電子技術(shù)與液壓技術(shù)分析

在不斷發(fā)展和壯大的同時(shí)，我們始終堅(jiān)持客戶(hù)至上、誠(chéng)信為首、互利共贏(yíng)的宗旨，不斷追求更加的企業(yè)品質(zhì)，向?qū)I(yè)多元化的集團(tuán)企業(yè)穩(wěn)步前進(jìn)。
電子技術(shù)與液壓技術(shù)是一對(duì)矛盾的兄弟，一方面，電子技術(shù)的進(jìn)步，特別直線(xiàn)電機(jī)得出現(xiàn)，使得液壓技術(shù)又多了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，而且在許多方面都對(duì)液壓技術(shù)造成了影響，另一方面，電子技術(shù)與液壓技術(shù)的結(jié)合，又拓寬了液壓的應(yīng)用范圍，也提高了技術(shù)水平，當(dāng)前電液結(jié)合的液壓元件是液壓技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)亮點(diǎn)。下面的材料是一些電液結(jié)合方面的資料，希望對(duì)大家有所幫助。
近來(lái)，流體傳動(dòng)技術(shù)借助和移植了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及新材料和新工藝等后取得了顯著成果。尤其是電子、IT技術(shù)和流體傳動(dòng)技術(shù)的相互融合，更使其提高了與電機(jī)傳動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，取得新的活力。
 一、電液伺服閥和比例閥的性能不斷提高
    電液伺服閥和比例閥是在電液伺服比例系統(tǒng)中將微弱的電能轉(zhuǎn)為大的液壓能量的輸出，是該系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。它決定系統(tǒng)的精度、頻響和工作可靠性，因而自它面世以來(lái)，世界各國(guó)都對(duì)它的研究開(kāi)發(fā)給予了足夠的關(guān)注。特別在對(duì)產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、控制精度及工作可靠性（耐污染能力）等方面取得不少成果。
 1. 電液伺服閥產(chǎn)品
1.1 MOOG 
A. 直動(dòng)型高頻響電液伺服閥 
    該閥門(mén)內(nèi)置線(xiàn)性永磁式力馬達(dá)驅(qū)動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)，閥芯的位移由位移傳感器進(jìn)行檢測(cè)，內(nèi)置式電子放大器對(duì)主閥芯進(jìn)行閉環(huán)控制，該閥的特點(diǎn)是：低泄漏、無(wú)先導(dǎo)級(jí)流量、能耗較低；閥芯驅(qū)動(dòng)力大，永磁式力馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力為電磁鐵的2倍，抗污染能力強(qiáng)；動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，由于力馬達(dá)自然頻率為250Hz，使閥的動(dòng)態(tài)性能好，且閥的頻率與系統(tǒng)壓力無(wú)關(guān)；低滯環(huán)、高分辨率、重復(fù)精度高；當(dāng)斷電和緊急停車(chē)時(shí)，閥芯可自動(dòng)回到空位，使負(fù)載于安全狀態(tài)；為提高使用壽命，防止閥芯節(jié)流邊磨損，一般使用時(shí)要求過(guò)濾精度為10μm（β75）。
例如MOOGD633/634系列直動(dòng)型電液伺服閥，其主要參數(shù)為：流量范圍：3.8～100 L/min（7.0MPa閥壓降）；zui大工作壓力：35MPa；分辨率<0.1%；滯環(huán)<0.2%；頻響：40～60Hz（±100%輸入信）。
B. 先導(dǎo)級(jí)為射流管的雙級(jí)電液伺服閥 
    多來(lái)一直生產(chǎn)噴咀檔板型雙級(jí)電液伺服閥，該閥具有高頻響、高精度等性能，但是耐污染能力差，要求油液清潔度高。zui近發(fā)展了先導(dǎo)級(jí)為射流管的雙級(jí)電液伺服閥。該閥動(dòng)態(tài)性能好，耐污染能力強(qiáng)，主閥芯位置用位移傳感器進(jìn)行電反饋，由內(nèi)置式電子放大器對(duì)閥芯進(jìn)行閉環(huán)控制，具有故障保險(xiǎn)（Fail-safe）功能。當(dāng)出現(xiàn)意外斷電故障時(shí)，可保障機(jī)器設(shè)備于安全位置。zui低先導(dǎo)級(jí)的控制壓力為2.5MPa，這一優(yōu)點(diǎn)可使該閥應(yīng)用于汽輪機(jī)之類(lèi)的低壓控制系統(tǒng)中。
C. D660系列伺服比例閥 
    的D660系列伺服比例閥可用作二通、三通、四通和五通節(jié)流型的流量控制閥，適用于電液位置、電液速度、電液壓力和電液力控制系統(tǒng)中，具有很高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和可靠性，廣泛應(yīng)用于各種注塑機(jī)、中空成型機(jī)、壓鑄機(jī)、壓力加工機(jī)械、造紙和木材加工等行業(yè)。其主要性能：流量范圍30～1500 L/min（1.0MPa 閥壓降）；zui大工作壓力35.0 MPa；分辨率 <0.2%；滯環(huán)<1.0%；響應(yīng)時(shí)間12～42ms；工作壓力為21.0MPa。
 1.2 日本油研的直動(dòng)式電液伺服閥 
    該的內(nèi)置放大器直動(dòng)式電液伺服閥L5VHG系列，只需用24V電源輸入一個(gè)0～±10V的指令信便可獲得高精度的液壓控制。該閥由小型強(qiáng)力馬達(dá)驅(qū)動(dòng)閥芯，閥芯位移用差動(dòng)變壓器進(jìn)行檢測(cè)，內(nèi)置電子放大器進(jìn)行閥環(huán)控制。LSVHG-03EH型的主要性能是：額定流量180 L/min，工作壓力35MPa，滯環(huán)死區(qū)<0.2%，頻響80～100Hz（±25%V輸入，相位滯后-900），帶有故障指示信（在14 MPa條件下的試驗(yàn)結(jié)果），耐污染能力強(qiáng)（NAS10級(jí)）。
 1.3 Bosch-Rexroth的電液伺服閥
    Bosch-Rexroth在日本東京IFPEX 2005展會(huì)上展出了品種齊全的電液伺服閥。其中內(nèi)置電子線(xiàn)路的高頻響伺服閥采用直線(xiàn)式電磁鐵驅(qū)動(dòng)閥芯，由差動(dòng)變壓器檢測(cè)閥芯位移，電子線(xiàn)路控制組成閉環(huán)系統(tǒng)。4WRPEH系列直動(dòng)型伺服閥中包括：4WRPEH-6 額定流量為2～40 L/min（共六種規(guī)格），頻響120Hz（在-900，±5%輸入，31.5MPa時(shí)）；4WRPEH-10 額定流量為50、10 L/min， 頻響60Hz（在-900，±5%輸入，31.5MPa時(shí)）。
 2. 比例控制閥產(chǎn)品
    比例閥具有價(jià)格低，耐污染能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但與伺服閥比頻率響應(yīng)性能差，一般只用于開(kāi)環(huán)系統(tǒng)。為了使其能用于高響應(yīng)、高精高的閉環(huán)系統(tǒng)，各開(kāi)發(fā)了高頻比例控制閥。
 2.1. MOOG產(chǎn)品
    MOOG生產(chǎn)的D680系列伺服比例閥采用了高性能直動(dòng)式伺服閥作先導(dǎo)級(jí)，降低了先導(dǎo)閥泄漏，提高了閥的動(dòng)態(tài)性能，主閥芯位移用位置傳感器檢測(cè)，內(nèi)置式電子放大器對(duì)主閥芯位置進(jìn)行閉環(huán)控制，使用方便。其主要性能： 流量范圍30～500L/min（1.0MPa 閥壓降）；zui大工作壓力35.0 MPa；響應(yīng)時(shí)間11～14ms；分辨率 <0.03%；滯環(huán)  <0.2%；工作壓力21.0MPa。
2. 2 Bosh-Rexroth 
    開(kāi)發(fā)了直動(dòng)型高頻比例閥4WRSE系列，采用高頻比例電磁鐵驅(qū)動(dòng)，閥芯位移用電反饋，內(nèi)置電子線(xiàn)路實(shí)現(xiàn)閥芯的閉環(huán)控制，具有良好的頻響特性80～105Hz（±10%輸入，21MPa時(shí)）。
 2．3 意大利ATOS
    生產(chǎn)了品種齊全的比例閥，由高精度比例電磁鐵驅(qū)動(dòng)閥芯位移，由位置傳感器進(jìn)行檢測(cè)，內(nèi)置電子線(xiàn)路實(shí)行閉環(huán)控制，頻響接近一般電液伺服閥（25～60Hz，100%閥行程）。但同時(shí)還保留了比例閥的特點(diǎn)，比如耐污染能力強(qiáng)，不需要很精細(xì)的濾油器，高可靠性、易維修、維護(hù)費(fèi)用低等。
電子技術(shù)與液壓技術(shù)分析
 二、 發(fā)展電子控制液壓變量油泵，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，提高精度由電子控制裝置實(shí)現(xiàn)變量柱塞泵的流量、壓力和功率控制。電子控制裝置主要由高頻響電液比例閥、壓力和位移傳感器、電子控制器組成。用閉環(huán)控制取代原來(lái)的開(kāi)環(huán)控制，通過(guò)微理器改變微理程序，實(shí)現(xiàn)泵的各種控制形式，合理的功率匹配和軟啟動(dòng)，并適應(yīng)負(fù)荷變化改變油泵參數(shù)（如流量和壓力）。比如Bosh-Rexroth生產(chǎn)的ALOVSO DFEE變量柱塞泵 。
    在東京IFPEX 2005展覽會(huì)上日本油研展出了帶閉環(huán)控制和開(kāi)環(huán)控制的變量柱塞泵，具有良好的節(jié)能效果。它們是A系列04型電液比例負(fù)荷傳感型和A系列04E型電液比例流量、壓力閉環(huán)控制型比例變量柱塞泵。
    A系列04E型變量柱塞泵是以比例技術(shù)為基礎(chǔ)結(jié)合電子技術(shù)和傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的變量柱塞泵。通過(guò)比例閥對(duì)壓力和流量進(jìn)行匹配控制，并由壓力傳感器和斜盤(pán)角度傳感器對(duì)輸出壓力和流量持續(xù)監(jiān)控，使輸出的壓力和流量更，更接近實(shí)際需要的壓力和流量，所以更節(jié)能，控制精度也更高。
 三、發(fā)展電氣液壓融合系統(tǒng)（Hybrid系統(tǒng)） 
    這是日本液壓界建立的新概念，即將液壓技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和電氣技術(shù)相融合，簡(jiǎn)稱(chēng)Hybrid系統(tǒng)。它是高速變頻器（電機(jī)）和AC伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)定量泵的可變速的控制系統(tǒng)，在日本這類(lèi)系統(tǒng)已經(jīng)商品化。當(dāng)執(zhí)行器不工作時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速以低速運(yùn)行或停止運(yùn)行，可以大量節(jié)省能量消耗，還可降低噪聲和系統(tǒng)溫升，油箱的容積和用油量大大減少，下面介紹幾個(gè)產(chǎn)品：
 1．日本大金（DAIKIN）生產(chǎn)的SUT高壓液壓?jiǎn)卧?大金以生產(chǎn)變頻空調(diào)*，他們將變頻空調(diào)技術(shù)移植到液壓工業(yè)，先后開(kāi)發(fā)了高速變頻器和IPM節(jié)能電機(jī)。IPM電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了新材料硅鋼片和稀土類(lèi)磁鐵，驅(qū)動(dòng)原理除了磁性扭矩外也利用了磁阻扭矩。在整個(gè)工作范圍內(nèi)比異步電機(jī)效率高、速度精度高、沒(méi)有滑動(dòng)、指令同步運(yùn)轉(zhuǎn)、不受負(fù)載影響、扭矩特性?xún)?yōu)良，即使低速時(shí)扭矩也不變小。*AC馬達(dá)，比異步電機(jī)加普通變頻機(jī)稍高。
    大金的SUT高壓超級(jí)單元融合了大金*的率IPM電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和液壓泵切控制技術(shù)，具體優(yōu)點(diǎn)包括：通過(guò)4種模式的P、Q設(shè)定值進(jìn)行選擇，簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)了多級(jí)壓力、流量控制；節(jié)能率達(dá)到50%（保壓時(shí)21MPa）；低噪聲60dB(A)（21MPa保壓時(shí)），在全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲也在70 dB(A)以下；系統(tǒng)溫升小，油箱容積小，用油量少；可減少大量閥門(mén)，減少系統(tǒng)阻力和漏油點(diǎn)，減少漏油機(jī)率。
 2．日本油研生產(chǎn)的1H伺服控制單元 
    該單元由AC伺服馬達(dá)、柱塞泵、油箱及液壓控制回路組成一體的小型節(jié)能低噪聲液壓裝置。根據(jù)伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)控制油泵的輸出流量、壓力，配置帶位置傳感器的液壓缸及控制器可以構(gòu)成簡(jiǎn)易的位置、速度、壓力、閉環(huán)控制系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)包括：節(jié)省能耗，在保壓時(shí)系統(tǒng)消耗能量為老系統(tǒng)的1/10；噪聲低，在壓力控制時(shí)，油泵回轉(zhuǎn)是為了補(bǔ)償油壓內(nèi)部泄漏，油泵在低速回轉(zhuǎn)時(shí)噪聲很小；在流量控制時(shí)，油泵轉(zhuǎn)數(shù)主要滿(mǎn)足主機(jī)所需的流量，在低于額定zui高轉(zhuǎn)速下工作，因而噪聲較??；小型化，由于系統(tǒng)發(fā)熱小，油箱容積小，因此由AC電動(dòng)機(jī)、油泵、油箱、液壓控制回路組成的一體化單元，實(shí)現(xiàn)了小型化，同時(shí)可裝于主機(jī)上。
3．川崎電液融合系統(tǒng)（Electro-hydraulic Hybrid System），川崎ECO伺服單元  該系統(tǒng)是由帶有壓力和流量反饋功能的控制器、變頻器、感應(yīng)電機(jī)、K3VL軸向柱塞泵、閥門(mén)、執(zhí)行器及壓力和位置傳感器組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。其特點(diǎn)是：高壓、大流量（zui大工作壓力35MPa，排量22～140cm3）；適應(yīng)環(huán)保要求，采用兩級(jí)切式液壓泵和變頻電動(dòng)機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)了節(jié)省能耗和低噪聲運(yùn)轉(zhuǎn)；由于配置了控制器，使之成為高精度的電液控制系統(tǒng)；應(yīng)用于中小型壓機(jī)、機(jī)床、試驗(yàn)裝置及各種產(chǎn)業(yè)機(jī)械用液壓源；油泵排量22～140 cm3/r（五種規(guī)格）；zui高壓力35MPa；電機(jī)容量 11～55kW（五種規(guī)格）。
四、適應(yīng)PLC控制和總線(xiàn)連接
1． 低能耗電磁閥產(chǎn)品
    在東京IFPEX 2005展會(huì)上，各展出了低能耗電磁閥產(chǎn)品，努力降低電磁向閥的能耗和滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口的要求。 低保持電流的小型電磁閥。日本TOKIMEC展出的DG4VL-3和DG4VL-5小型電磁閥的保持電流分別減低到6W和7.5W，是驅(qū)動(dòng)電磁鐵功率的1/4（保持電流為向后使閥芯保持位置所需的電流）。
    TOKIMEC生產(chǎn)的DG4VC-3和DG4VC-5微小電流控制的小型電磁閥的控制信為24V、10mA；內(nèi)置半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，PLC可控制，不需外部繼電器，從而可節(jié)省開(kāi)關(guān)柜尺寸；適應(yīng)總線(xiàn)M12接口。
 2．氣動(dòng)元件
    氣動(dòng)技術(shù)是自動(dòng)化*的重要手段。近來(lái)的發(fā)展動(dòng)向是向小型化、低能耗、精度化、組合化、高速化和潔凈化方向發(fā)展，尤其是氣動(dòng)系統(tǒng)的潔凈化和低能耗等促進(jìn)了半導(dǎo)體工業(yè)和制藥工業(yè)的發(fā)展，一些展覽會(huì)上更充分顯示了氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。
2．1．小型化、低能耗電磁閥
日本SMC開(kāi)發(fā)的SO70電磁閥，閥寬7mm，重量?jī)H5g（閥單體），消耗電力0.35W（標(biāo)準(zhǔn)），采用節(jié)能回路時(shí)為0.1W，流通能力Cv0.021，工作噪聲為38dB(A)以下。  2．2．高集成樹(shù)脂氣路塊
    節(jié)省空間、配置簡(jiǎn)單、重量輕，采用熱熔技術(shù)成功地制造出過(guò)去注射成形工藝所不能完成的立體流路?？蓾M(mǎn)足各種用戶(hù)多樣化安裝的要求，由于印刷電路板集層化，簡(jiǎn)化了配線(xiàn)工件。
 2．3．適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制的氣動(dòng)元件
    現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)可用單行方式實(shí)現(xiàn)信傳遞，可以簡(jiǎn)化布線(xiàn)，節(jié)省大量電纜消耗，還可大大縮減復(fù)雜系統(tǒng)的調(diào)試、故障診斷及日常維護(hù)工作。日本SMC生產(chǎn)的適用于總線(xiàn)接口的氣動(dòng)電磁向閥組GW裝置/EX510（圖18），輸入和輸出各為64個(gè)點(diǎn)，可適用于CC-Link、Device Net、ProfiBUS-DP的連接。SMC生產(chǎn)的大部分氣動(dòng)電磁閥都適用總線(xiàn)通信系統(tǒng)。
2．4．Parker-KURODA的VA01系統(tǒng)小型直動(dòng)電磁閥 該閥應(yīng)用高速電磁鐵，頻率響應(yīng)時(shí)間為3ms，精度為±1ms以下，壽命為2億次，發(fā)塵量甚小，10萬(wàn)次向后Φ0.3μm的粒子數(shù)幾乎為零。該閥寬10mm，帶閥座重量為35g，音速流導(dǎo)C值為0.2dm3/s.bar。該閥可用于真空和正壓系統(tǒng)，不含有害物質(zhì)，符合ROHS指令要求。
2．5．日本小金井推出的電磁式無(wú)活塞桿氣缸 
    為適應(yīng)某些領(lǐng)域的需要，近來(lái)不少推出了電動(dòng)氣缸、磁性無(wú)桿氣缸等產(chǎn)品。小金井的產(chǎn)品采用了獨(dú)自生產(chǎn)的鋁管，特點(diǎn)是低速性能好，可達(dá)8mm/s，帶防沖擊器，安裝方便。產(chǎn)品符合ROHS指令要求，不含有害物質(zhì)。
 結(jié)束語(yǔ)
    流體動(dòng)力傳動(dòng)是工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的重要組成部分，它是主機(jī)向智能化、自動(dòng)化、高速化、率、高精度、高可靠性、多樣化、潔凈化方向發(fā)展*的關(guān)鍵技術(shù)。近來(lái)，由于流體動(dòng)力技術(shù)與電子技術(shù)、信息技術(shù)相結(jié)合，使它產(chǎn)生了新的活力，提高了與電氣和機(jī)械傳動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
    只要沿著此方向走下去，并不斷跟蹤和移植新技術(shù)成果，比如電子、信息、計(jì)算機(jī)、磨擦磨損等新技術(shù)、新工藝、新材料等成果，發(fā)揮流體傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，克服能耗大、噪聲大等缺點(diǎn)。作為現(xiàn)代傳動(dòng)與控制的重要組成部分的流體傳動(dòng)技術(shù)，將不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，保持強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力，并不斷向前發(fā)展。

（）傳感器儀表有限在設(shè)，原，，，可正規(guī)以及證明，原廠(chǎng)地證明等

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