4WS2EM系列德國REXROTH方向伺服閥工作原理
4WS2EM系列德國REXROTH方向伺服閥是液壓先導式2級或3級方向閥。由于它們的高動態特性,它們主要用于位置,力或壓力以及速度的閉環控制。博世力士樂液壓伺服閥負責控制壓力,流量或位置。
4WS2EM系列德國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、噴嘴、檔板、閥芯、閥套和控制腔組成(見圖)。當輸入線圈通入電流時,檔板向右移動,使右邊噴嘴的節流作用加強,流量減少,右側背壓上升;同時使左邊噴嘴節流作用減小,流量增加,左側背壓下降。閥芯兩端的作用力失去平衡, 閥芯遂向左移動。高壓油從S流向C2,送到負載。負載回油通過 C1流過回油口,進入油箱。閥芯的位移量與力矩馬達的輸入電流成正比,作用在閥芯上的液壓力與彈簧力相平衡,因此在平衡狀態下力矩馬達的差動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中作為執行元件(見液壓伺服系統)。在伺服系統中,液壓執行機構同電氣及氣動執行機構相比,具有快速性好、單位重量輸出功率大、傳動平穩、抗干擾能力強等特點。另一方面,在伺服系統中傳遞信號和校正特性時多用電氣元件。因此,現代高性能的伺服系統也都采用電液方式,伺服閥就是這種系統的必需元件。
伺服閥結構比較復雜,造價高,對油的質量和清潔度要求高。新型的伺服閥正試圖克服這些缺點,例如利用電致伸縮元件的伺服閥,使結構大為簡化。另一個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。利用這一性質就可通過電信號直接控制油流。
德國REXROTH 4WS2EM ... XL型閥門是電動兩級方向伺服閥。它們主要用于控制位置,力,壓力或速度。
該閥由一個機電轉換器(扭矩電動機)(1),一個液壓放大器(噴嘴擋板系統)(2)和一個位于套筒(第二級)中的控制閥芯(3)組成,該套筒與扭矩連接電機通過機械反饋。
扭矩電動機的線圈(4)上的電輸入信號通過作用在電樞(5)上的永磁體產生力,并與扭矩管(6)產生扭矩。這導致通過螺栓連接到扭矩管(6)的擋板(7)從兩個控制噴嘴(8)之間的中心位置移動,并在控制閥芯的前側形成壓力差(3)。壓差導致控制閥芯改變其位置,這導致壓力端口連接到一個執行器端口,同時另一個壓力執行器端口連接到回流端口。
控制閥芯(3)通過彎曲彈簧(機械反饋)(9)連接到擋板或扭矩電機。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的電磁扭矩平衡,并且噴嘴擋板系統處的壓差變為零為止。
控制閥芯(3)的行程以及伺服閥的流量與輸入電信號成比例地控制。必須注意,流量取決于閥壓降。
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