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技術(shù)文章

美國MOOG穆格伺服閥的工作原理

點擊次數(shù)：2371 發(fā)布時間：2012-4-20

美國MOOG穆格伺服閥的工作原理
MOOG伺服閥是MOOG公司研發(fā)的電液伺服控制中的關(guān)鍵元件，它是一種接受模擬電信號后，相應輸出調(diào)制的流量和壓力的液壓控制閥。電液伺服閥具有動態(tài)響應快、控制精度高、使用壽命長等優(yōu)點，已廣泛應用于航空、航天、艦船、冶金、化工等領(lǐng)域的電液伺服控制系統(tǒng)中。
MOOG穆格伺服閥主要用在電氣液壓伺服系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件（見液壓伺服系統(tǒng)）。在伺服系統(tǒng)中，液壓執(zhí)行機構(gòu)同電氣及氣動執(zhí)行機構(gòu)相比，具有快速性好、單位重量輸出功率大、傳動平穩(wěn)、抗干擾能力強等特點。另一方面，在伺服系統(tǒng)中傳遞信號和校正特性時多用電氣元件。因此，現(xiàn)代高性能的伺服系統(tǒng)也都采用電液方式，伺服閥就是這種系統(tǒng)的必需元件。伺服閥結(jié)構(gòu)比較復雜，造價高，對油的質(zhì)量和清潔度要求高。新型的伺服閥正試圖克服這些缺點，例如利用電致伸縮元件的伺服閥，使結(jié)構(gòu)大為簡化。另一個方向是研制特殊的工作油（如電氣粘性油）。這種工作油能在電磁的作用下改變粘性系數(shù)。利用這一性質(zhì)就可通過電信號直接控制油流。
典型的MOOG伺服閥由永磁力矩馬達、噴嘴、檔板、閥芯、閥套和控制腔組成。當輸入線圈通入電流伺服閥時，檔板向右移動，使右邊噴嘴的節(jié)流作用加強，流量減少，右側(cè)背壓上升；同時使左邊噴嘴節(jié)流作用減小，流量增加，左側(cè)背壓下降。閥芯兩端的作用力失去平衡, 閥芯遂向左移動。高壓油從S流向C2，送到負載。負載回油通過 C1流過回油口，進入油箱。閥芯的位移量與力矩馬達的輸入電流成正比，作用在閥芯上的液壓力與彈簧力相平衡，因此在平衡狀態(tài)下力矩馬達的差動電流與閥芯的位移成正比。如果輸入的電流反向，則流量也反向。表中是伺服閥的分類。
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下面介紹兩種主要的MOOG穆格伺服閥工作原理。 3.3.1力反饋式電液伺服閥
力反饋式電液伺服閥的結(jié)構(gòu)和原理如圖28所示，無信號電流輸入時，銜鐵和擋板處于中間位置。這時噴嘴4二腔的壓力pa=pb，滑閥7二端壓力相等，滑閥處于零位。輸入電流后，電磁力矩使銜鐵2連同擋板偏轉(zhuǎn)θ角。設(shè)θ為順時針偏轉(zhuǎn)，則由于擋板的偏移使pa＞pb，滑閥向右移動。滑閥的移動，通過反饋彈簧片又帶動擋板和銜鐵反方向旋轉(zhuǎn)（逆時針），二噴嘴壓力差又減小。在銜鐵的原始平衡位置（無信號時的位置）附近，力矩馬達的電磁力矩、滑閥二端壓差通過彈簧片作用于銜鐵的力矩以及噴嘴壓力作用于擋板的力矩三者取得平衡，銜鐵就不再運動。同時作用于滑閥上的油壓力與反饋彈簧變形力相互平衡，滑閥在離開零位一段距離的位置上定位。這種依靠力矩平衡來決定滑閥位置的方式稱為力反饋式。如果忽略噴嘴作用于擋板上的力，則馬達電磁力矩與滑閥二端不平衡壓力所產(chǎn)生的力矩平衡，彈簧片也只是受到電磁力矩的作用。因此其變形，也就是滑閥離開零位的距離和電磁力矩成正比。同時由于力矩馬達的電磁力矩和輸入電流成正比，所以滑閥的位移與輸入的電流成正比，也就是通過滑閥的流量與輸入電流成正比，并且電流的極性決定液流的方向，這樣便滿足了對電液伺服閥的功能要求。
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