FF系列电液伺服阀介绍(中文版)

中国航空工业集团公司第六O九研究所第1页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn概述INTRODUCTION电液伺服阀是电液控制系统的关键部件，用于电液伺服系统的位置、速度、加速度和力的控制。它具有结构紧凑、工作性能稳定可靠、动态响应高、流量范围宽、体积小等优点。我所研制的FF系列电液伺服阀是一种高性能、双喷档、力反馈的流量控制阀。产品有FF101、FF102、FF106、FF106A、FF113等多个系列，并已研制成功射流偏转板阀、直接驱动阀。另外我们可以提供配套的伺服放大器和电源。我所生产的电液伺服阀已广泛应用于航空、航天、航海、兵器、电力、冶金、化工、机械制造、地质勘探、邮电、纺织、印刷以及各种试验设备等领域中。产品性能达到国际同类产品先进水平，质量在国内享有盛誉。曾荣获全国科学大会奖，全国新产品金龙奖和国防工办、原航空工业部、湖北省科技成果奖。中国航空工业集团公司第六O九研究所第2页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn结构原理DESIGNANDOPERATION如图：FF系列电液伺服阀的力矩马达采用永磁力矩马达，它由两个永久磁钢产生极化磁通，衔铁两端伸入磁通回路的气隙中。弹簧管除起衔铁—挡板的弹性支承作用外，还起阀的电磁部分和液压部分之间的密封作用。第一级液压放大器的挡板插在两个喷嘴之间，形成两个可变节流口。反馈杆从挡板内部伸出，它的小球插入第二级四通滑阀阀芯中间的小槽内。液压油连续地从供油腔Ps通过内部过滤器及两个固定节流孔，然后流过喷嘴挡板形成的可变节流口，再经过回油节流孔流回回油腔Pr。当力矩马达线圈组件输入控制电流时，由于控制磁通和极化磁通的相互作用，在衔铁上产生一个力矩，该力矩使衔铁组件绕弹簧管旋转中心旋转，从而使挡板运动，它导致一边的喷嘴—挡板可变节流口可变节流面积减少，另一边的可变节流面积增大，致使喷嘴腔产生压差，推动阀芯移动，此移动一直持续到由于反馈杆弯曲产生的反馈力矩与由控制电流产生的控制力矩相平衡为止，此时挡板大致处于中位。由于力矩马达的力矩与输给阀的控制电流基本成正比关系，反馈力矩与阀芯位移成正比。这样，再诸力平衡状态时，便得到一个与控制电流成比例的阀芯位移，即在阀压降为恒值及阀套采用矩形孔或环槽节流边的情况下，输出流量与输入电流之间成比例关系。（伺服阀工作原理动态演示请看本光盘内所附FLASH动画）中国航空工业集团公司第六O九研究所第3页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn结构原理图中国航空工业集团公司第六O九研究所第4页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn技术术语TERMINOLOGY额定电流RATEDCURRENT为产生额定流量对线圈任一极性所规定的输入控制电流（不包括零偏电流），以毫安（mA） 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示。通常额定电流指单线圈连接，差动连接或并联连接而言，当串联连接工作时，其额定电流为上述工作方式额定电流之半。零值电流QUESCENTCURRENT对于差动连接线圈，当差动电流为零时，流经每个线圈的电流。过载电流OVERLOADCURRENT流经力矩马达线圈的最大允许电流。推荐过载电流为流经力矩马达线圈最大电流之二倍。线圈电阻COILRESISTANCE每个线圈的直流电阻，以欧姆（Ω）表示。线圈电阻公差为名义值的±10%。同一台伺服阀中，两线圈电阻值相差不大于名义电阻值的5%。线圈电感COILINDUCTANCE线圈阻抗的电感分量，以亨（H）表示。线圈的电感与供油压力、输入电流幅值及频率有关，规定在控制电流频率为60Hz,峰间值为1/4额定电流和在额定供油压力下测定。线圈电感通常在线圈串联状态下测量。额定流量RATEDFLOW相应于额定电流和给定的供油压力及负载压力条件下，所规定的控制流量输出。通常，额定流量规定为压降等于额定供油压力时，与额定电流相对应的空载中国航空工业集团公司第六O九研究所第5页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn流量，以升/分（L/min）表示。流量增益FLOWGAIN流量曲线的斜率，以升/分·毫安（L/min·mA）表示。内漏INTERNALLEAKAGE控制流量为零时，从回油窗口流出的流量，以升/分（L/min）表示。随控制电流而改变，取最大值为内漏。滞环HYSTERESIS在正负额定电流之间，以小于动态特性起作用的速度循环（通常不大于0.1Hz），产生相同流量往和返的控制电流之差的最大值，对额定电流之比，以百分数表示。非线性度NONLINEARITY流量曲线的不直线度。用名义流量曲线对名义流量增益线的最大偏差与额定电流之比，以百分数来表示。不对称度UNSYMMETRY两个极性流量增益的不一致性。取一极性的名义流量增益与另一极性的名义流量增益之差对其中较大者之比，以百分数表示。重叠LAP滑阀处于零位时，固定节流边与可动节流边之间的轴向位置关系。对伺服阀来说，重叠的度量方法为：对每一极性分别作出名义流量曲线近似于直线部分的延长线，两延长线的零流量点之间总间隔，用对额定电流的百分比表示。零重叠为名义流量曲线的两个延长线不存在间隔的情况。正重叠为导致零位中国航空工业集团公司第六O九研究所第6页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn区域名义流量曲线斜率减小的重叠情况。负重叠为导致零位区域名义流量曲线斜率增大的情况。零重叠的公差规定为±2.5%。压力增益PRESSUREGAIN控制流量为零时，负载压降对控制电流的变化率，以兆帕/毫安（MPa/mA）表示。通常压力增益规定用±40%最大负载压降范围内，负载压降对控制电流曲线的平均斜率表示。同样，压力增益也可规定为阀在零位，输入1%额定电流时，负载压降相对于额定供油压力的百分比变化。零偏NULLBIAS空载控制流量为零的状态称为零位。为使阀处于零位所需输入的控制电流（不计及阀的滞环影响）对额定电流之比，以百分数表示，称为零偏。分辨率THRESHOLD使阀的控制流量发生变化的控制电流最小增量。随控制电流大小和停留时间长短不同。取其最大值与额定电流之比，以百分数表示。频率特性FREQUENCYRESPONSE控制电流在某个频率范围内作正弦变化时，空载控制流量对控制电流的复数比。输入幅值大小，工作温度、供油压力和其它工作条件对阀的频率特性都有影响。通常在 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 试验条件下，及控制电流峰间值为50%额定电流下测定。用幅值为-3分贝（dB）和相位角为-90°时所对应的频率来衡量。阀频率特性的幅值比不应大于+2分贝（dB）。中国航空工业集团公司第六O九研究所第7页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn电气性能ELECTRICALCHARACTERISTICS线圈连接线圈连接图规定控制电流的正极性单线圈：2+，1-或4+，3-串联线圈：1和4相连，2+，3-并联线圈：1与3，2与4相连，（1，3）-，（2，4）+差动连接：1与4相连，当（1，4）+时，（1，4到2<（1，4）到3，当（1，4）-时，2到（1，4）>3到（1，4）电插头座ELECTRICALCONNECTOR通常供货为外形图所示通用电插头座，也可以根据用户要求提供专用电插头座。插头座有4种方向可供选择，具体方向请查阅相应产品的系列号。励振DITHER为改善阀的特性，给输入信号附加的振荡信号称为励振。中国航空工业集团公司第六O九研究所第8页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn本样本给出的伺服阀性能，均在无励振条件下测定。加入励振可改善阀的滞环和分辨率，但会增加内漏。励振频率一般取100～400Hz，幅值（峰间值）为10%～20%额定电流。伺服放大器SERVOAMPLIFIER伺服阀的力矩马达线圈需要一个直流输出的伺服阀放大器来驱动。伺服阀放大器应采用深度电流反馈，以消除阀线圈阻抗变化引起阀的增益变化和相位滞后。本所可提供与伺服阀配套的专用伺服放大器及电源。中国航空工业集团公司第六O九研究所第9页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn液压特性HYDRAULICCHARACTERISTICS供油压力SUPPLYPRESSUREFF系列伺服阀可在供油压力2～28MPa下正常工作。FF系列伺服阀额定供油压力为21MPa，样本中给出的性能系在额定供油压力下测定。阀性能，特别是分辨率和动态响应随供油压力降低而变差。阀可以在额定供油压力以外的压力下工作，但零偏将有所变化。在额定压力以外的压力下，阀的空载流量按下式计算：Q=Qn'PsPs式中：Ps–实际供油压力P′s–实际供油压力Qn–额定流量Q–供油压力为P′s时的空载流量回油压力RETURNPRESSURE回油压力可在大范围内变动（通常不大于2MPa），但回油压力增大会引起零漂。不允许回油压力大于进油压力，以免液流向液压放大级产生回流。耐压和破坏压力PROOFANDBURSTPRESSURE耐压能力：进油及负载窗口=1.5Ps回油窗口=1.0Ps试验后，仍能符合技术条件要求。破坏能力：进油及负载窗口=2.5Ps中国航空工业集团公司第六O九研究所第10页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn回油窗口=1.5Ps试验后，阀不应破坏，但不要求阀恢复工作性能。工作液FLUIDSFF系列伺服阀密封件采用丁晴橡胶，工作液为航空液压油YH10、YH12或其它石油基液压油。工作液清洁度FILTRATION工作液固体颗粒污染度应符合GJB420所规定的6～8级污染等级。伺服阀进油窗口前应安装名义过滤度不低于10微米（μm）的滤油器。中国航空工业集团公司第六O九研究所第11页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn静态特性STATICPERFORMANCE极性POLARETY输入正极性控制电流时，规定“液流从负载窗口1流出，由负载窗口2流入”的流向为正流量极性。空载流量特性NO-LOADFLOWCHARACTERESTIC负载开启（空载）情况下测定。阀的额定流量、滞环、零偏、非线性度、不对称度等指标可以从空载流量曲线上得到。零重叠（公差±2.5%）阀在±3%零位区域内，流量增益变化范围50%～200%名义流量增益。空载流量特性曲线中国航空工业集团公司第六O九研究所第12页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn如图并参见技术术语定义：滞环=1IIn+×100%压力特性PRESSURECHARACTERESTIC在零位区域（对零重叠阀为10%额定电流）负载关断的情况下测定。阀的压力增益和零偏可在压力特性曲线上得到。阀的压力增益随滑阀工作尖边磨损而变低。如图并参见技术术语定义：零偏=IIn+×100%内漏特性INTERNALLEAKAGECHARACTERISTIC在负载关断的情况下测定。阀的内漏随滑阀的工作尖边磨损而增大。中国航空工业集团公司第六O九研究所第13页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn负载特性FLOW-LOADCHARACTERISTICS负载流量计算公式：Qv=KIPv式中：Qv–负载流量K–结构系数I–输入电流Pv–阀压降Pv=(Ps-Pr)-PlPs–供油压力Pr–回油压力Pl-负载压降中国航空工业集团公司第六O九研究所第14页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn分辨率THRESHOLD分辨率在零位附近（10%额定电流处）测定。分辨率随供油压力降低、滑阀磨损和工作液污染度程度加剧而变差。中国航空工业集团公司第六O九研究所第15页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn由图中及分辨率定义：分辨率=ΔIIn×100%零偏NULLBIAS零偏在标准试验条件下消除阀的滞环后测定。在使用周期内阀的零偏允许增大到6%。重叠LAP用户不作声明，提供的伺服阀均为零重叠。零重叠公差规定为正重叠2.5%～负重叠2.5%。根据特殊需要，可提供指定正重叠或负重叠的阀。负重叠（预开口）：零位流量增益增大，压力增益减小，零位泄露增加。正重叠（负开口）：零位流量增益减小，压力增益变差，零位泄露减小。中国航空工业集团公司第六O九研究所第16页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn动态特性DYNAMIC频率特性FREQUENCYRESPONSE取决于输入信号幅值，供油压力和阀的结构参数。频率相应幅值比不允许大于+2dB。传递函数TRANSFERFUNCTION系统 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 时，FF系列双喷嘴两级流量伺服阀的传递函数可近似按下式估算：Wv(S)=2nKvSζ+n2（）（）S+1ωω中国航空工业集团公司第六O九研究所第17页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn式中：Kv–阀的流量增益S-拉普拉斯算子ωn-自然频率（相位滞后90°时的对应频率）ζ-阻尼比（可取0.5～0.7）FF系列电液伺服阀系列号表示方法TheexpressionofseriesFFservovalvesfollows举例说明：00521TP10表示额定流量为5L/min，额定供油压力为21MPa，通用插头座在供油窗口一侧，额定电流为10mA。如用户对额定流量、额定电流、线圈电阻及额定供油压力有特殊要求时，订货时可具体协商。中国航空工业集团公司第六O九研究所第18页共18页地址：中国南京高新技术产业开发区兰卉路6号邮编：210061电话：025-688679516886795268867953传真：025-58840205网址：http//www.criaa.cnE-mail:webmaster@criaa.cn如用户对插头座种类和安装方位无特殊要求，请采用通用插头座，安装方位在负载窗口2一侧。