电液伺服阀工作原理

1、电液伺服与比例控制电液伺服与比例控制机械工程系机电教研室机械工程系机电教研室第第2 2讲讲 电液伺服阀电液伺服阀Wenzhou Vocational & Technical College第第2 2讲讲 电液伺服阀电液伺服阀 电液伺服阀电液伺服阀既是既是电液转换元件电液转换元件，又是，又是功功率放大元件率放大元件。它能够将输入的微小电气。它能够将输入的微小电气信号转换为大功率的液压信号信号转换为大功率的液压信号(流量与压流量与压力力)输出。输出。 电液伺服阀电液伺服阀控制精度高控制精度高、响应速度快响应速度快，是一种高性能的电液控制元件，在液压是一种高性能的电液控制元件，在液压伺服系统

2、中得到了广泛的应用。伺服系统中得到了广泛的应用。航天十八所伺服阀产品航天十八所伺服阀产品 三级电液伺服阀三级电液伺服阀 喷嘴挡板伺服阀喷嘴挡板伺服阀 电液伺服阀的工作原理电液伺服阀的工作原理一、电液伺服阀的工作原理一、电液伺服阀的工作原理 在没有控制信号的情况下在没有控制信号的情况下，力矩马达的衔铁处于平衡位置，力矩马达的衔铁处于平衡位置，挡板停在两喷咀中间。高压油自油口流入，经油滤后分四路挡板停在两喷咀中间。高压油自油口流入，经油滤后分四路流出。其中两路流经左、右固定节流孔，到阀芯左、右两端，流出。其中两路流经左、右固定节流孔，到阀芯左、右两端，再经左、右喷嘴喷出，汇集在流溢腔内，然后经回油

3、节流孔再经左、右喷嘴喷出，汇集在流溢腔内，然后经回油节流孔从回油口流出。另外两路高压油分别流到阀套上被阀芯左、从回油口流出。另外两路高压油分别流到阀套上被阀芯左、右两凸肩盖住的窗口处，而不能流入负载油路右两凸肩盖住的窗口处，而不能流入负载油路(与作动筒相通与作动筒相通的油路的油路)。 当有控制信号时当有控制信号时，力矩马达衔铁带动挡板组件偏转一个角度，力矩马达衔铁带动挡板组件偏转一个角度，致使阀芯偏离中间位置致使阀芯偏离中间位置(如向右移动如向右移动)。结果阀芯的右凸肩将窗。结果阀芯的右凸肩将窗孔打开，使高压油与作动筒进油管路接通，阀芯的中间凸肩孔打开，使高压油与作动筒进油管路接通，阀芯的中间

4、凸肩左端将回油窗口打开，使之与作动筒的回油接通，这样，伺左端将回油窗口打开，使之与作动筒的回油接通，这样，伺服阀就可控制作动筒运动。服阀就可控制作动筒运动。 当控制信号改变极性当控制信号改变极性，则伺服阀控制的负载油路的高压油路，则伺服阀控制的负载油路的高压油路和回油路对换，使作动筒运行改变方向。和回油路对换，使作动筒运行改变方向。力反馈式电液伺服阀的方框图力反馈式电液伺服阀的方框图电液伺服阀图形符号电液伺服阀图形符号力矩马达力矩马达（力马达）（力马达）液压放大器液压放大器反馈机构反馈机构（平衡机构）（平衡机构）二、电液伺服阀的组成二、电液伺服阀的组成SSNNpSpS1234567891011

5、12pL, QL1信号线信号线; 2永磁体永磁体; 3线圈线圈; 4衔铁衔铁; 5弹簧管弹簧管; 6喷嘴喷嘴; 7挡板挡板; 8反馈弹簧杆反馈弹簧杆; 9阀芯阀芯; 10固定阻尼孔固定阻尼孔; 11过滤器过滤器; 12阀体阀体 力反馈两级电液伺服阀结构原理图力反馈两级电液伺服阀结构原理图反馈机构（或平衡机构）：反馈机构（或平衡机构）：使伺服阀的输出压力或流量与输使伺服阀的输出压力或流量与输入入 电气控制信号成比例，使伺服阀本身成电气控制信号成比例，使伺服阀本身成为闭环系统为闭环系统平衡机构：平衡机构：用于单级伺服阀和两级弹簧对中式伺服阀，通常为用于单级伺服阀和两级弹簧对中式伺服阀，通常为各种弹

6、性元件，为一力各种弹性元件，为一力-位移转换元件位移转换元件力矩马达（或力马达）：力矩马达（或力马达）：将电气信号转换为力矩或力将电气信号转换为力矩或力液压放大器：液压放大器：控制流向液压执行机构的流量或压力控制流向液压执行机构的流量或压力阀流量较大时，采用两级或三级电液伺服阀的形式。包括液阀流量较大时，采用两级或三级电液伺服阀的形式。包括液压前置级和功率级压前置级和功率级液压前置级：液压前置级：单（双）喷嘴挡板阀、滑阀、射流管阀、射流单（双）喷嘴挡板阀、滑阀、射流管阀、射流元件元件功率级：功率级：滑阀滑阀力反馈力反馈反馈弹簧杆动作示意图反馈弹簧杆动作示意图单级伺服阀：单级伺服阀：结构简单、价

7、格低廉、输出流量小、稳定性差结构简单、价格低廉、输出流量小、稳定性差三、电液伺服阀的分类三、电液伺服阀的分类1.按放大器的级数分：按放大器的级数分：两级伺服阀：两级伺服阀：最常用最常用三级伺服阀：三级伺服阀：两级伺服阀两级伺服阀+功率滑阀，电反馈，流量大于功率滑阀，电反馈，流量大于 200L/min2.按第一级阀（放大器）的结构形式分：按第一级阀（放大器）的结构形式分： 滑阀、单（双）喷嘴挡板阀、射流管阀、偏转板射流阀滑阀、单（双）喷嘴挡板阀、射流管阀、偏转板射流阀3.按反馈形式分：按反馈形式分： 位置反馈、负载流量反馈、负载压力反馈位置反馈、负载流量反馈、负载压力反馈四、力矩马达四、力矩马达

8、 电气电气-机械转换器机械转换器 利用电磁原理工作利用电磁原理工作1.力矩马达的分类及要求力矩马达的分类及要求（1） 分类分类1）可动件运动形式：）可动件运动形式：直线位移式（力马达）、角位移式（力矩马达）直线位移式（力马达）、角位移式（力矩马达）2）可动件结构形式：）可动件结构形式：动铁式（衔铁）、动圈式（控制线圈）动铁式（衔铁）、动圈式（控制线圈）3）极化磁场产生的方式：）极化磁场产生的方式：非激磁式（控制线圈差动连接）、固定电流激磁非激磁式（控制线圈差动连接）、固定电流激磁（激磁线圈，大的极化磁通，结构复杂，体积大）、永磁式（永久磁铁，（激磁线圈，大的极化磁通，结构复杂，体积大）、永磁式

9、（永久磁铁，结构简单、重量轻、获得的极化磁通小）结构简单、重量轻、获得的极化磁通小）（2）对力矩马达的要求）对力矩马达的要求1）产生足够的力或行程，）产生足够的力或行程，体积小、重量轻体积小、重量轻2）动态性能好、）动态性能好、响应速度快响应速度快3）直线性好、死区小、灵敏度高、磁滞小直线性好、死区小、灵敏度高、磁滞小4）特殊情况下特殊情况下，要求抗振、抗冲击、不受环境温度和压力影响，要求抗振、抗冲击、不受环境温度和压力影响2.力矩马达工作原理力矩马达工作原理永磁动铁式力矩马达永磁动铁式力矩马达 用弹簧管支承衔铁的力矩马达用弹簧管支承衔铁的力矩马达11弹簧管，弹簧管，22液压放大元件液压放大元

10、件 用弹簧管支承衔铁的力矩马达1弹簧管，2液压放大元件 在在零位零位时，衔铁时，衔铁正好处于四个气隙的正好处于四个气隙的中间位置，弹簧管也中间位置，弹簧管也正好在正中零位。当正好在正中零位。当输入输入 i而产生电磁力而产生电磁力矩后，电磁力矩使衔矩后，电磁力矩使衔铁偏转，弹簧管也受铁偏转，弹簧管也受力歪斜变形，作用在力歪斜变形，作用在衔铁上的衔铁上的电磁力矩电磁力矩与与弹簧管变形时的弹簧管变形时的弹性弹性力矩力矩平衡，也就是电平衡，也就是电磁力矩磁力矩Td通过弹簧管通过弹簧管弯曲变形而转化为衔弯曲变形而转化为衔铁的角位移。铁的角位移。 例：带钢恒张力控制系统例：带钢恒张力控制系统1张力调节液压缸；2牵引辊；3热处理炉；4、4转向辊；5力传感器；6浮动阀；7电液伺服阀；8加载装置；9电放大器 在带钢生产过程中，要求控制带钢的张力。在带钢生产过程中，要求控制带钢的张力。牵引辊牵引辊2 2牵引带钢移动，加载装置牵引带钢移动，加载装置8 8使带钢保持使带钢保持一定的张力。当张力由于某种干扰发生波动，一定的张力。当张力由于某种干扰发生波动，通过设置在转向辊通过设置在转向辊44轴承上的力传感器轴承上的力传感器5 5检