套是易损件,特别是控制节流边受高速流体冲刷更易磨损,此外力反馈伺服阀中反馈杆小球也易磨损。这是影响伺服阀寿命的关键之处,应设法寻求耐磨性能更好的材料代替现有材料。
(4)双喷嘴挡板力反馈电液伺服阀,无论是国产或是进口的,在使用过程中偶尔发生高频啸叫现象,应深入研究产生这一现象的原因,彻底根除这一现象。