圖文詳解液壓伺服系統(tǒng)

什么是液壓伺服系統(tǒng)

液壓伺服系統(tǒng)是由液壓動力機構(gòu)和反饋機構(gòu)組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其位移、速度、力等輸出量，能自動、快速、準確地隨著輸入量的變化而變化，同時可大幅度 放大輸出功率 ，也是一個功率放大裝置。

液壓伺服系統(tǒng)是一種液壓控制系統(tǒng)，與普通的液壓系統(tǒng)相比，它更為復雜。由以下基本元件組成：

液壓伺服系統(tǒng)組成

輸入元件——將給定值加于系統(tǒng)的輸入端的元件，可以使機械的、電器的、液壓的，或者是其他的組合形式。

反饋測量元件——測量系統(tǒng)的輸出量并轉(zhuǎn)換成反饋信號的元件，如各種類傳感器。

比較元件——將反饋信號與輸入信號進行比較,得出偏差信號后加于放大裝置，該元件一般不單獨存在。

放大、能量轉(zhuǎn)換元件 ——將誤差信號放大，并將各種形式的信號轉(zhuǎn)換成大功率的液壓能量的元件。電氣伺服放大器、電液伺服閥均屬于此類元件。

執(zhí)行元件——將產(chǎn)生調(diào)節(jié)動作的液壓能量加于控制對象上的元件，如液壓缸或液壓馬達。

控制對象——各類生產(chǎn)設(shè)備，如機器工作臺、刀架等

液壓伺服系統(tǒng)原理

伺服液壓系統(tǒng)的工作原理是：利用反饋連接得到偏差信號，再利用偏差信號去控制液壓能源輸入到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，從而使系統(tǒng)的實際輸出與希望值相符 。

伺服液壓系統(tǒng)工作原理方塊圖

如下圖，是一個簡單的液壓伺服系統(tǒng)原理圖。液壓泵4是系統(tǒng)的能源，它以恒定壓力向系統(tǒng)供油，供油壓力由溢流閥3調(diào)定。 四通滑閥1是一個轉(zhuǎn)換放大元件(伺服閥)，把輸入的機械信號(位移或速度)轉(zhuǎn)換成液壓信號(流量或壓力) 并放大輸出至液壓缸2。 液壓缸作為執(zhí)行元件，輸入壓力油的流量，輸出運動速度(或位移)，從而帶動負載移動。 四通滑閥和液壓缸制成一個整體，構(gòu)成了反饋連接。

伺服液壓系統(tǒng)原理圖

1四通滑閥，2液壓缸，3溢流閥，4液壓泵

當滑閥1處于中間位置時，閥的四個窗口均關(guān)閉，閥沒有流量輸出，液壓缸2不動，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。

給滑閥一個向右的輸入位移Xi，則窗口a 、b有一個相應的開口量 Xv=Xi ，液壓油經(jīng)窗口a進入液壓缸右腔，左腔油液經(jīng)窗口b排出，缸體右移Xp，由于缸體和閥體是一體的，因此閥體也右移Xp。因滑閥受輸入端制約，則閥的開口量減小，直到Xp=Xi，即Xv=0，閥的輸出流量等于零，缸體才停止運動，處于一個新的平衡位置上，從而完成了液壓缸輸出位移對滑閥輸入位移的跟隨運動 。如果滑閥反向運動，液壓缸也反向跟隨運動。

在該系統(tǒng)中，輸出位移Xp之所以能夠精確地復現(xiàn)輸入位移 Xi 的變化，是因為缸體和閥體是一個整體，構(gòu)成了 閉環(huán)控制系統(tǒng) 。 在控制過程中，液壓缸的輸出位移能夠連接不斷地回輸?shù)介y體上，與滑閥的輸入位移相比較，得出兩者之間的 位置偏差 。 因此，壓力油就要進入并驅(qū)動液壓缸運動，使閥的開口量(偏差)減小，直至輸出位移與輸入位移相一致時為止。

伺服液壓系統(tǒng)的特點

伺服液壓系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛的應用，如飛機的舵面控制、機床仿型裝置、船舶的舵機系統(tǒng)等。

與普通液壓系統(tǒng)比較，伺服液壓系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

1.與機電執(zhí)行機構(gòu)相比，伺服液壓系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)的體積和重量小很多。 隨著功率的增加，其體積和重量的增加遠小于相同功率的機電執(zhí)行機構(gòu)的體積和重量的增加速度。

2.液壓執(zhí)行機構(gòu) 傳動平穩(wěn)、抗干擾能力強 。

3.液壓執(zhí)行機構(gòu)的 調(diào)速范圍廣 ，功率增益高。

4.位置、壓力等數(shù)值直接輸入，操作簡 單 。

5.工作時，其壓力和位移全過程都可以顯示在液晶顯示頻上，全過程可進行在線管理。

6.其外端是連接在電腦上的，能把數(shù)據(jù)進行壓裝保存到計算機當中，從而確保數(shù)據(jù)的可追溯性，便于管理。

審核編輯：湯梓紅