阿托斯ATOS伺服閥價(jià)格量大面議

阿托斯ATOS伺服閥價(jià)格量大面議
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阿托斯液控伺服閥主要是指電液伺服閥,它在接受電氣模擬信號后，相應輸出調制的流量和壓力。它既是電液轉換元件，也是功率放大元件，它能夠將小功率的微弱電氣輸入信號轉換為大功率的液壓能（流量和壓力）輸出。在電液伺服系統中，它將電氣部分與液壓部分連接起來(lái)，實(shí)現電液信號的轉換與液壓放大。電液伺服閥是電液伺服系統控制的核心。
阿托斯伺服閥原理：
典型的伺服閥由永磁力矩馬達、噴嘴、檔板、閥芯、閥套和控制腔組成(見(jiàn)圖)。當輸入線(xiàn)圈通入電流時(shí)，檔板向右移動(dòng)，使右邊噴嘴的節流作用加強，流量減少，右側背壓上升；同時(shí)使左邊噴嘴節流作用減小，流量增加，左側背壓下降。閥芯兩端的作用力失去平衡, 閥芯遂向左移動(dòng)。高壓油從S流向C2，送到負載。負載回油通過(guò) C1流過(guò)回油口，進(jìn)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(dòng)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(lèi)。
伺服閥主要用在電氣液壓伺服系統中作為執行元件（見(jiàn)液壓伺服系統）。在伺服系統中，液壓執行機構同電氣及氣動(dòng)執行機構相比，具有快速性好、單位重量輸出功率大、傳動(dòng)平穩、抗干擾能力強等特點(diǎn)。另一方面，在伺服系統中傳遞信號和校正特性時(shí)多用電氣元件。因此，現代高性能的伺服系統也都采用電液方式，伺服閥就是這種系統的必需元件。
伺服閥結構比較復雜，造價(jià)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(diǎn)，例如利用電致伸縮元件的伺服閥，使結構大為簡(jiǎn)化。另一個(gè)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。利用這一性質(zhì)就可通過(guò)電信號直接控制油流。
阿托斯伺服閥研究現狀：
當前電液伺服閥的研究主要集中在結構及加工工藝的改進(jìn)、材料的更替及測試方法的改變。
1）在結構改進(jìn)上，主要是利用冗余技術(shù)對伺服閥的結構進(jìn)行改造。由于伺服閥是伺服系統的核心元件，伺服閥性能的優(yōu)劣直接代表著(zhù)伺服系統的水平。另外，從可靠性角度分析，伺服閥的可靠性是伺服系統中重要的一環(huán)。由于伺服閥被污染是導致伺服閥失效的主要原因。對此，國外的許多廠(chǎng)家對伺服閥結構作了改進(jìn)，先后發(fā)展出了抗污染性較好的射流管式、偏導射流式伺服閥。而且，俄羅斯還在其研制的射流管式伺服閥閥芯兩端設計了雙冗余位置傳感器，用來(lái)檢測閥芯位置。一旦出現故障信號可立即切換備用伺服閥，大大提高了系統的可靠性，此種兩余度技術(shù)已廣泛的應用于航空行業(yè)。而且，美國的Moog公司和俄羅斯的沃斯霍得工廠(chǎng)均已研制出四余度的伺服機構用于航天行業(yè)。我國的航天系統有關(guān)單位早在90年代就已進(jìn)行三余度等多余度伺服機構的研制，將伺服閥的力矩馬達、反饋元件、滑閥副做成多套，發(fā)生故障可隨時(shí)切換，保證系統的正常工作。此外多線(xiàn)圈結構、或在結構上帶零位保護裝置、外接式濾器等型式的伺服閥亦已在冶金、電力、塑料等行業(yè)得到了廣泛的應用。
2）在加工工藝的改進(jìn)方面，采用新型的加工設備和工藝來(lái)提高伺服閥的加工精度及能力。如在閥芯閥套配磨方法上，上海交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)均研制出了智能化、全自動(dòng)的配磨系統。特別是哈爾濱工業(yè)大學(xué)的配磨系統改變了傳統的氣動(dòng)配磨的模式，采用液壓油作為測量介質(zhì)，更直接地反應了所測滑閥副的實(shí)際情況，提高了測量結果的準確性與精度。在力矩馬達的焊接方面中船重工第704研究所與德國廠(chǎng)家合作，采用了世界的焊接工藝取得了良好的效果。另外，哈爾濱工業(yè)大學(xué)還研制出智能化的伺服閥力矩馬達彈性元件測量裝置。解決了原有手動(dòng)測量法中存在的測量精度低、操作復雜、效率低等問(wèn)題。對彈性元件能高效完成剛度測量、得到完整的測量曲線(xiàn)，且不重復性測量誤差不大于1%。
3）在材料的更替上方面。除了對某些零件采用了強度、彈性、硬度等機械性能更*的材料外。還對特別用途的伺服閥采用了特殊的材料。如德國有關(guān)公司用紅寶石材料制作噴嘴檔板，防止因氣饋造成檔板和噴嘴的損傷，而降低動(dòng)靜態(tài)性能，使工作壽命縮短。機械反饋桿頭部的小球也用紅寶石制作，防止小球和閥芯小槽之間的磨損，使閥失控，并產(chǎn)生尖叫。航空六O九所、中船重工第七O四研究所等單位均采用新材料研制了能以航空煤油、柴油為介質(zhì)的耐腐蝕伺服閥。此外對密封圈的材料也進(jìn)行了更替，使伺服閥耐高壓、耐腐蝕的性能得到提高。
4）在測試方法改進(jìn)方面，隨著(zhù)計算機技術(shù)的高速發(fā)展生產(chǎn)單位均采用計算機技術(shù)對伺服閥的靜、動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行測試與計算。某些單位還對如何提高測量精度，降低測量?jì)x器本身的振動(dòng)、熱噪聲和外界的高頻干擾對測量結果的影響，作了深入的研究。如采用測頻/測周法、尋優(yōu)信號測試法、小波消噪法、正弦輸入法及數字濾波等新技術(shù)對伺服閥測試設備及方法進(jìn)行了研制和改進(jìn)。
阿托斯伺服閥電子化、數字化技術(shù)的運用：
電子化、數字化技術(shù)在電液伺服閥技術(shù)上的運用主要有兩種方式：其一，在電液伺服閥模擬控制元器件上加入D/A轉換裝置來(lái)實(shí)現其數字控制。隨著(zhù)微電子技術(shù)的發(fā)展，可把控制元器件安裝在閥體內部，通過(guò)計算機程序來(lái)控制閥的性能，實(shí)現數字化補償等功能。但存在模擬電路容易產(chǎn)生零漂、溫漂，需加D/A 轉換接口等問(wèn)題。其二，為直動(dòng)式數字控制閥。通過(guò)用步進(jìn)電機驅動(dòng)閥芯，將輸入信號轉化成電機的步進(jìn)信號來(lái)控制伺服閥的流量輸出。該閥具有結構緊湊、速度及位置開(kāi)環(huán)可控及可直接數字控制等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛使用。但在實(shí)時(shí)性控制要求較高的場(chǎng)合，如按常規的步進(jìn)方法，無(wú)法兼顧量化精度及響應速度的要求。浙江工業(yè)大學(xué)采用了連續跟蹤控制的辦法，消除了兩者之間的矛盾，獲得了良好的動(dòng)態(tài)特性。此外還有通過(guò)直流力矩電機直接驅動(dòng)閥芯來(lái)實(shí)現數字控制等多種控制方式或伺服閥結構改變等方法來(lái)形成眾多的數字化伺服閥產(chǎn)品。
隨著(zhù)各項技術(shù)水平的發(fā)展，通過(guò)采用新型的傳感器和計算機技術(shù)研制出機械、電子、傳感器及計算機自我管理（故障診斷、故障排除）為一體的智能化新型伺服閥。該類(lèi)伺服閥可按照系統的需要來(lái)確定控制目標：速度、位置、加速度、力或壓力。同一臺伺服閥可以根據控制要求設置成流量控制伺服閥、壓力控制伺服閥或流量/ 壓力復合控制伺服閥。并且伺服閥的控制參數，如流量增益、流量增益特性、零點(diǎn)等都可以根據控制性能化原則進(jìn)行設置。伺服閥自身的診斷信息、關(guān)鍵控制參數（包括工作環(huán)境參數和伺服閥內部參數）可以及時(shí)反饋給主控制器；可以遠距離對伺服閥進(jìn)行監控、診斷和遙控。在主機調試期間，可以通過(guò)總線(xiàn)端口下載或直接由上位機設置伺服閥的控制參數，使伺服閥與控制系統達到匹配，優(yōu)化控制性能。而伺服閥控制參數的下載和更新，甚至在主機運轉時(shí)也能進(jìn)行。而在伺服閥與控制系統相匹配的技術(shù)應用發(fā)展中，嵌入式技術(shù)對于伺服閥已經(jīng)成為現實(shí)。按照嵌入式系統應定義為：“嵌入到對像體系中的計算機系統”。“嵌入性”、“性”與“計算機系統”是嵌入式系統的三個(gè)基本要素。它是在傳統的伺服閥中嵌入的微處理芯片和相應的控制系統，針對客戶(hù)的具體應用要求而構建成具優(yōu)控制參數的伺服閥并由閥自身的控制系統完成相應的控制任務(wù)（如各控制軸同步控制），再嵌入到整個(gè)的大液壓控制系統中去。從的技術(shù)發(fā)展和液壓控制系統對伺服閥的要求看，伺服閥的自診斷和自檢測功能應該有更大的發(fā)展。
阿托斯伺服閥新型材料的采用：
當前在電液伺服閥研制領(lǐng)域的新型材料運用，主要是以壓電元件、超磁致伸縮材料及形狀記憶合金等為基礎的轉換器研制開(kāi)發(fā)。它們各具有其自己的優(yōu)良特性。
1.壓電元件
壓電元件的特點(diǎn)是“壓電效應”：在一定的電場(chǎng)作用下會(huì )產(chǎn)生外形尺寸的變化，在一定范圍內，形變與電場(chǎng)強度成正比。壓電元件的主要材料為壓電陶瓷（PZT）、電致伸縮材料（PMN）等。比較典型的壓電陶瓷材料有日本TOKIN公司的疊堆型壓電伸縮陶瓷等。PZT直動(dòng)式伺服閥的原理是：在閥芯兩端通過(guò)鋼球分別與兩塊多層壓電元件相連。通過(guò)壓電效應使壓電材料產(chǎn)生伸縮驅動(dòng)閥芯移動(dòng)。實(shí)現電-機械轉換。PMN噴嘴擋板式伺服閥則在噴嘴處設置一與壓電疊堆固定連接的擋板，由壓電疊堆的伸、縮實(shí)現擋板與噴嘴間的間隙增減，使閥芯兩端產(chǎn)生壓差推動(dòng)閥芯移動(dòng)。壓電式電-機械轉換器的研制比較成熟并已得到較廣泛的應用。它具有頻率響應快的特點(diǎn)，伺服閥頻寬甚至能達到上千赫茲，但亦有滯環(huán)大、易漂移等缺點(diǎn)，制約了壓電元件在電液伺服閥上的進(jìn)一步應用。
2.超磁致伸縮材料
超磁致伸縮材料（GMM）與傳統的磁致伸縮材料相比，在磁場(chǎng)的作用下能產(chǎn)生大得多的長(cháng)度或體積變化。利用GMM轉換器研制的直動(dòng)型伺服閥是把 GMM轉換器與閥芯相連，通過(guò)控制驅動(dòng)線(xiàn)圈的電流，驅動(dòng)GMM的伸縮，帶動(dòng)閥芯產(chǎn)生位移從而控制伺服閥輸出流量。該閥與傳統伺服閥相比不僅有頻率響應高的特點(diǎn)，而且具有精度高、結構緊湊的優(yōu)點(diǎn)。在GMM的研制及應用方面，美國、瑞典和日本等國處于水平。國內浙江大學(xué)利用GMM技術(shù)對氣動(dòng)噴嘴擋板閥和內燃機燃料噴射系統的高速強力電磁閥，進(jìn)行了結構設計和特性研究。GMM材料與壓電材料和傳統磁致伸縮材料相比，具有應變大、能量密度高、響應速度快、輸出力大等特點(diǎn)。世界各國對GMM電-機械轉換器及相關(guān)的技術(shù)研究相當重視，GMM技術(shù)水平快速發(fā)展，已由實(shí)驗室研制階段逐步進(jìn)入市場(chǎng)開(kāi)發(fā)階段。今后還需解決GMM的熱變形、磁晶各向異性、材料腐蝕性及制造工藝、參數匹配等方面的問(wèn)題以利于在高科技領(lǐng)域得到廣泛運用。
3.形狀記憶合金
形狀記憶合金（SMA）的特點(diǎn)是具有形狀記憶效應。將其在高溫下定型后，冷卻到低溫狀態(tài)，對其施加外力。一般金屬在超過(guò)其彈性變形后會(huì )發(fā)生變形，而SMA卻在將其加熱到某一溫度之上后，會(huì )恢復其原來(lái)高溫下的形狀。利用其特性研制的伺服閥是在閥芯兩端加一組由形狀記憶合金繞制的SMA執行器，通過(guò)加熱和冷卻的方法來(lái)驅動(dòng)SMA執行器，使閥芯兩端的形狀記憶合金伸長(cháng)或收縮，驅動(dòng)閥芯作用移動(dòng)，同時(shí)加入位置反饋來(lái)提高伺服閥的控制性能。從該閥的情況來(lái)看，SMA雖變形量大，但其響應速度較慢，且變形不連續，也限制了其應用范圍。
與傳統伺服閥相比，采用新型材料的電-機械轉換器研制的伺服閥，普遍具有高頻響、高精度、結構緊湊的優(yōu)點(diǎn)。雖然還各自呈在某些關(guān)鍵技術(shù)需要解決，但新型功能材料的應用和發(fā)展，給電液伺服閥的技術(shù)發(fā)展發(fā)展提供了新的途徑。

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