一、液壓伺服系統(tǒng)是什么
液壓伺服系統(tǒng)是使系統(tǒng)的輸出量,如位移、速度或力等,能自動地、快速而準(zhǔn)確地跟隨輸入量的變化而變化,與此同時,輸出功率被大幅度地放大。液壓伺服系統(tǒng)以其響應(yīng)速度快、負(fù)載剛度大、控制功率大等獨特的優(yōu)點在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。液壓伺服控制是復(fù)雜的液壓控制方式。液壓伺服系統(tǒng)是一種閉環(huán)液壓控制系統(tǒng)。
二、液壓伺服系統(tǒng)工作原理
上圖所示為一個對管道流量進(jìn)行連續(xù)控制的電液伺服系統(tǒng)。在大口徑流體管道1中,閥板2的轉(zhuǎn)角θ變化會產(chǎn)生節(jié)流作用而起到調(diào)節(jié)流量qT的作用。閥板轉(zhuǎn)動由液壓缸帶動齒輪、齒條來實現(xiàn)。這個系統(tǒng)的輸入量是電位器5的給定值xi。對應(yīng)給定值xi,有一定的電壓輸給放大器7,放大器將電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號加到伺服閥的電磁線圈上,使閥芯相應(yīng)地產(chǎn)生一定的開口量xv。閥開口xv使液壓油進(jìn)入液壓缸上腔,推動液壓缸向下移動。液壓缸下腔的油液則經(jīng)伺服閥流回油箱。液壓缸的向下移動,使齒輪、齒條帶動閥板產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。同時,液壓缸活塞桿也帶動電位器6的觸點下移xp。當(dāng)xp所對應(yīng)的電壓與xi所對應(yīng)的電壓相等時,兩電壓之差為零。這時,放大器的輸出電流亦為零,伺服閥關(guān)閉,液壓缸帶動的閥板停在相應(yīng)的qT位置。
三、液壓伺服系統(tǒng)優(yōu)缺點
優(yōu)點:
1、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作快,換向迅速。就流量——速度的傳遞函數(shù)而言,基本上是一個固有頻率很大的振蕩環(huán)節(jié),而且隨著流量的加大和參數(shù)的最佳匹配可以使固有頻率增大到和電液伺服閥的固有頻率相比。電液伺服閥的固有頻率一般在100HZ以上,因而液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的頻率響應(yīng)是很快的,而且易于高速啟動、制動和換向。與機(jī)電系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比,固有頻率通常較高。
2、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的體積和重量遠(yuǎn)小于相同功率的機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的體積和重量。因為隨著功率的增加液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如閥、液壓缸或馬達(dá))的體積和重量的增加遠(yuǎn)比機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)增加的慢,這是因為前者主要靠增大液體流量和壓力來增加功率,雖然動力機(jī)構(gòu)的體積和重量也會因此增加一些,但卻可以采用高強(qiáng)度和輕金屬材料來減少體積和重量。
3、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動平穩(wěn)、抗干擾能力強(qiáng),特別是低速性能好,而機(jī)電系統(tǒng)的傳遞平穩(wěn)性較差,而且易受到電磁波等各種外干擾的影響。
4、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)速范圍廣,功率增益高。
缺點:
1、液壓信號傳遞速度慢不易進(jìn)行校正,而電信號則是按光速來傳遞信息,而且易于綜合和校正。但是電液伺服系統(tǒng)由于在功率級以前采用了電信號,因而不存在這一缺點,而且在某種意義講這種系統(tǒng)具備了電、液兩類伺服的優(yōu)點。
2、液壓伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工精度高,因而成本高。
3、液體的體積彈性模數(shù)隨溫度和混入油中的空氣含量而變。當(dāng)溫度變化時對系統(tǒng)性能有顯著影響。與此相反,溫度對氣體的體積彈性模數(shù)影響很小,因此對氣動控制系統(tǒng)的工作性能影響不大。溫度對液體的粘度影響很大,低溫時摩擦損失增大;高溫時泄漏增加,并容易產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。
4、漏油是液壓系統(tǒng)的弱點,它不僅污染環(huán)境,而且容易引發(fā)火災(zāi)。液壓油易受污染,并可造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)堵塞。