北美伺服閥

　　伺服閥的工作原理及日常維修

　　電液伺服閥是電液轉(zhuǎn)換元件，它能把微小的電氣信號轉(zhuǎn)換成大功率的液壓輸出。其性能的優(yōu)劣對電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響很大，因此，它是電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵。為了能夠正確使用電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，必須了解電液伺服閥的工作原理。

　　1、電液伺服閥的分類

　　1）按液壓放大級數(shù)可分為單級電液伺服閥，兩級電液伺服閥，三級電液伺服閥。

　　2）按液壓前置級的結(jié)構(gòu)形式，可分為單噴嘴擋板式，雙噴嘴擋板式，滑閥式，射流管式和偏轉(zhuǎn)板射流式。

　　3）按反饋形式可分為位置反饋式，負(fù)載壓力反饋式，負(fù)載流量反饋式，電反饋式。

　　4）按電機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置可分為動鐵式和動圈式。

　　5）按輸出量形式分為流量伺服閥和壓力控制伺服閥。

　　2、電液伺服閥結(jié)構(gòu)及工作原理（以雙噴嘴擋板為例）

　　雙噴嘴擋板式力反饋二級電液伺服閥由電磁和液壓兩部分組成。電磁部分是永磁式力矩馬達(dá)，由磁鐵，導(dǎo)磁體，銜鐵，控制線圈和彈簧管組成。液壓部分是結(jié)構(gòu)對稱的二級液壓放大器，前置級是雙噴嘴擋板閥，功率級是四通滑閥。畫法通過反饋桿與銜鐵擋板組件相連。

　　力矩馬達(dá)把輸入的電信號（電流）轉(zhuǎn)換為力矩輸出。無信號時，銜鐵有彈簧管支撐在上下導(dǎo)磁體的中間位置，磁鐵在四個氣隙中產(chǎn)生的極化磁通是相同的力矩馬達(dá)無力矩輸出。此時，擋板處于兩個噴嘴的中間位置，噴嘴兩側(cè)的壓力相等，滑閥處于中間位置，閥無液壓輸出；若有信號時控制線圈產(chǎn)生磁通，其大小和方向由信號電流決定，磁鐵兩極所受的力不一樣，于是，在磁鐵上產(chǎn)生磁轉(zhuǎn)矩（如逆時針），使銜鐵繞彈簧管中心逆時針方向偏轉(zhuǎn)，使擋板向右偏移，噴嘴擋板的右側(cè)間隙減小而左側(cè)間隙增大，則右側(cè)壓力大于左側(cè)壓力，從而推動滑閥左移。同時，使反饋桿產(chǎn)生彈性形變，對銜鐵擋板組件產(chǎn)生一個順時針方向的反轉(zhuǎn)矩。當(dāng)作用在銜鐵擋板組件上的電磁轉(zhuǎn)矩、彈簧管反轉(zhuǎn)矩反饋桿反轉(zhuǎn)矩等諸力矩達(dá)到平衡時，滑閥停止移動，取得一個平衡位置，并有相應(yīng)的流量輸出。

　　滑閥位移，擋板位移，力矩馬達(dá)輸出力矩都與輸出的電信號（電流）成比例變化。

　　3、電液伺服閥的常見故障

　　1）力矩馬達(dá)部分

　　a.線圈斷線：引起閥不動，無電流。

　　b.銜鐵卡住或受到限位：原因是工作氣隙內(nèi)有雜物，引起閥門不動作。

　　c.球頭磨損或脫落：原因是磨損，引起伺服閥性能下降，不穩(wěn)定，頻繁調(diào)整。

　　d.緊固件松動：原因是振動，固定螺絲松動等，引起零偏增大。

　　e.彈簧管疲勞：原因是疲勞，引起系統(tǒng)迅速失效，伺服閥逐漸產(chǎn)生振動，系統(tǒng)震蕩，嚴(yán)重的管路也振動。

　　f.反饋桿彎曲：疲勞或人為損壞，引起閥不能正常工作，零偏大，控制電流可能到較大。

　　2）噴嘴擋板部分

　　a.噴嘴或節(jié)流孔局部或全部堵塞：原因是油液污染。引起頻響下降，分辨降率低，嚴(yán)重的引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。

　　b.濾芯堵塞：原因是油液污染。引起頻響下降，分辨率降低嚴(yán)重的引起系統(tǒng)擺動。

　　3)滑閥放大器部分

　　a.刃邊磨損：原因是磨損，引起泄露，流體噪聲大，零偏大，系統(tǒng)不穩(wěn)定。

　　b.徑向濾芯磨損：原因是磨損。引起泄露增大，零偏增大，增益下降。

　　c.滑閥卡滯：原因是油液污染，滑閥變形。引起波形失真，卡死。

　　4）其他部分

　　密封件老化：壽命已到或油液不符。引起閥內(nèi)外滲油，可導(dǎo)致伺服閥堵塞。

　　4、電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)有電液伺服閥故障引起的常見故障

　　1）油動機(jī)拒動

　　在機(jī)組啟動前做閥門傳動試驗時，有時出現(xiàn)個別油動機(jī)不動的現(xiàn)象，在排除控制信號故障的前提下，造成上述現(xiàn)象的主要原因是電液伺服閥卡澀。盡管在機(jī)組啟動前已進(jìn)行油循環(huán)且油質(zhì)化驗也合格，但由于系統(tǒng)中的各個死角是未知不可能完全循環(huán)沖洗，所以一些顆粒可能在伺服閥動作過程中卡澀伺服閥。

　　2）汽門突然失控

　　在機(jī)組運行過程中，有時在控制指令不變的情況下，汽門突然全開或全關(guān)，造成上述現(xiàn)象的主要原因是電液伺服閥堵塞。主要是油中的臟物堵塞伺服閥的噴嘴擋板處，造成伺服閥突然向一個方向動作，導(dǎo)致油動機(jī)向一個方向運動到承受能力范圍的未知，使汽門失去控制。

　　3）氣門擺動

　　氣門擺動是較常見的故障現(xiàn)象，在排除控制信號故障的前提下，伺服閥工作不穩(wěn)定是主要原因。伺服閥的內(nèi)漏大，分辨率大和零區(qū)不穩(wěn)定，均可能引起電調(diào)系統(tǒng)的擺動。伺服閥的分辨率增大，是伺服閥不能很快響應(yīng)控制系統(tǒng)的指令，容易引起系統(tǒng)的超調(diào)，導(dǎo)致系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)不停調(diào)整，造成氣門擺動。伺服閥閥口磨損，不但引起伺服閥泄露增大，而且會引起伺服閥零區(qū)不穩(wěn)定，使伺服閥長期處于調(diào)整狀態(tài)，嚴(yán)重時會引起氣門擺動。

　　4）油動機(jī)遲緩率大

　　造成此現(xiàn)象的原因很多，伺服閥的流量增益低，壓力增益低以及伺服閥濾芯堵塞引起伺服閥分辨率過大等，都可能增大油動機(jī)遲緩率。解決辦法是嚴(yán)格控制燃燒油質(zhì)，定期檢查伺服閥。

　　5）油動機(jī)關(guān)不到位

　　在控制信號和機(jī)械部分沒有問題的前提下，造成油動機(jī)關(guān)不到位的主要原因為伺服閥的零偏不對。

　　5、運行中抗燃油的維護(hù)

　　系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計：汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對抗燃油的使用壽命有直接的影響，因此，系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)考慮以下因素：

　　1）系統(tǒng)應(yīng)安全可靠。抗燃油應(yīng)采用獨立的管路系統(tǒng)，以免礦物油、水分、等泄露至燃油中造成污染。系統(tǒng)管路中盡量減少死角，以利于沖洗系統(tǒng)。

　　2）油箱容量大小適宜，油箱用于儲存系統(tǒng)的全部用油，同時還起著分離空氣和機(jī)械雜質(zhì)的作用。如果油箱容量設(shè)計過小，抗燃油在油箱中停留時間短，起不到分離作用，會加速油質(zhì)劣化，縮短抗燃油的使用壽命。

　　結(jié)束語：

　　建議今后應(yīng)定期對伺服閥進(jìn)行更換并送到權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行必要的檢測和校驗，以防止因伺服閥故障而導(dǎo)致閥門擺動及負(fù)荷波形等不安全因素的發(fā)生；其次應(yīng)對液壓油進(jìn)行定期檢測，定期濾油，以保證機(jī)組安全穩(wěn)定運行。