主頁 > 技術文（wén）章 > 淺談關於液（yè）壓伺服係統的（de）研究 2024-09-30

淺（qiǎn）談關（guān）於（yú）液壓伺服係統的（de）研究

摘要：隨著液壓伺（sì）服控製技術的飛速發展，液壓伺服係統的應用越來越廣泛，隨之液壓伺服控製（zhì）也出（chū）現了一些新的特（tè）點，基於（yú）此對於液壓伺服係統的工作原理進行研究，並進一步探討液（yè）壓傳動的優（yōu）點和缺點和改造方向，以期能夠對於相關（guān）工作人員提供參考。
一、引言（yán）：
　　液（yè）壓控製技術是以流體力（lì）學、液壓傳動和液力（lì）傳動為基礎（chǔ），應用現代控（kòng）製（zhì）理論、模糊控製理論，將計算機（jī）技術、集成傳感器技術（shù）應用到液壓技術和電子技術中，為實現機械（xiè）工程自動化或生產現代化而發展起來的一門技術，它廣泛（fàn）的（de）應用於國民經濟的各行各業，在農業（yè）、化工、輕紡、交通運輸、機械製造中都有廣泛的（de）應用，尤其在高、新、尖（jiān）裝備中更為（wéi）突出。隨著機電一體化的進程不斷加快，技術裝各的工作精度、響應速度和自動化程度的（de）要求不斷（duàn）提高，對液壓控製技術的要求（qiú）也越來越高（gāo），文章基於此，首先分析了液壓伺服控製係（xì）統的工作特點，並進一步探討了液壓傳（chuán）動的優點和缺點和改造方向。
二、液壓伺服控製係（xì）統原理：
　　目前以高壓液體作為驅（qū）動（dòng）源的伺服係統在各行各業應用十（shí）分的廣泛，液壓伺服控製具有（yǒu）以下（xià）優點：易於實現（xiàn）直線運動的速度位移及力控製，驅動力、力矩和功率大，尺（chǐ）寸小重量輕，加（jiā）速性能好，響應速度快，控製精度高，穩定性容易保證等。
　　液（yè）壓伺服控製係統的工作特點：　(1)在係統的（de）輸出和輸入之間存在反饋（kuì）連（lián）接（jiē），從而組成閉環控製係統。反饋介（jiè）質可以是機械的，電（diàn）氣的、氣動的、液壓的或它們的組合形式（shì）。(2)係統的主（zhǔ）反饋是負反饋，即（jí）反饋信號與（yǔ）輸入信號相反，兩者相比較得偏差（chà）信號控製液壓能源，輸入到液壓元件的能（néng）量，使其向減小偏差的（de）方向移動，既以偏差來減小偏差。　(3)係統的輸入信號的功率很小，而係統的輸出功率可以達到很大。因此它是一個功率（lǜ）放大裝置，功率放大所需的能量由液壓能源供（gòng）給，供給能量的控製是根據伺（sì）服係統偏差大小自動（dòng）進行的。
　　綜上所述，液壓伺服（fú）控製係統的工作原理就是流體動力的反饋（kuì）控製。即利用反饋連接得到偏差信（xìn）號（hào），再利（lì）用偏差信號去控製液壓能（néng）源輸入到係統的能量，使係統向著減小偏差的方向變化，從而使係統的實際輸出與希望值相符。
　　在液壓伺服控（kòng）製係統中，控製信號的形（xíng）式有機（jī）液伺服係統、電液（yè）伺服係統和（hé）氣液伺服係統。機液（yè）伺服係統中係統的給定、反饋（kuì）和比較環節采用機械（xiè）構件，常（cháng）用於飛機舵麵操縱係統、汽車轉向裝置和液壓仿形機床及工程機（jī）械。但反饋機構中的摩擦、間（jiān）隙和慣（guàn）性會對係統精（jīng）度產生不（bú）利影響。電液伺服係統（tǒng）中誤差信號的檢測、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計（jì）算（suàn）機（jī），形成模（mó）擬伺服係統、數字伺服係統（tǒng）或數（shù）字模擬混合伺服係統。電液伺服係統具有控製精度高、響應速度高、信號處理靈活和應用廣泛等優點，可以組成位置、速度和力等方麵的伺服係統。
三、液壓傳動帕優（yōu）點和缺點：
　　液壓傳動（dòng）係統的（de）主要優點液壓傳動之所以能得到廣泛的應用，是因為它與機械傳動、電氣傳（chuán）動相比，具有以下主要（yào）優點：
　　1、液壓傳動（dòng）是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈（líng）活的布置傳動機構，這是比機械傳動優越（yuè）的地方。例如，在（zài）井下抽取石油的泵可采用液（yè）壓（yā）傳動來驅動，以克服長驅動軸效率低的缺點。由於（yú）液壓缸（gāng）的推力很大，且（qiě）容易布置。在挖掘機等重型工程機械上已（yǐ）基本取代了老式的機（jī）械傳動，不（bú）僅操作方便，而且外形美觀大方（fāng）。
　　2、液壓傳動裝置的重（chóng）量輕、結構緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達（dá）的體積為電動機的12％～13％。液（yè）壓泵和液壓馬達單位功率的（de）體積目前是發電機和（hé）電動機的1／10，可在大（dà）範圍（wéi）內實現無級調速。借助閥或變量泵、變量馬達可（kě）實現（xiàn）無級調（diào）速，調速範圍可達1：2000，並可在液壓裝（zhuāng）置運行的過程中進行調速。
3、傳遞運動均勻（yún）平穩（wěn），負載變化時速度較穩定。因此，金（jīn）屬切削機床中磨床的傳動（dòng）現在幾乎都采（cǎi）用液壓傳動。液壓裝置易於實現過載保護，使用安全、可靠，不會因過載而造成主件損壞：各液壓（yā）元件能同時自行潤滑，因此使用壽命長。液壓傳動容易實（shí）現自動化。借助於各種（zhǒng）控製閥（fá），特別是采（cǎi）用液壓（yā）控製和電（diàn）氣控製結合（hé）使用時，能很容易（yì）的（de）實現複雜的自動工作循環，而且可以實現遙控。液壓元件己實（shí）現了標準化、係列化（huà）、和通用化，便於設計、製造和推廣使用。
　　液壓傳動係統的主要缺點：1液壓係統的漏油（yóu）等（děng）因素，影響運動的平穩性（xìng）和正（zhèng）確性，使液壓傳動不能保證嚴格的傳動比：2液壓傳（chuán）動對油溫的變化（huà）比（bǐ）較敏感，溫度變化時，液體勃性（xìng）變化引起運動特性變化，使（shǐ）工作穩定性受到影響，所以不宜在溫度變化很（hěn）大的環境（jìng）條件下工作（zuò）：3為（wéi）了減（jiǎn）少泄漏以及滿足某些（xiē）性能上的要求，液壓元件製造和裝配（pèi）精度要求比較高，加工（gōng）工藝比（bǐ）較複雜。液壓傳動要求有單獨的（de）能（néng）源，不像電源那樣使用方（fāng）便。液壓係統發生的故障不易檢查（chá）和排除（chú）。
　　總之，液壓傳動的優點是主要的，隨著設計製（zhì）造和使用水（shuǐ）平的不斷提高，有些缺點正在逐步加以克服。
四、機床數控改造方向：
　　 (一)加工精度。精度是機床必須保證的一項性能（néng）指標（biāo）。位置伺服控製係統的位置精度在很大程度上決定了數（shù）控（kòng）機（jī）床的加（jiā）工精度。因（yīn）此位置精度是一個極為重要的指標。為了保證有足夠的位置精度，一方麵是正確（què）選擇係統中開環放大倍數的大小，另一方麵是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環控製係統中，對於檢測元件本身（shēn）的誤差和被檢測量（liàng）的偏差是很難區分出來的，反饋檢（jiǎn）測元件的精度對係統的精度常常起著決定性的作用。在設計數控機床（chuáng）、尤其是高精度或太中型數控機床時，必須（xū）精心選用檢測元件。所選擇的測量係統的分辨率或脈衝當量，一般要求比加工精（jīng）度高一（yī）個數量級。總之，高精度的控製係統必須有（yǒu）高精度（dù）的檢測元件作為保證。
　　(二)先（xiān）局部後整體。確定改（gǎi）造步驟時，應把整個電氣設備部分改造先分成若幹個子係統進行，如數控係（xì）統、測量係（xì）統、主軸、進給係統、麵板控製與強電部分等，待各係統基本成（chéng）型後再互聯完（wán）成全係統工作。這樣可使改造工作減少遺漏（lòu）和差錯。在每個（gè）子係統工作中，應先做技術（shù）性較低的、工作量較大的工（gōng）作，然後做技術性高的、要（yào）求精細的工作，做到先易後難、先（xiān）局部後（hòu）整體，有條不（bú）紊、循序漸進。
　　(三)提高可靠性。數控機床是一種高精度、高效（xiào）率的自動化設備，如（rú）果發生故障其損失（shī）就更大，所以提（tí）高數控機床的可靠性就顯得尤為重要。可靠度是評價可靠性的主要定量指標之（zhī）一，其定義（yì）為：產品在規定（dìng）條件下和規定時間內，完成規定功能的概率。對數控機床來說，它的規定條件是指其環境（jìng）條件、工作條（tiáo）件及工作（zuò）方式等，例如溫度、濕度、振動、電源、幹擾強度和操作規程等（děng）。這裏的功能主要（yào）指數控機床的使用功能，例如數控機床（chuáng）的各種機能，伺服性能等。
　　

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