第10章-液压伺服系统.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,湖南工程学院,液压与气压传动,*,第,10,章,液压伺服系统,第,10,章 液压伺服系统,伺服系统又称,随动系统,或,跟踪系统,，即,执行元件能够自动地、快速而准确地按照输入信号的变化规律而动作,。由液压元件组成的伺服系统称液压伺服系统，是自动控制系统的一种。,10.1,概述,10.1.1,液压伺服系统工作原理及特点,图,10-1,单边滑阀式液压伺服系统的工作原理,湖南工程学院,液压与气压传动,10.1,概 述,液压伺服系统特点,：,1.,随动（或跟踪）功能,2.,放大功能,3.,反馈功能,4,靠偏差工作,液压伺服系统工作原理,：,利用反馈信号与输入信号比较得出,偏差信号,，该偏差信号控制液压能源的输入，使系统向着减小偏差（最好为零）的方向变化，使系统的实际输出与希望值一致。液压伺服系统是有反馈，因此它属于闭环控制系统。,湖南工程学院,液压与气压传动,10.1,概 述,10.1.2,液压伺服系统的分类,按输入信号工作介质分类：,机液伺服系统、电液伺服系统、气液伺服系统,按输出的物理量分类：,位置伺服系统、速度伺服系统、力（或压力）伺服系统,按控制元件分类：,阀控系统和泵控系统,湖南工程学院,液压与气压传动,10.1,概 述,优点：,缺点：,10.1,.,3,液压伺服系统的优缺点,拥有液压传动的优点外，还有控制精度高、响应速度快，自动化程度高,伺服元件加工精度高，因此价格贵，在小功率系统中，它不如电器控制灵活。,湖南工程学院,液压与气压传动,10.2,典型液压伺服阀,液压伺服阀是液压伺服系统中最重要、最基本的组成部分。它起着,信号转换,、,功率放大,及,反馈,等控制作用。常见的液压伺服阀有,滑阀,、,射流管阀,、,喷嘴挡板阀,和,电液伺服阀,等。,10.2.1,滑阀,滑阀具有信号转换、功率放大及反馈等控制作用。根据滑阀上,控制边数,的不同，有,单边,、,双边,和,四边滑阀,控制式三种结构类型。,湖南工程学院,液压与气压传动,10.2,典型液压伺服阀,10-2,滑阀的结构形式,单边、双边和四边滑阀的控制作用是相同的，均起到换向和节流的作用。控制边数越多，控制性能越好，但其结构越复杂，加工越困难，成本也越高。通常情况下四边滑阀多用于精度要求高的系统，单边、双边滑阀用于一般精度的系统。,湖南工程学院,液压与气压传动,10.2,典型液压伺服阀,根据滑阀在初始平衡的状态下，其阀心凸肩宽度,l,与阀体内孔环槽宽度的不同，滑阀的开口形式有三种：负开口（,l,h,）、零开口（,l,h,）和正开口（,l,h,）,图,10-3,滑阀的开口形式有三种,湖南工程学院,液压与气压传动,10.2,典型液压伺服阀,10.2.2,射流管阀,其主要由射流管和接收板组成。,流管阀喷嘴孔直径大，不易堵塞，所以其最大的优点是抗污染能力强，工作可靠，输出功率比喷嘴挡板高。缺点是运动部件惯性大，能量损耗大，特性不易预测，因此常用于对抗污染能力要求高的场合。,图,10-4,射流管阀的工作原理,1-,射流管；,2-,接收板；,3-,液压缸,湖南工程学院,液压与气压传动,10.2,典型液压伺服阀,10.2.3,喷嘴挡板阀,根据结构不同，喷嘴挡板阀可分为,单喷嘴,和,双喷嘴,两种形式。,嘴挡板阀与滑阀相比最大的优点是结构简单，加工方便，挡板运动阻力小，惯性小，反应快，灵敏度高，对油污不太敏感。缺点是功率损耗大，因此只能用于小功率系统。,图,10-5,双喷嘴挡板阀,1-,挡板；,2,、,7-,固定节流孔；,3,、,6-,喷嘴；,4,、,6-,节流缝隙,湖南工程学院,液压与气压传动,10.2,典型液压伺服阀,10.2.4,电液伺服阀,电液伺服阀是液压伺服系统中的比较典型的液压伺服元件，它是电液转换元件，也是功率放大元件。由于它具有体积小、放大系数高、控制性能好等优点，得到了广泛的应用。,1-,永久磁铁；,2,、,4-,导磁体；,3-,衔铁；,5-,线圈；,6-,弹簧管；,7-,挡板；,8-,喷嘴；,9-,滑阀；,10-,固定节流孔；,11-,过滤器；,12-,阀体，,13-,反馈弹簧杆,湖南工程学院,液压与气压传动,10.2,典型液压伺服阀,1-,永久磁铁；,2,、,4-,导磁体；,3-,衔铁；,5-,线圈；,6-,弹簧管；,7-,挡板；,8-,喷嘴；,9-,滑阀；,10-,固定节流孔；,11-,过滤器；,12-,阀体，,13-,反馈弹簧杆,由电磁和液压放大器两部分组成。其中电磁部分是一个力矩马达，液压部分是两级液压放大器。第一级是双喷嘴挡板阀，称前置放大级；第二级是零开口四边滑阀，称为功率放大级。,湖南工程学院,液压与气压传动,10.2,典型液压伺服阀,1-,永久磁铁；,2,、,4-,导磁体；,3-,衔铁；,5-,线圈；,6-,弹簧管；,7-,挡板；,8-,喷嘴；,9-,滑阀；,10-,固定节流孔；,11-,过滤器；,12-,阀体，,13-,反馈弹簧杆,1.,力矩马达,把输入的电信号转换为力矩输出。它主要由一对永久磁铁,1,、导磁体,2,和,4,，衔铁,3,、线圈,12,和弹簧管,11,组成，衔铁、弹簧管、挡板和反馈杆弹簧连在一起。,湖南工程学院,液压与气压传动,10.2,典型液压伺服阀,1-,永久磁铁；,2,、,4-,导磁体；,3-,衔铁；,5-,线圈；,6-,弹簧管；,7-,挡板；,8-,喷嘴；,9-,滑阀；,10-,固定节流孔；,11-,过滤器；,12-,阀体，,13-,反馈弹簧杆,2.,液压放大器,力矩马达产生的力矩很小，无法直接操纵滑阀心移动使其对系统产生足够的液压功率，但它可以操纵喷嘴挡板阀，由喷嘴挡板阀操纵滑阀，实现液压放大器中的二级放大。,湖南工程学院,液压与气压传动,10.2,典型液压伺服阀,1-,永久磁铁；,2,、,4-,导磁体；,3-,衔铁；,5-,线圈；,6-,弹簧管；,7-,挡板；,8-,喷嘴；,9-,滑阀；,10-,固定节流孔；,11-,过滤器；,12-,阀体，,13-,反馈弹簧杆,第一级前置放大是一个双喷嘴挡板阀。,第二级功率放大是主要由滑阀和挡板下部的反馈弹簧杆组成。,液压放大器的结构形式有滑阀、喷嘴挡板阀和射流管阀三种。,湖南工程学院,液压与气压传动,10.3,液压伺服系统实例,10.3.1,车床液压仿形刀架,1,一工件；,2,一车刀；,3,一刀架；,4,一导轨；,5,一溜板；,6,一缸体及阀体；,7,一杠杆；,8,一杆；,9,一弹簧；,10,一阀心；,ll,一触头；,12,一样板,采用正开口双边滑阀伺服系统控制。液压仿形刀架倾斜安装在车床溜板,5,的上面，工作时随溜板纵向移动。样板,12,安装在床身后侧支架上固定不动。仿形刀架液压缸的活塞杆,湖南工程学院,液压与气压传动,10.3,液压伺服系统实例,1,一工件；,2,一车刀；,3,一刀架；,4,一导轨；,5,一溜板；,6,一缸体及阀体；,7,一杠杆；,8,一杆；,9,一弹簧；,10,一阀心；,ll,一触头；,12,一样板,固定在刀架,3,的底座上，缸体,6,、阀体和刀架连成一体，可在刀架底座的导轨上沿液压缸轴向移动。滑阀阀心,10,在弹簧的作用下通过杆,8,使杠杆,7,的触头,1l,紧压在样板,12,上。,湖南工程学院,液压与气压传动,10.3,液压伺服系统实例,1,一工件；,2,一车刀；,3,一刀架；,4,一导轨；,5,一溜板；,6,一缸体及阀体；,7,一杠杆；,8,一杆；,9,一弹簧；,10,一阀心；,ll,一触头；,12,一样板,在车削圆柱面时，溜板,5,沿床身导轨,4,纵向移动。杠杆触销在样板的圆柱段内水平滑动，滑阀阀口不打开，刀架只能随溜板一起纵向移动，刀架在工件,1,上车出,AB,段圆柱面。,湖南工程学院,液压与气压传动,10.3,液压伺服系统实例,1,一工件；,2,一车刀；,3,一刀架；,4,一导轨；,5,一溜板；,6,一缸体及阀体；,7,一杠杆；,8,一杆；,9,一弹簧；,10,一阀心；,ll,一触头；,12,一样板,车削圆锥面时，触头沿样板的圆锥段滑动，使杠杆向上偏摆，从而带动阀心上移，打开阀口，压力油进入液压缸上腔，产生两腔的压力偏差，推动缸体连同阀体和刀架轴向后退,湖南工程学院,液压与气压传动,10.3,液压伺服系统实例,10.3.2,机械手伸缩运动伺服系统,图,10-8,机械手手臂伸缩运,1-,电液伺服阀；,2-,液压缸；,3-,机械手手臂；,4-,齿轮齿条机构；,5-,电位器；,6-,步进电机；,7-,电放大器,机械手应能按要求完成一系列动作，包括伸缩、回转、升降、手,腕动作等。,湖南工程学院,液压与气压传动,湖南工程学院,液压与气压传动,