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挖掘機常見故障

挖掘機液壓開環控制系統的伺服元件

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2020/2/21     瀏覽次數:    

使液壓伺服閥產生動作,消除反饋信號與指令信號間的誤差,使各液動機達到預定要求。電液伺服馬達是可用于開環控制系統的伺服元件,它由步進電機和液壓扭矩放大器組成。它可將電氣系統發出的脈沖信號轉換成模擬量,經功率放大后輸出液壓扭矩,驅動執行機構嚴格地按照指令動作運動或進行精確定位,所以又稱為電液脈沖馬達或電液步進馬達。步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移的特殊電機。它旋轉角度的大小與輸入脈沖信號的數目成正比。轉動的速度與輸入脈沖信號的頻率成正比。液壓扭矩放大器由伺服閥和液壓馬達組成。馬達為斜盤式缸體旋轉軸向柱塞馬達。伺服閥是四邊控制滑閥,閥芯在閥體內既能軸向移動,又能轉動。閥芯左端螺紋與螺母配合,螺母兩端有推力軸承。

使它只能被馬達軸的尾部帶動旋轉而不能軸向移動。當步進電機帶動閥芯旋轉時,閥芯在左端螺紋的作用下產生軸向位移,打開相應的控制閥口,使馬達相應轉動,此時螺母隨著轉動,并使閥芯復位,關閉閥口,使馬達停止。電液伺服馬達慣性小、反應靈敏、輸出扭矩大、運動精度高、工作可靠,廣泛用于數控機床的開環控制系統。電液伺服缸是用于開環控制系統的伺服元件,它由步進電機、伺服閥、液壓缸和反饋機構組成。步進電機帶動伺服閥芯和精密絲杠旋轉一定角度,同時拖動閥芯向左位移,打開四邊滑閥的閥口,使壓力油通入油缸左腔,使活塞向右運動。活塞通過絲母、精密絲杠向右推動閥芯復位,切斷油路,使活塞停止運動,完成一次指令動作。一次指令動作的脈沖數目越多。

活塞運動的距離越長,脈沖信號的頻率越高,活塞運動的速度越快。電液伺服缸的脈沖當量可達0.01mm/脈沖,精度較高??芍苯犹峁┩鶑瓦\動的動力,因而在某些情況下比電液伺服馬達使用方便。液壓伺服系統除了具有一般液壓傳動系統的共同要求之外,還對某些特性有特殊的要求。這些特性決定了系統的靈敏度、工作精度、穩定性和可靠性。其特性可分為靜態特性和動態特性。其靜態特性是指它的隨動速度和負載不變,系統各參數處于穩定的工作狀態下能夠保證工作精度的性能。包括靜不靈敏區、速度增益和剛性系數三項指標。1.靜不靈敏區伺服閥的控制閥口在某一范圍內變化時,伺服系統沒有輸出運動,因而引起系統誤差,這一區域為靜不靈敏區ef。其大小取決于兩個主要因素。

一是靜摩擦力的影響,二是控制閥口搭合量的影響。另外,機械的傳動間隙和彈性變形也是影響靜不靈敏區的因素。靜不靈敏區越小,系統零位時的誤差越小。2.速度增益當載荷為零時,執行元件的隨動速度v(或ω)的增量Δv(或Δω)和伺服系統誤差e的增量Δe之間的比值叫作速度增益Cv。速度增益越大,系統的精度就越高,動作靈敏,但不夠穩定。3.剛性系數當隨動速度為零時,加在系統上的外部載荷為W(或M)的增量ΔW(或ΔM)與伺服系統誤差e的增量Δe之間的比值叫作剛性系數Cp。剛性系數越大,系統的剛度就越高。液壓伺服系統的速度增益和剛性系數與系統的結構系數和供油壓力等因素有關。油液壓力越高,液壓伺服系統的速度增益和剛度系數越高。

伺服閥的直徑越大,速度增益越大。增加液動機的有效工作面積能提高剛性系數,但會降低速度增益。液動機的靜摩擦力越大,靜不靈敏區越大。在實現情況下伺服系統工作既要產生一定的隨動速度,又要克服一定的負載,因此必須同時反映它們與隨動誤差三者之間的關系才接近實際情況,因而在研究某些伺服元件時,常常用速度——負載特性曲線表示出它的靜特性。這是指它的隨動速度或負載改變地過渡狀態下保持工作精度和抗振穩定性的能力。它主要通過抗振穩定性和過渡過程的品質來表示。1.抗振穩定性這是保證液壓伺服系統正常工作的必不可少的條件。它是指系統改變指令信號,或發生干擾失去平衡后恢復穩定狀態的能力??拐穹€定性好的系統在隨動運動時不產生振動;

在過渡過程時能很快地出現新的平衡,并且不引起振動;一旦系統產生振動,則能夠很快地消除,并迅速恢復穩定狀態。2.過渡過程的品質過渡過程是指伺服系統接受指令信號或發生干擾后,由一個穩定狀態過渡到另一個穩定狀態的過程。過渡過程的品質主要用以下幾個指標表示。最大超調量:執行元件在過渡過程中振蕩環節輸出量的幅值與輸入量幅值的最大差值稱為最大超調量σ。一般超調量越小,動態品質越好。過渡過程時間:從輸入信號開始到執行元件工作趨于穩定所經過的時間稱為過渡過程時間T。振蕩次數:一般情況下希望振蕩次數n2~3次以下。液壓伺服系統的動態特性往往與靜態特性發生矛盾。以上各章介紹的液壓元件及系統大致可分為開關控制和伺服控制兩類。


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