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電液伺服閥的原理(MOOG-D631型)

1.型 號

             MOOG D631 –054C  

                                                                        D631電液伺服閥外形圖

2. D631的構(gòu)造組成

圖1  D631的構(gòu)造組成

3. 力矩馬達

（1）力矩馬達的構(gòu)造

    力矩馬達是一種電—機械轉(zhuǎn)換器，它的作用是把輸入的電信號轉(zhuǎn)變成力矩，使銜鐵偏轉(zhuǎn)，以對前置級液壓局部停止控制。銜鐵轉(zhuǎn)角的大小與輸入的控制電流大小成正比。假如輸入控制電流的方向相反，則銜鐵偏離中間位置的方向也相反。

    D631電液伺服閥的力矩馬達屬于永磁動鐵式力矩馬達（如圖2所示），它主要是由永世磁鐵（磁鋼）、導磁體（軛鐵）、銜鐵（和兩個控制線圈）、導桿軸及彈性套座等組成的。

    銜鐵經(jīng)過導桿由彈性套座支承在兩個導磁體的中間位置，可繞導桿作微小轉(zhuǎn)動，并與導磁體構(gòu)成四個工作氣隙（如圖1所示），控制線圈在銜鐵上。

圖2  D631伺服閥的力矩馬達外形及構(gòu)造

圖3  D631伺服閥的銜鐵組件

(2）力矩馬達的工作原理

圖4  D631伺服閥力矩馬達原理圖

D631伺服閥力矩馬達的原理如下：

    如圖4所示，圖中有兩個控制線圈。力矩馬達的輸入量為控制線圈中的信號電流，輸出量是銜鐵的轉(zhuǎn)角或與銜鐵相連的擋板位移。力矩馬達的兩個控制線圈能夠相互串聯(lián)、并聯(lián)，由直放逐大器供電。

    永世磁鐵的初始勵磁將導磁體磁化，一個為N極，另一個為S極。當輸入端無信號電流時，銜鐵在上下導磁體的中間位置，由于力矩馬達構(gòu)造是對稱的，永世磁鐵在工作氣隙中所產(chǎn)生的極化磁通是一樣的，使銜鐵兩端所受的電磁吸力相同，力矩馬達無轉(zhuǎn)矩輸出。當有信號電流時，控制線圈產(chǎn)生控制磁通，其大小與方向由信號電流決議。zui終，在合成磁通的作用下，銜鐵繞導桿產(chǎn)生一定方向和角度的偏轉(zhuǎn)，當各轉(zhuǎn)矩均衡時，銜鐵中止轉(zhuǎn)動。假如信號電流反向，則電磁轉(zhuǎn)矩也反向。由上述原理可知，力矩馬達產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，其大小與信號電流大小成比例，其方向也由信號電流的方向決議。

    動鐵式力矩馬達單位體積輸出力矩較大，故尺寸小，慣量小。但構(gòu)造復雜，造價較高。早期力矩馬達為濕式，如今為干式。力矩馬達普通配用噴嘴擋板閥和射流管式或偏板射放逐大器式閥。

伺服閥的工作過程：

    壓力油從P口進入，分別經(jīng)過兩個節(jié)流孔進入閥芯兩端的油腔，然后再從兩個噴嘴與擋板中間的縫隙排出。當沒有控制電流輸入時，擋板處于兩個噴嘴的中間位置。閥芯兩端容腔中的油壓相等，閥芯處于中間均衡位置，兩負載腔中油壓相等，無油液活動，執(zhí)行機構(gòu)處于中止位置。

    當輸入某一極性的控制電流信號時，銜鐵連同擋板一同偏轉(zhuǎn)角度，例如作逆時針方向偏轉(zhuǎn)，如圖所示。這時，右邊噴嘴與擋板之間的間隙減小，液流阻力增加，閥芯右端容腔的壓力增大；相反，由于左邊噴嘴與擋板間的間隙增大，液流阻力減小，閥芯左端容腔的壓力降低。在兩端油壓差的作用下，閥芯左移，并帶動反應桿下端的小球左移。反應桿自身的變形使擋板的偏移量減小，從而使閥芯兩端的油壓差也相應減小，直至擋板恢復到接近于中位時，閥芯挪動到所受的液流力與導桿和彈性座圈的反作用力相均衡時為止（圖5b所示）。當四邊滑閥向左偏離中間位置時，左邊的閥口被翻開，壓力油液從P口流向A口；同時，執(zhí)行機構(gòu)另一端的回油經(jīng)B口及排油口T排回油箱。

圖5  噴嘴擋板閥的工作原理

4. D631噴嘴擋板閥的特性

優(yōu) 點：

•銜鐵及擋板均工作在中立位置左近，線性度好。

•運動局部的慣性小，動態(tài)響應快。

•雙噴嘴擋板閥由于構(gòu)造對稱，采用差動方式工作，因而壓力靈活度高。

•閥芯根本處于浮動狀態(tài)，不易卡住。

•溫度和壓力零漂小。

缺 點：

•噴嘴與擋板之間的間隙小，容易被臟物梗塞，對油液的干凈度請求較高，抗污染才能差。

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