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美國MOOG伺服閥的維修與管理

2017-12-27　　閱讀(4665)

美國MOOG

MOOG伺服閥、MOOG伺服電機、MOOG控制器、MOOG伺服驅動器，MOOG電液伺服閥

穆格公司（MOOG）是電液伺服元件及伺服系統設計及制造領域的，創立于1951年。產品廣泛應用于飛機、衛星、航天飛機、火箭以及各種工業自動化設備。

產品有：MOOG伺服閥，MOOG比例閥，MOOG檢測儀，D660系列伺服比例閥、G761系列伺服閥、集成式液壓系統（IHMS）、M040-120型伺服閥測試儀、D633/634系列直動式伺服閥、ParCon 吹塑機型坯壁控制器、PSC2可編程伺服控制器、D680系列伺服比例閥、D660系列（EFB）、D633/634系列（DDV）、D765系列（EFB）、M040-119伺服閥檢測儀、M040-120伺服閥測試儀、J790 系列(CV)、D691系列（P-Q 閥）、79系列（EFB）、72系列（MFB）、760系列（MFB）、631系列（MFB）等。

　　MOOG伺服閥是MOOG公司研發的電液伺服控制中的關鍵元件，它是一種接受模擬電信號后，相應輸出調制的流量和壓力的液壓控制閥。電液伺服閥具有動態響應快、控制精度高、使用壽命長等優點，已廣泛應用于航空、航天、艦船、冶金、化工等領域的電液伺服控制系統中。

　　典型的MOOG伺服閥由永磁力矩馬達、噴嘴、檔板、閥芯、閥套和控制腔組成。當輸入線圈通入電流伺服閥時，檔板向右移動，使右邊噴嘴的節流作用加強，流量減少，右側背壓上升；同時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。高壓油從S流向C2，送到負載。負載回油通過 C1流過回油口，進入油箱。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，因此在平衡狀態下力矩馬達的差動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。

1 液壓系統污染度要求

伺服閥的使用壽命和可靠性與工作液污染度密切相關。工作液不清潔輕則影響產品性能，縮短閥的壽命，重則使產品不能工作。因此，使用者對系統工作液的污染度應予特別重視。使用伺服閥的液壓系統必須做到：
1.1 安裝伺服閥的液壓系統必須進行*清洗。

新安裝的液壓系統管路或更換原有管路時，推薦按下列步驟進行清洗：
A 在管路預裝后進行拆卸、酸洗、磷化；

B 然后在組裝后進行管路的沖洗。

管路沖洗時，不應裝上伺服閥，可在安裝伺服閥的安裝座上裝一沖洗板。如果系統本身允許的話，也可裝一換向閥，這樣工作管路和執行元件可被同時清洗。向油箱內注入清洗油（清洗油選低粘度的清洗油或同牌號的液壓油），啟動液壓源，運轉沖洗（系統各元件都能動作，以便清洗其中的污染物）。在沖洗工作中應輕輕敲擊管子，特別是焊口和連接部位，這樣能起到除去水銹和塵埃的效果。同時要定時檢查過濾器，如發生堵塞，應及時更換濾芯，更換下來的紙濾芯、化纖濾芯、粉末冶金濾芯不得清洗后再用，其他材質的濾芯視情況而定。更換完畢后，再繼續沖洗，直到油液污染度符合要求，或看不到濾油器濾芯污染為止。排出清洗油，清洗油箱（建議用面粉團或膠泥粘去固定顆粒，不得用棉、麻、化纖織品擦洗），更換或清洗濾油器，再通過 5~ 10 mμ 的濾油器向油箱注入新油。啟動油源，再沖洗 24 小時，然后更換或清洗濾器，完成管路清洗。
1.2 在伺服閥進油口前必須配置公稱過濾精度不低于 10 mμ 的濾油器，而且是全流通的非旁路型濾油器。

伺服閥內的過濾器是粗過濾器，是防止偶然“落網”的較大污染物進入伺服閥而設的因此切不可依賴內過濾器起主要防衛作用。過濾器的精度視伺服閥的類型而定，噴嘴擋板閥的過濾精度要求 5~10（NAS1638 5~6 級），射流管閥的過濾精度要求 10~20 mμ （NAS1638 7~8 級）
1.3 使用射流管電液伺服閥的液壓系統油液推薦清潔度等級為：

長壽命使用時應達到 GB/T14039-2002 中的-/15/12 級（相當于美國 NAS13638 6級）一般使用zui差不劣于 GB/T14039-2002 中的-/18/15 級（相當于 NAS1638 9級）。
2、對伺服放大器的要求：

由于伺服閥馬達線圈匝數較多，具有很大的感抗，所以伺服放大器必須是具有深度電流負反饋的放大器。只有極少響應較慢的系統才用電壓反饋的放大器。電流負反饋放大器輸出阻抗比較大，放大器和伺服閥線圈組成了一個一階滯后環節，輸出阻抗大，那么這個一階環節的頻率高，對伺服閥的頻帶就不會有太大的影響。放大器的功率級輸出的一般原理圖見圖。不同的伺服系統對伺服放大器有各種不同的要求，例如不同的校正環節，不同的增益范圍及其他功能。但為了確保伺服閥的正常使用，閥對放大器還提出：放大器要帶有限流功能，確保放大器zui大輸出電流不至于*壞線圈或不至引起閥的其他失敗。伺服閥應能耐受 2 倍額定電流的負荷。再要有一個輸出調零電位器，因為伺服閥一般容許 2%的零偏，及工況不同的零漂，在伺服閥壽命期內零偏允差可到 5%～6%，所以調零機構要可調10± %的額定電流輸出值，某些伺服閥和系統還要求放大器帶有顫振信號發生電路。
此外要注意輸出端不要有過大的旁路電容或泄漏電容，避免與伺服閥線圈感抗一
起產生不希望的諧振。伺服閥線圈與放大器的聯接，推薦并聯接法，此法可靠性
高而且具有zui小的電感值。
3、安裝
3.1 伺服閥安裝座表面粗糙度值應小于 Ra1.6 mμ ，表面不平度不大于 0.025mm；
3.2 不允許用磁性材料制造安裝座，伺服閥周圍也不允許有明顯的磁場干擾。
3.3 伺服閥安裝工作環境應保持清潔，安裝面無污粒附著。清潔時應使用無絨布
或紙張。
3.4 進口油和回油口不要接錯，特別當供油壓力達到或超過 20Mpa 時。
3.5 檢查底面各油口的密封圈是否齊全。
3.6 每個線圈的zui大電流不要超過 2 倍額定電流；
3.7 油箱應密封，并盡量選用不銹鋼板材。油箱上應裝有加油及空氣過濾用濾清
器。
3.8 禁止使用麻線、膠粘劑和密封帶作為密封材料。
3.9 伺服閥的沖洗板應在安裝前拆下，并保存起來，以備將來維修時使用。
3.10 對于長期工作的液壓系統，應選較大容量的濾油器。
3.11 動圈式伺服閥使用中要加顫振信號，有些還要求泄油直接回油箱，伺服閥還必須垂直安裝。
3.12 雙噴擋伺服閥要求先通油后給電信號。
4、維修保護
4.1 在條件許可的情況下，應定期檢查工作液的污染度。
4.2 應建立新油是“臟油”的概念，如果在油箱中注入 10%以上的新油液，即應換上沖洗板，啟動油源，清洗 24 小時以上，然后更換或清洗濾油器，再卸下沖洗板，換上伺服閥。一般情況下，長時間經濾器連續使用的液壓油往往比較干凈。因此，在系統無滲漏的情況下應減少無謂的加油次數，避免再次污染系統。
4.3 系統換油時，在注入新油前應*清洗油箱，換上沖洗板，通過 5~10μm的濾油器向油箱注入新油。啟動油源，沖洗 24小時以上，然后更換或清洗濾器，
完成管路、油箱的再次清洗。
4.4伺服閥在使用過程中出現堵塞等故障現象，不具備專業知識及設備的使用者
不得擅自分解伺服閥，用戶可按說明書的規定更換濾器。如故障還無法排除，應
返回生產單位進行修理、排障、調整。
4.5如條件許可，伺服閥需定期返回生產單位清洗、調整。
4.6使用條件好的油源，油質保持相對較好的，可以較長時間不換油，這對系統
可靠運行是有好處的。
4.7切忌讓鐵磁物質長期與馬達殼體相接觸，防止馬達跑磁，跑磁嚴重時伺服閥
甚至不能工作，輕則影響伺服閥零位和輸出。
4.8除非外部有機械調零裝置，否則不要自己擅拆伺服閥去調零。因為伺服閥是
精密液壓元件，調試離不開實驗臺，離不開工裝夾具。
4.9伺服閥本身帶有保護濾器，更換濾器的方法接受廠方的指導。
4.10伺服閥的裝卸，增加了一次油源受污染的機會，所以千萬要注意干凈，這
是zui重要的保養要求。

5、伺服閥的故障、原因及排除
伺服閥的故障常常在電液伺服系統調試或工作不正常情況下發現的。所以這里有
時是系統問題包括放大器、反饋機構、執行機構等故障，有時確是伺服閥問題。
所以首先要搞清楚是系統問題、還是伺服閥問題。解決這疑問的常用辦法是：一、
有條件的將閥卸下，上實驗臺復測一下即可。二、大多數情況無此條件，這時一
個簡單的辦法是將系統開環，備用獨立直流電源、經萬用表再給伺服閥供正負不
同量值電流，從閥的輸出情況來判斷閥是否有毛病，是什么毛病。伐問題不大，
再找系統問題，例如：執行機構的內漏過大，會引起系統動作變慢，滯環嚴重、
甚至不能工作；反饋信號斷路或失常等等，放大器問題有輸出信號畸變或不工作，

系統問題這里不祥談，下面主要談談閥的故障。
（1）閥不工作
原因有：馬達線圈斷線，脫焊；還有進油或進出油口接反。再有可能是前置級堵
塞，使得閥芯正好卡在中間死區位置，閥芯卡在中間位置當然這種幾率較少。馬
達線圈串聯或并聯兩線圈接反了，兩線圈形成的磁作用力正好抵消。
（2）閥有一固定輸出，但已失控
原因：前置級噴嘴堵死，閥芯被贓物卡著及閥體變形引起閥芯卡死等，或內部保
護濾器被贓物堵死。要更換濾芯，返廠清洗、修復。
（3）閥反應遲鈍、響應變慢等
原因：有系統供油壓力降低，保護濾器局部堵塞，某些閥調零機構松動，及馬達
另部件松動，或動圈閥的動圈跟控制閥芯間松動。系統中執行動力元件內漏過大，
又是一個原因。此外油液太臟，閥分辨率變差，滯環增寬也是原因之一。
（4）系統出現頻率較高的振動及噪聲
原因：油液中混入空氣量過大，油液過臟；系統增益調的過高，來自放大器方面
的電源噪音，伺服閥線圈與閥外殼及地線絕緣不好，是通非通，顫振信號過大或
與系統頻率關系引起的諧振現象，再則相對低的系統而選了過高頻率的伺服閥。
（5）閥輸出忽正忽負，不能連續控制，成“開關”控制。
原因：伺服閥內反饋機構失效，或系統反饋斷開，不然是出現某種正反饋現象。
（6）漏油
原因：安裝座表面加工質量不好、密封不住。閥口密封圈質量問題，閥上堵頭等
處密封圈損壞。馬達蓋與閥體之間漏油的話，可能是彈簧管破裂、內部油管破裂
等。

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