在流體傳動中,要控制液壓馬達的方向、速度或者位置,分別采用比例閥或伺服閥來實現(xiàn)。比例閥或伺服閥的價格昂貴,使用條件比較苛刻,調試不方便,且維護難度較大。用高速開關閥控制的液壓馬達,其結構及原理均十分復雜。給使用者帶來了諸多不便,也增加了成本,不便于大規(guī)模推廣。
大致的控制思路是液壓馬達通過比例換向閥做加減速控制,加減速曲線可以盡量平穩(wěn),定位時間充裕,在基本轉動至目標角度時切換至液壓馬達背壓狀態(tài)制動,此時可以認為速度已經很低。
誤差的根源有以下幾個:比例閥的控制死區(qū)、比例閥的分辨率、齒輪減速箱齒輪之間的游隙及齒的剛度、馬達的容積效率、管路是硬管還是軟管、馬達的摩擦力矩、傳感器的精度等因素。
包括馬達 1、數字伺服閥 ;數字伺服閥具有驅動電機 13,馬達 1 具有雙出軸,一端與數字伺服閥的反饋軸連接,另一端與負載連接,構成機械閉環(huán),數字伺服閥經所述電機 13 驅動控制馬達 1 轉動。
馬達 1 本體并無特殊要求,本領域常用的液壓油馬達均可采用。驅動電機 13 可以是伺服電機或者步進電機等。馬達 1 與數字伺服閥之間通過連接軸 3 連接。
數字伺服閥包括閥體 6、閥芯 8、螺母套 5 及驅動電機 13,閥體 6 開有高壓流體口 A 和 B,閥芯 8 設于閥體 6 內且設有兩個或兩個以上用于分隔高壓流體口的臺階,閥芯 8 一側設有螺紋絲扣,該螺紋絲扣與螺母套 5 配合,螺母套 5 軸向固定于閥體 6 上,閥芯 8 與螺母套 5 相對轉動帶動閥芯 8 軸向移動。驅動電機 13 通過壓蓋 10 固定與閥體 6 上,并通過聯(lián)軸器 12 及電機支座 11 驅動閥芯 8 轉動,在螺母套 8 和螺紋絲扣的作用下實現(xiàn)軸向轉動,壓蓋 10 與閥體 6 之間通過密封件 9 密封固定。高壓流體口包括高壓流體入口 P、高壓流體出口 A 和 B 以及回油口 O,高壓流體通過所述高壓流體入口 P 進入閥芯 8 的臺階之間,并隨閥芯 8 軸向移動從所述高壓流體出口 A 或 B 流至馬達 1,從馬達 1 返回的油經回油口 O 返回油箱。高壓流體出口包括分別與馬達入油口連接的高壓流體出口 A 和第二高壓流體出口 B,高壓流體出口 A 和第二高壓流體出口 B 分別控制所述馬達 1 正反方向軸向轉動。
工作方式為 :
高壓流體出口 A 通過油路 2 控制馬達 1 正向轉動,此時第二高壓流體出口 B 作為高壓液體返回口,驅動電機 13 控制閥芯 8 軸向移動,使得由高壓流體入口 P 進入的高壓油液由高壓流體出口 A 流入馬達 1,控制馬達 1 正向轉動,高壓油液驅動馬達后由第二高壓流體出口 B 流回數字伺服閥,然后經回油口 O 返回油箱。馬達 1的轉速及轉角等旋轉信號經反饋軸反饋,從而實現(xiàn)馬達 1 的數字控制。同樣,也可以第二高壓流體出口 B 控制馬達 1 反向轉動,高壓流體出口 A 作為高壓液體返回口。
還可以在馬達 1 與數字伺服閥之間加裝增量式數字電傳感器 4,采集旋轉信號并反饋至數字伺服閥,驅動電機 13 改變旋轉方向、轉速或者轉角,控制高壓流體的流出方向及流出量,進而控制馬達 1 的旋轉方向、轉速或轉角。該增量式數字電傳感器 4 還可以加裝在馬達 1 的負載一端,或者加裝在執(zhí)行機構上等其他地方,以采集旋轉信號。
