德国REXROTH伺服阀它在接受电气模拟信号后,相应输出调制的流量和压力。它既是电液转换元件,也是功率放大元件,它能够将小功率的微弱电气输入信号转换为大功率的液压能(流量和压力)输出。在电液伺服系统中,它将电气部分与液压部分连接起来,实现电液信号的转换与液压放大。
德国REXROTH伺服阀是在伺服系统中将电信号输入转换为功率较大的压力或流量压力信号输出的执行元件。它是一种电液转换和功率放大元件。德国REXROTH伺服阀的灵敏度高,快速性好,能将很小的电信号(例如10毫安)转换成很大的液压功率(如几十匹马力以上),可以驱动多种类型的负载。过去人们曾把喷嘴档板阀、射流管或滑阀伺服马达等液压放大装置都列入德国REXROTH伺服阀范围内。
德国REXROTH伺服阀由永磁力矩马达、喷嘴、档板、阀芯、阀套和控制腔组成(见图)。当输入线圈通入电流时,档板向右移动,使右边喷嘴的节流作用加强,流量减少,右侧背压上升;同时使左边喷嘴节流作用减小,流量增加,左侧背压下降。阀芯两端的作用力失去平衡, 阀芯遂向左移动。高压油从S流向C2,送到负载。负载回油通过 C1流过回油口,进入油箱。阀芯的位移量与力矩马达的输入电流成正比,作用在阀芯上的液压力与弹簧力相平衡,因此在平衡状态下力矩马达的差动电流与阀芯的位移成正比。如果输入的电流反向,则流量也反向。表中是德国REXROTH伺服阀的分类。
德国REXROTH力士乐4WSE2ED型伺服阀主要用在电气液压伺服系统中作为执行元件(见液压伺服系统)。在伺服系统中,液压执行机构同电气及气动执行机构相比,具有快速性好、单位重量输出功率大、传动平稳、抗干扰能力强等特点。另一方面,在伺服系统中传递信号和校正特性时多用电气元件。因此,现代高性能的伺服系统也都采用电液方式,德国REXROTH伺服阀就是这种系统的必需元件。
德国REXROTH伺服阀结构比较复杂,造价高,对油的质量和清洁度要求高。新型的德国REXROTH伺服阀正试图克服这些缺点,例如利用电致伸缩元件的德国REXROTH伺服阀,使结构大为简化。另一个方向是研制特殊的工作油(如电气粘性油)。这种工作油能在电磁的作用下改变粘性系数。利用这一性质就可通过电信号直接控制油流。
德国REXROTH力士乐4WSE2ED型伺服阀由一个电机械转换器(力矩马达)(1),一个液压放大器(喷嘴挡板原理)(2),一个阀套(第2级)内的控制阀芯(3)组成,阀芯通过一机械反馈连接到力矩马达上。
在力矩马达的线圈(4)输入一电信号,通过电枢的*磁铁(5)产生一个力,这个力连到扭矩管(6)上产生一个扭矩,通过扭矩管(6)的连杆连接到挡板(7),使其离开两喷嘴(8)之间的中心位置,这样就导致一个压力差,作用於控制阀芯的端面。压力差使得阀芯移动,由此压力腔连到一执行器上,同时另一执行器与回油腔连接。控制阀芯通过一反馈弹簧(机械反馈)(9)连到喷嘴挡板和力矩马达上。控制阀芯不断改变位置,直到反馈弹簧的反馈扭矩和力矩马达的电磁转矩相平衡,喷嘴挡板系统的压差变为零。阀芯的行桯和通过先导控制阀的流量实现了闭环控制,与输入电信号成正比。必须注意到,流量由阀的压力差决定的。
除了通过反馈弹簧的机械控制,还有阀芯位置电信号的采集和控制。阀芯位置通过一个感应位移传感器(11)获得。通过内置放大器(10),位移传感器信号与给定值比较。任何可能的控制偏差进行电放大,作为一控制信号传到力矩马达上。有了这个附加的电反馈,由於电信号的闭环放大,使得在小信号范围内有可能比机械式有更高的动态值。机械反馈保证了在电力供应故障情况下阀芯位於零点。这类阀只配置内置放大器供货。阀的零点可以通过外部电位计进行调节。
德国Rexroth四通伺服方向阀带内置放大器比例阀和伺服阀的测试单元:型号VT-VET-1,1X列参考样本 RC 29 685。测试单元是用於对内置放大器比例阀和伺服阀的控制和功能测试。适合於测试工作电压为±15V或24V的阀。有以下几种允许操作模式:外部操作→工作电压和给定值从操纵室传到阀。内部/外部操作→给定值通过测试单元;工作电压从操纵室得到。内部操作→工作电压通过单独电源提供;给定值通过测试单元得到。 给定值通过BNC插槽→可选的工作电压。