液壓伺服系統(tǒng)工作原理及其電氣故障診斷方法

液壓伺服系統(tǒng)

液壓伺服系統(tǒng)是使系統(tǒng)的輸出量，如位移、速度或力等，能自動(dòng)地、快速而準(zhǔn)確地跟隨輸入量的變化而變化，與此同時(shí)，輸出功率被大幅度地放大。

液壓伺服控制是復(fù)雜的液壓控制方式。液壓伺服系統(tǒng)是一種閉環(huán)液壓控制系統(tǒng)。

液壓伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

輸入元件給出輸入信號，加于系統(tǒng)的輸入端。

反饋測量元件測量系統(tǒng)的輸出量，并轉(zhuǎn)換成反饋信號。輸入元件和反饋測量元件都可以是機(jī)械的，電氣的,液壓的或其組合。

比較元件將反饋信號與輸入信號進(jìn)行比較，產(chǎn)生偏差信號加于放大裝置，該元件一般不單獨(dú)存在。

液壓伺服系統(tǒng)原理圖

下圖示為一液壓伺服系統(tǒng)原理圖，Xi為閥芯位移(做為系統(tǒng)的輸入量)，Xp缸體位移(做為系統(tǒng)的輸出量)，系統(tǒng)中閥體和缸體作成一體,構(gòu)成反饋連接。

系統(tǒng)中輸出位移能夠精確地復(fù)現(xiàn)輸入位移的變化，同時(shí)它輸入的機(jī)械量轉(zhuǎn)換成很大的輸出力，因此也是一個(gè)功率放大裝置。

液壓伺服系統(tǒng)工作原理

如下所示是一個(gè)簡單的液壓伺服系統(tǒng)原理圖。

液壓泵4是系統(tǒng)的能源，它以恒定的壓力向系統(tǒng)供油，供油壓力由溢流閥3調(diào)定。 四通滑閥1是一個(gè)轉(zhuǎn)換放大元件(伺服閥)，把輸入的機(jī)械信號(位移或速度)轉(zhuǎn)換成液壓信號(流量或壓力) 并放大輸出至液壓缸3。 液壓缸作為執(zhí)行元件，輸入壓力油的流量，輸出運(yùn)動(dòng)速度(或位移)，從而帶動(dòng)負(fù)載移動(dòng)。 四通滑閥和液壓缸制成一個(gè)整體，構(gòu)成了反饋連接。

當(dāng)滑閥處于中間位置時(shí)，閥的四個(gè)窗口均關(guān)閉，閥沒有流量輸出，液壓缸2不動(dòng)，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。給滑閥一個(gè)向右的輸入位移Xi，則窗口a 、b便有一個(gè)相應(yīng)的開口量 Xv=Xi ，液壓油經(jīng)窗口a進(jìn)入液壓缸右腔，左腔油液經(jīng)窗口b排出，缸體右移Xp，由于缸體和閥體是一體的，因此閥體也右移Xp。因滑閥受輸入端制約，則閥的開口量減小，直到Xp=Xi，即Xv=0，閥的輸出流量等于零，缸體才停止運(yùn)動(dòng)，處于一個(gè)新的平衡位置上，從而完成了液壓缸輸出位移對滑閥輸入位移的跟隨運(yùn)動(dòng) 。如果滑閥反向運(yùn)動(dòng)，液壓缸也反向跟隨運(yùn)動(dòng)。

在該系統(tǒng)中，輸出位移Xp之所以能夠精確地復(fù)現(xiàn)輸入位移 Xi 的變化，是因?yàn)楦左w和閥體是一個(gè)整體，構(gòu)成了閉環(huán)控制系統(tǒng).在控制過程中，液壓缸的輸出位移能夠連接不斷地回輸?shù)介y體上，與滑閥的輸入位移相比較，得出兩者之間的位置偏差，即滑閥的開口量。因此，壓力油就要進(jìn)入并驅(qū)動(dòng)液壓缸運(yùn)動(dòng)，使閥的開口量(偏差)減小，直至輸出位移與輸入位移相一致時(shí)為止。液壓伺服系統(tǒng)的工作原理用如圖所示的方塊圖來表示：

液壓伺服系統(tǒng)的基本工作原理就是利用液壓流體動(dòng)力的閉環(huán)控制 ，即利用反饋連接得到偏差信號 ，再利用偏差信號去控制液壓能源輸入到系統(tǒng)的能量，使系統(tǒng)向著減小偏差的方向變化，從而使系統(tǒng)的實(shí)際輸出與希望值相符。

液壓伺服系統(tǒng)電氣故障診斷方法

當(dāng)前，液壓系統(tǒng)故障診斷是比較難得技術(shù)問題，故障表現(xiàn)往往是多種多樣的，如何排除液壓系統(tǒng)電氣故障，這里給大家分享一些辦法。

1. 首先深入現(xiàn)場全面了解故障狀況，向操作人員詢問設(shè)備出現(xiàn)故障前后的工作狀況和異?，F(xiàn)象，了解過去是否發(fā)生過類似情況及處理經(jīng)過。

打樁機(jī)液壓系統(tǒng)(圖片來源：網(wǎng)絡(luò))

2. 現(xiàn)場操作觀察如果設(shè)備仍能動(dòng)作，并且?guī)Р?dòng)作不會(huì)使故障范圍擴(kuò)大，應(yīng)當(dāng)起動(dòng)設(shè)備，操作有關(guān)控制機(jī)構(gòu)，觀察故障現(xiàn)象及各參數(shù)狀態(tài)的變化，與操作人員提供的情況聯(lián)系起來進(jìn)行比較和分析。

3. 查閱技術(shù)資料對照本次故障現(xiàn)象，查閱《液壓系統(tǒng)工作原理圖》(如上文分享)以及《電氣控制原理圖》，弄清液壓系統(tǒng)的構(gòu)成、故障所在的部位及相關(guān)部分的工作原理、液壓元件的結(jié)構(gòu)性能及其在伺服系統(tǒng)中的作用以及安裝位置。

普通折彎機(jī)液壓系統(tǒng)(圖片來源：網(wǎng)絡(luò))

同時(shí)，查閱設(shè)備技術(shù)檔案，看過去是否發(fā)生過同類或類似現(xiàn)象的故障，是否發(fā)生過與本次故障可能相關(guān)聯(lián)的故障，以及處理的情況，以幫助故障判斷。

4. 確診故障根據(jù)工作原理，結(jié)合調(diào)查了解和自己觀察到的現(xiàn)象，作出一個(gè)初步的故障判斷，然后根據(jù)這個(gè)判斷進(jìn)行一步的檢查與試驗(yàn)，肯定或修正這個(gè)判斷，直至最后將故障確診。

5. 修理實(shí)施階段應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，本著“先外后內(nèi)，先調(diào)后拆”的原則，制訂出修理工作的具體措施和步驟，有條不紊地進(jìn)行修理。

6. 總結(jié)經(jīng)驗(yàn)故障排除后，總結(jié)有益的經(jīng)驗(yàn)和方法，找出防止故障發(fā)生的改進(jìn)措施。

7. 記載歸檔將本次伺服液壓系統(tǒng)故障的發(fā)生、判斷、排除或修理的全過程詳細(xì)記載后歸入設(shè)備技術(shù)檔案備查。