MOOG伺服閥是電液轉換元件,它能把微小的電氣信號轉換成大功率的液壓輸出。其性能的優劣對電液調節系統的影響很大,因此,它是電液調節系統的核心和關鍵。為了能夠正確使用電液調節系統,必須了解MOOG伺服閥的工作原理。
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1、MOOG伺服閥的分類
1) 按液壓放大級數可分為單級MOOG伺服閥,兩級MOOG伺服閥,三級MOOG伺服閥。
2) 按液壓前置級的結構形式,可分為單噴嘴擋板式,雙噴嘴擋板式,滑閥式,射流管式和偏轉板射流式。
3) 按反饋形式可分為位置反饋式,負載壓力反饋式,負載流量反饋式,電反饋式。
4) 按電機械轉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、MOOG伺服閥結構及工作原理(以雙噴嘴擋板為例)
雙噴嘴擋板式力反饋二級MOOG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,由*磁鐵,導磁體,銜鐵,控制線圈和彈簧管組成。液壓部分是結構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。
力矩馬達把輸入的電信號(電流)轉換為力矩輸出。無信號時,銜鐵有彈簧管支撐在上下導磁體的中間位置,*磁鐵在四個氣隙中產生的極化磁通是相同的力矩馬達無力矩輸出。此時,擋板處于兩個噴嘴的中間位置,噴嘴兩側的壓力相等,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,在磁鐵上產生磁轉矩(如逆時針),使銜鐵繞彈簧管中心逆時針方向偏轉,使擋板向右偏移,噴嘴擋板的右側間隙減小而左側間隙增大,則右側壓力大于左側壓力,從而推動滑閥左移。同時,使反饋桿產生彈性形變,對銜鐵擋板組件產生一個順時針方向的反轉矩。當作用在銜鐵擋板組件上的電磁轉矩、彈簧管反轉矩反饋桿反轉矩等諸力矩達到平衡時,滑閥停止移動,取得一個平衡位置,并有相應的流量輸出。
滑閥位移,擋板位移,力矩馬達輸出力矩都與輸出的電信號(電流)成比例變化。
3、MOOG伺服閥的常見故障
1)力矩馬達部分
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,不穩定,頻繁調整。
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,引起系統迅速失效,伺服閥逐漸產生振動,系統震蕩,嚴重的管路也振動。
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zui大。
2)噴嘴擋板部分
a.噴嘴或節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,嚴重的引起系統不穩定。
b.濾芯堵塞:原因是油液污染。引起頻響下降,分辨率降低嚴重的引起系統擺動。
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,系統不穩定。
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。引起閥內外滲油,可導致伺服閥堵塞。
4、電液調節系統有MOOG伺服閥故障引起的常見故障
1)油動機拒動
在機組啟動前做閥門傳動試驗時,有時出現個別油動機不動的現象,在排除控制信號故障的前提下,造成上述現象的主要原因是MOOG伺服閥卡澀。盡管在機組啟動前已進行油循環且油質化驗也合格,但由于系統中的各個死角是未知不可能*循環沖洗,所以一些顆??赡茉谒欧y動作過程中卡澀伺服閥。
2)汽門突然失控
在機組運行過程中,有時在控制指令不變的情況下,汽門突然全開或全關,造成上述現象的主要原因是MOOG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,導致油動機向一個方向運動到極限未知,使汽門失去控制。
3)氣門擺動
氣門擺動是較常見的故障現象,在排除控制信號故障的前提下,伺服閥工作不穩定是主要原因。伺服閥的內漏大,分辨率大和零區不穩定,均可能引起電調系統的擺動。伺服閥的分辨率增大,是伺服閥不能很快響應控制系統的指令,容易引起系統的超調,導致系統在一定范圍內不停調整,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不穩定,使伺服閥長期處于調整狀態,嚴重時會引起氣門擺動。
4)油動機遲緩率大
造成此現象的原因很多,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,都可能增大油動機遲緩率。解決辦法是嚴格控制燃燒油質,定期檢查伺服閥。
5) 油動機關不到位
在控制信號和機械部分沒有問題的前提下,造成油動機關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
系統的結構設計:汽輪機調速系統的結構對抗燃油的使用壽命有直接的影響,因此,系統設計應考慮以下因素:
1)系統應安全可靠??谷加蛻捎锚毩⒌墓苈废到y,以免礦物油、水分、等泄露至燃油中造成污染。系統管路中盡量減少死角,以利于沖洗系統。
2) 油箱容量大小適宜,油箱用于儲存系統的全部用油,同時還起著分離空氣和機械雜質的作用。如果油箱容量設計過小,抗燃油在油箱中停留時間短,起不到分離作用,會加速油質劣化,縮短抗燃油的使用壽命。
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