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MOOG穆格伺服閥裝配示意圖
更新時(shí)間:2017-01-18   點(diǎn)擊次數(shù):4484次

MOOG穆格伺服閥裝配示意圖

美國(guó)MOOG穆格伺服閥輸入正向電流時(shí),電磁力矩使擋板向左側(cè)噴嘴偏轉(zhuǎn),由于噴嘴與擋板已經(jīng)接觸,故堵塞狀態(tài)無(wú)改善,前置放大級(jí)壓力無(wú)壓差,閥心無(wú)位移,伺服閥無(wú)輸出流量。當(dāng)伺服閥輸入負(fù)向電流時(shí),電磁力矩使擋板向右側(cè)噴嘴偏轉(zhuǎn),由于堵塞物為彈性體,故擋板有位移,左側(cè)噴嘴與擋板間堵塞狀態(tài)改善,前置放大級(jí)有壓差,閥心有位移,伺服閥有流量輸出。

所以右側(cè)噴嘴擋板間隙被堵塞物堵塞造成了伺服閥流量負(fù)向單邊輸出的異常。

3.改進(jìn)措施

伺服閥前置放大級(jí)壓力油必須經(jīng)過(guò)伺服閥內(nèi)部10µm的過(guò)濾器才能到達(dá)噴嘴。經(jīng)過(guò)檢查,過(guò)濾器并未失效??梢钥隙?,如此大的橡膠堵塞物是無(wú)法通過(guò)過(guò)濾器進(jìn)入噴嘴的。仔細(xì)檢查過(guò)濾器到噴嘴之間的所有密封件,在右端蓋的密封圈上發(fā)現(xiàn)了與條狀堵塞物形態(tài)相似、尺寸相似的凹形缺陷。經(jīng)實(shí)物拼合,確認(rèn)條狀堵塞物即為右端蓋密封圈上的脫落物。

伺服閥端蓋與閥體安裝圖

經(jīng)對(duì)該伺服閥端蓋與閥體安裝實(shí)際尺寸計(jì)算和作圖分析(見(jiàn)圖5),確定該伺服閥端蓋密封圈擠傷、脫落的原因是:

(1)該伺服閥的端蓋為非對(duì)稱性結(jié)構(gòu),密封圈的中心距上下螺釘安裝孔的距離分別為6.9mm和7.0mm(見(jiàn)圖5中括號(hào)內(nèi)尺寸),但沒(méi)有識(shí)別標(biāo)志,在實(shí)際裝配中很難辨別方向。

(2)操作者在裝配端蓋時(shí)將偏心方向裝反,使端蓋密封圈槽內(nèi)徑尺寸Ф11.7mm與閥體噴嘴安裝孔3.2rm邊緣產(chǎn)生干涉(見(jiàn)圖5中尺寸),在端蓋與閥體界面形成尺寸約為1.5mm×0.15mm月牙形通道。當(dāng)端蓋與殼體之間通過(guò)螺釘聯(lián)接緊固后,端蓋密封圈受到壓縮變形,變形后的密封圈內(nèi)圈覆蓋在月牙形通道上的部分實(shí)體被擠入通道形成壓痕。

(3)噴嘴安裝孔Ф3.2mm孔口在圖紙上有R0.1要求,但在加工過(guò)程中未加以控制,以至zui后的零件孔口為銳邊。

(4)由于伺服閥在調(diào)試及各項(xiàng)工藝試驗(yàn)中工作壓力需反復(fù)在0~21MPa之間變化,密封囤月牙形的實(shí)體壓痕因被噴嘴安裝孔的孔口銳邊剪切變?yōu)閿D傷,在工作中該實(shí)體zui終產(chǎn)生脫落,進(jìn)入到噴嘴孔內(nèi)形成堵塞物。

針對(duì)上述故障產(chǎn)生的原因,提出以下改進(jìn)措施;

1)將殼體端面噴嘴安裝由Ф3.2mm改為Ф3.1mm,并將孔口倒圓角R0.2。

2)將端蓋密封周槽內(nèi)徑尺寸由Ф11.7mm改為Ф12.1mm且將槽口銳邊倒圓角R0.2,經(jīng)計(jì)算瑞蓋與閥體裝配時(shí)密封圈槽內(nèi)孔Ф12.1mm離開(kāi)殼體噴嘴安裝孔Ф3.1mm邊緣的zui小距離為0.1mm。

3)將密封圈規(guī)格由Фl2.5mm×1.5mm改為Ф12.9mm×1.3mm,將端蓋密封圈槽深尺寸由1.1mm改為1mm。

4)在端蓋尺寸6.9mm一側(cè)寫標(biāo)記,便于端蓋裝配時(shí)識(shí)別方向。

經(jīng)過(guò)改進(jìn),該系列伺服閥杜絕了密封圈損壞堵塞噴嘴故障的發(fā)生。


MOOG穆格伺服閥裝配示意圖

曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)流量單邊輸出故障,具體表現(xiàn)為:當(dāng)伺服閥控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí),不論給伺服閥加上正向或反向電流,執(zhí)行機(jī)構(gòu)都向同一方向運(yùn)動(dòng),直至活塞碰缸。

將伺服閥裝在試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行空載性能測(cè)試,出現(xiàn)下列異?,F(xiàn)象:

1)該伺服閥噴嘴前壓力pc1、pc2均與供油壓力ps基本相同,而正常值應(yīng)為供油壓力的一半左右。

2)閥的內(nèi)泄漏量小于82mL/min,而正常值應(yīng)為小于等于350mL/min。

3)從空載流量曲線上看,-10mA時(shí)流量為-3.96L/min,0mA時(shí)流量為-0.42L/min,+10mA時(shí)流量為-0.242L/min,流量負(fù)向單邊輸出。

4)檢測(cè)兩噴嘴前壓力差△pc與輸入電流之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系:輸入0~10mA電流時(shí),壓力不變,壓差為恒定值△pc=0.05MPa(正常值△pc=0.4~0.5MPa);輸入0~-10mA電流量,左、右噴嘴前壓力同時(shí)開(kāi)始降低,-10mA電流時(shí)左、右噴嘴前zui大壓差△pc=0.55MPa。

2.故障分析

MOOG30 系列伺服閥原理圖MOOG30系列伺服閥是以力矩馬達(dá)、雙噴嘴擋板闊作為前置放大級(jí),滑閥作為功率放大級(jí)的兩級(jí)流量控制伺服閥。其中前置放大級(jí)的雙噴嘴擋板閥是一個(gè)對(duì)稱結(jié)構(gòu),如圖3所示。高壓油ps經(jīng)過(guò)閥內(nèi)過(guò)濾器分流到兩個(gè)固定節(jié)流孔R(shí)1、R2,再分別流過(guò)兩噴嘴擋板之間間隙形成的可變節(jié)流R3、R4,zui后匯總經(jīng)過(guò)回油阻尼孔R(shí)回到油箱。簡(jiǎn)化的工作原理圖如圖4所示。R1、R2、R3、R4組成兩路對(duì)稱的橋路,橋路中間點(diǎn)壓力pc1、pc2為左、右兩噴嘴前的壓力,其壓差推動(dòng)滑閥運(yùn)動(dòng)。

伺服閥簡(jiǎn)化工作原理圖在伺服閥初調(diào)時(shí),操作者通過(guò)改變R3、R4的液阻,即調(diào)整噴嘴與兩個(gè)擋板之間的間隙,使R1×R3=R2×R4,此時(shí)pc1=pc2,滑閥處于中立位置。當(dāng)輸入某一控制電流時(shí),力矩馬達(dá)電磁力矩的作用使擋板產(chǎn)生位移,液阻R3、R4發(fā)生反向變化,橋路失去平衡,即pc1≠pc2,形成前置級(jí)壓差△pc。在△pc的作用下,滑閥產(chǎn)生位移,通過(guò)反饋桿反力矩作用,使橋路到達(dá)新的平衡位置,伺服閥輸出相應(yīng)的流量。伺服閥的輸出流量與閥心位移成正比,閥心位移與輸入電流成正比,伺服閥的輸出流量與輸入電流之間建立了一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。

從故障現(xiàn)象上看,無(wú)信號(hào)輸入時(shí),伺服閥的前置放大級(jí)壓力pc1、pc2增大且近似相等,與供油壓力ps接近,說(shuō)明兩側(cè)的噴嘴擋板之間基本沒(méi)有間隙,液阻R3、R4趨于無(wú)窮大,流量q3、q4接近為零,閥的內(nèi)泄漏量小于82mL/min也證明了這一點(diǎn)。從空載流量曲線上看,當(dāng)伺服閥輸入正向電流時(shí),前置放大級(jí)壓力pc1、pc2不變,閥心位置不變,沒(méi)有流量輸出,而當(dāng)伺服閥輸入負(fù)向電流量,前置放大級(jí)壓力pc1、pc2發(fā)生變化,產(chǎn)生壓差△pc,伺服閥有負(fù)向流量輸出,說(shuō)明伺服閥的擋板在電磁力矩的作用下能向右側(cè)移動(dòng),卻不能向左側(cè)移動(dòng)。當(dāng)擋板向右側(cè)移動(dòng)后左側(cè)產(chǎn)生間隙,使前置放大級(jí)壓力pc1下降,壓差推動(dòng)閥心向左側(cè)移動(dòng),伺服閥產(chǎn)生負(fù)向流量輸出,可以判斷該伺服閥的故障為前置級(jí)堵塞且堵塞處為右側(cè)噴嘴與擋板間,左側(cè)噴嘴與擋板靠死。

將該伺服閥解體檢查,在右噴嘴口發(fā)現(xiàn)條狀堵塞物。取出堵塞物,在工具顯微鏡下觀察,條狀堵塞物形態(tài)為月牙形,尺寸為1.497mm×0.392mm×0.22mm,材質(zhì)為橡膠。

MOOG穆格伺服閥裝配示意圖

 

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