液压伺服系统幻灯片.ppt
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1、液压伺服系统1第1页,共52页,编辑于2022年,星期日1.液压传动工液压传动工作原理作原理2第2页,共52页,编辑于2022年,星期日1-油箱油箱;2-过滤器过滤器;3、12、14-回油管回油管;4-液压泵液压泵;5-弹弹簧簧;6-钢球钢球;7-溢流阀溢流阀;8-压压力支管力支管;9-开停阀开停阀;10-压力压力管管;11-开停手柄开停手柄;13-节流阀节流阀;15一换向问一换向问;16-换向阀手换向阀手柄柄;17-活塞活塞;18-液压缸液压缸;19-工作台工作台机床工作台液压系统机床工作台液压系统的工作原理图的工作原理图3第3页,共52页,编辑于2022年,星期日2.液压传动的组成和表示方
2、法液压传动的组成和表示方法2.1 系统的组成系统的组成 液压系统主要由以下四部分组成:液压系统主要由以下四部分组成:(1)能源装置)能源装置把机械能转换成油液液压能的装置。最常见的形式就是液压泵,它给液压系统把机械能转换成油液液压能的装置。最常见的形式就是液压泵,它给液压系统提供压力油。提供压力油。(2)执行元件)执行元件把油液的液压能转换成机械能的元件。有作直线运动的液压缸,或作回把油液的液压能转换成机械能的元件。有作直线运动的液压缸,或作回转运动的液压马达。转运动的液压马达。(3)控制调节元件)控制调节元件对系统中油液压力、流量或油液流动方向进行控制或调节的元件。对系统中油液压力、流量或油
3、液流动方向进行控制或调节的元件。例如图绪例如图绪2中的溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。这些元件的不同组合形成了不同功能的中的溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。这些元件的不同组合形成了不同功能的液压系统。液压系统。(4)辅助元件)辅助元件上述三部分以外的其他元件,例如油箱、过滤器、油管等。它们对保证系统上述三部分以外的其他元件,例如油箱、过滤器、油管等。它们对保证系统正常工作有重要作用。正常工作有重要作用。气压传动系统,则除了能源装置气压传动系统,则除了能源装置气源装置,执行元件一气缸、气马达,控制元件气源装置,执行元件一气缸、气马达,控制元件气动阀,辅助元件气动阀,辅助元件管道、接头、消声器
4、外,常常还装有一些完成逻辑功能的逻辑元件管道、接头、消声器外,常常还装有一些完成逻辑功能的逻辑元件等。等。4第4页,共52页,编辑于2022年,星期日2.2 系统的图形符号表示系统的图形符号表示1油箱;油箱;2过滤器;过滤器;3液压液压泵;泵;4溢流阀;溢流阀;5开停阀;开停阀;6节流阀;节流阀;7换向阀;换向阀;8活活塞;塞;9液压缸;液压缸;10工作台工作台机床工作台液压系统机床工作台液压系统的图形符号图的图形符号图5第5页,共52页,编辑于2022年,星期日3.液压传动优点液压传动优点 (1)在同等的体积下,液压装置能比电气装置产生出更多的动)在同等的体积下,液压装置能比电气装置产生出更
5、多的动力。力。(2)液压装置工作比较平稳。)液压装置工作比较平稳。(3)液压装置能在大范围内实现无级调速(调速范围可达)液压装置能在大范围内实现无级调速(调速范围可达2000),),它还可以在运行的过程中进行调速。它还可以在运行的过程中进行调速。(4)液压传动易于自动化,它对液体压力、流量或流动方向易于)液压传动易于自动化,它对液体压力、流量或流动方向易于进行调节或控制。进行调节或控制。(5)液压装置易于实现过载保护。)液压装置易于实现过载保护。(6)由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化,液压系统的设)由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化,液压系统的设计,制造和使用都比较方便。计,
6、制造和使用都比较方便。(7)用液压传动实现直线运动远比用机械传动简单。)用液压传动实现直线运动远比用机械传动简单。6第6页,共52页,编辑于2022年,星期日液压传动的缺点液压传动的缺点 (l)液压传动在工作过程中常有较多的能量损失(摩液压传动在工作过程中常有较多的能量损失(摩擦损失、泄漏损失等),长距离传动时更是如此。擦损失、泄漏损失等),长距离传动时更是如此。(2)液压传动对油温变化比较敏感,它的工作稳定性)液压传动对油温变化比较敏感,它的工作稳定性很易受到温度的影响,因此它不宜在很高或很低的温度很易受到温度的影响,因此它不宜在很高或很低的温度条件下工作。条件下工作。(3)为了减少泄漏,液
7、压元件在制造精度上的要求较)为了减少泄漏,液压元件在制造精度上的要求较高,因此它的造价较贵,而且对工作介质的污染比较敏高,因此它的造价较贵,而且对工作介质的污染比较敏感。感。(4)液压传动出现故障时不易找出原因。)液压传动出现故障时不易找出原因。7第7页,共52页,编辑于2022年,星期日4.液压传动的应用液压传动的应用液压传动在各类机械行业中的应用实例液压传动在各类机械行业中的应用实例行业名称 应用场所举例工程机械 挖掘机、装载机、推土机、压路机、铲运机等 起重运输机械 汽车吊、港口龙门吊、叉车、装卸机械、皮带运输机等 矿山机械 凿岩机、开掘机、开采机、破碎机、提升机、液压支架等 建筑机械
8、打桩机、液压千斤顶、平地机等 农业机械 联合收割机、拖拉机、农具悬挂系统等 冶金机械 电炉炉顶及电极升降机、轧钢机、压力机等 轻工机械 打包机、注塑机、校直机、橡胶硫化机、造纸机等 汽车工业 自卸式汽车、平板车、高空作业车、汽车中的转向器、减 振器等 智能机械 折臂式小汽车装卸器、数字式体育锻炼机、模拟驾驶舱、机器人等8第8页,共52页,编辑于2022年,星期日不同精度的液压传动装置的应用场合不同精度的液压传动装置的应用场合9第9页,共52页,编辑于2022年,星期日分类:分类:按输出物理量分:位置、速度、力伺服系统按输出物理量分:位置、速度、力伺服系统 按信号分类:机液、电液、气液伺服系统按
9、信号分类:机液、电液、气液伺服系统 按元件分:阀控系统、泵控系统按元件分:阀控系统、泵控系统特点:特点:泵承载能力大、控制精度高、响应速度快自动泵承载能力大、控制精度高、响应速度快自动 化程度化程度高、体积小;但是,元件造价高,对油要求高,反应灵敏高、体积小;但是,元件造价高,对油要求高,反应灵敏度高,效率较低。度高,效率较低。5.液压伺服系统液压伺服系统10第10页,共52页,编辑于2022年,星期日5.1 5.1 采用电压比较的液压工作台位置控制系统采用电压比较的液压工作台位置控制系统传感器1被控对象传感器2比较元件执行元件放大元件指令元件11第11页,共52页,编辑于2022年,星期日电
10、压电压电压电压比较比较比较比较KaKaKaKaKaKaKaKaUi-UPDUKaKaKaKa12第12页,共52页,编辑于2022年,星期日控制框图控制框图控制框图控制框图控制系统组成:被控对象指令元件比较元件指令传感器反馈传感器动力元件(阀、缸)扰扰 动动指令指令指令指令电位器电位器电位器电位器反馈反馈反馈反馈电位器电位器电位器电位器伺服阀伺服阀伺服阀伺服阀液压能源液压能源液压能源液压能源I I I I液液液液压缸压缸压缸压缸电放大电放大电放大电放大KaKaKaKaI I I IUiE-电压电压电压电压比较比较比较比较UPKaKaKaKa被控被控被控被控工作台工作台工作台工作台X XP P工
11、作台工作台工作台工作台指令指令Xi液压动力元件液压动力元件放大元件13第13页,共52页,编辑于2022年,星期日5.2 5.2 采用电压比较的电动工作台位置控制系统采用电压比较的电动工作台位置控制系统传感器1被控对象传感器2比较元件执行元件放大元件指令元件14第14页,共52页,编辑于2022年,星期日电动力元件电动力元件控制框图控制框图控制框图控制框图扰扰 动动指令指令指令指令电位器电位器电位器电位器反馈反馈反馈反馈电位器电位器电位器电位器可控硅可控硅可控硅可控硅电源电源电源电源I I I I电放大电放大电放大电放大KaKaKaKaE E E EUiE-电压电压电压电压比较比较比较比较UP
12、KaKaKaKa被控被控被控被控工作台工作台工作台工作台X XP P工作台工作台工作台工作台指令指令Xi电机电机控制系统组成:被控对象指令元件比较元件指令传感器反馈传感器动力元件(可控硅、电机)将液压动力元件(伺服将液压动力元件(伺服阀、缸)换成电动力元阀、缸)换成电动力元件(可控硅与电动机)件(可控硅与电动机)15第15页,共52页,编辑于2022年,星期日5.3 5.3 采用力比较的液压工作台位置控制系统采用力比较的液压工作台位置控制系统指令传感器指令传感器K1反馈传感器反馈传感器K2F1F2F1=Xi*K1F2=Xp*K216第16页,共52页,编辑于2022年,星期日比较元件比较元件比
13、较元件比较元件1 1 1 1K1+K2K1+K2K1+K2K1+K2力比较力比较力比较力比较XiK1K1K1K1指令传感器指令传感器K2K2K2K2反馈传反馈传感器感器x xv vDFF1F1-F2F2伺服阀伺服阀伺服阀伺服阀XP17第17页,共52页,编辑于2022年,星期日液压动力元件液压动力元件控制框图控制框图控制框图控制框图 采用力比较方采用力比较方式,用弹簧作为位式,用弹簧作为位移移-力传感器,以阀力传感器,以阀芯作为力比较元件。芯作为力比较元件。扰扰 动动液液液液压缸压缸压缸压缸1 1 1 1K1+K2K1+K2K1+K2K1+K2DF-力比较力比较力比较力比较KaKaKaKa被控
14、被控被控被控工作台工作台工作台工作台X XP P工作台工作台工作台工作台指令指令XiF1F1F2F2指令指令指令指令传感器传感器传感器传感器K1K1K1K1指令传感器指令传感器反馈反馈反馈反馈传感器传感器传感器传感器K2K2K2K2反馈传反馈传感器感器伺服阀伺服阀伺服阀伺服阀液压能源液压能源液压能源液压能源x xv v18第18页,共52页,编辑于2022年,星期日5.4 5.4 采用直接位置比较的液压工作台位置控制系统采用直接位置比较的液压工作台位置控制系统指令元件与阀芯相连指令元件与阀芯相连受控对象与阀套相连受控对象与阀套相连Xi=X芯芯Xp=X套套19第19页,共52页,编辑于2022年
15、,星期日阀芯与阀套阀芯与阀套阀芯阀套直接位置比较阀芯阀套直接位置比较阀芯阀套直接位置比较阀芯阀套直接位置比较Xv-位置比较位置比较位置比较位置比较XiX芯芯X套套1 1 1 1指令与阀连指令与阀连1 1 1 1对象与阀套连对象与阀套连伺服阀伺服阀伺服阀伺服阀XP20第20页,共52页,编辑于2022年,星期日阀芯与阀套阀芯与阀套控制框图控制框图控制框图控制框图采用阀芯阀采用阀芯阀套直较方式套直较方式扰扰 动动液液液液压缸压缸压缸压缸Xv-位置比较位置比较位置比较位置比较KaKaKaKa被控被控被控被控工作台工作台工作台工作台X XP P工作台工作台工作台工作台指令指令XiX芯芯X套套1 1 1
16、 1指令传感器指令传感器1 1 1 1反馈传反馈传感器感器伺服阀伺服阀伺服阀伺服阀21第21页,共52页,编辑于2022年,星期日5.5 液压伺服控制系统的组成液压伺服控制系统的组成 液压伺服和比例控制系统由以下一些基本元件组成:液压伺服和比例控制系统由以下一些基本元件组成:输入元件:也称指令元件,它给出输入信号输入元件:也称指令元件,它给出输入信号(指令信号指令信号)加于系统加于系统的输入端,是机械的、电气的、气动的等。如靠模、指令电位器的输入端,是机械的、电气的、气动的等。如靠模、指令电位器或计算机等。或计算机等。反馈测量元件:反馈测量元件:测量系统的输出并转换为反馈信号。这类元件也测量系
17、统的输出并转换为反馈信号。这类元件也是多种形式的。各种传感器常作为反馈测量元件。是多种形式的。各种传感器常作为反馈测量元件。比较元件:比较元件:将反馈信号与输入信号进行比较,给出偏差信号。将反馈信号与输入信号进行比较,给出偏差信号。放大转换元件:放大转换元件:将偏差信号故大、转换成液压信号将偏差信号故大、转换成液压信号(流量或压力流量或压力)。如伺服放大器、机液伺服阀、电液伺服阀等。如伺服放大器、机液伺服阀、电液伺服阀等。执行元件:执行元件:产生调节动作加于控制对象上,实现调节任务。产生调节动作加于控制对象上,实现调节任务。如液压缸和液压马达等。如液压缸和液压马达等。控制对象:控制对象:被控制
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