自贡伺服阀维修技术要求(自贡自阀阀门科技股份有限公司)
本文目录一览:
- 1、电子工程毕业论文
- 2、伺服阀和电磁阀的问题
- 3、伺服油压机常见故障有哪些?
- 4、液压系统维修及故障诊断技术有哪
- 5、什么是伺服阀,什么是比例阀,什么是比例伺服阀,什么是比例换向阀 ,他们有什么关系!!!
电子工程毕业论文
液压伺服系统设计
液压伺服系统设计
在液压伺服系统中采用液压伺服阀作为输入信号的转换与放大元件。液压伺服系统能以小功率的电信号输入,控制大功率的液压能(流量与压力)输出,并能获得很高的控制精度和很快的响应速度。位置控制、速度控制、力控制三类液压伺服系统一般的设计步骤如下:
1)明确设计要求:充分了解设计任务提出的工艺、结构及时系统各项性能的要求,并应详细分析负载条件。
2)拟定控制方案,画出系统原理图。
3)静态计算:确定动力元件参数,选择反馈元件及其它电气元件。
4)动态计算:确定系统的传递函数,绘制开环波德图,分析稳定性,计算动态性能指标。
5)校核精度和性能指标,选择校正方式和设计校正元件。
6)选择液压能源及相应的附属元件。
7)完成执行元件及液压能源施工设计。
本章的内容主要是依照上述设计步骤,进一步说明液压伺服系统的设计原则和介绍具体设计计算方法。由于位置控制系统是最基本和应用最广的系统,所以介绍将以阀控液压缸位置系统为主。
4.1 全面理解设计要求
4.1.1 全面了解被控对象
液压伺服控制系统是被控对象—主机的一个组成部分,它必须满足主机在工艺上和结构上对其提出的要求。例如轧钢机液压压下位置控制系统,除了应能够承受最大轧制负载,满足轧钢机轧辊辊缝调节最大行程,调节速度和控制精度等要求外,执行机构—压下液压缸在外形尺寸上还受轧钢机牌坊窗口尺寸的约束,结构上还必须保证满足更换轧辊方便等要求。要设计一个好的控制系统,必须充分重视这些问题的解决。所以设计师应全面了解被控对象的工况,并综合运用电气、机械、液压、工艺等方面的理论知识,使设计的控制系统满足被控对象的各项要求。
4.1.2 明角设计系统的性能要求
1)被控对象的物理量:位置、速度或是力。
2)静态极限:最大行程、最大速度、最大力或力矩、最大功率。
3)要求的控制精度:由给定信号、负载力、干扰信号、伺服阀及电控系统零飘、非线性环节(如摩擦力、死区等)以及传感器引起的系统误差,定位精度,分辨率以及允许的飘移量等。
4)动态特性:相对稳定性可用相位裕量和增益裕量、谐振峰值和超调量等来规定,响应的快速性可用载止频率或阶跃响应的上升时间和调整时间来规定;
5)工作环境:主机的工作温度、工作介质的冷却、振动与冲击、电气的噪声干扰以及相应的耐高温、防水防腐蚀、防振等要求;
6)特殊要求;设备重量、安全保护、工作的可靠性以及其它工艺要求。
4.1.3 负载特性分析
正确确定系统的外负载是设计控制系统的一个基本问题。它直接影响系统的组成和动力元件参数的选择,所以分析负载特性应尽量反映客观实际。液压伺服系统的负载类型有惯性负载、弹性负载、粘性负载、各种摩擦负载(如静摩擦、动摩擦等)以及重力和其它不随时间、位置等参数变化的恒值负载等。
4.2 拟定控制方案、绘制系统原理图
在全面了解设计要求之后,可根据不同的控制对象,按表6所列的基本类型选定控制方案并拟定控制系统的方块图。如对直线位置控制系统一般采用阀控液压缸的方案,方块图如图36所示。
图36 阀控液压缸位置控制系统方块图
表6 液压伺服系统控制方式的基本类型
伺服系统 控制信号 控制参数 运动类型 元件组成
机液
电液
气液
电气液 模拟量
数字量
位移量 位置、速度、加速度、力、力矩、压力 直线运动
摆动运动
旋转运动 1.阀控制:阀-液压缸,阀-液压马达
2.容积控制:变量泵-液压缸;变量泵-液压马达;阀-液压缸-变量泵-液压马达
3.其它:步近式力矩马达
4.3 动力元件参数选择
动力元件是伺服系统的关键元件。它的一个主要作用是在整个工作循环中使负载按要求的速度运动。其次,它的主要性能参数能满足整个系统所要求的动态特性。此外,动力元件参数的选择还必须考虑与负载参数的最佳匹配,以保证系统的功耗最小,效率高。
动力元件的主要参数包括系统的供油压力、液压缸的有效面积(或液压马达排量)、伺服阀的流量。当选定液压马达作执行元件时,还应包括齿轮的传动比。
4.3.1 供油压力的选择
选用较高的供油压力,在相同输出功率条件下,可减小执行元件——液压缸的活塞面积(或液压马达的排量),因而泵和动力元件尺寸小重量轻,设备结构紧凑,同时油腔的容积减小,容积弹性模数增大,有利于提高系统的响应速度。但是随供油压力增加,由于受材料强度的限制,液压元件的尺寸和重量也有增加的趋势,元件的加工精度也要求提高,系统的造价也随之提高。同时,高压时,泄漏大,发热高,系统功率损失增加,噪声加大,元件寿命降低,维护也较困难。所以条件允许时,通常还是选用较低的供油压力。
常用的供油压力等级为7MPa到28MPa,可根据系统的要求和结构限制条件选择适当的供油压力。
4.3.2 伺服阀流量与执行元件尺寸的确定
如上所述,动力元件参数选择除应满足拖动负载和系统性能两方面的要求外,还应考虑与负载的最佳匹配。下面着重介绍与负载最佳匹配问题。
(1)动力元件的输出特性
将伺服阀的流量——压力曲线经坐标变换
绘于υ-FL平面上,所得的抛物线即为动力元件稳态时的输出特性,见图37。
图37 参数变化对动力机构输出特性的影响
a)供油压力变化;b)伺服阀容量变化;c)液压缸面积变化
图中 FL——负载力,FL=pLA;
pL——伺服阀工作压力;
A——液压缸有效面积;
υ——液压缸活塞速度,
;
qL——伺服阀的流量;
q0——伺服阀的空载流量;
ps——供油压力。
由图37可见,当伺服阀规格和液压缸面积不变,提高供油压力,曲线向外扩展,最大功率提高,最大功率点右移,如图37a。
当供油压力和液压缸面积不变,加大伺服阀规格,曲线变高,曲线的顶点A ps不变,最大功率提高,最大功率点不变,如图37b。
当供油压力和伺服阀规格不变,加大液压缸面积A,曲线变低,顶点右移,最大功率不变,最大功率点右移,如图37c。
(2)负载最佳匹配图解法
在负载轨迹曲线υ-FL平面上,画出动力元件输出特性曲线,调整参数,使动力元件输出特性曲线从外侧完全包围负载轨迹曲线,即可保证动力元件能够拖动负载。在图38中,曲线1、2、3代表三条动力元件的输出特性曲线。曲线2与负载轨迹最大功率点c相切,符合负载最佳匹配条件,而曲线1、3上的工作点α和b,虽能拖动负载,但效率都较低。
(3)负载最佳匹配的解析法
参见液压动力元件的负载匹配。
(4)近似计算法
在工程设计中,设计动力元件时常采用近似计算法,即按最大负载力FLmax选择动力元件。在动力元件输出特性曲线上,限定
FLmax≤pLA=
,并认为负载力、最大速度和最大加速度是同时出现的,这样液压缸的有效面积可按下式计算:
(37)
图38 动力元件与负载匹配图形
按式37求得A值后,可计算负载流量qL,即可根据阀的压降从伺服阀样本上选择合适的伺服阀。近似计算法应用简便,然而是偏于保守的计算方法。采用这种方法可以保证系统的性能,但传递效率稍低。
(5)按液压固有频率选择动力元件
对功率和负载很小的液压伺服系统来说,功率损耗不是主要问题,可以根据系统要求的液压固有频率来确定动力元件。
四边滑阀控制的液压缸,其活塞的有效面积为
(38)
二边滑阀控制的液压缸,其活塞的有效面积为
(39)
液压固有频率ωh可以按系统要求频宽的(5~10)倍来确定。对一些干扰力大,负载轨迹形状比较复杂的系统,不能按上述的几种方法计算动力元件,只能通过作图法来确定动力元件。
计算阀控液压马达组合的动力元件时,只要将上述计算方法中液压缸的有效面积A换成液压马达的排量D,负载力FL换成负载力矩TL,负载速度换成液压马达的角速度 ,就可以得到相应的计算公式。当系统采用了减速机构时,应注意把负载惯量、负载力、负载的位移、速度、加速度等参数都转换到液压马达的轴上才能作为计算的参数。减速机构传动比选择的原则是:在满足液压固有频率的要求下,传动比最小,这就是最佳传动比。
4.3.3 伺服阀的选择
根据所确定的供油压力ps和由负载流量qL(即要求伺服阀输出的流量)计算得到的伺服阀空载流量q0,即可由伺服阀样本确定伺服阀的规格。因为伺服阀输出流量是限制系统频宽的一个重要因素,所以伺服阀流量应留有余量。通常可取15%左右的负载流量作为伺服阀的流量储备。
除了流量参数外,在选择伺服阀时,还应考虑以下因素:
1)伺服阀的流量增益线性好。在位置控制系统中,一般选用零开口的流量阀,因为这类阀具有较高的压力增益,可使动力元件有较大的刚度,并可提高系统的快速性与控制精度。
2)伺服阀的频宽应满足系统频宽的要求。一般伺服阀的频宽应大于系统频宽的5倍,以减小伺服阀对系统响应特性的影响。
3)伺服阀的零点漂移、温度漂移和不灵敏区应尽量小,保证由此引起的系统误差不超出设计要求。
4)其它要求,如对零位泄漏、抗污染能力、电功率、寿命和价格等,都有一定要求。
4.3.4 执行元件的选择
液压伺服系统的执行元件是整个控制系统的关键部件,直接影响系统性能的好坏。执行元件的选择与设计,除了按本节所述的方法确定液压缸有效面积A(或液压马达排量D)的最佳值外,还涉及密封、强度、摩擦阻力、安装结构等问题。
4.4 反馈传感器的选择
根据所检测的物理量,反馈传感器可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器和力(或压力)传感器。它们分别用于不同类型的液压伺服系统,作为系统的反馈元件。闭环控制系统的控制精度主要决定于系统的给定元件和反馈元件的精度,因此合理选择反馈传感器十分重要。
传感器的频宽一般应选择为控制系统频宽的5~10倍,这是为了给系统提供被测量的瞬时真值,减少相位滞后。传感器的频宽对一般系统都能满足要求,因此传感器的传递函数可近似按比例环节来考虑。
4.5 确定系统方块图
根据系统原理图及系统各环节的传递函数,即可构成系统的方块图。根据系统的方块图可直接写出系统开环传递函数。阀控液压缸和阀控液压马达控制系统二者的传递函数具有相同的结构形式,只要把相应的符号变换一下即可。
4.6 绘制系统开环波德图并确定开环增益
系统的动态计算与分析在这里是采用频率法。首先根据系统的传递函数,求出波德图。在绘制波德图时,需要确定系统的开环增益K。
改变系统的开环增益K时,开环波德图上幅频曲线只升高或降低一个常数,曲线的形状不变,其相频曲线也不变。波德图上幅频曲线的低频段、穿越频率以及幅值增益裕量分别反映了闭环系统的稳态精度、截止频率及系统的稳定性。所以可根据闭环系统所要求的稳态精度、频宽以及相对稳定性,在开环波德图上调整幅频曲线位置的高低,来获得与闭环系统要求相适应的K值。
4.6.1 由系统的稳态精度要求确定K
由控制原理可知,不同类型控制系统的稳态精度决定于系统的开环增益。因此,可以由系统对稳态精度的要求和系统的类型计算得到系统应具有的开环增益K。
4.6.2由系统的频宽要求确定K
分析二阶或三阶系统特性与波德图的关系知道,当ζh和K/ωh都很小时,可近似认为系统的频宽等于开环对数幅值曲线的穿越频率,即ω-3dB≈ωc,所以可绘制对数幅频曲线,使ωc在数值上等于系统要求的ω-3dB值,如图39所示。由此图可得K值。
图39 由ω-3dB绘制开环对数幅频特性
a)0型系统;b)I型系统
4.6.3 由系统相对稳定性确定K
系统相对稳定性可用幅值裕量和相位裕量来表示。根据系统要求的幅值裕量和相位裕量来绘制开环波德图,同样也可以得到K。见图40。
实际上通过作图来确定系统的开环增益K,往往要综合考虑,尽可能同时满足系统的几项主要性能指标。
4.7 系统静动态品质分析及确定校正特性
在确定了系统传递函数的各项参数后,可通过闭环波德图或时域响应过渡过程曲线或参数计算对系统的各项静动态指标和误差进行校核。如设计的系统性能不满足要求,则应调整参数,重复上述计算或采用校正环节对系统进行补偿,改变系统的开环频率特性,直到满足系统的要求。
4.8 仿真分析
在系统的传递函数初步确定后,可以通过计算机对该系统进行数字仿真,以求得最佳设计。目前有关于数字仿真的商用软件,如Matlab软件,很适合仿真分析。
伺服阀和电磁阀的问题
电液伺服阀故障的原因及解决方法
电液伺服阀故障的原因及解决方法
在生产实践过程中笔者发现,生产玻壳的自动压机冲压油缸在动作过程中出现颤抖现象,并且颤抖动作时强时弱,但基本能够完成全部动作。控制系统采用OILGEAR公司的SC-VP系列的电液伺服阀,其结构为永磁式力反债两级伺服阀.工作压力为9MPa。
原因分析
根据故障现象为液压油缸动作不良,判断出伺服阀阀芯在动作过程中有颤抖动作,其原因可分为电气和机械两大部分。因电气故障处理较快,为尽快维修,故从电气处理开始。
1、电气部分
设为电气部分出现故障,则有可能为控制信号串人交流信号、接线端子松动.连线接触不良。信号发生回路硬件故障,伺服放大回路硬件故障等原因。经检查,可以排除控制信号串入交流信号的可能,接线端子牢固无松动现象,连线无接触不良,更换信号发生回路硬件模块和伺服放大回路硬件模块,故障现象依旧,采用示波器测量,信号正常。至此,基本排除电气部分故障。
2、液压部分
分别依次排除以下故障的可能性:油压管道和油缸内有空气、液压油污染、油缸内漏严重、控制油路和主油路压力不稳定。最后认定是伺服阀本体故障。更换伺服阀先导部分.开机正常。
经拆开检查,发现力矩马达导磁体与衔铁缝隙中有许多金属屑,相当于减小了衔铁在中位时的每个气隙长度g。根据《液压控制系统》的分析结论:当|x/g|1/3时(x为衔铁端部偏离中位的位移),衔铁总是不稳定的。因此认为液压系统中的金属屑被吸附在永磁体上,减小了气隙长度g,破坏了力矩马达原有的静态特性,是本次故障的根本原因。
维护措施
针对本次故障原因,以及分析的其他可能,采取了以下措施:
1、定期更换油路滤芯,清理变质油
由于此次故障由液压油中金属污染造成,因此定期更换该系统油路中的滤芯,放掉滤油器中存油,可防止污物进入伺服阀,有效的防止故障发生,延长伺服阀的运行时间。
力矩马达和先导阀完全浸泡在与回油相通的油液里,位置又处于管道的盲端,所以该处的油液几乎不流动,易氧化变质,因此需定期放掉变质的液压油。
2、定期更换液压油,加强液压油的管理
液压油在长期工作中会氧化焦化,并且液压系统中的泵.阀、油缸等的磨损,会产生一些金属屑,它们会降低液压油的品质,造成故障。根据近几年液压油使用周期和油品化验结果,要每10个月更换一次液压油,才能保证设备无计划外停机。
3、定期更换伺服阀
此次故障的直接原因为力矩马达被污染导致伺服阀动作不良,因此定期清洗、更换力矩马达和先导阀,防止污染,从而杜绝故障发生。伺服阀的装拆应在尽可能干净的环境中进行,操作时应先去掉接到伺服阀上的电气信号,再卸掉液压系统的压力,然后拆下伺服阀。在干净、相容的商用溶剂中清洗所有的零件,零件可以晾干或用软气管以洁净、干燥的空气吹干。清洗后的伺服阀,可以作为备件轮流使用,降低费用。
4、定期更换检查电气信号,紧固接线端子,防止松动,检查连线,防止接触不良
伺服阀是精密制造的机电一体化产品,精度极高,对污染十分敏感,它在维护、清洁及对维护工作重要性的认识等方面的要求非常高,在实际使用中一定要引起足够的重视。
伺服油压机常见故障有哪些?
1、充液阀:充液阀泄漏自贡伺服阀维修技术要求,主缸上腔油液倒流回充液箱,主缸上腔建、不起压力。
2、油泵:柱塞、滑靴、回程盘磨损,内泄漏严重,导致自贡伺服阀维修技术要求了、系统压力升不高。
3、控制阀组:控制阀是系统压力的主要元件,出现故障时必定影响系统压力。如弹簧变形、锥阀磨损、阀卡死等等。
4、油缸:油缸是的执行元件,如果油缸里密封件损坏就会出现内泄漏或串腔系统压力升不高,严重会使油缸拉坏不能工作。
5、系统油温过高,导致原因:油箱内油量不足,因粘度低或泵有故障,增大了泵的内泄漏量,使泵壳温度升高。方法:换油、修理、更换液压泵 。
6、活塞杆不能动作,原因:油液未进入液压缸,密封件老化、失效,密封圈唇口装反或有破损,系统有故障,主要是泵或溢流阀有故障。方法:检查泵或溢流阀的故障原因并排除,更换密封件,并正确安装。
液压系统维修及故障诊断技术有哪
液压技术发展趋势液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一自贡伺服阀维修技术要求,世界各国对液压工业的发展都给予很大重视。世界液压元件的总销售额为350亿美元。据统计,世界各主要国家液压工业销售额占机械工业产值的2%~3.5%,而自贡伺服阀维修技术要求我国只占1%左右,这充分说明自贡伺服阀维修技术要求我国液压技术使用率较低,努力扩大其应用领域,将有广阔的发展前景。液压气动技术具有独特的优点,如:液压技术具有功率重量比大,体积小,频响高,压力、流量可控性好,可柔性传送动力,易实现直线运动等优点;气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点,并易与微电子、电气技术相结合,形成自动控制系统。因此,液压气动技术广泛用于国民经济各部门。但是近年来,液压气动技术面临与机械传动和电气传动的竞争,如:数控机床、中小型塑机已采用电控伺服系统取代或部分取代液压传动。其主要原因是液压技术存在渗漏、维护性差等缺点。为此,必须努力发挥液压气动技术的优点,克服缺点,注意和电子技术相结合,不断扩大应用领域,同时降低能耗,提高效率,适应环保需求,提高可靠性,这些都是液压气动技术继续努力的永恒目标,也是液压气动产品参与市场竞争是否取胜的关键。液压产品技术发展趋势由于液压技术广泛应用了高科技成果,如:自控技术、计算机技术、微电子技术、可靠性及新工艺新材料等,使传统技术有了新的发展,也使产品的质量、水平有一定的提高。尽管如此,走向21世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破,应当主要靠现有技术的改进和扩展,不断扩大其应用领域以满足未来的要求。其主要的发展趋势将集中在以下几个方面。减少损耗,充分利用能量液压技术在将机械能转换成压力能及反转换过程中,总存在能量损耗。为减少能量的损失,必须解决下面几个问题:减少元件和系统的内部压力损失,以减少功率损失;减少或消除系统的节流损失,尽量减少非安全需要的溢流量;采用静压技术和新型密封材料,减少摩擦损失;改善液压系统性能,采用负荷传感系统、二次调节系统和采用蓄能器回路。泄漏控制泄漏控制包括:防止液体泄漏到外部造成环境污染和外部环境对系统的侵害两个方面。今后,将发展无泄漏元件和系统,如发展集成化和复合化的元件和系统,实现无管连接,研制新型密封和无泄漏管接头,电机油泵组合装置等。无泄漏将是世界液压界今后努力的重要方向之一。污染控制过去,液压界主要致力于控制固体颗粒的污染,而对水、空气等的污染控制往往不够重视。今后应重视解决:严格控制产品生产过程中的污染,发展封闭式系统,防止外部污染物侵入系统;应改进元件和系统设计,使之具有更大的耐污染能力。同时开发耐污染能力强的高效滤材和过滤器。研究对污染的在线测量;开发油水分离净化装置和排湿元件,以及开发能清除油中的气体、水分、化学物质和微生物的过滤元江及检测装置。主动维护开展液压系统的故障预测,实现主动维护技术。必须使液压系统故障诊断现代化,加强专家系统的开发研究,建立完整的、具有学习功能的专家知识库,并利用计算机和知识库中的知识,推算出引起故障的原因,提出维修方案和预防措施。要进一步开发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件,开发液压系统自补偿系统,包括自调整、自校正,在故障发生之前进行补偿,这是液压行业努力的方向。
什么是伺服阀,什么是比例阀,什么是比例伺服阀,什么是比例换向阀 ,他们有什么关系!!!
伺服阀与比例阀之间的差别并没有严格的规定自贡伺服阀维修技术要求,因为比例阀的性能越来越好,逐渐向伺服阀靠近,所以近些年出现自贡伺服阀维修技术要求了比例伺服阀。
非要说差别,主要体现在一下几点自贡伺服阀维修技术要求:
1.伺服阀中位没有死区,比例阀有中位死区自贡伺服阀维修技术要求;
2.伺服阀的频响(响应频率)更高,可以高达200Hz左右,比例阀一般最高几十Hz;
3.伺服阀对液压油液的要求更高,需要精过滤才行,否则容易堵塞,比例阀要求低一些。
比例伺服阀性能介于伺服阀和比例阀之间。
比例换向阀属于比例阀的一种,用来控制流量和流向。