高頻電液伺服閥零偏在線調(diào)整

1．動(dòng)圈式滑閻電反饋兩級(jí)電液伺服閻的結(jié)構(gòu)及工作原理

電液伺服閥是一種接收電氣模擬信號(hào)后，相應(yīng)輸出調(diào)制的流量和壓力的液壓控制閥，動(dòng)圈式滑閥電反饋兩級(jí)電液流量伺服閥只是其中的一種。某測(cè)試技術(shù)研究所對(duì)某產(chǎn)品使用的該種電液伺服閥進(jìn)行了隨機(jī)振動(dòng)控制，其工作頻率達(dá)500Hz，結(jié)構(gòu)如圖6所示。

動(dòng)圈式滑閥電反饋兩級(jí)電液伺服閥主要由控制級(jí)閥（先導(dǎo)閥）和功率級(jí)滑閥組成。控制級(jí)滑閥又主要由閥心、閥體、對(duì)中彈簧、電磁線圈等組成；而功率級(jí)滑閥主要由閥心、閥體、位移傳感器等組成。伺服閥正常工作時(shí)，電磁線圈將輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)化成動(dòng)圈運(yùn)動(dòng)的機(jī)械信號(hào)，帶動(dòng)控制級(jí)滑閥的閥心運(yùn)動(dòng)，控制進(jìn)入功率級(jí)滑閥閥心兩側(cè)的液壓油的流量和方向，進(jìn)而推動(dòng)功率級(jí)滑閥的閥心運(yùn)動(dòng)。該閥心的運(yùn)動(dòng)控制著進(jìn)入伺服缸內(nèi)的液壓油，使伺服缸按我們的要求運(yùn)動(dòng)，伺服閥和伺服缸的位移傳感器反饋信號(hào)給伺服控制器，參與伺服閥的控制。

2．伺服閥的零偏及影響

伺服閥的機(jī)械故障主要表現(xiàn)為零偏、卡死和磨損。

(1)零偏。由于制造、調(diào)整和裝配的差別，在控制線圈中不加電流時(shí)，滑閥不一定位于中位，有時(shí)必須加一定的電流才能使其恢復(fù)中位（零位），這一現(xiàn)象稱為零偏。零偏以使閥恢復(fù)零位所需加之電流值與額定電流值之比來(lái)衡量。動(dòng)圈式滑閥電反饋兩級(jí)電液伺服閥，控制級(jí)滑閥和功率級(jí)滑閥都可能產(chǎn)生零偏。功率級(jí)滑閥產(chǎn)生的零偏是指功率級(jí)滑閥的閥心和閥套的零點(diǎn)重合時(shí)，位移傳感器輸出信號(hào)并不為零。控制級(jí)滑閥產(chǎn)生的零偏是指控制級(jí)滑閥的閥心和悶套的機(jī)械零點(diǎn)未重合。

閥心和閥套的精度要高，伺服閥出廠時(shí)已控制了零偏。使用一段時(shí)間后，零偏會(huì)增大，這是因?yàn)樵谑褂眠^(guò)程中的振動(dòng)會(huì)使某些對(duì)中的調(diào)整元件產(chǎn)生松動(dòng)或形變，使閥的性能降低，可以通過(guò)調(diào)整縮小零偏。

對(duì)于低頻閉環(huán)系統(tǒng)和精度要求不高的場(chǎng)合，伺服閥的零偏不是太大，對(duì)系統(tǒng)的影響并不明顯。但對(duì)于高響應(yīng)系統(tǒng)和高精度系統(tǒng)，由于閥心位移很小，反饋的糾偏力如果不能快速地把閥心調(diào)整到合適的位置，這時(shí)零偏對(duì)系統(tǒng)的精度和響應(yīng)速度就有比較大的影響。若糾偏力使閥心在對(duì)中彈簧的作用下產(chǎn)生的位移比零偏還小，那這部分的工作頻率根本就不受控制了。伺服閥的零偏最好在專用的伺服閥調(diào)試臺(tái)上調(diào)試。沒有調(diào)試臺(tái)，也可以簡(jiǎn)單判斷是否存在零偏并進(jìn)行調(diào)整。

(2)卡死。伺服閥的閥心被油液里的雜質(zhì)擋住，致使摩擦力很大，電磁線圈無(wú)法驅(qū)動(dòng)閥心運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)緩慢。根據(jù)卡死的程度采取更換液壓油或拆開闊心和閥套進(jìn)行清洗處理的方式來(lái)解決。只要伺服閥拆開過(guò)，在重新裝配的過(guò)程中也會(huì)涉及到零偏的調(diào)整問(wèn)題。

(3)磨損。伺服閥使用過(guò)程中閥口的棱邊不再保持尖銳，磨損會(huì)導(dǎo)致伺服閥內(nèi)泄漏增大，甚至油口不對(duì)稱，進(jìn)而影響伺服閥的工作特性。磨損需要回到專業(yè)的生產(chǎn)廠家才能得到較好地解決。

3．零偏的判斷和調(diào)整

給伺服系統(tǒng)上電并給伺服系統(tǒng)加壓，但不給伺服閥加信號(hào)，若伺服缸并未停止于兩端且保持位置不動(dòng)，則此時(shí)功率級(jí)滑閥都處于機(jī)械零點(diǎn)，可用示波表檢查功率級(jí)滑閥的位移傳感器信號(hào)及伺服閥的輸入信號(hào)來(lái)判斷零偏的大小。

(1)若兩者都很小，則先導(dǎo)閥和功率級(jí)滑閥幾乎都沒有零偏。

(2)若功率級(jí)滑閥的位移傳感器信號(hào)不為零，則功率級(jí)滑閥肯定存在零偏，因?yàn)榇藭r(shí)該閥心正處于機(jī)械零點(diǎn)位置，位移傳感器信號(hào)不為零則說(shuō)明功率級(jí)滑閥的機(jī)械零點(diǎn)和位移傳感器的電氣零點(diǎn)不重合，調(diào)整辦法就是調(diào)整該處位移傳感器感應(yīng)線圈的位置，使其輸出信號(hào)為零。

(3)若功率級(jí)滑閥的位移傳感器信號(hào)為零而伺服閥的輸入信號(hào)不為零，則說(shuō)明控制級(jí)閥存在零偏，因?yàn)榇藭r(shí)閥心正處于機(jī)械零位。

調(diào)整的辦法就是調(diào)整閥心其中一側(cè)對(duì)中彈簧外的調(diào)整螺釘?shù)奈恢茫顾欧y的輸入信號(hào)盡量小，若僅調(diào)整一側(cè)的彈簧不能達(dá)到要求時(shí)，則兩側(cè)的彈簧均要調(diào)整。

控制級(jí)閥結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示。如果有伺服閥調(diào)試臺(tái)，該閥也可以到伺服閥調(diào)試臺(tái)上按相應(yīng)的調(diào)試方法進(jìn)行調(diào)試。由于該處的閥心位移很小，調(diào)整時(shí)需要相當(dāng)?shù)哪托暮图?xì)心。