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船舶设备液压故障诊断与维修_电液伺服系统零偏、零漂分析及影响

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(1)阀芯与阀套方孔的遮盖量对伺服阀零偏、零漂影响的试验

阀芯与阀套方孔的遮盖量对伺服阀零偏、零漂影响的试验应用测量配磨法。先在万能工具显微镜上测量阀套方孔及方孔间距,精确到0.001mm,再在万能工具显微镜上测量阀芯两工作凸肩的尺寸及间距,最后应用对称法计算阀芯的轴向磨削量,逐步磨削和测量,准确控制阀芯与阀套方孔的遮盖量。图F为阀芯与阀套方孔遮盖量测量配磨示意图。阀芯与阀套的配合间隙为0.005mm时,阀芯与阀套通流槽遮盖量对阀零位的影响见下表。数据显示,在零开口附近,阀芯对阀套通流槽遮盖量稍为负值时,舵机的零位电流值变化最小。

伺服液压舵机阀芯与阀套通流槽遮盖量对其零位影响的测试数据

阀芯与阀套通流槽单边遮盖量/mm

舵机零位电流值的变化(3min)/mA

170~-150

100~-90

30~-30

5~-4

2~-1

10~-10

(2)分析

在电液伺服阀为负开口且处于零位,阀芯稍有移动,但伺服阀输出还是为零时,其性能表现为伺服阀的死区大、不灵敏、零位复原性差、不稳定;伺服阀在零开口附近,稍微正开口时,伺服阀处于零位,此时,节流口有少量油液通过,在供油压力一定时,阀芯在节流口泄漏油的作用下,相对于阀套会产生一个动态平衡位置,只要油压保持不变,此动态平衡点就不会轻易改变,反映在电液伺服阀上就是零位基本保持稳定;当伺服阀为正开口且较大时,损耗功率大,节流口有较多泄漏油,会引起振动。反复研究和实践发现,在阀芯与阀套配合间隙为0.004~0.006mm的情况下,阀芯与阀套方孔的最佳遮盖量为单边-0.006mm左右。

(3)力矩马达对电液伺服阀零偏、零漂的影响

力矩马达的稳定性直接影响电液伺服阀的零偏、零漂。一般力矩马达滞环大,与其组成的电液伺服阀的零偏、零漂相对也大。在生产实践中我们发现,力矩马达装配时对称性差,与其组成的电液伺服阀零位不稳定,零偏、零漂相当大。因此,力矩马达在与滑阀配合时,其装配的机械对称性相当重要。

(4)油液对电液伺服阀零漂的影响

电液伺服系统对所使用的油液清洁度要求较高,一般要求达到MOOG2级。目前在电液伺服系统中普遍采用磷酸酯抗燃油,这是一种人工合成油,在使用过程中极易劣化,主要表现为污染颗粒度的增加。污染颗粒度增加即油液变脏以后,电液伺服阀工作时,阀芯在阀套内产生的摩擦力就增大,需更大的电信号推动阀芯运动,电液伺服阀的零漂范围变大。因此,对电液伺服系统所用的油液要定期检查,在系统中设置过滤设备,以保证油液的质量。

油液的温度和压力变化也会对电液伺服系统的零漂产生影响。当电液伺服系统中所使用的油液温度和压力变化时,相对于电液伺服阀原来零位的动态平衡被破坏,直到达到新的动态平衡,表现为电液伺服阀的零位产生了偏移,此种零位的偏移很难消除。

(5)环境温度对电液伺服阀零偏、零漂的影响

在低温环境下,电液伺服系统所使用的油液会变得很黏稠,直接加大了电液伺服阀工作时阀芯在阀套内运动的摩擦力,导致电液伺服系统零偏、零漂变大。另外,在低温环境下,电液伺服阀的阀芯与阀套都会产生冷缩现象,但由于阀套方孔通流槽附近壁较薄,相对于阀芯凸肩更易收缩,此时,滑阀负开口电液伺服阀的阀芯对阀套方孔通流槽的遮盖量变得更大,工作时死区也更大,直接表现为零位不稳定,零偏、零漂范围更大。因此,在低温环境下使用的电液伺服阀滑阀应采用正开口。