Электрогидравлический сервоклапан является ключевым компонентом в электрогидравлическом сервоуправлении, это своего рода гидравлический регулирующий клапан, который принимает аналоговый выходной сигнал и регулирует поток и давление. Электрогидравлический сервоклапан имеет преимущества быстрого динамического отклика, высокой точности управления и длительного срока службы. Он широко используется в электрогидравлических системах сервоуправления в областях авиации, космонавтики, судостроения, металлургии и химической промышленности.
Гидравлический сервоклапан является основным компонентом системы гидравлического сервоуправления, поэтому в книгах по системам гидравлического управления будет содержаться информация об электрогидравлическом сервоклапане.
1. Процесс разработки
Рождение технологии электрогидравлического сервоклапана является результатом развития технологии гидравлического управления и системы гидравлического управления. Накануне Второй мировой войны, с развитием промышленных потребностей, технология гидравлического управления развивалась семимильными шагами, многие ранние принципы и патенты регулирующих клапанов являются продуктами этой эпохи. Например: Askania Regulator и Askania-Werke изобрели и подали заявку на принцип принципа струйного клапана. Аналогично Foxboro изобрел патент на принцип клапана с перегородкой сопла. Немецкая Siemens изобрела клапан с двойным входом с двигателем на постоянных магнитах и приемником и электрическим входом, и является новаторской в аэрокосмической области.
В конце Второй мировой войны сервоклапан представлял собой одноступенчатый клапан управления с открытым контуром, который напрямую управляет движением золотника с помощью соленоида. Однако с развитием теории управления и потребностями военных приложений разработка и развитие сервоклапана достигли больших успехов. В 1946 году британская компания Tinsiey выиграла патент на двухступенчатый сервоклапан; Raytheon и Bell изобрели обратную связь с двухступенчатым сервоклапаном; MIT крутящий моментный двигатель вместо соленоида, чтобы уменьшить потребление мощности двигателя и улучшить линейность. В 1950 году WCMogog впервые изобрел двухступенчатый сервоклапан с одним соплом. С 1953 по 1955 год THCarson изобрел двухступенчатый сервоклапан с механической обратной связью; WCMoog изобрел двухступенчатый сервоклапан с двумя соплами; Wolpin изобрел сухой крутящий двигатель, устранив первоначальное погружение в масло внутри крутящего двигателя из-за загрязнения масляной жидкостью, вызванного надежностью проблемы. В 1957 году Р. Этчли разработал двухступенчатый сервоклапан с реактивной трубкой, используя принцип реактивной трубки Аскания. А в 1959 году разработал трехступенчатый сервоклапан с электрической обратной связью. В то время сервоклапан в основном использовался в военной области, с наступлением космической эры сервоклапан широко использовался в аэрокосмической области, и разработал высоконадежный резервный сервоклапан и другие передовые продукты.
В то же время, с продолжением расширения сферы применения сервоклапанов, некоторые производители разработали специально используемые в промышленных приложениях промышленные сервоклапаны. Впоследствии все больше и больше для промышленного использования появлялись разработки сервоклапанов. Они имеют следующие характеристики: больший объем для облегчения производства; корпус клапана из алюминия; независимый первый уровень для облегчения регулировки и обслуживания; в основном используются в случаях низкого давления 14 МПа; пытаются сформировать серию стандартизированных продуктов. С широким распространением сервоклапанов в промышленных приложениях компании представили свои собственные подходящие для промышленных применений с пропорцией клапана. Он характеризуется низкой стоимостью, хотя точность управления не сопоставима с сервоклапаном, но благодаря передовой технологии управления и передовым электронным устройствам компенсируют его отсутствие производительности и эффективности, близкой к сервоклапану. Bosch разработал свой знаковый пилот струйной трубки и плоский сервоклапан с электрообратной связью. Vickers разработал пропорциональный клапан типа KG с компенсацией давления. Рексрот, Бош и другие разработали пропорциональный клапан, который управляет движением золотника в обоих направлениях с помощью двух катушек.
2.Перспективы рынка
Производство сервоклапанов ведут следующие производители: Великобритания Dowty, США Team, США Parker, Eaton Vickers, Германия Bosch, Rexroth и т. д.
Электрогидравлический сервоклапан, как правило, в соответствии с типом крутящего момента двигателя делится на подвижную катушку и постоянный магнит типа два. Большинство традиционных сервоклапанов, использующих крутящий момент двигателя с постоянным магнитом, такие сервоклапаны можно разделить на сопловые перегородки и струйные две категории. Оригинальное производство струйных трубчатых сервоклапанов производителей Abex United States также было приобретено Parker. Однако из-за струйных трубчатых сервоклапанов с хорошими характеристиками защиты от загрязнения, высокой надежностью, высоким разрешением и т. д. Некоторые производители также разрабатывают или выпустили свои собственные струйные трубчатые продукты.
Гидравлический
Сервоклапан
Продукция в основном используется в авиации, космонавтике, судостроении и других областях. В то же время, как производственные единицы собственной войны, отсутствие кооперации, сила рассеивания, не способствует дальнейшему развитию сервоклапана, не может сформировать сильное конкурентное преимущество с иностранной продукцией.
3.Тенденция развития
В настоящее время тенденция развития новой технологии электрогидравлических сервоклапанов в основном воплощена в проектировании новой структуры, использовании новых материалов и сочетании электронных, цифровых технологий и гидравлических технологий. Развитие технологии электрогидравлических сервоклапанов значительно способствовало развитию технологии гидравлического управления.
4.Проектирование новой конструкции
В 1990-х годах разработка электрогидравлического сервоклапана прямого действия была большим достижением. Parker разработал технологию привода звуковой катушки (VCD), и на этой основе были разработаны регулирующие клапаны DFplus. Так называемая технология привода звуковой катушки похожа на динамик приводного устройства, базовая структура установлена в неподвижном цилиндрическом постоянном магните на подвижной катушке, когда входной сигнал тока катушки, роль электромагнитного эффекта, катушка производит и сигнальный ток, соответствующий осевой силе, и привод напрямую связан с катушкой движения катушки, движущая сила очень велика. В катушку встроен датчик обратной связи смещения, поэтому использование клапана DFplus с приводом от VCD по сути является замкнутым контуром управления, линейность довольно хорошая. Полная поддержка клапана DFplus - это сопрягаемая поверхность между катушкой и корпусом клапана, что значительно снижает влияние трения на качество управления. Интегрированный с техническими характеристиками выше, со встроенным цифровым модулем управления, производительность управления клапаном DFplus, особенно в частотной характеристике, превосходит, до 400 Гц. Из тенденции развития, новый электрогидравлический сервоклапан прямого действия в некоторых отраслях промышленности заменил традиционный сервоклапан, особенно тенденция сервоклапана перегородки сопла, но его самая большая проблема - большой размер, большой вес, только для правильного участка требуется более низкое промышленное сервоуправление. Например, чтобы уменьшить его вес, уменьшить его размер, в авиационной, аэрокосмической и другой военной промышленности также имеет большой потенциал для развития.
Кроме того, в последние годы появился новый тип сервоклапанного привода в дополнение к прямому приводу моментного двигателя, а также появление использования шагового двигателя, серводвигателя, нового электромагнита и другой структуры привода и структуры прямого преобразования света - жидкости сервоклапана. Применение этих новых технологий не только улучшает производительность сервоклапана, но и для развития идей сервоклапана, электрогидравлической технологии сервоклапана в новую жизненную силу.
5.Использование новых материалов
Текущее использование в области разработки электрогидравлических сервоклапанов новых материалов, в основном на основе пьезоэлектрических компонентов, гигантских магнитострикционных материалов и сплавов с памятью формы на основе исследований и разработок преобразователей. Каждый из них имеет свои собственные превосходные характеристики.
5.1 Пьезоэлектрические компоненты
Пьезоэлектрический элемент характеризуется «пьезоэлектрическим эффектом»: в определенном электрическом поле под действием будут производиться изменения в размерах, в определенном диапазоне деформация и напряженность электрического поля пропорциональны. Пьезоэлектрические компоненты основных материалов для пьезокерамики (PZT), электрострикционных материалов (PMN) и так далее. Типичными пьезоэлектрическими керамическими материалами являются сложенные пьезоэлектрические телескопические керамики японской компании TOKIN. Принцип действия сервоклапана прямого действия PZT заключается в следующем: на обоих концах катушки через шарик были соединены два многослойных пьезоэлектрических компонента. Через пьезоэлектрический эффект пьезоэлектрического материала производится телескопическое движение привода катушки. Для достижения электромеханического преобразования. Сервоклапан перегородки сопла PMN устанавливается в сопле с пьезоэлектрическим стеком, фиксированным соединением перегородки, пьезоэлектрическим стеком расширения, усадка между перегородкой и зазором между соплом увеличиваются и уменьшаются, так что оба конца катушки. Перепад давления заставляет катушку двигаться. В настоящее время разработка пьезоэлектрических электромеханических преобразователей является относительно зрелой и широко используется. Он имеет характеристики быстрой частотной характеристики, полоса пропускания сервоклапана может достигать даже тысяч герц, но есть гистерезис, легкий дрейф и другие недостатки, ограничивающие пьезоэлектрические компоненты в электрогидравлическом сервоклапане для дальнейшего применения.
5.2 Гигантский магнитострикционный материал
Гигантский магнитострикционный материал (GMM) производит гораздо большие изменения длины или объема под действием магнитного поля, чем обычные магнитострикционные материалы. Преобразователь GMM разработан с использованием преобразователя GMM. Преобразователь GMM соединен с катушкой. Управляя током приводной катушки, GMM приводится в действие и расширяется, чтобы управлять смещением катушки для управления выходным потоком сервоклапана. По сравнению с традиционным сервоклапаном, клапан не только обладает характеристиками высокочастотного отклика, но также имеет преимущества высокой точности и компактной структуры. Из текущей ситуации, материалы GMM и пьезоэлектрические материалы и традиционные магнитострикционные материалы по сравнению с большой деформацией, высокой плотностью энергии, быстрым откликом, выходной силой и так далее. Страны по всему миру GMM электромеханический преобразователь и связанные с ним технологические исследования очень важны, будущая потребность в решении GMM тепловой деформации, магнитокристаллической анизотропии, коррозии материалов и производственных процессов, согласования параметров и других аспектов проблемы, чтобы способствовать высокотехнологичному полю широко используется.
5.3 Сплав с эффектом памяти формы
Сплав с эффектом памяти формы (SMA) характеризуется эффектом памяти формы. После того, как он сформирован при высокой температуре, он охлаждается до состояния низкой температуры, и к нему прикладывается внешняя сила. Обычный металл в своей упругой деформации будет происходить после постоянной деформации, и SMA нагревается до определенной температуры выше, он восстановит свою первоначальную высокотемпературную форму. Разработанный сервоклапан с его характеристиками представляет собой привод SMA, который намотан на обоих концах катушки сплавом с эффектом памяти формы для приведения в действие привода SMA путем нагрева и охлаждения, так что сплав с эффектом памяти формы на обоих концах катушки удлиняется или сжимается, приводит действие катушки в движение, одновременно добавляя обратную связь по положению для улучшения характеристик управления сервоклапаном. Из случая клапана, деформация SMA, но его скорость отклика медленная, и деформация не является непрерывной, но также ограничивает сферу его применения.
По сравнению с традиционным сервоклапаном, использование новых материалов, электромеханический преобразователь разработал сервоклапан, как правило, с высокой частотной характеристикой, высокой точностью, компактной структурой. Электрогидравлический сервоклапан широко используется в электрогидравлической системе положения, скорости, ускорения, силы сервоклапана и сервовибрационного генератора. Он имеет преимущества небольшого размера, компактной структуры, высокого коэффициента усиления мощности, высокой точности управления, хорошей линейности, небольшой мертвой зоны, высокой чувствительности, хороших динамических характеристик и быстрого реагирования. Текущая технология гидравлического сервоуправления смогла автоматически управлять технологией, гидравлической технологией и органической комбинацией микроэлектроники, чтобы сформировать новое поколение продуктов сервоклапана. С электронным оборудованием, стратегиями управления, программным обеспечением и материалами и другими аспектами развития и прогресса, технология электрогидравлического управления и продукты сервоклапана будут в машине, электричество, интеграция жидкости достигла большого прогресса.
Вам также могут понравиться эти статьи: