PARKER比例節(jié)流閥C5V10 611 B1
美Parker派克TDA系列比例節(jié)流閥通過將普通伺服閥的滑閥滑動(dòng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榛y的轉(zhuǎn)動(dòng)，并在閥芯與閥套上相應(yīng)開了幾個(gè)與軸向有一定傾角的斜槽。閥芯閥套相互轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，斜槽相互開通或相互封閉，從而控制輸出壓力或流量。由于在工作時(shí)閥芯閥套是相互轉(zhuǎn)動(dòng)的，降低了閥工作時(shí)的摩擦阻力，同時(shí)污染物不容易在轉(zhuǎn)動(dòng)的滑閥內(nèi)堆積，提了抗污染性能。此外，Park公司開發(fā)了“音圈驅(qū)動(dòng)（Voice Coil Drive）"技術(shù)（VCD），以及以此技術(shù)為基礎(chǔ)開發(fā)的DFplus控制閥。所謂音圈驅(qū)動(dòng)技術(shù)，顧名思義，即是類似于揚(yáng)聲器的一種驅(qū)動(dòng)裝置，其基本結(jié)構(gòu)就是套在固定的圓柱形*磁鐵上的移動(dòng)線圈，當(dāng)信號(hào)電流輸入線圈時(shí)，在電磁效應(yīng)的作用下，線圈中產(chǎn)生與信號(hào)電流相對(duì)應(yīng)的軸向作用力，并驅(qū)動(dòng)與線圈直接相連的閥芯運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力很大。線圈上內(nèi)置了位移反饋傳感器，因此，采用VCD驅(qū)動(dòng)的DFplus閥本質(zhì)上是以閉環(huán)方式進(jìn)行控制的，線性度相當(dāng)。此外，由于VCD驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)零件只是移動(dòng)線圈，慣量極小，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件之間也沒有任何支承，DFplus閥的全部支承就是閥芯和閥體間的配合面，大大減小了摩擦這一非線性因素對(duì)控制的影響。
美Parker派克TDA系列比例節(jié)流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(tǒng)。特別是哈爾濱工業(yè)大學(xué)的配磨系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的氣動(dòng)配磨的模式，采用液壓油作為測(cè)量介質(zhì)，更直接地反應(yīng)了所測(cè)滑閥副的實(shí)際情況，提了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性與。在力矩馬達(dá)的焊接方面，中船重工704研究所與德價(jià)格合作，采用了的焊接工藝取得了良的效果。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(dá)彈性元件測(cè)量裝置。解決了原有手動(dòng)測(cè)量法中存在的測(cè)量低、操作復(fù)雜、效率低等問題。對(duì)彈性元件能效完成剛度測(cè)量、得到完整的測(cè)量曲線，且不重復(fù)性測(cè)量誤差不大于1%。
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美Parker派克TDA系列比例節(jié)流閥一般按力矩馬達(dá)型式分為動(dòng)圈式和永磁式兩種。傳統(tǒng)的伺服閥大部分采用永磁式力矩馬達(dá)，此類伺服閥還可分為噴嘴擋板式和射流式兩大類。目前內(nèi)伺服閥的價(jià)格大部分以噴嘴擋板式為主。射流管式伺服閥形成規(guī)模及系列的只有特點(diǎn)船舶重工集團(tuán)公司七O四研究所。外情況亦類似，原射流管式伺服閥的價(jià)格美Abex公司也已被Park公司所吞并。然而，由于射流管式伺服閥具有抗污染、可靠性、分辨率等特點(diǎn)。有些價(jià)格也在研制或已推出自己的射流管式產(chǎn)品，如航空工業(yè)總公司六O九研究所、特點(diǎn)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院十八研究所、美Moog公司及俄羅斯的有關(guān)價(jià)格等。美Moog公司還在2006年7月召開了產(chǎn)品推廣會(huì)，推出了射流管式的D660系列產(chǎn)品，并認(rèn)為該產(chǎn)品代表了今后伺服閥的發(fā)展趨勢(shì)。
美Parker派克TDA系列比例節(jié)流閥的可靠性是伺服系統(tǒng)中Z重要的一環(huán)。由于伺服閥被污染是導(dǎo)致伺服閥失效的Z主要原因。對(duì)此，外的許多價(jià)格對(duì)伺服閥結(jié)構(gòu)作了改進(jìn)，后發(fā)展出了抗污染性較的射流管式、偏導(dǎo)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(shè)計(jì)了雙冗余位置傳感器，用來(lái)檢測(cè)閥芯位置。一旦出現(xiàn)故障信號(hào)可立即切換備用伺服閥，大大提了系統(tǒng)的可靠性，此種兩余度技術(shù)已廣泛的應(yīng)用于航空。而且，美的Moog公司和俄羅斯的沃斯霍得均已研制出四余度的伺服機(jī)構(gòu)用于航天。 我的航天系統(tǒng)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(jī)構(gòu)的研制，將伺服閥的力矩馬達(dá)、反饋元件、滑閥副做成多套，發(fā)生故障可隨時(shí)切換，系統(tǒng)的正常工作。此外多線圈結(jié)構(gòu)、或在結(jié)構(gòu)上帶零位保護(hù)裝置、外接式濾器等型式的伺服閥亦已在冶金、電力、塑料等得到了廣泛的應(yīng)用。
美Parker派克TDA系列比例節(jié)流閥的原理是：在閥芯兩端通過鋼球分別與兩塊多層壓電元件相連。通過壓電效應(yīng)，使壓電材料產(chǎn)生伸縮驅(qū)動(dòng)閥芯移動(dòng)。實(shí)現(xiàn)電-機(jī)械轉(zhuǎn)換。PMN噴嘴擋板式伺服閥則在噴嘴處設(shè)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(xiàn)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)。目前壓電式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的研制比較成熟并已得到較廣泛的應(yīng)用。它具有頻率響應(yīng)快的特點(diǎn)，伺服閥頻寬甚能達(dá)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(yīng)用。
美Parker派克TDA系列比例節(jié)流閥是把GMM轉(zhuǎn)換器與閥芯相連，通過控制驅(qū)動(dòng)線圈的電流，驅(qū)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(tǒng)伺服閥相比不僅有頻率響應(yīng)的特點(diǎn)，而且具有、結(jié)構(gòu)緊湊的。目前，在GMM的研制及應(yīng)用方面，美、瑞典和日本等處于水平。內(nèi)浙江大學(xué)利用GMM技術(shù)對(duì)氣動(dòng)噴嘴擋板閥和內(nèi)燃機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的速?gòu)?qiáng)力電磁閥，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和特性研究。從目前情況來(lái)看GMM材料與壓電材料和傳統(tǒng)磁致伸縮材料相比，具有應(yīng)變大、能量密度、響應(yīng)速度快、輸出力大等特點(diǎn)。各對(duì)GMM電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器及相關(guān)的技術(shù)研究相當(dāng)重視，GMM技術(shù)水平快速發(fā)展，已由實(shí)驗(yàn)室研制階段逐步進(jìn)入市場(chǎng)開發(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(shù)匹配等方面的問題，以利于在科技域得到廣泛運(yùn)用。
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