液壓伺服系統1第一頁，共五十二頁，2022年，8月28日液壓傳動工作原理2第二頁，共五十二頁，2022年，8月28日1-油箱;2-過濾器;3、12、14-回油管;4-液壓泵;5-彈簧;6-鋼球;7-溢流閥;8-壓力支管;9-開停閥;10-壓力管;11-開停手柄;13-節流閥;15一換向問;16-換向閥手柄;17-活塞;18-液壓缸;19-工作臺機床工作臺液壓系統的工作原理圖3第三頁，共五十二頁，2022年，8月28日2.液壓傳動的組成和表示方法2.1系統的組成液壓系統主要由以下四部分組成：（1）能源裝置——把機械能轉換成油液液壓能的裝置。最常見的形式就是液壓泵，它給液壓系統提供壓力油。（2）執行元件——把油液的液壓能轉換成機械能的元件。有作直線運動的液壓缸，或作回轉運動的液壓馬達。（3）控制調節元件——對系統中油液壓力、流量或油液流動方向進行控制或調節的元件。例如圖緒2中的溢流閥、節流閥、換向閥、開停閥等。這些元件的不同組合形成了不同功能的液壓系統。（4）輔助元件——上述三部分以外的其他元件，例如油箱、過濾器、油管等。它們對保證系統正常工作有重要作用。氣壓傳動系統，則除了能源裝置—氣源裝置，執行元件一氣缸、氣馬達，控制元件—氣動閥，輔助元件—管道、接頭、消聲器外，常常還裝有一些完成邏輯功能的邏輯元件等。4第四頁，共五十二頁，2022年，8月28日2.2系統的圖形符號表示1—油箱；2—過濾器；3—液壓泵；4—溢流閥；5—開停閥；6—節流閥；7—換向閥；8—活塞；9—液壓缸；10—工作臺機床工作臺液壓系統的圖形符號圖5第五頁，共五十二頁，2022年，8月28日3.液壓傳動優點（1）在同等的體積下，液壓裝置能比電氣裝置產生出更多的動力。（2）液壓裝置工作比較平穩。（3）液壓裝置能在大范圍內實現無級調速（調速范圍可達2000），它還可以在運行的過程中進行調速。（4）液壓傳動易于自動化，它對液體壓力、流量或流動方向易于進行調節或控制。（5）液壓裝置易于實現過載保護。（6）由于液壓元件已實現了標準化、系列化和通用化，液壓系統的設計，制造和使用都比較方便。（7）用液壓傳動實現直線運動遠比用機械傳動簡單。

6第六頁，共五十二頁，2022年，8月28日液壓傳動的缺點（l）液壓傳動在工作過程中常有較多的能量損失（摩擦損失、泄漏損失等），長距離傳動時更是如此。（2）液壓傳動對油溫變化比較敏感，它的工作穩定性很易受到溫度的影響，因此它不宜在很高或很低的溫度條件下工作。（3）為了減少泄漏，液壓元件在制造精度上的要求較高，因此它的造價較貴，而且對工作介質的污染比較敏感。（4）液壓傳動出現故障時不易找出原因。7第七頁，共五十二頁，2022年，8月28日4.液壓傳動的應用液壓傳動在各類機械行業中的應用實例行業名稱應用場所舉例工程機械挖掘機、裝載機、推土機、壓路機、鏟運機等起重運輸機械汽車吊、港口龍門吊、叉車、裝卸機械、皮帶運輸機等礦山機械鑿巖機、開掘機、開采機、破碎機、提升機、液壓支架等建筑機械打樁機、液壓千斤頂、平地機等農業機械聯合收割機、拖拉機、農具懸掛系統等冶金機械電爐爐頂及電極升降機、軋鋼機、壓力機等輕工機械打包機、注塑機、校直機、橡膠硫化機、造紙機等汽車工業自卸式汽車、平板車、高空作業車、汽車中的轉向器、減振器等智能機械折臂式小汽車裝卸器、數字式體育鍛煉機、模擬駕駛艙、機器人等8第八頁，共五十二頁，2022年，8月28日不同精度的液壓傳動裝置的應用場合9第九頁，共五十二頁，2022年，8月28日分類：按輸出物理量分：位置、速度、力伺服系統按信號分類：機液、電液、氣液伺服系統按元件分：閥控系統、泵控系統特點：泵承載能力大、控制精度高、響應速度快自動化程度高、體積?。坏?，元件造價高，對油要求高，反應靈敏度高，效率較低。5.液壓伺服系統10第十頁，共五十二頁，2022年，8月28日5.1采用電壓比較的液壓工作臺位置控制系統傳感器1被控對象傳感器2比較元件執行元件放大元件指令元件11第十一頁，共五十二頁，2022年，8月28日電壓比較KaKaUi-UPDUKa12第十二頁，共五十二頁，2022年，8月28日控制框圖控制系統組成：被控對象指令元件比較元件指令傳感器反饋傳感器動力元件（閥、缸）擾動指令電位器反饋電位器伺服閥液壓能源I液壓缸電放大KaIUiE-電壓比較UPKa被控工作臺XP工作臺指令Xi液壓動力元件放大元件13第十三頁，共五十二頁，2022年，8月28日5.2采用電壓比較的電動工作臺位置控制系統傳感器1被控對象傳感器2比較元件執行元件放大元件指令元件14第十四頁，共五十二頁，2022年，8月28日電動力元件控制框圖擾動指令電位器反饋電位器可控硅電源I電放大KaEUiE-電壓比較UPKa被控工作臺XP工作臺指令Xi電機控制系統組成：被控對象指令元件比較元件指令傳感器反饋傳感器動力元件（可控硅、電機）將液壓動力元件（伺服閥、缸）換成電動力元件（可控硅與電動機）15第十五頁，共五十二頁，2022年，8月28日5.3采用力比較的液壓工作臺位置控制系統指令傳感器K1反饋傳感器K2F1F2F1=Xi*K1F2=Xp*K216第十六頁，共五十二頁，2022年，8月28日比較元件1K1+K2力比較XiK1指令傳感器K2反饋傳感器xvDFF1F1-F2F2伺服閥XP17第十七頁，共五十二頁，2022年，8月28日液壓動力元件控制框圖

采用力比較方式，用彈簧作為位移-力傳感器，以閥芯作為力比較元件。擾動液壓缸1K1+K2DF-力比較Ka被控工作臺XP工作臺指令XiF1F1F2F2指令傳感器K1指令傳感器反饋傳感器K2反饋傳感器伺服閥液壓能源xv18第十八頁，共五十二頁，2022年，8月28日5.4采用直接位置比較的液壓工作臺位置控制系統指令元件與閥芯相連受控對象與閥套相連Xi=X芯Xp=X套19第十九頁，共五十二頁，2022年，8月28日閥芯與閥套閥芯閥套直接位置比較Xv-位置比較XiX芯X套1指令與閥連1對象與閥套連伺服閥XP20第二十頁，共五十二頁，2022年，8月28日閥芯與閥套控制框圖采用閥芯閥套直較方式擾動液壓缸Xv-位置比較Ka被控工作臺XP工作臺指令XiX芯X套1指令傳感器1反饋傳感器伺服閥21第二十一頁，共五十二頁，2022年，8月28日5.5液壓伺服控制系統的組成液壓伺服和比例控制系統由以下一些基本元件組成：輸入元件：也稱指令元件，它給出輸入信號(指令信號)加于系統的輸入端，是機械的、電氣的、氣動的等。如靠模、指令電位器或計算機等。反饋測量元件：測量系統的輸出并轉換為反饋信號。這類元件也是多種形式的。各種傳感器常作為反饋測量元件。比較元件：將反饋信號與輸入信號進行比較，給出偏差信號。放大轉換元件：將偏差信號故大、轉換成液壓信號(流量或壓力)。如伺服放大器、機液伺服閥、電液伺服閥等。執行元件：產生調節動作加于控制對象上，實現調節任務。如液壓缸和液壓馬達等?？刂茖ο螅罕豢刂频臋C器設備或物體，即負載。其它：各種校正裝置，以及不包含在控制回路內的液壓能源裝置。22第二十二頁，共五十二頁，2022年，8月28日圖示的鋼帶張力控制系統中，2為牽引輥，8為加載裝置，它們使鋼帶具有一定的張力。由于張力可能有波動，為此在轉向輥4的軸承上設置一力傳感器5，以檢測帶材的張力，并用伺服液壓缸1帶動浮動輥6來調節張力。當實測張力與要求張力有偏差時，偏差電壓經放大器9放大后使得電液伺服閥7有輸出活塞帶動浮動輥6調節鋼帶的張緊程度以減少其偏差，所以這是力控制系統。鋼帶張力控制系統23第二十三頁，共五十二頁，2022年，8月28日

電液伺服閥是電氣一液壓伺服系統中關鍵的精密控制元件，價格昂貴，所以伺服閥的選擇，應用要謹慎，保養要特別仔細。本文介紹電液伺服閥選擇、使用和保養的一些基本方法。5.6電液伺服閥的使用24第二十四頁，共五十二頁，2022年，8月28日5.6.1電液伺服閥的選用電液伺服閥是電氣一液壓伺服系統中關鍵的精密控制元件，選用時主要考慮以下因素：可靠性第一滿足工作條件價格合理工作液、油源電氣性能和放大器安裝結構、重量、外型尺寸25第二十五頁，共五十二頁，2022年，8月28日伺服閥的選用方式：按精度要求選用按用途選用按控制形式選用26第二十六頁，共五十二頁，2022年，8月28日按控制形式選用位置伺服系統27第二十七頁，共五十二頁，2022年，8月28日壓力或力控制伺服系統28第二十八頁，共五十二頁，2022年，8月28日速度控制伺服系統29第二十九頁，共五十二頁，2022年，8月28日5.6.2通用型伺服閥的介紹

5.6.2.1雙噴嘴擋板力反饋電液流量伺服閥30第三十頁，共五十二頁，2022年，8月28日5.6.2.2射流管式力反饋電液流量伺服閥31第三十一頁，共五十二頁，2022年，8月28日5.6.2.3動圈式（或動鐵式）電液流量伺服閥32第三十二頁，共五十二頁，2022年，8月28日5.6.2.4直接驅動單級伺服閥（DDV）

33第三十三頁，共五十二頁，2022年，8月28日5.6.2.5偏導射流式電液伺服閥

34第三十四頁，共五十二頁，2022年，8月28日5.6.2.6射流管式電液壓力伺服閥

35第三十五頁，共五十二頁，2022年，8月28日雙噴擋閥、射流管閥和偏導射流式閥都是力反饋型伺服閥，線性度好，性能穩定，抗干擾能力強，零漂小。雙噴擋閥的檔板與噴嘴間隙小，易被污物卡住。射流管閥噴嘴為最小流通面積處，過流面積大，不易堵塞，抗污染性好。射流管閥具有“失效對中能力”。36第三十六頁，共五十二頁，2022年，8月28日射流管閥動態性能稍低于噴擋閥。原因一：同規格閥，射流管閥閥芯直徑＞噴擋閥原因二：射流管噴嘴直徑大?。▋刃梗┦聦嵣希荷淞鞴荛y相頻寬可超過100Hz，高的達200Hz。射流放大器壓力效率和容積效率高，分辨率比雙噴擋閥高得多。低壓工作性能優良（0.5MPa）。37第三十七頁，共五十二頁，2022年，8月28日動圈式伺服閥：直接反饋式伺服閥。結構簡單，造價低，外部可調整零位。動態比較低，廉價的工業伺服閥。雙滑閥結構摩擦力較大，分辨率和滯環較差，使用中要加顫振信號。對油液清潔度較敏感。38第三十八頁，共五十二頁，2022年，8月28日DDV閥：一級電反饋脈寬調制閥，力馬達直接驅動閥芯，動態特性與供油壓力沒有直接關系,低壓工作性能比較好。兩個問題：大流量輸出時控制電流可達1.4A或更大。力馬達輸出力較電磁鐵大，但比有液壓前置級的兩級閥還是小很多。39第三十九頁，共五十二頁，2022年，8月28日M公司認為射流管先導級工作特點：流量接受效率高，能耗低。具有很高的無阻尼自然頻率（500Hz）。性能可靠。壓力效率高，閥芯驅動力大，閥芯的位置重復精度好。最低先導級控制壓力2.5MPa，可用于低壓系統。先導級過濾器的壽命幾乎是無限的。由于閥的頻率響應改善，功率級滑閥的增益得到了提高，因此閥具有優異的靜、動態性能。40第四十頁，共五十二頁，2022年，8月28日5.6.3伺服閥靜動態性能指標對系統的影響線性度和對稱度：影響伺服系統的精度，對速度控制系統影響最直接、最大。零位區域特性：對位置控制精度影響較大。分辨率：精度要求較高的系統對分辨率要求高，另一種辦法就是添加顫振信號。壓力增益：位置控制系統要求壓力增益盡可能高，提高系統剛性；力控制系統要求增益平坦點，便于力控系統的調節。

41第四十一頁，共五十二頁，2022年，8月28日為了系統的穩定，系統的前置增益，要求其較高的伺服閥頻寬可以保證系統增益足夠大，這樣系統精度、快速性和穩定性能得到保證。42第四十二頁，共五十二頁，2022年，8月28日對伺服放大器的要求：

具有深度電流負反饋的放大器放大器要帶有限流功能輸出調零電位器有時還帶有顫振信號發生電路輸出端不要有過大的旁路電容或泄漏電容

43第四十三頁，共五十二頁，2022年，8月28日放大器的功率級輸出的一般原理圖

44第四十四頁，共五十二頁，2022年，8月28日5.6.4電液伺服閥使用維護說明5.6.4.1液壓系統污染度要求安裝伺服閥的液壓系統必須進行徹底清洗。伺服閥進油口前必須配置公稱過濾精度不低于10的濾油器使用射流管電液伺服閥的液壓系統油液推薦清潔度等級為：長壽命使用時應達到-/16/13級（NAS7級）一般使用最差不劣于-/19/15級（相當于NAS10級）。45第四十五頁，共五十二頁，2022年，8月28日5.6.4.2安裝要求安裝座表面粗糙度值應小于Ra1.6，表面不平度不大于0.025mm。不允許用磁性材料制造安裝座，周圍不允許有明顯的磁場干擾。安裝工作環境應保持清潔，清潔時應使用無絨布或專用紙張。進口油和回油口不要接錯。檢查底面各油口的密封圈是否齊全。

46第四十六頁，共五十二頁，2022年，8月28日每個線圈的最大電流不要超過2倍額定電流油箱應密封，并盡量選用不銹鋼板材。油箱上應裝有加油及空氣過濾用濾清器。禁止使用麻線、膠粘劑和密封帶作為密封材料。伺服閥的沖洗板應在安裝前拆下