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液压传动技术. 液压传动工作原理. 1-油箱;2-过滤器;3、12、14-回油管 ; 4-液压泵;5-弹簧;6-钢球;7-溢流阀; 8-压力支管;9-开停阀;10-压力管;11-开停手柄;13-节流阀;15一换向问; 16-换向阀手柄;17-活塞;18-液压缸;19-工作台. 机床工作台液压系统的工作原理图. 2. 液压传动的组成和表示方法. 2.1 系统的组成 液压系统主要由以下四部分组成： （ 1）能源装置——把机械能转换成油液液压能的装置。最常见的形式就是液压泵，它给液压系统提供压力油。
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1-油箱;2-过滤器;3、12、14-回油管 ; 4-液压泵;5-弹簧;6-钢球;7-溢流阀; 8-压力支管;9-开停阀;10-压力管;11-开停手柄;13-节流阀;15一换向问; 16-换向阀手柄;17-活塞;18-液压缸;19-工作台 机床工作台液压系统的工作原理图
2. 液压传动的组成和表示方法 2.1 系统的组成 液压系统主要由以下四部分组成： （ 1）能源装置——把机械能转换成油液液压能的装置。最常见的形式就是液压泵，它给液压系统提供压力油。 （ 2）执行元件——把油液的液压能转换成机械能的元件。有作直线运动的液压缸，或作回转运动的液压马达。 （ 3）控制调节元件——对系统中油液压力、流量或油液流动方向进行控制或调节的元件。例如图绪2中的溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。这些元件的不同组合形成了不同功能的液压系统。 （ 4）辅助元件——上述三部分以外的其他元件，例如油箱、过滤器、油管等。它们对保证系统正常工作有重要作用。 气压传动系统，则除了能源装置—气源装置，执行元件一气缸、气马达，控制元件—气动阀，辅助元件—管道、接头、消声器外，常常还装有一些完成逻辑功能的逻辑元件等。
2.2 系统的图形符号表示 1—油箱；2—过滤器；3—液压泵；4—溢流阀；5—开停阀；6—节流阀；7—换向阀；8—活塞；9—液压缸；10—工作台 机床工作台液压系统的图形符号图
3. 液压传动优点 （1）在同等的体积下，液压装置能比电气装置产生出更多的动力。 （2）液压装置工作比较平稳。 （3）液压装置能在大范围内实现无级调速（调速范围可达2000），它还可以在运行的过程中进行调速。 （4）液压传动易于自动化，它对液体压力、流量或流动方向易于进行调节或控制。 （5）液压装置易于实现过载保护。 （6）由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，液压系统的设计，制造和使用都比较方便。 （7）用液压传动实现直线运动远比用机械传动简单。
液压传动的缺点 （l）液压传动在工作过程中常有较多的能量损失（摩擦损失、泄漏损失等），长距离传动时更是如此。 （2）液压传动对油温变化比较敏感，它的工作稳定性很易受到温度的影响，因此它不宜在很高或很低的温度条件下工作。 （3）为了减少泄漏，液压元件在制造精度上的要求较高，因此它的造价较贵，而且对工作介质的污染比较敏感。 （4）液压传动出现故障时不易找出原因。
4. 液压传动的应用 液压传动在各类机械行业中的应用实例
5. 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。
执行元件 被控对象 放大元件 传感器1 传感器2 比较元件 指令元件 5.1 采用电压比较的液压工作台位置控制系统
Ui DU Ka - UP Ka 电压 比较 Ka
控制框图 放大元件 工作台 I Ka 液压能源 电压 比较 Xi 扰 动 液压动力元件 Ui I XP 指令 E 被控 工作台 指令 电位器 电放大 Ka 伺服阀 液压缸 - UP 反馈 电位器 • 控制系统组成： • 被控对象 • 指令元件 • 比较元件 • 指令传感器 • 反馈传感器 • 动力元件（阀、缸）
执行元件 被控对象 放大元件 传感器1 传感器2 比较元件 指令元件 5.2 采用电压比较的电动工作台位置控制系统
电源 Xi 扰 动 I XP 指令 被控 工作台 可控硅 控制框图 • 控制系统组成： • 被控对象 • 指令元件 • 比较元件 • 指令传感器 • 反馈传感器 • 动力元件（可控硅、电机） 工作台 E 将液压动力元件（伺服阀、缸）换成电动力元件（可控硅与电动机） Ka 电压 比较 电动力元件 Ui E 指令 电位器 电放大 Ka 电机 - UP 反馈 电位器
指令传感器K1 F2 F1 反馈传感器K2 5.3 采用力比较的液压工作台位置控制系统 F2=Xp*K2 F1=Xi*K1
F1 F2 反馈传 感器 指令传感器 F1 DF 伺服阀 K1 - F2 K2 比较元件 力比较 xv 1 K1+K2 Xi XP
指令传感器 F2 F1 反馈传 感器 液压能源 Xi 扰 动 液压动力元件 F1 xv XP 指令 被控 工作台 指令 传感器K1 伺服阀 F2 反馈 传感器K2 控制框图 工作台 采用力比较方式，用弹簧作为位移-力传感器，以阀芯作为力比较元件。 Ka 力比较 DF 1 K1+K2 液压缸 -
指令元件与阀芯相连 受控对象与阀套相连 5.4 采用直接位置比较的液压工作台位置控制系统 Xi=X芯 Xp=X套
对象与阀套连 指令与阀连 阀芯与阀套 位置比较 Xi X芯 Xv 1 伺服阀 阀芯阀套直接位置比较 - X套 XP 1
指令传感器 反馈传 感器 阀芯与阀套 Xi 扰 动 XP 指令 被控 工作台 1 1 控制框图 工作台 采用阀芯阀套直较方式 Ka 位置比较 X芯 Xv 伺服阀 液压缸 - X套
5.5 液压伺服控制系统的组成 液压伺服和比例控制系统由以下一些基本元件组成： 输入元件：也称指令元件，它给出输入信号(指令信号)加于系统的输入端，是机械的、电气的、气动的等。如靠模、指令电位器或计算机等。 反馈测量元件： 测量系统的输出并转换为反馈信号。这类元件也是多种形式的。各种传感器常作为反馈测量元件。 比较元件： 将反馈信号与输入信号进行比较，给出偏差信号。 放大转换元件： 将偏差信号故大、转换成液压信号(流量或压力)。如伺服放大器、机液伺服阀、电液伺服阀等。 执行元件： 产生调节动作加于控制对象上，实现调节任务。如液压缸和液压马达等。 控制对象： 被控制的机器设备或物体，即负载。 其它：各种校正装置，以及不包含在控制回路内的液压能源装置。
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。 钢带张力控制系统
电液伺服阀是电气一液压伺服系统中关键的精密控制元件，价格昂贵，所以伺服阀的选择，应用要谨慎，保养要特别仔细。本文介绍电液伺服阀选择、使用和保养的一些基本方法。电液伺服阀是电气一液压伺服系统中关键的精密控制元件，价格昂贵，所以伺服阀的选择，应用要谨慎，保养要特别仔细。本文介绍电液伺服阀选择、使用和保养的一些基本方法。 5.6 电液伺服阀的使用
电液伺服阀是电气一液压伺服系统中关键的 精密控制元件，选用时主要考虑以下因素： 可靠性第一 满足工作条件 价格合理 工作液、油源 电气性能和放大器 安装结构、重量、外型尺寸 5.6.1 电液伺服阀的选用
伺服阀的选用方式 ： 按精度要求选用 按用途选用 按控制形式选用
按控制形式选用 位置伺服系统
5.6.2.1 双喷嘴挡板力反馈电液流量伺服阀 5.6.2 通用型伺服阀的介绍
双喷挡阀、射流管阀和偏导射流式阀都是力反馈型伺服阀，线性度好，性能稳定，抗干扰能力强，零漂小。双喷挡阀、射流管阀和偏导射流式阀都是力反馈型伺服阀，线性度好，性能稳定，抗干扰能力强，零漂小。 双喷挡阀的档板与喷嘴间隙小，易被污物卡住。 射流管阀喷嘴为最小流通面积处，过流面积大，不易堵塞，抗污染性好。 射流管阀具有“失效对中能力”。
射流管阀动态性能稍低于喷挡阀。 原因一：同规格阀，射流管阀阀芯直径＞喷挡阀 原因二：射流管喷嘴直径大小（内泄） 事实上： 射流管阀相频宽可超过100Hz，高的达200Hz 。 射流放大器压力效率和容积效率高，分辨率比双喷挡阀高得多 。 低压工作性能优良 （0.5MPa）。
动圈式伺服阀：直接反馈式伺服阀。 结构简单，造价低，外部可调整零位。 动态比较低，廉价的工业伺服阀。 双滑阀结构摩擦力较大，分辨率和滞环较差，使用中要加颤振信号。 对油液清洁度较敏感。
DDV阀：一级电反馈脉宽调制阀，力马达直接驱动阀芯，动态特性与供油压力没有直接关系,低压工作性能比较好。DDV阀：一级电反馈脉宽调制阀，力马达直接驱动阀芯，动态特性与供油压力没有直接关系,低压工作性能比较好。 两个问题： 大流量输出时控制电流可达1.4A或更大。 力马达输出力较电磁铁大，但比有液压前置级的两级阀还是小很多。
M公司认为射流管先导级工作特点： 流量接受效率高 ，能耗低。 具有很高的无阻尼自然频率（500Hz）。 性能可靠。压力效率高，阀芯驱动力大，阀芯的位置重复精度好。 最低先导级控制压力2.5MPa ，可用于低压系统。 先导级过滤器的寿命几乎是无限的 。 由于阀的频率响应改善，功率级滑阀的增益得到 了提高，因此阀具有优异的静、动态性能。
线性度和对称度：影响伺服系统的精度，对速度控制系统影响最直接、最大 。 零位区域特性 ：对位置控制精度影响较大 。 分辨率：精度要求较高的系统对分辨率要求高 ，另一种办法就是添加颤振信号。 压力增益：位置控制系统要求压力增益尽可能高，提高系统刚性；力控制系统要求增益平坦点，便于力控系统的调节。 5.6.3 伺服阀静动态性能指标对系统的影响
为了系统的稳定，系统的前置增益，要求其 • 较高的伺服阀频宽可以保证系统增益足够大，这样系统精度、快速性和稳定性能得到保证。
对伺服放大器的要求： 具有深度电流负反馈的放大器 放大器要带有限流功能 输出调零电位器 有时还带有颤振信号发生电路 输出端不要有过大的旁路电容或泄漏电容
5.6.4.1 液压系统污染度要求 安装伺服阀的液压系统必须进行彻底清洗。 伺服阀进油口前必须配置公称过滤精度不低于10的滤油器 使用射流管电液伺服阀的液压系统油液推荐清洁度等级为： 长寿命使用时应达到-/16/13级（NAS 7级） 一般使用最差不劣于-/19/15级（相当于NAS10级）。 5.6.4 电液伺服阀使用维护说明
5.6.4.2安装要求 安装座表面粗糙度值应小于Ra1.6，表面不平度不大于0.025mm 。 不允许用磁性材料制造安装座，周围不允许有明显的磁场干扰。 安装工作环境应保持清洁 ，清洁时应使用无绒布或专用纸张 。 进口油和回油口不要接错。 检查底面各油口的密封圈是否齐全 。
每个线圈的最大电流不要超过2倍额定电流 油箱应密封，并尽量选用不锈钢板材。油箱上应装有加油及空气过滤用滤清器。 禁止使用麻线、胶粘剂和密封带作为密封材料。 伺服阀的冲洗板应在安装前拆下，并保存起来，以备将来维修时使用。
（10）对于长期工作的液压系统，应选较大容量的滤油器。（10）对于长期工作的液压系统，应选较大容量的滤油器。 （11） 动圈式伺服阀使用中要加颤振信号，有些还要求泄油直接回油箱，伺服阀还必须垂直安装。 （12）双喷挡伺服阀要求先通油后给电信号。
5.6.4.3 维修保护 定期检查工作液的污染度 。 建立新油是“脏油”的概念 ，注入新油前应彻底清洗油箱 ，清洗24小时以上 不得擅自分解伺服阀 定期返回生产单位清洗、调整 油质保持相对较好的油源，可较长时间不换油
切忌让铁磁物质长期与马达壳体相接触 除非外部有机械调零装置，否则不要自己擅拆伺服阀去调零。 最好接受厂方的指导更换伺服阀滤器 伺服阀装卸时千万要注意干净 ，这是最重要的保养要求。
