電液伺服閥調(diào)試過程關(guān)鍵點的控制方法

0. 引言

電液伺服閥是電液伺服系統(tǒng)的關(guān)鍵元件和接口，具有控制精度高、響應(yīng)速度快、輸出功率大、結(jié)構(gòu)緊湊等許多優(yōu)點,已被廣泛應(yīng)用于軍事工業(yè)和其他工業(yè)控制領(lǐng)域。伺服閥調(diào)試過程作為整個生產(chǎn)周期的最后環(huán)節(jié)，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)質(zhì)量控制對于保證伺服閥動、靜態(tài)性能，提高工作穩(wěn)定性和可靠性具有十分重要的意義。

1. 伺服閥工作原理

電液伺服閥是電液伺服控制系統(tǒng)中的重要控制元件，在系統(tǒng)中起著電液轉(zhuǎn)換和功率放大作用，它能將小功率的電信號轉(zhuǎn)變?yōu)殚y的運動，從而實現(xiàn)對液壓伺服系統(tǒng)執(zhí)行器的流量以及壓力控制[1]。

以在工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的兩級電液伺服閥為例，伺服閥一般由力矩馬達、前置級液壓放大器和功率級滑閥組成。圖1和圖2分別為噴嘴擋板型、偏導(dǎo)射流型電液伺服閥原理圖。力矩馬達由永久磁鐵、導(dǎo)磁體、線圈及彈簧管、銜鐵、反饋桿、擋板等組成，反饋桿小球插在閥芯中間的槽內(nèi)；前置級液壓放大器由節(jié)流孔、噴嘴（或射流盤）、回油阻尼器等組成。

圖1 噴嘴擋板電液伺服閥

圖2 偏導(dǎo)射流電液伺服閥

當(dāng)線圈輸入控制電流信號時，產(chǎn)生電磁力矩，使銜鐵帶動與其剛性聯(lián)接的擋板產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。兩噴嘴腔壓差改變時，閥芯即在壓差驅(qū)動下作用，帶動小球運動使彈性反饋桿變形，從而向銜鐵組件施加一個反饋力矩，直到這個反饋力矩與力矩馬達的電磁力矩平衡，銜鐵停留在某個相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角上。此時反饋桿的變形使擋板被部分地拉回中位，最終閥芯的驅(qū)動力與液動力平衡，閥芯停留在相應(yīng)的位移上，此時伺服閥輸出一個對應(yīng)的流量，實現(xiàn)了由控制電流對輸出流量的控制[1]。

2. 伺服閥調(diào)試過程關(guān)鍵環(huán)節(jié)及其

控制方法

伺服閥作為高精度、高靈敏度的液壓控制元件，要求具備較好的靜態(tài)和動態(tài)特性以及穩(wěn)定性，而伺服閥的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，也決定了調(diào)試過程的精細化，為了保證伺服閥性能滿足要求，需要在調(diào)試過程中對影響整閥動、靜態(tài)性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行識別并加以控制，伺服閥調(diào)試過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)主要有如下幾點。

2.1 油路沖洗

目前航天使用的電液伺服閥，為適應(yīng)航天型號重量輕、安裝空間小、工作環(huán)境惡劣的需求采取集成、緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，其中節(jié)流孔、射流盤等核心組件尺寸小，具有精密微小孔和微小型腔結(jié)構(gòu)特征，如圖3、圖4所示，尺寸一般在0.10～0.80mm之間；閥套類零件則為精密深孔且具有通油環(huán)槽、密封槽結(jié)構(gòu)，如圖5所示；殼體類零件則多為形狀復(fù)雜的異形槽、盲孔、斜孔、階梯孔等。