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液压机伺服阀的主要特性与性能参数

发布时间:2018-5-11
  1、什么是折弯机伺服阀的静态特性?
  电液伺服阀的静态特性是指稳定工作条件下,折弯机伺服阀的各静态参数(如输出流量、输入电流和负载压力)之间的相互关系。主要包括负载流量特性、空载流量特性和压力特性,并由此可得到一系列静态指标参数。它可以用特性方程、特性曲线和阀系数三种方法表示。
  (1)特性方程。
  理想零开口四边滑阀如图1所示,设阀口对称,各阀口流量系数相等,油液是理想液体,不计泄漏和压力损失,供油压力ps恒定不变。
  
   图1 零开口四边滑阀
  对于典型两级力反馈电液伺服流量阀(先导级为双喷嘴挡板阀、功率级为零开口四边滑阀),滑阀位移X,一K。i,所以其负载流量(压力一流量特性)方程式中:K。为折弯机伺服阀增益(取决于力矩马达结构及几何参数)为力矩马达线露输入电流。
  其余符号意义与式(8—5)相同。由式(8—6)可知,折弯机电液流量伺服阀的负载流量qL与功率级滑阀的位移z,成比例,而功率级滑阀的位移z。与输入电流成正比,所以折弯机电液流量伺服阀的负载流量qL与输入电流i成比例。由此,可出电液伺服阀负载流量的一般表达式为
  (2)特性曲线及静态性能指标。
  由特性方程可以绘制出相应的特性曲线,并由此得到一系列静态指标参羹由特性瞳线和相应的静态指标可以对阀的静态特性进行评定。
  1)负载流量特性曲线。它是输入不同电流时对应的流量与负载压力构抛物线攘曲线,如图8—16所示。负载流量特性曲线完全描述了伺服阏的喜争看性。要测得这组曲线却相当麻烦,在零位附近正好是在此处工作的。所以这些曲线主要用来规格,以便与所要求的负载流量和负载压力相匹配。
  2)流量特性曲线。它是输出流量与输入电流呈回环状的函数曲线(见图2),是在给定的折弯机伺服阀压降和零负载压力下,输入电流在正负额定电流之间作一完整的循环,输出流量点形成的完整,连续变化曲线(简称流量曲线)。通过流量曲线,可以得出折弯机电液伺服阀的额定流量口R、流量增益、非线性度、滞环、不对称度、分辨率、零偏等性能指标参数。
  3)压力特性曲线。它是输出流量为零(将两个负载口堵死)时,负载压降与输入电流呈回环状的函数曲线,如图3所示。在压力特性曲线上某点压力或某段的斜率称为压力增益,它直接影响折弯机伺服系统的承载能力和系统刚度,压力增益大,则系统的承载能力强、系统刚度大、误差小。
  4)静耗流量特性曲线(内泄特性)。输出流量为零时,由回油口流出的内部泄漏量称为静耗流量。静耗流量随输入电流变化,当阀处于零位时,静耗流量最大,如图8—19所示。对于两级伺服阀,静耗流量由先导级的泄漏流量和功率级的泄漏流量两部分组成,减小前者将影响阀的响应速度;后者与滑阀的重叠情况有关,较大重叠可以减少泄漏,但会使阀产生死区,并可能导致阀淤塞,从而使阀的滞环与分辨率增大。
  
  图3静耗流量特性曲线
  (3)阀系数。
  阀系数主要用于系统动态分析。式(8—7)线性化处理,并以增量形式表示为
  三个阀系数的具体数值随工作点变化而变化,而最重要的工作点为负载流量特性曲线的原点,由于阀经常在原点附近(即零位)工作,此处阀的流量增益最大(即系统的增益最高),但流量压力系数最小(即系统阻尼最小),所以此处稳定性最差。若系统在零位稳定,则在其余工作点也稳定。理想零开口四边滑阀的零位阀系数参见表。

  2、什么是折弯机伺服阀的动态特性?
  折弯机电液电液伺服阀韵动态特性可用频率响应(频域特性)或瞬态响应(时域特性)表示。
  (1)频率响应。
  频率响应是指输入电流在某一频率范围内作等幅变频正弦变化时,空载流量与输入电流的百分比。频率响应特性用幅值比(分贝)与频率及相位滞后(度)与频率的关系曲线[波德(Bode)图]表示,如图4所示。输入信号或供油压力不同,动态特性曲线也不同,所以,动态响应总是对应一定的工作条件,折弯机伺服阀产品通常给出±10%、±100%两组输入信号试验曲线,而供油压力通常规定为7MPa。
  幅值比是指某一特定频率下的输出流量幅值与输入电流之比,除以一指定频率(输入电流基准频率,通常为5周/s或10周/s)下的输出流量与同样输入电流幅值之比。相位滞后是指在某一指定频率下所测得的输入电流和与其相对应的输出流量变化之间的相位差。
  折弯机伺服阀的幅值比为--3dB(即输出流量为基准频率时输出流量的70.7%)时的频率定义为幅频宽,用00-3或,-3表示;以相位滞后达到--90。时的频率定义为相频宽,用叫-90。或,-90。表示。由阀的频率特性可以直接查得幅频宽叫一3和相频宽鲫--90。,应取其中较小者作为阀的频宽值。频宽是液压机伺服阀动态响应速度的量度,频宽过低会影响系统的响应速度,过高会使高频传到负载上去。液压机伺服阀的幅值比一般不允许大于q-2dB。通常力矩马达喷嘴挡板式两级电液液压机伺服阀的频宽在100~130Hz之间,动圈滑阀式两级电液液压机伺服阀的频宽在50~100Hz之间,电反馈高频折弯机电液伺服阀的频宽可达250Hz,甚至更高。
  (2)瞬态响应。
  瞬态响应是指折弯机电液伺服阀施加一个典型输入信号(通常为阶跃信号)时,阀的输出流量对阶跃输入电流的跟踪过程中表现出的振荡衰减特性,如图5所示。反映折弯机电液伺服阀瞬态响应快速性的时域性能主要指标有超调量、峰值时间、响应时间和过渡过程时间。超调量Mj是指响应曲线的最大峰值E(幻)与稳态值E的差;峰值时间幻是指响应曲线从零上升到第一个峰值点所需要的时间;响应时间是指从指令值(或设定值)的5%~95%的运动时间;过渡过程时间是指输出振荡减小到规定值(通常为指令值的5%)所用的时间(ts)。