像許多圍繞液壓流體動(dòng)力的神話和誤解一樣，山東威力1250噸四合一輔助動(dòng)力控制器油壓機(jī)閥門(mén)用于打開(kāi)和關(guān)閉流量的想法很普遍。但是，唉，在許多情況下這是錯(cuò)誤的。原因很簡(jiǎn)單：在滑閥中，閥芯與其配合孔之間存在物理間隙，導(dǎo)致內(nèi)部泄漏。

內(nèi)部泄漏本身會(huì)導(dǎo)致連接的氣缸蠕動(dòng)，其速率是該閥門(mén)試樣中的間隙量，氣缸尺寸和負(fù)載大小的復(fù)雜函數(shù)。然而，我對(duì)此感到內(nèi)疚，經(jīng)常說(shuō)“閥門(mén)居中，流量停止，氣缸停止。”這很容易看到它，它立即起作用。

然而，這種基本原理導(dǎo)致對(duì)山東威力1250噸四合一輔助動(dòng)力控制器油壓機(jī)精密電液運(yùn)動(dòng)控制和伺服機(jī)構(gòu)中的確切機(jī)構(gòu)的誤解。它還會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)性的結(jié)論，即錯(cuò)誤來(lái)自位置伺服機(jī)構(gòu)。更重要的是，我們需要了解如何開(kāi)發(fā)一種設(shè)計(jì)方法，以便構(gòu)建滿足指定位置精度標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)。

為什么活塞停止
例如，山東威力1250噸四合一輔助動(dòng)力控制器油壓機(jī)電動(dòng)液壓運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能規(guī)格可能是：系統(tǒng)必須以14英寸/秒的最大速度移動(dòng)10,000磅的負(fù)載，提供8周/分鐘的生產(chǎn)率，停留在氣缸延伸結(jié)束時(shí)持續(xù)2秒，并移動(dòng)到不超過(guò)0.010英寸誤差的位置。系統(tǒng)通常設(shè)計(jì)用于滿足負(fù)載和速度要求，循環(huán)速率和停留時(shí)間。實(shí)現(xiàn)不超過(guò)指定定位誤差的位置的要求可能是一個(gè)不熟悉的概念。但是，我們可以預(yù)測(cè)達(dá)到這樣一個(gè)目標(biāo)所需的條件，甚至可以設(shè)計(jì)它。但要做到這一點(diǎn)，我們需要了解閥門(mén)，氣缸和負(fù)載如何相互作用以使氣缸停止。


這引出了一個(gè)問(wèn)題：如果閥門(mén)無(wú)法關(guān)閉流量，有什么機(jī)制可以使伺服缸停止？Isaac Newton為我們提供了答案：氣缸和負(fù)載停止，因?yàn)殚y門(mén)使它們?nèi)窟_(dá)到力平衡，因此流量因活塞停止而停止。實(shí)際過(guò)程使閥門(mén)產(chǎn)生力平衡，這導(dǎo)致流動(dòng)被活塞阻塞，而不是相反。

這引出了另一個(gè)問(wèn)題：閥門(mén)中的什么導(dǎo)致負(fù)載中的力平衡狀態(tài)？簡(jiǎn)短的答案可以在閥門(mén)的壓力計(jì)量特性中找到，或者更簡(jiǎn)單地表達(dá)在閥門(mén)制造商的技術(shù)數(shù)據(jù)中，表示閥門(mén)的壓力增益。

壓力計(jì)量測(cè)試
閥流量計(jì)量特性是眾所周知的。然而，壓力計(jì)量可能與那些與精確定位系統(tǒng)沒(méi)有直接關(guān)系的人不同。然而，理解并不是一個(gè)難以理解的概念。我們首先來(lái)看一個(gè)典型的四通換向閥的簡(jiǎn)化剖視圖，如圖1所示。


注意，未示出用于移動(dòng)圖1中的線軸的裝置。雖然換檔裝置對(duì)于應(yīng)用中的真實(shí)閥門(mén)的操作非常重要，但對(duì)于直接討論并不重要。進(jìn)一步注意，液壓動(dòng)力源產(chǎn)生恒定壓力，例如傳統(tǒng)的山東威力1250噸四合一輔助動(dòng)力控制器油壓機(jī)壓力補(bǔ)償泵。此外，閥芯以一些閥芯間隙拉出，工作端口用壓力表或壓力傳感器終止。將閥門(mén)拉伸為具有或多或少零圈。盡管壓力計(jì)量通常與零重疊（伺服）閥相關(guān)，但也可以測(cè)試過(guò)重和過(guò)低的閥門(mén)。

圖1是測(cè)量和記錄閥門(mén)壓力計(jì)量特性的典型設(shè)置。它顯示了一個(gè)死角情況 - 即零流量輸出測(cè)試。這是有意的，也是必要的，因?yàn)樗嬖V我們當(dāng)沒(méi)有工作端口流動(dòng)時(shí)閥門(mén)及其負(fù)載將會(huì)經(jīng)歷什么。

當(dāng)液壓動(dòng)力打開(kāi)時(shí)，P端口會(huì)產(chǎn)生高壓。由于內(nèi)部間隙，從P到A和從P到B都會(huì)有泄漏。但是，工作端口無(wú)法流出，因此我們可以得出結(jié)論，所有P- to- A泄漏必須通過(guò)B- to- T間隙，而P- to- B泄漏必須通過(guò)A - TO- ?間隙。

由于內(nèi)部泄漏，我們還可以得出結(jié)論，兩個(gè)工作端口的壓頭壓力不為零。事實(shí)上，如果閥門(mén)“完美制造”，當(dāng)閥芯完全居中時(shí)，工作口壓力將恰好是供應(yīng)壓力的一半。這是閥門(mén)無(wú)法關(guān)閉的結(jié)果。

Valve null說(shuō)明
將閥門(mén)歸零的過(guò)程包括將閥芯定位到其行程的“液壓中心”。為了使閥門(mén)歸零，山東威力1250噸四合一輔助動(dòng)力控制器油壓機(jī)電子驅(qū)動(dòng)器（放大器）與線圈斷開(kāi)，并且線軸機(jī)械地移動(dòng)直到兩個(gè)工作端口具有相同的壓力。然后放大器重新連接，閥門(mén)已經(jīng)電子消除。

背壓計(jì)量
壓力計(jì)量測(cè)試包括記錄閥芯在其“中心區(qū)域”移動(dòng)時(shí)的死區(qū)工作端口壓力，通常在技??術(shù)文獻(xiàn)中稱為零區(qū)。無(wú)需借助復(fù)雜的概念，我們可以推斷壓力計(jì)量測(cè)試的預(yù)期。

首先，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)閥芯居中時(shí)，山東威力1250噸四合一輔助動(dòng)力控制器油壓機(jī)內(nèi)部泄漏將導(dǎo)致工作口壓力約為供應(yīng)壓力的一半。但是當(dāng)線軸偏離零線時(shí)我們會(huì)期待什么呢？直接說(shuō)明如果閥芯完全換檔 - 比如在從P到A的開(kāi)啟方向- A端口壓力將上升到供應(yīng)壓力（因?yàn)闆](méi)有工作端口流動(dòng)），并且B端口將進(jìn)入坦克壓力。相反，如果閥芯將P移至B，則B端口將升至供應(yīng)壓力，并且A端口壓力降至罐壓力。

強(qiáng)調(diào)在任何時(shí)候都沒(méi)有工作端口流動(dòng)，應(yīng)該清楚的是，遠(yuǎn)離液壓中心的相對(duì)小的移動(dòng)將導(dǎo)致一個(gè)工作端口或另一個(gè)工作端口達(dá)到供應(yīng)壓力，而相對(duì)的工作端口達(dá)到罐端口壓力。實(shí)際上，在零重疊（伺服）閥中，所有壓力計(jì)量都在不到10％的閥芯行程中進(jìn)行，并且通常在中心5％。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，壓力計(jì)量發(fā)生在重疊區(qū)域加上總卷軸行程的約5％或10％。


仔細(xì)觀察
圖2顯示了標(biāo)稱山東威力1250噸四合一輔助動(dòng)力控制器油壓機(jī)零重疊閥門(mén)的典型壓力計(jì)量曲線。垂直軸是死角壓力，橫軸是控制。兩條曲線分別是當(dāng)控制從負(fù)值緩慢移動(dòng)到正值時(shí)記錄的死角工作端口壓力P A和PB?？刂瓶梢允情y芯位置，命令電流或命令電壓。如上所述，控制變量的總范圍是最大控制輸入的中心的5％至10％。在壓力計(jì)量零區(qū)外，工作口壓力分別交替上升到供應(yīng)壓力和罐壓力。計(jì)量曲線的斜率，M A.和M B分別是“每端口壓力增益”。

壓力計(jì)量圖的一個(gè)重要方面是兩個(gè)工作端口壓力P A和P B在控制不為零的點(diǎn)處相等。這被標(biāo)記為力平衡點(diǎn)。非零控制意味著閥被顯示為錯(cuò)誤的 - 不一定是災(zāi)難性的，甚至是不希望的狀況。此外，在那一點(diǎn)（兩個(gè)壓力相等，恰好在零控制的左邊），它們的均衡值P N每個(gè)都小于供應(yīng)壓力的一半。

這意味著山東威力1250噸四合一輔助動(dòng)力控制器油壓機(jī)閥門(mén)內(nèi)存在兩種情況中的任何一種 - 閥門(mén)的返回區(qū)域可能略微欠重，或者動(dòng)力區(qū)域可能略微重疊。如果沒(méi)有進(jìn)一步測(cè)試，我們無(wú)法確定哪種情況存在。然而，只要該量接近供應(yīng)壓力的一半，就不一定是災(zāi)難性的，或者是在制造后拒絕閥門(mén)的原因。對(duì)于非零或錯(cuò)誤的條件，當(dāng)控制為零時(shí)，兩個(gè)工作端口壓力不為零，分別標(biāo)記為P 0A和P 0B。為了幫助說(shuō)明力平衡條件，圖2表明閥門(mén)與單桿氣缸“連接”。這表明P A.閥的一側(cè)連接到氣缸的蓋端，而P B側(cè)連接到桿端。

一個(gè)
典型的例子考慮一個(gè)相當(dāng)普遍的工業(yè)應(yīng)用情況，其中沒(méi)有負(fù)載連接到汽缸。我們現(xiàn)在問(wèn)，“需要什么控制輸入才能使氣缸停止？”為了找到答案，讓我們看看ifs是什么。如果控制輸入（讓我們假設(shè)它是閥門(mén)輸入電流I）設(shè)置為零怎么辦？?jī)蓚€(gè)氣缸壓力將是P 0A和P 0B。這導(dǎo)致帽端壓力高于桿端壓力。從基本的水力學(xué)理論我們知道，蓋端區(qū)域的高壓不會(huì)構(gòu)成空載氣缸中的力平衡。氣缸會(huì)蠕動(dòng) - 我們知道氣缸會(huì)以閥門(mén)和氣缸區(qū)域內(nèi)部泄漏確定的速率向外蠕動(dòng)。

現(xiàn)在，如果將控制電流設(shè)置為導(dǎo)致壓力相等的值，該怎么辦？同樣，我們知道桿端和蓋端的相等壓力不會(huì)導(dǎo)致力平衡，因?yàn)槎松w壓力太高。因此，山東威力1250噸四合一輔助動(dòng)力控制器油壓機(jī)氣缸將再次向外蠕動(dòng)。為了找到導(dǎo)致力平衡的電流，我們需要更多地了解氣缸。

為了我們的目的，讓我們假設(shè)氣缸面積比為2比1.現(xiàn)在，在氣缸上沒(méi)有外部負(fù)載的情況下，我們知道蓋端的壓力必須是桿端壓力的一半。也就是說(shuō)，我們必須在計(jì)量曲線上找到一個(gè)點(diǎn)，其中P B是P A的兩倍。壓力計(jì)量曲線上只有一個(gè)點(diǎn)，兩個(gè)壓力符合該標(biāo)準(zhǔn)。它被標(biāo)記為控制軸上的I 0點(diǎn)。當(dāng)氣缸上沒(méi)有負(fù)載時(shí)，如果我們將控制電流設(shè)置為I 0，則無(wú)負(fù)載氣缸將停止，因?yàn)樵趦?nèi)部閥泄漏時(shí)建立了平衡狀態(tài)。

進(jìn)一步攜帶的情況下
與另一繼續(xù)，如果有什么，什么，如果在氣缸外部負(fù)載增加-比如，在試圖收回缸一個(gè)方向？如果我們將控制輸入電流設(shè)置為I 0（停止卸載氣缸的電流），則端蓋壓力將太低而無(wú)法承受外部負(fù)載，實(shí)際上，氣缸將向內(nèi)蠕動(dòng)。那么我們必須采取什么樣的控制電流來(lái)停止外部加載的氣缸？顯然，我們需要將電流向右移動(dòng)到一個(gè)導(dǎo)致更高的P A和更低的P B的值。新的輸入電流必須比零負(fù)載平衡電流更正。我們需要了解更多關(guān)于特定值的信息，以確定曲線的確切點(diǎn) - 這個(gè)練習(xí)超出了這個(gè)基本解釋的范圍。


現(xiàn)在，如果閥門(mén)連接到連接了位置傳感器的氣缸，系統(tǒng)還在閉合位置伺服回路中連接到伺服比例放大器怎么辦？圖3中示出了這種系統(tǒng)的簡(jiǎn)化。注意，閥門(mén)現(xiàn)在配備有一些未指定的電磁致動(dòng)裝置，例如山東威力1250噸四合一輔助動(dòng)力控制器油壓機(jī)比例電磁閥或扭矩電動(dòng)機(jī)。閥門(mén)驅(qū)動(dòng)的具體方法對(duì)我們的討論并不重要。

進(jìn)一步注意，氣缸配備有位置傳感器，在圖中標(biāo)記為H. 換能器輸出作為VX負(fù)向饋入電子求和點(diǎn)，在此處將其與命令輸入電壓（標(biāo)記為C）進(jìn)行比較（減去）。誤差電壓，È（命令與反饋信號(hào)之間的差），被饋送到放大器，甲。來(lái)自放大器的輸出電流進(jìn)入閥線圈以移動(dòng)閥門(mén)，從而使氣缸跟隨指令電壓。閥門(mén)和氣缸之間顯示閥門(mén)的壓力計(jì)量特性，以確定停止條件。

為了解釋圖3中電路的操作，如果指令電壓增加到高于反饋電壓的現(xiàn)有值，則存在誤差電壓E. 該電壓被放大并饋送到閥線圈中，導(dǎo)致閥從零位移開(kāi)，將流動(dòng)引導(dǎo)到氣缸中。這又使氣缸沿增加反饋電壓的方向移動(dòng)。

在某些時(shí)候，反饋和指令電壓變得相等，誤差變?yōu)榱?，閥門(mén)控制電流變?yōu)榱悖y芯居中，關(guān)閉流量，因此氣缸停止。由于已經(jīng)闡述的原因，這整個(gè)最后一句是錯(cuò)誤的。它應(yīng)該真正讀?。荷綎|威力1250噸四合一輔助動(dòng)力控制器油壓機(jī)氣缸向一個(gè)方向移動(dòng)以增加反饋電壓，并且在某一點(diǎn)上，誤差電壓達(dá)到一個(gè)值，該值導(dǎo)致氣缸和任何外部負(fù)載之間的力平衡。這導(dǎo)致氣缸和負(fù)載停止，迫使閥門(mén)輸出流量為零。在這種情況下，誤差電壓和閥門(mén)電流都不可能為零！

包裝起來(lái)
我們看到只有當(dāng)閥芯位置在氣缸和負(fù)載之間產(chǎn)生力平衡時(shí)，閥才會(huì)停止負(fù)載。閥門(mén)的壓力計(jì)量特性對(duì)于達(dá)到這種狀態(tài)至關(guān)重要。零輸出流量是此操作的結(jié)果，而不是原因。

如果氣缸上的負(fù)載發(fā)生變化，則必須改變控制電流以建立新的平衡壓力。因此，氣缸也必須移動(dòng)。這導(dǎo)致山東威力1250噸四合一輔助動(dòng)力控制器油壓機(jī)位置伺服機(jī)制中的可變誤差，并且系統(tǒng)設(shè)計(jì)者必須考慮這些不幸的現(xiàn)實(shí)或準(zhǔn)備接受應(yīng)用中的失敗。

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