銷售美國MOOG伺服閥穆格型號系列全研究現(xiàn)狀

　　當前電液伺服閥的研究主要集中在結(jié)構(gòu)及加工工藝的改進、材料的更替及測試方法的改變。

　　1）在結(jié)構(gòu)改進上，主要是利用冗余技術(shù)對伺服閥的結(jié)構(gòu)進行改造。由于伺服閥是伺服系統(tǒng)的核心元件，伺服閥性能的優(yōu)劣直接代表著伺服系統(tǒng)的水平。另外，從可靠性角度分析，伺服閥的可靠性是伺服系統(tǒng)中最重要的一環(huán)。由于伺服閥被污染是導致伺服閥失效的最主要原因。對此，國外的許多廠家對伺服閥結(jié)構(gòu)作了改進，先后發(fā)展出了抗污染性較好的射流管式、偏導射流式伺服閥。而且，俄羅斯還在其研制的射流管式伺服閥閥芯兩端設(shè)計了雙冗余位置傳感器，用來檢測閥芯位置。一旦出現(xiàn)故障信號可立即切換備用伺服閥，大大提高了系統(tǒng)的可靠性，此種兩余度技術(shù)已廣泛的應用于航空行業(yè)。而且，美國的Moog公司和俄羅斯的沃斯霍得工廠均已研制出四余度的伺服機構(gòu)用于航天行業(yè)。我國的航天系統(tǒng)有關(guān)單位早在90年代就已進行三余度等多余度伺服機構(gòu)的研制，將伺服閥的力矩馬達、反饋元件、滑閥副做成多套，發(fā)生故障可隨時切換，保證系統(tǒng)的正常工作。此外多線圈結(jié)構(gòu)、或在結(jié)構(gòu)上帶零位保護裝置、外接式濾器等型式的伺服閥亦已在冶金、電力、塑料等行業(yè)得到了廣泛的應用。

　　2）在加工工藝的改進方面，采用新型的加工設(shè)備和工藝來提高伺服閥的加工精度及能力。如在閥芯閥套配磨方法上，上海交通大學、哈爾濱工業(yè)大學均研制出了智能化、全自動的配磨系統(tǒng)。特別是哈爾濱工業(yè)大學的配磨系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的氣動配磨的模式，采用液壓油作為測量介質(zhì)，更直接地反應了所測滑閥副的實際情況，提高了測量結(jié)果的準確性與精度。在力矩馬達的焊接方面中船重工第704研究所與德國名廠家合作，采用了先進的焊接工藝取得了良好的效果。另外，哈爾濱工業(yè)大學還研制出智能化的伺服閥力矩馬達彈性元件測量裝置。解決了原有手動測量法中存在的測量精度低、操作復雜、效率低等問題。對彈性元件能高效完成剛度測量、得到完整的測量曲線，且不重復性測量誤差不大于1%。

　　3）在材料的更替上方面。除了對某些零件采用了強度、彈性、硬度等機械性能更越的材料外。還對特別用途的伺服閥采用了特殊的材料。如德國有關(guān)公司用紅寶石材料制作噴嘴檔板，防止因氣饋造成檔板和噴嘴的損傷，而降低動靜態(tài)性能，使工作壽命縮短。機械反饋桿頭部的小球也用紅寶石制作，防止小球和閥芯小槽之間的磨損，使閥失控，并產(chǎn)生尖叫。航空六O九所、中船重工第七O四研究所等單位均采用新材料研制了能以航空煤油、柴油為介質(zhì)的耐腐蝕伺服閥。此外對密封圈的材料也進行了更替，使伺服閥耐高壓、耐腐蝕的性能得到提高。

　　4）在測試方法改進方面，隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展生產(chǎn)單位均采用計算機技術(shù)對伺服閥的靜、動態(tài)性能進行測試與計算。某些單位還對如何提高測量精度，降低測量儀器本身的振動、熱噪聲和外界的高頻干擾對測量結(jié)果的影響，作了深入的研究。如采用測頻/測周法、尋優(yōu)信號測試法、小波消噪法、正弦輸入法及數(shù)字濾波等新技術(shù)對伺服閥測試設(shè)備及方法進行了研制和改進1）在結(jié)構(gòu)改進上，主要是利用冗余技術(shù)對MOOG伺服閥的結(jié)構(gòu)進行改造。由于MOOG伺服閥是伺服系統(tǒng)的核心元件，MOOG伺服閥性能的優(yōu)劣直接代表著伺服系統(tǒng)的水平。另外，從可靠性角度分析，MOOG伺服閥的可靠性是伺服系統(tǒng)中最重要的一環(huán)。由于MOOG伺服閥被污染是導致MOOG伺服閥失效的最主要原因。對此，國外的許多廠家對MOOG伺服閥結(jié)構(gòu)作了改進，先后發(fā)展出了抗污染性較好的射流管式、偏導射流式MOOG伺服閥。而且，俄羅斯還在其研制的射流管式MOOG伺服閥閥芯兩端設(shè)計了雙冗余位置傳感器，用來檢測閥芯位置。一旦出現(xiàn)故障信號可立即切換備用MOOG伺服閥，大大提高了系統(tǒng)的可靠性，此種兩余度技術(shù)已廣泛的應用于航空行業(yè)。而且，美國的Moog公司和俄羅斯的沃斯霍得工廠均已研制出四余度的伺服機構(gòu)用于航天行業(yè)。我國的航天系統(tǒng)有關(guān)單位早在90年代就已進行三余度等多余度伺服機構(gòu)的研制，將MOOG伺服閥的力矩馬達、反饋元件、滑閥副做成多套，發(fā)生故障可隨時切換，保證系統(tǒng)的正常工作。此外多線圈結(jié)構(gòu)、或在結(jié)構(gòu)上帶零位保護裝置、外接式濾器等型式的MOOG伺服閥亦已在冶金、電力、塑料等行業(yè)得到了廣泛的應用。

　　2）在加工工藝的改進方面，采用新型的加工設(shè)備和工藝來提高MOOG伺服閥的加工精度及能力。如在閥芯閥套配磨方法上，上海交通大學、哈爾濱工業(yè)大學均研制出了智能化、全自動的配磨系統(tǒng)。特別是哈爾濱工業(yè)大學的配磨系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的氣動配磨的模式，采用液壓油作為測量介質(zhì)，更直接地反應了所測滑閥副的實際情況，提高了測量結(jié)果的準確性與精度。在力矩馬達的焊接方面中船重工第704研究所與德國廠家合作，采用了先進的焊接工藝取得了良好的效果。另外，哈爾濱工業(yè)大學還研制出智能化的MOOG伺服閥力矩馬達彈性元件測量裝置。解決了原有手動測量法中存在的測量精度低、操作復雜、效率低等問題。對彈性元件能高效完成剛度測量、得到完整的測量曲線，且不重復性測量誤差不大于1%。

　　3）在材料的更替上方面。除了對某些零件采用了強度、彈性、硬度等機械性能更的材料外。還對特別用途的MOOG伺服閥采用了特殊的材料。如德國有關(guān)公司用紅寶石材料制作噴嘴檔板，防止因氣饋造成檔板和噴嘴的損傷，而降低動靜態(tài)性能，使工作壽命縮短。機械反饋桿頭部的小球也用紅寶石制作，防止小球和閥芯小槽之間的磨損，使閥失控，并產(chǎn)生尖叫。航空六O九所、中船重工第七O四研究所等單位均采用新材料研制了能以航空煤油、柴油為介質(zhì)的耐腐蝕MOOG伺服閥。此外對密封圈的材料也進行了更替，使MOOG伺服閥耐高壓、耐腐蝕的性能得到提高。

　　4）在測試方法改進方面，隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展生產(chǎn)單位均采用計算機技術(shù)對MOOG伺服閥的靜、動態(tài)性能進行測試與計算。某些單位還對如何提高測量精度，降低測量儀器本身的振動、熱噪聲和外界的高頻干擾對測量結(jié)果的影響，作了深入的研究。如采用測頻/測周法、尋優(yōu)信號測試法、小波消噪法、正弦輸入法及數(shù)字濾波等新技術(shù)對MOOG伺服閥測試設(shè)備及方法進行了研制和改進 [3]  。

　　當前，銷售美國MOOG伺服閥穆格型號系列全技術(shù)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在新型結(jié)構(gòu)的設(shè)計、新型材料的采用及電子化、數(shù)字化技術(shù)與液壓技術(shù)的結(jié)合等幾方面。電液MOOG伺服閥技術(shù)發(fā)展極大促進了液壓控制技術(shù)的發(fā)展。

　　新型結(jié)構(gòu)的設(shè)計

　　在20世紀90年代，國外研制直動型電液MOOG伺服閥獲得了較大的成就。國內(nèi)有些單位如中國運載火箭技術(shù)研究院第十八研究所、北京機床研究所、浙江工業(yè)大學等單位也研制出了相關(guān)產(chǎn)品的樣機。特別是北京航空航天大學研制出轉(zhuǎn)閥式直動型電液MOOG伺服閥。該MOOG伺服閥通過將普通MOOG伺服閥的滑閥滑動結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榛y的轉(zhuǎn)動，并在閥芯與閥套上相應開了幾個與軸向有一定傾角的斜槽。閥芯閥套相互轉(zhuǎn)動時，斜槽相互開通或相互封閉，從而控制輸出壓力或流量。由于在工作時閥芯閥套是相互轉(zhuǎn)動的，降低了閥工作時的摩擦阻力，同時污染物不容易在轉(zhuǎn)動的滑閥內(nèi)堆積，提高了抗污染性能。此外，Park公司開發(fā)了“音圈驅(qū)動(Voice Coil Drive)”技術(shù)（VCD），以及以此技術(shù)為基礎(chǔ)開發(fā)的DFplus控制閥。所謂音圈驅(qū)動技術(shù)，顧名思義，即是類似于揚聲器的一種驅(qū)動裝置，其基本結(jié)構(gòu)就是套在固定的圓柱形磁鐵上的移動線圈，當信號電流輸入線圈時，在電磁效應的作用下，線圈中產(chǎn)生與信號電流相對應的軸向作用力，并驅(qū)動與線圈直接相連的閥芯運動，驅(qū)動力很大。線圈上內(nèi)置了位移反饋傳感器，因此，采用VCD驅(qū)動的DFplus閥本質(zhì)上是以閉環(huán)方式進行控制的，線性度相當好。此外，由于 VCD驅(qū)動器的運動零件只是移動線圈，慣量極小，相對運動的零件之間也沒有任何支承，DFplus閥的全部支承就是閥芯和閥體間的配合面，大大減小了摩擦這一非線性因素對控制品質(zhì)的影響。綜合上述的技術(shù)特點，配合內(nèi)置的數(shù)字控制模塊，使DFplus閥的控制性能佳，尤其在頻率響應方面更是，可達 400Hz。從發(fā)展趨勢來看，新型直動型電液MOOG伺服閥在某些行業(yè)有替代傳統(tǒng)MOOG伺服閥特別是噴嘴擋板式MOOG伺服閥的趨向，但它的最大問題在于體積大、重量重，只適用于對場地要求較低的工業(yè)伺服控制場合。如能減輕其重量、減小其體積，在航空、航天等軍工行業(yè)亦具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>