4WS2EM系列德國(guó)REXROTH方向伺服閥工作原理
4WS2EM系列德國(guó)REXROTH方向伺服閥是液壓先導(dǎo)式2級(jí)或3級(jí)方向閥。由于它們的高動(dòng)態(tài)特性,它們主要用于位置,力或壓力以及速度的閉環(huán)控制。博世力士樂(lè)液壓伺服閥負(fù)責(zé)控制壓力,流量或位置。
4WS2EM系列德國(guó)REXROTH方向伺服閥工作原理如下:
典型的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(jiàn)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(guò) C1流過(guò)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。
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(jiàn)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(jiǎn)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(guò)電信號(hào)直接控制油流。
德國(guó)REXROTH 4WS2EM ... XL型閥門(mén)是電動(dòng)兩級(jí)方向伺服閥。它們主要用于控制位置,力,壓力或速度。
該閥由一個(gè)機(jī)電轉(zhuǎn)換器(扭矩電動(dòng)機(jī))(1),一個(gè)液壓放大器(噴嘴擋板系統(tǒng))(2)和一個(gè)位于套筒(第二級(jí))中的控制閥芯(3)組成,該套筒與扭矩連接電機(jī)通過(guò)機(jī)械反饋。
扭矩電動(dòng)機(jī)的線圈(4)上的電輸入信號(hào)通過(guò)作用在電樞(5)上的永磁體產(chǎn)生力,并與扭矩管(6)產(chǎn)生扭矩。這導(dǎo)致通過(guò)螺栓連接到扭矩管(6)的擋板(7)從兩個(gè)控制噴嘴(8)之間的中心位置移動(dòng),并在控制閥芯的前側(cè)形成壓力差(3)。壓差導(dǎo)致控制閥芯改變其位置,這導(dǎo)致壓力端口連接到一個(gè)執(zhí)行器端口,同時(shí)另一個(gè)壓力執(zhí)行器端口連接到回流端口。
控制閥芯(3)通過(guò)彎曲彈簧(機(jī)械反饋)(9)連接到擋板或扭矩電機(jī)。更改控制閥芯(3)的位置,直到彎曲彈簧兩端的反饋扭矩和扭矩電機(jī)的電磁扭矩平衡,并且噴嘴擋板系統(tǒng)處的壓差變?yōu)榱銥橹埂?/p>
控制閥芯(3)的行程以及伺服閥的流量與輸入電信號(hào)成比例地控制。必須注意,流量取決于閥壓降。
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