高频电液伺服阀工作原理及零偏在线调整

　　1　动圈式滑阀电反馈两级电液伺服阀的结构及工作原理

　　电液伺服阀是一种接收电气模拟信号后,相应输出调制的流量和压力的液压控制阀,动圈式滑阀电反馈两级电液流量伺服阀只是其中的一种。宜昌测试技术研究所对某产品使用的该种电液伺服阀进行了随机振动控制,其工作频率达500 Hz,结构见图1。

　　动圈式滑阀电反馈两级电液伺服阀主要由控制级阀(先导阀)和功率级滑阀组成。控制级滑阀又主要由阀芯、阀体、对中弹簧、电磁线圈等组成;而功率级滑阀主要由阀芯、阀体、位移传感器等组成。伺服阀正常工作时,电磁线圈将输入的电信号转化成动圈运动的机械信号,带动控制级滑阀的阀芯运动,控制进入功率级滑阀阀芯两侧的液压油的流量和方向,进而推动功率级滑阀的阀芯运动。该阀芯的运动控制着进入伺服缸内的液压油,使伺服缸按我们的要求运动,伺服阀和伺服缸的位移传感器反馈信号给伺服控制器,参与伺服阀的控制。

　　2　伺服阀的零偏及影响

　　伺服阀的机械故障主要表现为零偏、卡死和磨损。

　　由于制造、调整和装配的差别,在控制线圈中不加电流时,滑阀不一定位于中位,有时必须加一定的电流才能使其恢复中位(零位),这一现象称为零偏。零偏以使阀恢复零位所需加之电流值与额定电流值之比来衡量。由于阀芯和阀套的精度要求非常高,在实际加工过程中往往是选配出来的,零偏也是不可避免的。伺服阀出厂时一般已经将零偏调到很小了,但使用一段时间后,零偏可能会增大,这是因为在使用过程中的振动会使某些对中的调整元件产生松动或形变,使阀的性能降低,可以通过调整尽量缩小零偏。对于动圈式滑阀电反馈两级电液伺服阀,控制级滑阀和功率级滑阀都可能产生零偏。控制级滑阀产生的零偏是指控制级滑阀的阀芯和阀套的机械零点未重合;功率级滑阀产生的零偏指的是功率级滑阀的阀芯和阀套的零点重合时,位移传感器输出信号并不为零。

　　卡死是指伺服阀的阀芯被油液里的杂质挡住,致使摩擦力很大,电磁线圈无法驱动阀芯运动或运动缓慢。对于卡死,需根据卡死的程度采取更换液压油或拆开阀芯和阀套进行清洗处理的方式来解决。只要伺服阀拆开过,在重新装配的过程中也会涉及到零偏的调整问题。

　　磨损是指伺服阀使用过程中阀口的棱边不再保持尖锐,磨损会导致伺服阀内泄漏增大,甚至油口不对称,进而影响伺服阀的工作特性。磨损需要回到专业的生产厂家才能得到较好地解决。

　　对于低频系统的闭环系统和精度要求不高的场合,倘若伺服阀的零偏不是太大,则对系统的影响并不明显。但对于高响应系统和高精度系统,由于阀芯位移很小,反馈的纠偏力如果不能快速地把阀芯调整到合适的位置,这时零偏对系统的精度和响应速度就有比较大的影响,若纠偏力使阀芯在对中弹簧的作用下产生的位移比零偏还小,那这部分的工作频率根本就不受控制了。