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传统的电液伺服阀中最典型也最常用的是双喷嘴挡板式滑阀力反馈伺服阀,它采用力矩马达作为电-机械转换装置,双喷嘴挡板阀为液压放大元件,力反馈杆与弹簧管构成机械反馈。虽然力矩马达具有固有频率高、结构紧凑等优点,但为了限制非线性,力矩马达衔铁的输出位移一般都很小,制造精度要求高,力反馈杆与弹簧管构成的机械反馈使得力矩马达的抗污染性差,价格高。
动圈式力马达在气隙中运动时不改变气隙的长度,具有位移量大的特点,用力马达直接驱动滑阀,可以增加阀的抗污染能力。早期的动圈式力马达伺服阀,由于为了充分利用力马达的线性,阀芯行程大,对中弹簧的刚度一般较小,而动圈与先导阀芯连接在一起,运动部分质量大,致使力马达的频率低,响应速度慢。随着电子技术与传感器技术的发展,通过提高动圈式力马达的驱动电流来加大力马达的输出力已不再困难,利用先进的位移检测技术实现阀芯位置的高精度检测不仅可行而且经济,因此近年来,数百赫兹以上高频响大流量伺服阀几乎都采用动圈式力马达结构。本文以日本KYB工业株式会社生产的MK伺服阀为例,分析动圈式伺服阀的特点及其检测问题。
2 MK阀及其放大器的特点
MK电液伺服阀是一种全电反馈、二级驱动、双位置闭环的电液伺服阀。它具有高频响、高精度、抗污染性好、性能稳定等特点。与力反馈相比,采用电反馈不仅简化了伺服阀的结构,而且为用电气参数来改变阀的特性提供了技术基础。
伺服阀由先导阀、主阀和减压阀等组成。先导级主要有:动圈力马达、滑阀以及电涡流位移传感器等组成,电气部分是完全干式,动圈运动时直接推动阀芯移动,阀芯的位移由嵌入式电涡流位移传感器检测反馈到放大器的输入端形成电气闭环。这种直动加电气反馈的方式,使得其结构特别简单,大大提高了可靠性。主阀由先导级驱动,主阀芯与嵌入式差动变压器位移传感器的铁芯相连接,主阀芯的位移由差动变压器位移传感器检测,反馈到放大器的输入端形成第二级
(6)拆下系统内所有滤清器的滤芯。更换滤芯时,要仔细地检查滤芯上有无金属粉末或其他杂质,这样可以了解系统中零件的磨损情况。
(7)放掉主液压泵、回转马达、行走马达腔内的旧油,并注满新油。
(8)安装曾拆卸过的油管。安装各油管前,一定要重新清洗管接头,并用绸布擦干净,严禁用棉纱、毛巾等纤维织物擦拭管接头。安装螺纹接头时应使用密封胶带,粘贴时应与螺纹的旋转方向相反。应按次序、按规定的扭矩依次安装和连接好各管接头。
(9)从加油口给油箱加油。先将加油滤芯安装好,再打开新油油桶,用滤油机将新油注人油箱内,将油加至油标的上限处为止,盖好加油盖。
(10)更换下列各动作回路中的旧油。各回路换油前,机器均应处在铲斗缸活塞杆完全伸出、斗杆缸活塞杆完全缩回和铲斗自由地放于地面上这三种状态下。
①先导控制系统回路。拆开左、右行走马达停车制动器的控制油管接头,使选择阀处于中位,用启动马达带动发动机空转数圈,从而使先导系统供油路中的旧油排出,然后清洗管接头,再将其连接好;启动发动机,怠速运转5min,再分别松开控制阀上的先导油管接头,并分别来回操作各动作,直至有新油排出为止,再清洗各管接头并连接好。
②动臂回路。将铲斗放于地面,来回扳动各手柄数次,拆开动臂缸无杆腔的油管接头,放掉液压缸无杆腔中的旧油,再操作动臂手柄,向举升方向慢慢地扳动手柄,待接头排出新油为止,然后清洗管接头并连接好;松开动臂缸有杆腔的油管接头,操作动臂手柄,向降落方向慢慢地扳动手柄,直至油管排出新油为止;操作动臂手柄,向举升方向慢慢地扳动手柄,以排出有杆腔中的旧油,清洗管接头并连接;操作动臂使之升、降数次,以排出系统中的空气。