ATOS伺服閥由一個力矩馬達兩級放大及機械反饋系統(tǒng)組成。一級放大是雙噴嘴和擋板系統(tǒng);二級放大是滑閥系統(tǒng),其原理如下:當有電氣信號有伺服放大器輸入時,力矩馬達中的銜鐵上的線圈中就有電流通過,并產生一磁場,在兩旁的磁鐵作用下,產生一旋轉力矩,使銜鐵旋轉,同時帶動與之相連的擋板轉動,此擋板伸到兩個噴嘴中間。
在正常穩(wěn)定工況時,擋板兩側與噴嘴的距離相等,使兩側噴嘴的泄油面積相等,則噴嘴兩側油壓相等。當有電氣信號輸入,銜鐵帶動擋板轉動時,則擋板靠近一只噴嘴,使這只噴嘴的泄油面積變小,流量變小,噴嘴前的油壓變高,而對側的噴嘴與擋板間的距離增大,泄油量增大,流量變大,使噴嘴前的壓力變低,這樣就將原來的電氣信號轉換成力矩而產生機械位移信號,再轉變?yōu)橛蛪盒盘枺⑼ㄟ^噴嘴擋板系統(tǒng)將信號放大。
ATOS伺服閥的結構改進發(fā)展分析:
1.在電液伺服閥的部分結構上,主要從余度技術、結構優(yōu)化和材料的更替等方面進行改造,以提高相關性能。采用三余度技術的電液伺服作動系統(tǒng)將伺服閥的力矩馬達、噴嘴擋板閥、系統(tǒng)的反饋元件等做成一式三份,若伺服閥線圈有一路斷開,而系統(tǒng)仍能夠正常工作,且有系統(tǒng)動態(tài)品質性能基本不變,從而提高了伺服作動系統(tǒng)的可靠性和容錯能力。在結構的改進上,針對閥出現的故障提出改進措施,進行結構優(yōu)化,以滿足其相關性能的要求。從材料方面考慮,ATOS伺服閥的某些元件采用了強度、塑性、韌性、硬度等機械性能優(yōu)良的材料,既可以減少故障,又讓閥具備良好的動態(tài)性能。
2.從閥芯和閥套磨配加工工藝的改進上,采用不同的磨配原理,如磁力研磨法等原理來提高閥的工作性能。閥芯和閥套組成的滑閥副是伺服閥的核心,閥套窗口棱邊的幾何精度決定了閥的工作性能。在閥芯加工后磨配端面時,不能直接獲得尖銳的棱邊,而是在棱邊處產生“毛刺”,然后采取措施加以去除。
3.利用材料進行伺服閥裝配。由于伺服閥的銜鐵組件裝配是屬薄壁件與細長桿裝配,壓裝力稍大時,易產生使工件變形或裝配尺寸壓不到位的抱死現象。噴嘴體與對應孔壓裝軸向壓裝力大,噴嘴體常出現打壓滲漏油、壓力竄動、跳躍現象。表面改質劑不含金屬成分及固體潤滑劑、樹酯等,使用后沒有凝固物及雜質產生,與礦物油、液壓油等是相溶的。還有金屬清潔與去污特性。所以可以改善潤滑條件,解決壓裝中的難點。