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美國MOOG穆格伺服閥工作原理
點(diǎn)擊次數(shù)：2746 發(fā)布時(shí)間：2012-3-29
美國MOOG穆格伺服閥工作原理
美國MOOG穆格伺服閥主要用在電氣液壓伺服系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件（見液壓伺服系統(tǒng)）。在伺服系統(tǒng)中，液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)同電氣及氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比，具有快速性好、單位重量輸出功率大、傳動(dòng)平穩(wěn)、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。另一方面，在伺服系統(tǒng)中傳遞信號(hào)和校正特性時(shí)多用電氣元件。因此，現(xiàn)代高性能的伺服系統(tǒng)也都采用電液方式，伺服閥就是這種系統(tǒng)的必需元件。 伺服閥結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)高，對(duì)油的質(zhì)量和清潔度要求高。新型的伺服閥正試圖克服這些缺點(diǎn)，例如利用電致伸縮元件的伺服閥，使結(jié)構(gòu)大為簡化。另一個(gè)方向是研制特殊的工作油（如電氣粘性油）。這種工作油能在電磁的作用下改變粘性系數(shù)。利用這一性質(zhì)就可通過電信號(hào)直接控制油流。
美國MOOG穆格伺服閥由永磁力矩馬達(dá)、噴嘴、檔板、閥芯、閥套和控制腔組成（見圖）。當(dāng)輸入線圈通入電流 時(shí)，檔板向右移動(dòng)，使右邊噴嘴的節(jié)流作用加強(qiáng)，流量減少，右側(cè)背壓上升；同時(shí)使左邊噴嘴節(jié)流作用減小，流量增加，左側(cè)背壓下降。閥芯兩端的作用力失去平衡, 閥芯遂向左移動(dòng)。高壓油從S流向C2，送到負(fù)載。負(fù)載回油通過 C1流過回油口，進(jìn)入油箱。閥芯的位移量與力矩馬達(dá)的輸入電流成正比，作用在閥芯上的液壓力與彈簧力相平衡，因此在平衡狀態(tài)下力矩馬達(dá)的差動(dòng)電流與閥芯的位移成正比。如果輸入的電流反向，則流量也反向。表中是伺服閥的分類。
美國MOOG穆格伺服閥的分類：
1） 按液壓放大級(jí)數(shù)可分為單級(jí)電液伺服閥，兩級(jí)電液伺服閥，三級(jí)電液伺服閥。
2） 按液壓前置級(jí)的結(jié)構(gòu)形式，可分為單噴嘴擋板式，雙噴嘴擋板式，滑閥式，射流管式和偏轉(zhuǎn)板射流式。
3） 按反饋形式可分為位置反饋式，負(fù)載壓力反饋式，負(fù)載流量反饋式，電反饋式。
4） 按電機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置可分為動(dòng)鐵式和動(dòng)圈式。
5） 按輸出量形式分為流量伺服閥和壓力控制伺服閥。
美國MOOG穆格伺服閥結(jié)構(gòu)及工作原理：（以雙噴嘴擋板為例）
雙噴嘴擋板式力反饋二級(jí)電液伺服閥由電磁和液壓兩部分組成。電磁部分是永磁式力矩馬達(dá)，由*磁鐵，導(dǎo)磁體，銜鐵，控制線圈和彈簧管組成。液壓部分是結(jié)構(gòu)對(duì)稱的二級(jí)液壓放大器，前置級(jí)是雙噴嘴擋板閥，功率級(jí)是四通滑閥。畫法通過反饋桿與銜鐵擋板組件相連。
力矩馬達(dá)把輸入的電信號(hào)（電流）轉(zhuǎn)換為力矩輸出。無信號(hào)時(shí)，銜鐵有彈簧管支撐在上下導(dǎo)磁體的中間位置，*磁鐵在四個(gè)氣隙中產(chǎn)生的極化磁通是相同的力矩馬達(dá)無力矩輸出。此時(shí)，擋板處于兩個(gè)噴嘴的中間位置，噴嘴兩側(cè)的壓力相等，滑閥處于中間位置，閥無液壓輸出；若有信號(hào)時(shí)控制線圈產(chǎn)生磁通，其大小和方向由信號(hào)電流決定，磁鐵兩極所受的力不一樣，于是，在磁鐵上產(chǎn)生磁轉(zhuǎn)矩（如逆時(shí)針），使銜鐵繞彈簧管中心逆時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，使擋板向右偏移，噴嘴擋板的右側(cè)間隙減小而左側(cè)間隙增大，則右側(cè)壓力大于左側(cè)壓力，從而推動(dòng)滑閥左移。同時(shí)，使反饋桿產(chǎn)生彈性形變，對(duì)銜鐵擋板組件產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針方向的反轉(zhuǎn)矩。當(dāng)作用在銜鐵擋板組件上的電磁轉(zhuǎn)矩、彈簧管反轉(zhuǎn)矩反饋桿反轉(zhuǎn)矩等諸力矩達(dá)到平衡時(shí)，滑閥停止移動(dòng)，取得一個(gè)平衡位置，并有相應(yīng)的流量輸出。
滑閥位移，擋板位移，力矩馬達(dá)輸出力矩都與輸出的電信號(hào)（電流）成比例變化。
美國MOOG穆格伺服閥的常見故障
1）力矩馬達(dá)部分
a.線圈斷線：引起閥不動(dòng)，無電流。
b.銜鐵卡住或受到限位：原因是工作氣隙內(nèi)有雜物，引起閥門不動(dòng)作。
c.球頭磨損或脫落：原因是磨損，引起伺服閥性能下降，不穩(wěn)定，頻繁調(diào)整。
d.緊固件松動(dòng)：原因是振動(dòng)，固定螺絲松動(dòng)等，引起零偏增大。
e.彈簧管疲勞：原因是疲勞，引起系統(tǒng)迅速失效，伺服閥逐漸產(chǎn)生振動(dòng)，系統(tǒng)震蕩，嚴(yán)重的管路也振動(dòng)。
f.反饋桿彎曲：疲勞或人為損壞，引起閥不能正常工作，零偏大，控制電流可能到zui大。
2）噴嘴擋板部分
a.噴嘴或節(jié)流孔局部或全部堵塞：原因是油液污染。引起頻響下降，分辨降率低，嚴(yán)重的引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。
b.濾芯堵塞：原因是油液污染。引起頻響下降，分辨率降低嚴(yán)重的引起系統(tǒng)擺動(dòng)。
3）滑閥放大器部分
a.刃邊磨損：原因是磨損，引起泄露，流體噪聲大，零偏大，系統(tǒng)不穩(wěn)定。
b.徑向?yàn)V芯磨損：原因是磨損。引起泄露增大，零偏增大，增益下降。
c.滑閥卡滯：原因是油液污染，滑閥變形。引起波形失真，卡死。
美國MOOG穆格電液伺服閥是將電量轉(zhuǎn)變成液壓輸出量的電液轉(zhuǎn)換元件，出現(xiàn)於1940年。到50年代，這種元件的結(jié)構(gòu)趨於成熟。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電液伺服系統(tǒng)的性能得到顯著改善，大大優(yōu)於其他的液壓伺服系統(tǒng)，因而得到廣泛應(yīng)用。電液伺服閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分滑閥位置反饋、載荷壓力反饋和載荷流量反饋；閥的級(jí)數(shù)可分單級(jí)、雙級(jí)和多級(jí)。在電液伺服閥中，將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)的部件稱為力矩馬達(dá)或力馬達(dá)。力矩馬達(dá)浸泡在油液中的稱為濕式，不浸泡在油液中的稱為乾式。其中以滑閥位置反饋、兩級(jí)乾式電液伺服閥應(yīng)用zui廣。電液伺服閥的工作原理是力矩馬達(dá)在線圈中通入電流后產(chǎn)生扭矩，使彈簧管上的擋板在兩噴嘴間移動(dòng)，移動(dòng)的距離和方向隨電流的大小和方向而變化。例如擋板向右移近噴嘴時(shí)，就在主閥芯兩端面上產(chǎn)生壓力差推動(dòng)主閥芯左移，使壓力油口P S與載荷1口相通，回油口與載荷 2口相通。主閥芯左移的同時(shí)通過反饋桿對(duì)力矩馬達(dá)產(chǎn)生的力矩和擋板的位移進(jìn)行負(fù)反饋。因此，主閥芯的位移量就能地隨著電流的大小和方向而變化，從而控制通向液壓執(zhí)行元件的流量和壓力。
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密封件老化：壽命已到或油液不符。引起閥內(nèi)外滲油，可導(dǎo)致伺服閥堵塞。
建議今后應(yīng)定期對(duì)伺服閥進(jìn)行更換并送到機(jī)構(gòu)進(jìn)行必要的檢測(cè)和校驗(yàn)，以防止因伺服閥故障而導(dǎo)致閥門擺動(dòng)及負(fù)荷波形等不安全因素的發(fā)生；其次應(yīng)對(duì)液壓油進(jìn)行定期檢測(cè)，定期濾油，以保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。美國MOOG穆格伺服閥工作原理