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美國MOOG穆格伺服閥某些零件采用了強(qiáng)度提升、彈性、硬度
電液MOOG伺服閥是電液伺服控制中的關(guān)鍵元件情況,它是一種接受模擬電信號后,相應(yīng)輸出調(diào)制的流量和壓力的液壓控制閥。電液MOOG伺服閥具有動態(tài)響應(yīng)快等多個領域、控制精度高互動講、使用壽命長等優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用于航空哪些領域、航天支撐能力、艦船、冶金研究與應用、化工等領(lǐng)域的電液伺服控制系統(tǒng)中適應性。
液壓MOOG伺服閥是構(gòu)建液壓伺服控制系統(tǒng)的核心元件,因此液壓控制系統(tǒng)書籍會包含電液MOOG伺服閥內(nèi)容有效保障。
電液MOOG伺服閥是電液伺服控制中的關(guān)鍵元件激發創作,它是一種接受模擬電信號后,相應(yīng)輸出調(diào)制的流量和壓力的液壓控制閥稍有不慎。電液MOOG伺服閥具有動態(tài)響應(yīng)快探索、控制精度高、使用壽命長等優(yōu)點全面協議,已廣泛應(yīng)用于航空重要作用、航天、艦船講實踐、冶金增幅最大、化工等領(lǐng)域的電液伺服控制系統(tǒng)中。
液壓MOOG伺服閥是構(gòu)建液壓伺服控制系統(tǒng)的核心元件最為顯著,因此液壓控制系統(tǒng)書籍會包含電液MOOG伺服閥內(nèi)容滿意度。
1)在結(jié)構(gòu)改進(jìn)上奮戰不懈,主要是利用冗余技術(shù)對MOOG伺服閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。由于MOOG伺服閥是伺服系統(tǒng)的核心元件智慧與合力,MOOG伺服閥性能的優(yōu)劣直接代表著伺服系統(tǒng)的水平作用。另外,從可靠性角度分析近年來,MOOG伺服閥的可靠性是伺服系統(tǒng)中最重要的一環(huán)銘記囑托。由于MOOG伺服閥被污染是導(dǎo)致MOOG伺服閥失效的最主要原因。對此交流等,國外的許多廠家對MOOG伺服閥結(jié)構(gòu)作了改進(jìn)製造業,先后發(fā)展出了抗污染性較好的射流管式、偏導(dǎo)射流式MOOG伺服閥傳遞。而且讓人糾結,俄羅斯還在其研制的射流管式MOOG伺服閥閥芯兩端設(shè)計了雙冗余位置傳感器,用來檢測閥芯位置發揮效力。一旦出現(xiàn)故障信號可立即切換備用MOOG伺服閥全面革新,大大提高了系統(tǒng)的可靠性,此種兩余度技術(shù)已廣泛的應(yīng)用于航空行業(yè)穩定發展。而且方便,美國的Moog公司和俄羅斯的沃斯霍得工廠均已研制出四余度的伺服機(jī)構(gòu)用于航天行業(yè)。我國的航天系統(tǒng)有關(guān)單位早在90年代就已進(jìn)行三余度等多余度伺服機(jī)構(gòu)的研制更好,將MOOG伺服閥的力矩馬達(dá)基石之一、反饋元件、滑閥副做成多套安全鏈,發(fā)生故障可隨時切換行業分類,保證系統(tǒng)的正常工作。此外多線圈結(jié)構(gòu)增持能力、或在結(jié)構(gòu)上帶零位保護(hù)裝置應用領域、外接式濾器等型式的MOOG伺服閥亦已在冶金、電力提高鍛煉、塑料等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用統籌推進。
2)在加工工藝的改進(jìn)方面,采用新型的加工設(shè)備和工藝來提高M(jìn)OOG伺服閥的加工精度及能力進行培訓。如在閥芯閥套配磨方法上科普活動,上海交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)均研制出了智能化關鍵技術、全自動的配磨系統(tǒng)逐漸完善。特別是哈爾濱工業(yè)大學(xué)的配磨系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的氣動配磨的模式,采用液壓油作為測量介質(zhì)再獲,更直接地反應(yīng)了所測滑閥副的實際情況穩定性,提高了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性與精度成效與經驗。在力矩馬達(dá)的焊接方面中船重工第704研究所與德國廠家合作,采用了優(yōu)良的焊接工藝取得了良好的效果健康發展。另外,哈爾濱工業(yè)大學(xué)還研制出智能化的MOOG伺服閥力矩馬達(dá)彈性元件測量裝置飛躍。解決了原有手動測量法中存在的測量精度低堅實基礎、操作復(fù)雜、效率低等問題大數據。對彈性元件能高效完成剛度測量前景、得到完整的測量曲線,且不重復(fù)性測量誤差不大于1%。
3)在材料的更替上方面長效機製。除了對某些零件采用了強(qiáng)度、彈性重要部署、硬度等機(jī)械性能更的材料外等地。還對特別用途的MOOG伺服閥采用了特殊的材料。如德國有關(guān)公司用紅寶石材料制作噴嘴檔板數字技術,防止因氣饋造成檔板和噴嘴的損傷共享應用,而降低動靜態(tài)性能,使工作壽命縮短尤為突出。機(jī)械反饋桿頭部的小球也用紅寶石制作情況較常見,防止小球和閥芯小槽之間的磨損,使閥失控標準,并產(chǎn)生尖叫喜愛。航空六O九所、中船重工第七O四研究所等單位均采用新材料研制了能以航空煤油主要抓手、柴油為介質(zhì)的耐腐蝕MOOG伺服閥保障。此外對密封圈的材料也進(jìn)行了更替,使MOOG伺服閥耐高壓改造層面、耐腐蝕的性能得到提高機製。
4)在測試方法改進(jìn)方面,隨著計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展生產(chǎn)單位均采用計算機(jī)技術(shù)對MOOG伺服閥的靜大面積、動態(tài)性能進(jìn)行測試與計算發力。某些單位還對如何提高測量精度,降低測量儀器本身的振動數字化、熱噪聲和外界的高頻干擾對測量結(jié)果的影響新格局,作了深入的研究。如采用測頻/測周法開展攻關合作、尋優(yōu)信號測試法特點、小波消噪法、正弦輸入法及數(shù)字濾波等新技術(shù)對MOOG伺服閥測試設(shè)備及方法進(jìn)行了研制和改進(jìn) [3] 。
當(dāng)前製度保障,新型電液MOOG伺服閥技術(shù)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在新型結(jié)構(gòu)的設(shè)計聯動、新型材料的采用及電子化、數(shù)字化技術(shù)與液壓技術(shù)的結(jié)合等幾方面顯示。電液MOOG伺服閥技術(shù)發(fā)展極大促進(jìn)了液壓控制技術(shù)的發(fā)展技術特點。
新型結(jié)構(gòu)的設(shè)計
在20世紀(jì)90年代,國外研制直動型電液MOOG伺服閥獲得了較大的成就共同努力。國內(nèi)有些單位如中國運載火箭技術(shù)研究院第十八研究所保持競爭優勢、北京機(jī)床研究所、浙江工業(yè)大學(xué)等單位也研制出了相關(guān)產(chǎn)品的樣機(jī)發展邏輯。特別是北京航空航天大學(xué)研制出轉(zhuǎn)閥式直動型電液MOOG伺服閥方案。該MOOG伺服閥通過將普通MOOG伺服閥的滑閥滑動結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榛y的轉(zhuǎn)動,并在閥芯與閥套上相應(yīng)開了幾個與軸向有一定傾角的斜槽發展機遇。閥芯閥套相互轉(zhuǎn)動時創新延展,斜槽相互開通或相互封閉,從而控制輸出壓力或流量。由于在工作時閥芯閥套是相互轉(zhuǎn)動的不容忽視,降低了閥工作時的摩擦阻力,同時污染物不容易在轉(zhuǎn)動的滑閥內(nèi)堆積記得牢,提高了抗污染性能組建。此外,Park公司開發(fā)了“音圈驅(qū)動(Voice Coil Drive)”技術(shù)(VCD)服務體系,以及以此技術(shù)為基礎(chǔ)開發(fā)的DFplus控制閥進展情況。所謂音圈驅(qū)動技術(shù),顧名思義特點,即是類似于揚聲器的一種驅(qū)動裝置研究,其基本結(jié)構(gòu)就是套在固定的圓柱形磁鐵上的移動線圈,當(dāng)信號電流輸入線圈時綠色化發展,在電磁效應(yīng)的作用下去創新,線圈中產(chǎn)生與信號電流相對應(yīng)的軸向作用力,并驅(qū)動與線圈直接相連的閥芯運動堅持先行,驅(qū)動力很大講實踐。線圈上內(nèi)置了位移反饋傳感器,因此具體而言,采用VCD驅(qū)動的DFplus閥本質(zhì)上是以閉環(huán)方式進(jìn)行控制的最為顯著,線性度相當(dāng)好。此外,由于 VCD驅(qū)動器的運動零件只是移動線圈生產能力,慣量極小智慧與合力,相對運動的零件之間也沒有任何支承,DFplus閥的全部支承就是閥芯和閥體間的配合面可持續,大大減小了摩擦這一非線性因素對控制品質(zhì)的影響措施。綜合上述的技術(shù)特點,配合內(nèi)置的數(shù)字控制模塊情況,使DFplus閥的控制性能佳,尤其在頻率響應(yīng)方面更是,可達(dá) 400Hz完善好。從發(fā)展趨勢來看,新型直動型電液MOOG伺服閥在某些行業(yè)有替代傳統(tǒng)MOOG伺服閥特別是噴嘴擋板式MOOG伺服閥的趨向供給,但它的最大問題在于體積大全過程、重量重,只適用于對場地要求較低的工業(yè)伺服控制場合積極參與。如能減輕其重量優勢領先、減小其體積,在航空探討、航天等行業(yè)亦具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
另外新技術,近年來MOOG伺服閥新型的驅(qū)動方式除了力矩馬達(dá)直接驅(qū)動外,還出現(xiàn)了采用步進(jìn)電機(jī)共創美好、伺服電機(jī)趨勢、新型電磁鐵等驅(qū)動結(jié)構(gòu)以及光-液直接轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的MOOG伺服閥。這些新技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了MOOG伺服閥的性能預判,而且為MOOG伺服閥發(fā)展開拓了思路,為電液MOOG伺服閥技術(shù)注入了新的活力。
新型材料的采用
當(dāng)前在電液MOOG伺服閥研制領(lǐng)域的新型材料運用調解製度,主要是以壓電元件創新為先、超磁致伸縮材料及形狀記憶合金等為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)換器研制開發(fā)。它們各具有其自己的優(yōu)良特性統籌推進。
1.壓電元件
壓電元件的特點是“壓電效應(yīng)”:在一定的電場作用下會產(chǎn)生外形尺寸的變化行業內卷,在一定范圍內(nèi),形變與電場強(qiáng)度成正比科普活動。壓電元件的主要材料為壓電陶瓷(PZT)凝聚力量、電致伸縮材料(PMN)等。比較典型的壓電陶瓷材料有日本TOKIN公司的疊堆型壓電伸縮陶瓷等很重要。PZT直動式MOOG伺服閥的原理是:在閥芯兩端通過鋼球分別與兩塊多層壓電元件相連。通過壓電效應(yīng)使壓電材料產(chǎn)生伸縮驅(qū)動閥芯移動。實現(xiàn)電-機(jī)械轉(zhuǎn)換保護好。PMN噴嘴擋板式MOOG伺服閥則在噴嘴處設(shè)置一與壓電疊堆固定連接的擋板能力和水平,由壓電疊堆的伸組織了、縮實現(xiàn)擋板與噴嘴間的間隙增減,使閥芯兩端產(chǎn)生壓差推動閥芯移動註入了新的力量。壓電式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的研制比較成熟并已得到較廣泛的應(yīng)用表現。它具有頻率響應(yīng)快的特點,MOOG伺服閥頻寬甚至能達(dá)到上千赫茲說服力,但亦有滯環(huán)大的積極性、易漂移等缺點,制約了壓電元件在電液MOOG伺服閥上的進(jìn)一步應(yīng)用深刻變革。
2.超磁致伸縮材料
超磁致伸縮材料(GMM)與傳統(tǒng)的磁致伸縮材料相比高效,在磁場的作用下能產(chǎn)生大得多的長度或體積變化。利用GMM轉(zhuǎn)換器研制的直動型MOOG伺服閥是把 GMM轉(zhuǎn)換器與閥芯相連至關重要,通過控制驅(qū)動線圈的電流質量,驅(qū)動GMM的伸縮,帶動閥芯產(chǎn)生位移從而控制MOOG伺服閥輸出流量表示。該閥與傳統(tǒng)MOOG伺服閥相比不僅有頻率響應(yīng)高的特點不久前,而且具有精度高、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點質生產力。在GMM的研制及應(yīng)用方面機構,美國、瑞典和日本等國處于水平提升行動。國內(nèi)浙江大學(xué)利用GMM技術(shù)對氣動噴嘴擋板閥和內(nèi)燃機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的高速強(qiáng)力電磁閥更適合,進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計和特性研究。GMM材料與壓電材料和傳統(tǒng)磁致伸縮材料相比環境,具有應(yīng)變大機製性梗阻、能量密度高、響應(yīng)速度快廣泛關註、輸出力大等特點改造層面。世界各國對GMM電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器及相關(guān)的技術(shù)研究相當(dāng)重視,GMM技術(shù)水平快速發(fā)展各項要求,已由實驗室研制階段逐步進(jìn)入市場開發(fā)階段大面積。今后還需解決GMM的熱變形、磁晶各向異性優勢與挑戰、材料腐蝕性及制造工藝集成應用、參數(shù)匹配等方面的問題以利于在高科技領(lǐng)域得到廣泛運用。
3.形狀記憶合金
形狀記憶合金(SMA)的特點是具有形狀記憶效應(yīng)問題分析。將其在高溫下定型后迎來新的篇章,冷卻到低溫狀態(tài),對其施加外力。一般金屬在超過其彈性變形后會發(fā)生變形共同學習,而SMA卻在將其加熱到某一溫度之上后交流研討,會恢復(fù)其原來高溫下的形狀。利用其特性研制的MOOG伺服閥是在閥芯兩端加一組由形狀記憶合金繞制的SMA執(zhí)行器,通過加熱和冷卻的方法來驅(qū)動SMA執(zhí)行器順滑地配合,使閥芯兩端的形狀記憶合金伸長或收縮,驅(qū)動閥芯作用移動薄弱點,同時加入位置反饋來提高M(jìn)OOG伺服閥的控制性能上高質量。從該閥的情況來看,SMA雖變形量大效高,但其響應(yīng)速度較慢建設應用,且變形不連續(xù),也限制了其應(yīng)用范圍廣度和深度。
與傳統(tǒng)MOOG伺服閥相比創新內容,采用新型材料的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器研制的MOOG伺服閥,普遍具有高頻響信息、高精度、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點管理。雖然還各自呈在某些關(guān)鍵技術(shù)需要解決廣泛關註,但新型功能材料的應(yīng)用和發(fā)展,給電液MOOG伺服閥的技術(shù)發(fā)展發(fā)展提供了新的途徑 [3] 組建。
電子化覆蓋、數(shù)字化技術(shù)的運用
電子化、數(shù)字化技術(shù)在電液MOOG伺服閥技術(shù)上的運用主要有兩種方式:其一進展情況,在電液MOOG伺服閥模擬控制元器件上加入D/A轉(zhuǎn)換裝置來實現(xiàn)其數(shù)字控制重要的作用。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,可把控制元器件安裝在閥體內(nèi)部研究,通過計算機(jī)程序來控制閥的性能搶抓機遇,實現(xiàn)數(shù)字化補(bǔ)償?shù)裙δ堋5嬖谀M電路容易產(chǎn)生零漂去創新、溫漂結論,需加D/A 轉(zhuǎn)換接口等問題。其二體系,為直動式數(shù)字控制閥足夠的實力。通過用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動閥芯,將輸入信號轉(zhuǎn)化成電機(jī)的步進(jìn)信號來控制MOOG伺服閥的流量輸出提高。該閥具有結(jié)構(gòu)緊湊全面闡釋、速度及位置開環(huán)可控及可直接數(shù)字控制等優(yōu)點,被廣泛使用。但在實時性控制要求較高的場合適應性強,如按常規(guī)的步進(jìn)方法的特性,無法兼顧量化精度及響應(yīng)速度的要求。浙江工業(yè)大學(xué)采用了連續(xù)跟蹤控制的辦法綜合措施,消除了兩者之間的矛盾多元化服務體系,獲得了良好的動態(tài)特性。此外還有通過直流力矩電機(jī)直接驅(qū)動閥芯來實現(xiàn)數(shù)字控制等多種控制方式或MOOG伺服閥結(jié)構(gòu)改變等方法來形成眾多的數(shù)字化MOOG伺服閥產(chǎn)品攜手共進。
隨著各項技術(shù)水平的發(fā)展實力增強,通過采用新型的傳感器和計算機(jī)技術(shù)研制出機(jī)械、電子擴大公共數據、傳感器及計算機(jī)自我管理(故障診斷、故障排除)為一體的智能化新型MOOG伺服閥。該類MOOG伺服閥可按照系統(tǒng)的需要來確定控制目標(biāo):速度設計標準、位置深度、加速度、力或壓力經過。同一臺MOOG伺服閥可以根據(jù)控制要求設(shè)置成流量控制MOOG伺服閥探討、壓力控制MOOG伺服閥或流量/ 壓力復(fù)合控制MOOG伺服閥。并且MOOG伺服閥的控制參數(shù)培養,如流量增益共創美好、流量增益特性、零點等都可以根據(jù)控制性能化原則進(jìn)行設(shè)置高效流通。MOOG伺服閥自身的診斷信息預判、關(guān)鍵控制參數(shù)(包括工作環(huán)境參數(shù)和MOOG伺服閥內(nèi)部參數(shù))可以及時反饋給主控制器;可以遠(yuǎn)距離對MOOG伺服閥進(jìn)行監(jiān)控有力扭轉、診斷和遙控調解製度。在主機(jī)調(diào)試期間,可以通過總線端口下載或直接由上位機(jī)設(shè)置MOOG伺服閥的控制參數(shù)形式,使MOOG伺服閥與控制系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)良匹配覆蓋範圍,優(yōu)化控制性能。而MOOG伺服閥控制參數(shù)的下載和更新功能,甚至在主機(jī)運轉(zhuǎn)時也能進(jìn)行高質量發展。而在MOOG伺服閥與控制系統(tǒng)相匹配的技術(shù)應(yīng)用發(fā)展中,嵌入式技術(shù)對于MOOG伺服閥已經(jīng)成為現(xiàn)實形勢。按照嵌入式系統(tǒng)應(yīng)定義為:“嵌入到對像體系中的專用計算機(jī)系統(tǒng)”攻堅克難。“嵌入性”、“專用性”與“計算機(jī)系統(tǒng)”是嵌入式系統(tǒng)的三個基本要素高效節能。它是在傳統(tǒng)的MOOG伺服閥中嵌入專用的微處理芯片和相應(yīng)的控制系統(tǒng)相關,針對客戶的具體應(yīng)用要求而構(gòu)建成具有控制參數(shù)的MOOG伺服閥并由閥自身的控制系統(tǒng)完成相應(yīng)的控制任務(wù)(如各控制軸同步控制)取得明顯成效,再嵌入到整個的大液壓控制系統(tǒng)中去。從的技術(shù)發(fā)展和液壓控制系統(tǒng)對MOOG伺服閥的要求看影響力範圍,MOOG伺服閥的自診斷和自檢測功能應(yīng)該有更大的發(fā)展