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液压伺服系统工作原理及其电气故障诊断方法

2019年01月07日 10:45:33 供稿:网络

01液压伺服系统

液压伺服系统是使系统的输出量,如位移、速度或力等,能自动地、快速而准确地跟随输入量的变化而变化,与此同时,输出功率被大幅度地放大。

液压伺服控制是复杂的液压控制方式。液压伺服系统是一种闭环液压控制系统。

液压伺服系统

02液压伺服系统结构

输入元件给出输入信号,加于系统的输入端。

反馈测量元件测量系统的输出量,并转换成反馈信号。输入元件和反馈测量元件都可以是机械的,电气的,液压的或其组合。

液压伺服系统

比较元件将反馈信号与输入信号进行比较,产生偏差信号加于放大装置,该元件一般不单独存在。

03液压伺服系统原理图

下图示为一液压伺服系统原理图,Xi为阀芯位移(做为系统的输入量),Xp缸体位移(做为系统的输出量),系统中阀体和缸体作成一体,构成反馈连接。

液压伺服系统

系统中输出位移能够精确地复现输入位移的变化,同时它输入的机械量转换成很大的输出力,因此也是一个功率放大装置。

04液压伺服系统工作原理

如下所示是一个简单的液压伺服系统原理图。

液压泵4是系统的能源,它以恒定的压力向系统供油,供油压力由溢流阀3调定。四通滑阀1是一个转换放大元件(伺服阀),把输入的机械信号(位移或速度)转换成液压信号(流量或压力)并放大输出至液压缸3。液压缸作为执行元件,输入压力油的流量,输出运动速度(或位移),从而带动负载移动。四通滑阀和液压缸制成一个整体,构成了反馈连接。

液压伺服系统

当滑阀处于中间位置时,阀的四个窗口均关闭,阀没有流量输出,液压缸2不动,系统处于静止状态。给滑阀一个向右的输入位移Xi,则窗口a、b便有一个相应的开口量Xv=Xi,液压油经窗口a进入液压缸右腔,左腔油液经窗口b排出,缸体右移Xp,由于缸体和阀体是一体的,因此阀体也右移Xp。因滑阀受输入端制约,则阀的开口量减小,直到Xp=Xi,即Xv=0,阀的输出流量等于零,缸体才停止运动,处于一个新的平衡位置上,从而完成了液压缸输出位移对滑阀输入位移的跟随运动。如果滑阀反向运动,液压缸也反向跟随运动。

在该系统中,输出位移Xp之所以能够精确地复现输入位移Xi的变化,是因为缸体和阀体是一个整体,构成了闭环控制系统.在控制过程中,液压缸的输出位移能够连接不断地回输到阀体上,与滑阀的输入位移相比较,得出两者之间的位置偏差,即滑阀的开口量。因此,压力油就要进入并驱动液压缸运动,使阀的开口量(偏差)减小,直至输出位移与输入位移相一致时为止。液压伺服系统的工作原理用如图所示的方块图来表示:

液压伺服系统

液压伺服系统的基本工作原理就是利用液压流体动力的闭环控制,即利用反馈连接得到偏差信号,再利用偏差信号去控制液压能源输入到系统的能量,使系统向着减小偏差的方向变化,从而使系统的实际输出与希望值相符。

液压伺服系统电气故障诊断方法

当前,液压系统故障诊断是比较难得技术问题,故障表现往往是多种多样的,如何排除液压系统电气故障,这里给大家分享一些办法。

1.首先深入现场全面了解故障状况,向操作人员询问设备出现故障前后的工作状况和异常现象,了解过去是否发生过类似情况及处理经过。

2.现场操作观察如果设备仍能动作,并且带病动作不会使故障范围扩大,应当起动设备,操作有关控制机构,观察故障现象及各参数状态的变化,与操作人员提供的情况联系起来进行比较和分析。

3.查阅技术资料对照本次故障现象,查阅《液压系统工作原理图》(如上文分享)以及《电气控制原理图》,弄清液压系统的构成、故障所在的部位及相关部分的工作原理、液压元件的结构性能及其在伺服系统中的作用以及安装位置。

同时,查阅设备技术档案,看过去是否发生过同类或类似现象的故障,是否发生过与本次故障可能相关联的故障,以及处理的情况,以帮助故障判断。

4.确诊故障根据工作原理,结合调查了解和自己观察到的现象,作出一个初步的故障判断,然后根据这个判断进行一步的检查与试验,肯定或修正这个判断,直至最后将故障确诊。

5.修理实施阶段应根据实际情况,本着“先外后内,先调后拆”的原则,制订出修理工作的具体措施和步骤,有条不紊地进行修理。

6.总结经验故障排除后,总结有益的经验和方法,找出防止故障发生的改进措施。

7.记载归档将本次伺服液压系统故障的发生、判断、排除或修理的全过程详细记载后归入设备技术档案备查。

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