,总目录,返回本章,下一页,上一页,结束,总目录,返回本章,返回本节,下一页,上一页,结束,总目录,返回本章,返回本节,下一页,上一页,结束,总目录,返回本章,返回本节,下一页,上一页,结束,总目录,返回本章,返回本节,下一页,上一页,结束,本章目录,教学要求,重点难点,总目录,结 束,伺服系统又称随动系统或跟踪系统，是一种自动控制系统。在这种系统中，执行元件能以一定的精度自动地按照输入信号的变化规律而动作。用液压元件组成的伺服系统称为液压伺服系统。,液压伺服系统,教学要求,掌握解液压伺服系统的工作原理,熟悉伺服系统工作的四个特点,熟悉液压伺服控制原件及电液伺服阀的原理与用途,了解常见各种伺服阀的类型，工作原理与特点,能分析一般液压伺服系统的工作原理,重点难点,液压伺服刀架的工作原理,液压伺服系统的特点,各种液压伺服阀的原理及应用,电液伺服阀的原理与用途,典型,液压伺服系统的工作原理,本章目录,第二节 典型的液压伺服控制元件,第一节 概 述,第三节 电液伺服阀,第四节 液压伺服系统实例,第一节 概述,液压伺服系统的工作原理,仿形刀架装在车床床鞍后部，随床鞍一起作纵向移动，并按照样件的轮廓形状车削工件；样件安装在床身支架上，是固定不动的。液压泵站则放在车床附近的地面上，与仿形刀架以软管相连。,液压仿形刀架工作原理,仿形刀架的活塞杆固定在刀架底座上，液压缸的缸体,6,、杠杆,8,、伺服阀体,7,是和刀架,3,连在一起的，可在刀架底座的导轨上沿液压缸轴向移动。伺服阀芯,10,在弹簧的作用下通过阀杆,9,将杠杆,8,上的触销,11,压在样件,12,上。由液压泵,14,来的油经滤油器,13,通入伺服阀的,A,口，并根据阀芯所在位置经,B,或,C,通入液压缸的上腔或下腔，使刀,架,3,和车刀,2,退离或切入工件,1,。,液压伺服系统的工作原理,液压伺服系统的工作原理,车削圆柱面时，溜板沿床身,导轨,4,纵向移动。杠杆触销在样,件上水平段滑动，阀口不打开，,刀架跟随溜板一起纵向移动，车,刀在工件,1,上车出圆柱面；车削,圆锥面时，触销沿样件斜线滑动，,杠杆向上方偏摆，带动阀芯上移，,阀口打开，压力油进入缸上腔推,动缸体连同阀体和刀架后退。阀,体后退逐渐关小阀口，直至关闭。触销在样件上不断抬起，刀架也就不断后退运动，运动合成使刀具在工件上车出圆锥面。,其它曲面形状或凸肩都是合成切削的结果。,如图所示，,v,1,、,v,2,和,v,分别表示溜板带动刀架的纵向,运动速度、刀具沿液压缸,轴向的运动速度和刀具的实际合成速度。,液压伺服系统特点,1,）跟踪：输出跟踪输入,2,）放大：输出大于输入,3,）误差：输出滞后输入,4,）反馈：输出减小输入,液压伺服系统分类,按输出物理量分,：位置、速度、力伺服系统,按信号分类,：机液、电液、气液伺服系统,按元件分,：阀控系统、泵控系统,特点：,泵承载能力大、控制精度高、响应速度快自动 化程度高、体积小；但是，元件造价高，对油要求高，反应灵敏度高，效率较低。,第二节 典型的液压伺服控制元件,常见的液压伺服控制元件有滑阀、射流管阀和喷嘴挡板阀等,滑阀,单边节流滑阀,滑阀控制边的开口,量,x,s,控制着液压缸右,腔的压力和流量，从,而控制液压缸运动的,速度和方向。,双边节流滑阀,压力油一路直接进入,液压缸有杆腔，另一路经,滑阀左控制边的开口,x,s1,和,液压缸无杆腔相通，并经,滑阀右控制边,x,s2,流回油箱。,当滑阀向左移动时，,x,s1,减小，,x,s2,增大，液压缸无杆腔压力,p,1,减小，两腔受力不平衡，缸体向左移动。反之缸体向右移动。,四边节流滑阀,滑阀有四个控制,边，开口,x,s1,、,x,s2,分,别控制进入缸两腔的,压力油，开口,x,s3,、,x,s4,分别控制液压缸两腔,的回油。当滑阀向左,移动时，液压缸左腔,的进油口,x,s1,减小，回,油口,x,s3,增大，使,p,1,迅速减小；与此同时，液压缸右腔的进油口,x,s2,增大，回油口,x,s4,减小，使,p,2,迅速增大。这样就使活塞迅速左移。,三种节流边的对零状态,1,）负开口,（,x,s,0,）,有较大的不灵敏区，较少采用,2,）正开口,（,x,s,0,）工作精度较负开口高，但功率损耗大，稳定性也较差。,3,）零开口,（,x,s,=0,）其工作,精度最高，制造,工艺性差。,射流管阀,射流管阀由射流管,1,和接收板,2,组成。射流管可绕轴左右摆动一个不大的角度，接收板上有两个并列的接收孔,a,、,b,，分别与液压缸两腔相通。压力油从管道进入射流管后从锥形喷嘴射出，经接收孔进入液压缸两腔。,射流管偏向哪个接收孔，油缸相应的工作腔压力提高，缸体就向那个方向运动。,喷嘴挡板阀,由挡板,1,、喷嘴,2,和,3,、固定节流小孔,4,和,5,等元件组成。挡板和两个喷嘴之间形成两个可变截面的节流缝隙,1,和,2,。当挡板处于中间位置时，两缝隙所形成的液阻相等，两喷嘴腔内的油压相等，缸不,动。当输入信号使挡板向左偏,摆时，可变缝隙,1,关小,2,开大,p,1,上升,p,2,下降，缸体向左移动。,当喷嘴跟随缸体移动到挡板两,边对称位置时，缸运动停止。,第三节 电液伺服阀,电液伺服阀是电液联合控制的多级伺服元件，它能将微,弱的电气输入信号放大成大功率的液压能量输出。它具有控制精度高和放大倍数大等优，在液压控制系统中得到广泛的应用。在此着重介绍一种典型电液伺服阀的工作原理,电液伺服阀的组成,由力矩马达和液压放大器组成。,力矩马达,组成,由一对永久磁铁,1,、导磁体,2,和,4,、衔铁,3,、线圈,5,和内部悬置挡板,7,的弹簧管,6,等组成。,液压放大器,组成,置放大器,前置放大级是一个双,喷嘴挡板阀，它主要由挡板,7,喷嘴,8,节流孔,10,和滤油器,11,组成。,功率放大器,功率放大级主要由,滑阀,9,和挡板下部 的反馈弹簧片组,成。,电液伺服阀工作原理,力矩马达工作原理,磁铁把导磁体磁化成,N,、,S,极，形成磁场。衔铁和挡板,固连由弹簧支撑位于导磁体的,中间。挡板下端球头嵌放在滑,阀中间凹槽内；线圈无电流时，,力矩马达无力矩输出，挡板处,于两喷嘴中间；当输入电流通,过线圈使衔铁,3,左端被磁化为,N,极，右端为,S,极，衔铁逆时针偏转。弹簧管弯曲产生反力矩，使衔铁转过,角。电流越大,角就越大，力矩马达把输入电信号转换为力矩信号输出。,压力油经滤油器和节,流孔流到滑阀左、右两端,油腔和两喷嘴腔，由喷嘴,喷出，经阀,9,中部流回油箱,力矩马达无输出信号时，,挡板不动，滑阀两端压力相,等。当矩马达有信号输出时，挡板偏转，两喷嘴与挡板之间的间隙不等，致使滑阀两端压力不等，推动阀芯移动。,前置放大级工作原理,功率放大级工作原理,当前置放大级有压差信号,使滑阀阀芯移动时，主油路,被接通。滑阀位移后的开度,正比于力矩马达的输入电流，,则阀的输出流量和输入电流,成正比；当输入电流反向时，,输出流量也反向。滑阀移动,同时，挡板下端的小球亦随,同移动，使挡板弹簧片产生,弹性反力，阻止滑阀继续移动；挡板变形又使它在两喷嘴间的位移量减小，实现了反馈。当滑阀上的液压作用力和挡板弹性反力平衡时，滑阀便保持在这一开度上不再移动。,第四节 液压伺服系统实例,机械手伸缩运动伺服系统,包括四个伺服系统，分别控制机械手的伸缩、回转、升降和手腕的动作。以伸缩伺服系统为例，介绍其工作原理。,组成,它主要由电液伺服阀,1,、液压缸,2,、活塞杆带动的机械手 臂,3,、齿轮齿条机构,4,、,电位器,5,、步进电动,机,6,和放大器,7,等元,件组成。,工作原理,由数控装置发出的脉冲信号，使步进电机带动电位器,5,的动触头顺时针转过一定的角度,i,，使动触头偏离电位器中位，产生微弱电压,u,1,，经放大器,7,放大成,u,2,后输入电液伺服阀,1,的控制线圈，产生一定的开口量。时压力油以流量,q,流经阀的开口进入缸左腔，缸右腔油经伺服阀回油箱，活塞连同机械手手臂一起向右移动，行程为,x,v,；。当电位器中位和触头重合时，输出电压为零，阀口关闭，手臂移动停止。手臂移动行程决定于脉冲,数量，速度决定于脉冲,频率。当数控装置发反,向脉冲时，步进电机逆,时针转动，手臂缩回。,钢带张力控制系统,在图示的钢带张力控制系统中，,2,为牵引辊，,8,为加载装置，它们使钢带具有一定的张力。由于张力可能有波动，为此在转向辊,4,的轴承上设置一力传感器,5,，以检测带材的张力，并用伺服液压缸,1,带动浮动辊,6,来调节张力。当实测张力与要求张力有偏差时，偏,差电压经放大器,9,放大后,使得电液伺服阀,7,有输出,活塞带动浮动辊,6,调节钢,带的张紧程度以减少其偏,差，所以这是力控制系统。,组成：,机液位置控制伺服系统。,它是由随动滑阀,3,、液压缸,4,和差,动杆,1,等组成。,原理：,给差动杆上端个向右的,输入运动，使,a,点移至,a,位置，,这时活塞因负载阻力较大暂时不,移动，因而差动杆上的,b,点就以,c,支点右移至,b,点，同时使随动滑阀的阀芯右移，阀口,1,和,3,增大，而,2,和,4,则减小，从而导致液压缸的右腔压力增高而左腔压力减小，活塞向左移动；活塞的运动通过差动杆又反馈回来，使滑阀阀芯向左移动，这个过程一直进行到,b,点又回到,b,点，使阀口,1,和,3,与,2,和,4,分别减小与增大到原来的值为止。这时差动杆上的,c,点运动到,c,点。系统在新的位置上平衡。若差动杆上端的位置连续不断地变化，则活塞的位置也连续不断地跟随差动杆上端的位置变化而移动。,液压助力器,