李林

中國人民解放軍第四八零八工廠軍械修理廠 山東青島 266042

某設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)動力主要由液壓力提供，液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行是設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的保證。某設(shè)備液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)大，各種閥塊種類繁多，其中電液伺服閥是系統(tǒng)中的重要控制元件，它的性能優(yōu)劣和工作正常與否直接決定液壓系統(tǒng)是否正常運(yùn)行的關(guān)鍵，即也是整個設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常的必要條件。此設(shè)備電液伺服控制系統(tǒng)包括一個馬達(dá)、兩個卸荷閥、兩個應(yīng)急制動閥和一個噴嘴擋板式力反饋兩級電液伺服閥，供油壓力為一定值，馬達(dá)轉(zhuǎn)速的高低與伺服閥輸出流量的大小成正比。給伺服閥及應(yīng)急制動閥施加零電壓時，馬達(dá)則會較快制動。由于此設(shè)備日常使用率高，因此伺服閥經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的故障，嚴(yán)重影響了設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 噴嘴擋板式力反饋兩級電液伺服閥工作原理

噴嘴擋板式力反饋兩級電液伺服閥是一種自動控制液壓閥，既是電液轉(zhuǎn)換元件又是功率放大元件，是將小功率的電位輸入信號轉(zhuǎn)換為隨電位信號大小與極性變化且快速響應(yīng)的大功率液壓量輸出，實(shí)現(xiàn)對液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件轉(zhuǎn)速、位移等的控制。它主要由力矩馬達(dá)（電氣-機(jī)械轉(zhuǎn)換器）、雙噴嘴擋板先導(dǎo)級閥和四凸肩的功率級滑閥三個主要部分組成，結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 噴嘴擋板式力反饋兩級電液伺服閥結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)線圈沒有電信號輸入時，力矩馬達(dá)無力矩輸出，銜鐵、擋板和主閥芯都處于中位，由于閥芯兩端臺肩將閥口關(guān)閉，油液（設(shè)壓力為P）不能進(jìn)入A、B口，但同時油液經(jīng)固定節(jié)流孔分別引到兩個噴嘴，噴射后油液排回油箱。因擋板處于中位，故兩噴嘴與擋板間的間隙相等，則主閥控制腔兩側(cè)的油液壓力（P1、P2）相等，滑閥處于中位。當(dāng)線圈有電信號輸入時，力矩馬達(dá)產(chǎn)生力矩，則銜鐵和擋板一起繞彈簧管中的支點(diǎn)偏轉(zhuǎn)，由于擋板離開中位，造成擋板與兩噴嘴間的間隙不等，間隙大的噴嘴后端壓力小，故主滑閥在兩端產(chǎn)生壓力差，使滑閥向壓力小的一端移動，開啟控制口，在滑閥移動時，彈簧桿的力反饋?zhàn)饔茫瑑蓚€噴嘴的間隙逐漸趨于相等，當(dāng)閥芯移到某一位置時，其兩端壓差形成的通過反饋彈簧桿作用在擋板上的力矩、噴嘴液流作用在擋板上的力矩及彈簧桿的反力矩之和與力矩馬達(dá)的電磁力矩相等時，主閥芯受力平衡，穩(wěn)定在一定開口下工作。通過改變輸入電信號的電流大小和方向，可改變主閥芯的移動距離和方向，可實(shí)現(xiàn)液流大小和方向的控制。

2 電液伺服閥常見故障分析及排除

電液伺服閥作為電液轉(zhuǎn)換元件，它對整個系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性起著極其重要的作用。此設(shè)備在日常的運(yùn)轉(zhuǎn)中常見的伺服閥故障主要表現(xiàn)為：

2.1 伺服閥無流量或壓力輸出

故障產(chǎn)生原因：

力矩馬達(dá)損壞。

外引線或線圈斷線。

插頭接線不良或脫落。

閥芯、噴嘴、擋板有污物堵塞或卡死。

排除方案：

分解伺服閥，更換力矩馬達(dá)損壞件。

接通外引線或線圈線路。

重新連接插頭接線。

清洗閥芯、噴嘴、擋板處污物，并檢查濾油器。

2.2 伺服閥輸出流量或壓力過大或不可控制

故障產(chǎn)生原因：

伺服閥控制級堵塞或主閥芯被贓物卡死。

底面密封不良或閥體變形、閥芯卡死。

排除方案：

過濾油液并清理堵塞處。

檢查密封面，閥體如果變形則更換伺服閥。

2.3 伺服閥反應(yīng)不靈敏，零飄增大

故障產(chǎn)生原因：

油液混入雜質(zhì)或變質(zhì)，引起閥控制級堵塞。

液壓系統(tǒng)供油壓力偏低。

調(diào)零機(jī)構(gòu)或力矩馬達(dá)機(jī)構(gòu)零件出現(xiàn)松動。

排除方案：

過濾、清洗或更換油液，達(dá)到伺服閥所要求的等級。

提高液壓系統(tǒng)供油壓力。

檢查調(diào)零機(jī)構(gòu)或力矩馬達(dá)機(jī)構(gòu)，對松動零件進(jìn)行緊固。

2.4 系統(tǒng)出現(xiàn)抖動或震動

故障產(chǎn)生原因：

油液污染嚴(yán)重或混入大量氣體，造成油壓脈動和油液可壓縮性增加。

系統(tǒng)開環(huán)增益太大，接地干擾。

伺服放大器電源濾波不良、噪聲大。

線圈或插頭絕緣降低。

控制級時通時堵。

排除方案：

更換或清洗、過濾油液，排除管道內(nèi)部空氣。

減小系統(tǒng)開環(huán)增益，消除接地干擾。

按要求處理電源和伺服放大器。

處理閥線圈或插頭，提高絕緣。

更換或過濾油液，清理控制級。

2.5 零位偏移，且偏移量大

故障產(chǎn)生原因：

銜鐵組件松動，濾油器堵塞，噴嘴松動或被污染物堵塞。

油溫發(fā)生變化，油液黏度降低，泄漏量增大，引起零位偏移。

油源提供壓力不穩(wěn)定，變化幅度大。

油液受到嚴(yán)重污染，顆粒增多。

各級不同時處于零位。

排除方案：

緊固銜鐵組件，清洗濾油器和噴嘴。

打開冷卻水系統(tǒng)，將油液溫度控制在要求的范圍內(nèi)。

檢查液壓系統(tǒng)，排除壓力不穩(wěn)定故障，將壓力控制在要求值。

更換高壓濾芯，清洗或更換油液。

逐級調(diào)零，使各級同時處于零位。

2.6 無信號輸入，馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)

故障產(chǎn)生原因：

噴嘴與擋板間距不相等，工作氣隙不相等。

某一噴嘴堵塞或噴嘴節(jié)流孔堵塞。

滑閥卡死在某一位置，形成單邊開口。

排除方案：

重新裝配噴嘴和擋板。

清洗噴嘴或噴嘴節(jié)流孔。

清洗主滑閥和閥套。

3 結(jié)語

電液伺服閥由于其高精度和快速控制能力，多用于精度高的自動控制設(shè)備中，以實(shí)現(xiàn)位置、速度和力的快速自動控制，廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事裝備及國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域。通過以上介紹某設(shè)備中電液伺服閥典型故障的原因分析和排除方法，可以解決伺服閥在工作中出現(xiàn)的一些故障，并能起到舉一反三的效果。加強(qiáng)對伺服閥的維護(hù)保養(yǎng)，防止因伺服閥故障引起的設(shè)備無法使用及突發(fā)安全事故。除此之外，還要加強(qiáng)對油液的維護(hù)，避免油液變質(zhì)和污染，為伺服閥的正常工作提供先決條件，為設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)提供強(qiáng)有力的保障。