原標題:伺服壓機系統(tǒng)的特點。
伺服液壓機控制系統(tǒng)是基于液壓傳動和自動控制理論的自動控制系統(tǒng)。近年來,隨著自動控制的發(fā)展,無論是電氣還是伺服液壓系統(tǒng)于所有工業(yè)部門,并廣為人知。它具有結構緊湊、體積小、重量輕、出力大、剛性好、響應快、精度高等特點,在工業(yè)上得到了廣泛的應用。
總結了液壓伺服控制系統(tǒng)在設計和應用中的優(yōu)缺點。與機電伺服系統(tǒng)和氣動伺服系統(tǒng)相比,液壓伺服系統(tǒng)具有以下突出特點,成為采用液壓系統(tǒng)而不采用其他控制系統(tǒng)的主要原因:
1.在相同功率的控制系統(tǒng)中,液壓系統(tǒng)體積小,重量輕。這是因為對于機電元件,如電機,由于激磁材料飽和的限制,單位重量設備的輸出功率相對較小。通過提高系統(tǒng)的壓力,液壓系統(tǒng)可以提高輸出功率,此時只受機械強度和密封技術的限制。一般情況下,發(fā)電機和電機的功率比只有168W/N,而液壓泵和液壓電機的功率-重量比是機電元件的10倍。應用于航空.航天技術領域的液壓馬達為675W/N。直線運動的動力裝置更加懸殊。
這一特點,在很多情況下,采用液壓伺服而不是其他伺服系統(tǒng)的重要原因,也是直線運動系統(tǒng)控制系統(tǒng)中多用液壓系統(tǒng)的重要原因。
2.扭矩慣量比大。
一般旋轉式液壓馬達的扭矩慣量是同容量電機的10-20倍,一般液壓馬達是61x10nm/kgm2。扭矩慣量比大,意味著液壓系統(tǒng)可以產(chǎn)生較大的加速度,也意味著時間常數(shù)小,響應速度快,動態(tài)性能優(yōu)異。由于液壓馬達或電機消耗的功率一部分是為了克服負載,另一部分是為了加速液壓馬達或電機本身的轉子。因此,執(zhí)行元件能否產(chǎn)生預期的加速度,能否給負載足夠的實際功率,主要受其扭矩慣量比的限制。
這一特點也是很多場合采用液壓系統(tǒng)而非其它控制系統(tǒng)的重要原因。
三、伺服壓機馬達調速范圍廣。
所謂調速范圍寬,是指電機的**最小平穩(wěn)轉速僅比。液壓伺服電機的調速范圍一般在400左右,好的幾千。通過良好的回路設計,閉環(huán)系統(tǒng)的調速范圍更廣。這一指標也是液壓伺服系統(tǒng)的主要原因。比如在跟蹤導彈、衛(wèi)星等飛機的雷達、光學跟蹤裝置中,在導彈起飛初期,視場半徑很小,需要很大的跟蹤角速度。進入軌道后,視場半徑變小,需要跟蹤的角速度很小,所以需要系統(tǒng)的整個跟蹤范圍很大。因此,液壓伺服系統(tǒng)具有良好的調速變化性能,是其他控制系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢。
液壓伺服系統(tǒng)容易通過液壓缸實現(xiàn)大功率直線伺服驅動,結構簡單。如果采用以電機為執(zhí)行元件的機電系統(tǒng),需要通過齒輪齒條等裝置將旋轉運動轉化為直線運動,使結構邊緣復雜,傳動鏈間隙會帶來很多問題;如果使用直線電機,體積和重量會大大增加。
就力量-質量比而言,支流直線電機的力量-質量比為130N/Kg,而直線液壓電機(油缸)的力量-質量比為13000N/Kg,是電機元件的100倍。因此,在負載要求直線運動的伺服系統(tǒng)中,液壓系統(tǒng)比機電系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢。
四、伺服壓機剛度較大。
如果不使用液壓系統(tǒng),在大的后坐力或沖擊振動下,可能會導致整個機械結構的變形或損壞。為了保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性,必須采用液壓伺服系統(tǒng)技術。因為液壓缸可以裝有溢流閥,所以在大的振動和沖擊下可以起到溢流作用,保證了整個系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。