滑阀零位特性对应用的影响
文摘
科技
2024-09-03 20:00
江苏
前几章讲了滑阀零遮盖的定义，遮盖情况直接影响阀的零位性能。包括压力特性，滞环等，进而影响阀控缸的控制精度。除此之外，滑阀的遮盖也会影响阀的零位-流量系数，进而影响阀控缸的阻尼系数，阶跃特性和稳定性。在此主要说说零位特性对应用可能造成的影响。
此类应用中，伺服阀大部分时间都工作在零位附近。在这个区域有一个基于 P 口到 T 回油口的液压桥，液桥可以实现压力控制。对于零遮盖阀，所有这些都发生在零位附近行程的 ± 3 % 内。显然，为此需要良好的阀芯位置控制以及良好的零位特性。这些良好的零位特性需要阀芯和阀套极好的配合，形位公差要控制在μ级，四条节流边也要严格控制锐边，遮盖量控制在±3%以内。按照穆格阀的规定，遮盖在±3%以内，都属于零遮盖。不过由于加工技术的提高，现在穆格零遮盖阀，一般可控制在±1.5%以内。节流边需要配磨，并用气动量仪或者液压配磨台测量，直到获得所需的零值。零遮盖伺服阀的成本比较昂贵，但它的内泄、流量和压力增益等可以获得较好的性能，控制精度和重复性都比较好。![]()
这三张图需要用心分析。第一张图，压力在±3%行程处，达到额定压力。并且Pa和Pb对称，也就是说控制口A口B口是完全对称，四条节流边和窗口几乎完全零重合。这种情况最常见，零位时，控制口的输出压力为50%的额定压力（每条边为1/2Ps)。适合对称油缸。第二张图，在零位时，压力相对较低，并且在±3%行程内，并没有完全达到额定压力。可以理解为压力的正遮盖。第三张图，Y轴左边（Pb）遮盖相对较大，右边(Pa)是零遮盖。可以理解为压力的负遮盖（对于Pa腔）。适合非对称油缸。
这三种情况对油缸性能的影响，今天不深入探讨。会在接下来的文章中重点分析。
可互换的阀芯和阀套用于较低等级的伺服阀，具有更大的零位压力和流量特性分布。一般可以通过软件进行补偿，适用于中低端场合。通常，这种可互换阀芯技术仅适用于较大的阀芯行程（因为误差百分比相对较小）。死区补偿技术可参见公众号文章《比例阀死区补偿电路设计》。在速度需要超过 5% 的阀门开度的情况下，零位特性并不重要，可以使用正重叠的伺服阀。该技术最初用于具有 20% 大重叠的比例阀。补偿“跳过”了死区。这是通过电气上修改指令使其从重叠的一侧跳到另一侧来实现的（可以硬件实现，也可以通过软件实现）。补偿技术有时用于需要适度精度或零位附近动态要求较低的位置环。需要注意的是，在越过死区位置过程中，压力特性不能较好的体现出来，可以说是直接忽略了压力特性。因此死区补偿技术只能适用于要求不高的位置环。
