液压伺服系统.pdf

第 10 章液压伺服系统
伺服系统又称随动系统或跟踪系统,是一种自动控制系统。在这种系统中,执行元件
能以一定的精度自动地按照输入信号的变化规律而运动。用液压元件组成的伺服系统称为
液压伺服系统。液压伺服系统主要分为机液伺服系统和电液伺服系统,除了具有液压传动
的各种优点外,还具有体积小、反应快、系统刚度大和控制精度高等优点,因此广泛应用
于机床、重型机械、起重机械、汽车、飞机、船舶和军事装备等方面。
概述
液压伺服系统的工作原理
下面以车床液压仿形刀架为例来说明液压伺服系统的工作原理和特点。如图 所示。
仿形刀架装在车床溜板后部,可以保留车床原来的方刀架,不影响原有的性能;样件安装
在床身侧面的支架上固定不动。仿形刀架随溜板一起做纵向移动,并按照样件的轮廓形状
车削工件;液压泵站则放在车床附近的地面上,与仿形刀架以软管相连。

图 车床液压仿形刀架的工作原理
1—工件;2—车刀;3—刀架;4—导轨;5—溜板;6—缸体;7—阀体;
8—杠杆;9—阀杆;10—阀芯;11—触销;12—样件;13—滤油器;14—泵
·272· 液压传动
液压缸的活塞杆固定在仿形刀架的底座上,缸体 6、杠杆 8、伺服阀体 7 是和刀架 3 连
在一起的,在导轨上沿液压缸轴向移动。伺服阀芯 10 在弹簧的作用下通过阀杆 9 将杠杆 8
上的触销 11 压在样件 12 上。由液压泵 14 来的油经滤油器 13 通入伺服阀的 A 口,并根据
阀芯所在位置经 B 或 C 通入液压缸的上腔或下腔,使刀架 3 和车刀 2 退离或切入工件 1。
工作时,当杠杆上的触销还没有碰到样件时,伺服阀阀芯在弹簧作用下处于最下端的
位置处,液压泵 14 输入的油液通过伺服阀上的 C 口进入液压缸的下腔,液压缸上腔的油
液则经伺服阀上的 B 口流回油箱,仿形刀架快速向左下方移动,接近工件。当杠杆的触销
与样件接触时,触销不再移动,刀架继续向前运动,使杠杆绕触销尖摆动,阀杆和阀芯便
在阀体中相对地后退,直到 A 和 C 间的通路被切断、液压缸下腔不再进入压力油、刀架不
再前进时为止。这样就完成了刀架的快速趋近运动。
车削圆柱面时,溜板沿床身导轨 4 纵向移动。杠杆触销在样件上方水平段内滑动,滑
阀阀口不打开,刀架只能跟随溜板一起纵向移动,车刀在工件 1 上车出圆柱面。
车削圆锥面时,触销沿样件斜线滑动,使杠杆向上方偏摆,从而带动阀芯上移,打开
阀口,压力油进入液压缸上腔,推动缸体连同阀体和刀架沿轴向后退。阀体后退又逐渐使
阀口关小,直至关闭为止。在溜板不断地做纵向运动的同时,触销在样件上不断抬起,刀
架也就不断地后退运动,此二运动的合成就使刀具在工件上车出圆锥面。
其他曲面形状或凸肩也都是这样合成切削的结果,如图 所示。图中,v1、v2 和 v
分别表示溜板带动刀架的纵向运动速度、刀具沿液压缸轴向的运动速度和刀具的实际合成
速度。
从仿形刀架的工作过程可以看出,刀架液压缸(执行元件)是以一定的仿形精度按着触
销输入位移信号的变化规律而运动的,所以仿形刀架液压系统是液压伺服系统。
通过分析仿形刀架的工作情况,可以归纳出液压伺服系统有如下特点: