Сервоклапаны (альтернатива MOOG)

Для стандартной программы поставки (не для замены MOOG)

Пример:

Модель клапана: сопло-заслонка двухкаскадный сервоклапан с универсальным интерфейсом
Параметры заказа: номинальный расход 100 л/мин (при dP=70 бар), максимальное давление 250 бар, номинальный ток ±40 мА, уплотнения из NBR

Код заказа = SFL218-100/25/40A

Выбор клапана

При выборе электрогидравлического сервоклапана следует обратить внимание на следующее:

1. Гидравлические характеристики
1.1 Давление подачи
(1) Клапан сервомотора должен обычно работать в диапазоне давления поставки (2〜35) МПа;
(2) За исключением номинального расхода, все эксплуатационные показатели образцов должны испытываться при 21 МПа;
(3) Пороговый и динамический отклик сервоклапанов, кроме клапана прямого привода, становятся хуже при снижении давления питания;
(4) Нулевое смещение изменяется, если сервоклапан не работает при номинальном давлении;
(5) При давлении питания, отличном от номинального, рассчитывается фактический расход сервоклапана по следующей формуле:

где, Q - фактический расход под давлением P подачи;
Qn - номинальный расход;
P - фактическое давление подачи;
Pn - Номинальное давление подачи

1.2 Давление возврата
(1) Возвратное давление может изменяться в пределах определенного диапазона (не более 5 МПа), но его изменение будет вызвать нулевой сдвиг сервоклапана;
(2) Не допускается, чтобы давление возврата превышало давление подачи во избежание обратного потока в каскад гидроусилителя.

1.3 Испытательное давление и давление разрыва
(1) Давление тестовое
Каналы Р,А,В = 1,5Pn
Канал Т = 1.0Pn
(2) Давление разрыва
Каналы Р,А,В = 2,5Pn
Канал Т = 1,5Pn или 35MPa до максимума

1.4 Рабочая жидкость и соответствующий уплотняющий материал
(1) Минеральное гидравлическое масло - NBR/фторкаучук;
(2) Авиационный керосин - NBR/фторкаучук;
(3) Фосфатные эфиры - EPDM.

1.5 Степень загрязнения рабочей жидкости
Степень загрязнения рабочей жидкости должна превосходить NAS1638-6; в противном случае обслуживание срок службы сервоклапана будет снижен.

2 Электрические характеристики
2.1 Сборка разъема
(1) Универсальный электрический штекер (электроразъем) поставляется вместе с клапаном;
(2) Распиновка имеет четыре дополнительных штыря и подключается, как показано ниже при отсутствии у пользователя особых требований.

2.2 Подключение катушки/разъема
Штекер подключается к катушке, как показано ниже:

2.3 ШИМ (Осцилляция)
(1) ШИМ определяется как вибрация, добавляемая к входному сигналу для улучшения характеристики сервоклапана;
(2) Производительность сервоклапана образца измеряется в условиях отсутствия ШИМ;
(3) Добавление ШИМ может улучшить гистерезис и порог сервоклапана, но увеличится
внутренняя утечка;
(4) Частота осцилляции обычно (100〜400) Гц, а амплитуда (10〜20) %In.

2.4 Сервоусилитель
(1) Сервоусилитель определяется как усилитель, который принимает команды и выводит ток на катушку двигателя с крутящим моментом сервоклапана;
(2) Сервоусилитель должен использовать отрицательную обратную связь глубокого тока для устранения усиления изменение и фазовое отставание сервоклапана, вызванное изменением полного сопротивления катушки.

3 Статические характеристики
3.1 Полярность
(1) Положительная полярность входного тока
Одна катушка: 1 (A) +，2 (B) -; 3 (C) +, 4 (D) -
Последовательная катушка: 1 (A) +, 4 (D) -; 2 (B), соединенный с 3 (C)
Параллельная катушка: 1 (A), соединенная с 3 (C), и 2 (B) с 4 (D)
(2) Определение: Для ввода тока положительной полярности направление потока «P-2 (B), 1 (A) 一R (T)» определяется как положительная полярность потока.

3.2 Расходная характеристика без нагрузки
(1) Определение: Измеряется при открытии клапана (без нагрузки);
(2) Номинальный расход, гистерезис, нулевое смещение, нелинейность, несимметрия и другие показатели сервоклапана могут быть получены из кривой расхода без нагрузки;
(3) В областях ± 3% нулевого положения диапазон изменения коэффициента усиления потока нулевого перекрытия (± 2,5%) клапан сервомотора (50〜200) % номинальной коэффициент усиления.

Расходная характеристика без нагрузки

3.3 Характеристики давления
(1) Определение: измеряется в нулевой зоне сервоклапана, когда окно нагрузки закрыто;
(2) Усиление давления и нулевое смещение сервоклапана могут быть получены из характеристики давления кривая;
(3) Усиление давления сервоклапана ухудшается износом рабочей кромки.

Кривая давления

3.4 Характеристики внутренней утечки
(1) Определение: измеряется, когда окно нагрузки закрыто;
(2) Внутренняя утечка, нулевая утечка и постоянная утечка сервоклапана могут быть получены из характеристическую кривую внутренней утечки;
(3) Нулевая утечка сервоклапана увеличивается с износом рабочей кромки.

Утечки в клапане

3.5 Характеристики нагрузки
(1) Определение: Измеряется при заданном давлении питания и различных входных сигналах изменение перепада давления нагрузки;
(2) Рабочая точка сервоклапана может быть определена на основе характеристической кривой нагрузки.

Нагрузочная кривая

3.6 Пороговое значение
(1) Определение: измеряется вблизи нулевого положения (10% In);
(2) Порог сервоклапана ухудшается при снижении давления подачи, износе
рабочая кромка и загрязнение рабочей жидкости.

Кривая порогового значения

3.7 Нулевое смещение
(1) Нулевое смещение измеряется при стандартных условиях испытаний после того, как гистерезис сервоклапана убран;
(2) Нулевое смещение сервоклапана допускается до 6% в течение срока службы.

3.8 Перекрытие
(1) Нулевое перекрытие сервоклапана по умолчанию; фактическое перекрытие в пределах ± 2,5% номинального тока;
(2) Положительное перекрытие сервоклапана: нулевой коэффициент усиления потока и нулевая утечка уменьшаются, и
снижение усиления давления;
(3) Отрицательное перекрытие сервоклапана: нулевой коэффициент усиления потока и нулевая утечка увеличиваются, в то время как
уменьшение усиления давления.

a) Нулевое перекрытие
b) Положительное перекрытие
c) Отрицательное перекрытие

4 Динамические характеристики
4.1 Передаточная функция
(1) Когда полоса пропускания выбранного сервоклапана намного выше рабочей частоты
в системе для расчета динамических характеристик может использоваться следующая формула:

(2) Когда полоса пропускания выбранного сервоклапана равна рабочей частоте системы,
для расчета динамических характеристик может использоваться следующая формула:

где Q - выходной расход (л/мин);
I - входной ток (мА);
K - коэффициент усиления сервоклапана [л/(мин*мА)];
T - постоянная времени сервоклапана (с);
w - внутренняя частота сервоклапана как элемента второго порядка (рад/с);
Е - коэффициент демпфирования сервоклапана как элемента второго порядка.

4.2 Частотная характеристика
(1) Определение: Измеряется при открытой нагрузке (без нагрузки), данном давлении питания и различных входных сигналов;
(2) Амплитудное отношение и фазовое отставание сервоклапана могут быть получены на основе характеристической частотной кривой;
(3) Отношение амплитуд частотной характеристики сервоклапана должно быть не более + 2 дБ

Амплитудо-фазовая-частотная характеристика (АФЧХ) (она же Боде диаграмма)

Выходные испытания клапана

Система контроля рабочих характеристик сервоклапана состоит из трех частей, а именно насоса станция, испытательный стенд и система управления. Силовые сервоклапаны - Методы испытаний, QJ504A-1996 Общие технические требования к электрогидравлическим клапанам. Методы испытаний сервоклапанов управления потоком для  электрогидравлических сервоклапанов. Эта система использует технологию  автоматического управления ПЛК для реализации компьютерных данных измерения, управления и обработки для испытания сервоклапана. Она служит для установки гидравлического нуля, очистки и позволяет проводить статические испытания и динамические испытания различных типов сервоклапанов.

Кривая расхода без нагрузки

Утечки клапана

Кривая давления

Частотные характеристики клапана

1. Для монтажного основания сервоклапана шероховатость поверхности должна быть ниже 1,6, а плоскостность менее 0,01 мм. Высокая плоскостность может вызвать деформацию корпуса сервоклапана и соответствующих прецизионных деталей, увеличить силу трения скользящего клапана и ухудшить работу сервоклапана. Монтажное основание должно быть чистым и свободным от грязи. Следует обратить внимание на предотвращение установки сервоклапана на любых деталях машины, подверженных сильной вибрации или резкому перемещению. Ось сердечника клапана не должна находиться в направлении движения деталей машины, если необходимо установить сервоклапан на деталях машины, подвергающихся резкому перемещению.
2.  Поскольку двигатель с крутящим моментом сконструирован из постоянной магнитной стали, вблизи сервоклапана не должно быть сильного поля электромагнитных помех.
3. Маслобак должен быть герметичным; на входе в сервоклапан должен быть предусмотрен масляный фильтр с абсолютными фильтрующими precisionW10pm; после замены масла следует использовать чистящий блок для циркуляции до соответствия уровня загрязнения рабочей жидкости требованиям для установки сервоклапана;

Помимо уровня загрязнения, гидроисточник должен отвечать следующим требованиям:
4. Амплитуда пульсации давления гидроисточника должна быть как можно ниже, так как большая амплитуда может вызвать вой сервопривода и привести к обрыву пружинной трубки двигателя крутящего момента в неблагоприятных условиях. 
5. Гидравлический источник должен иметь надлежащую систему охлаждения. Во время работы температура масла должна регулироваться в определенном диапазоне. Изменение или чрезмерно высокая температура масла ухудшит рабочие характеристики и срок службы сервоклапана.
6. Если в гидравлическом источнике используется насос с регулируемым давлением, система подачи масла должна быть оборудована аккумулятором масла большой емкости, так как мгновенный поток сервоклапана значительно изменяется во время работы системы, и такой изменяющийся поток может быть дополнен только аккумулятором, но не мгновенно регулируемым насосом с механизмом с изменяемым рабочим объемом медленной реакции.