美國(guó)MOOG電液伺服先導(dǎo)閥G系列的保養(yǎng)和維護(hù)

穆格歷史

——MOOG穆格公司成立于五十多年前，初從事飛機(jī)部件的設(shè)計(jì)及供應(yīng)。如今，穆格的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于民用機(jī)座艙、發(fā)電風(fēng)機(jī)、一級(jí)方程式賽車、醫(yī)用輸液系統(tǒng)等眾多的市場(chǎng)和應(yīng)用領(lǐng)域，有效提高相關(guān)產(chǎn)品的性能。

穆格的文化為本公司的人才提供有力支持，使他們?cè)诠ぷ鲿r(shí)干勁十足，滿懷激情，并且對(duì)未來(lái)的成功充滿希望。

穆格歷史起源于公司創(chuàng)建者威廉 C 穆格，他是一位發(fā)明家、企業(yè)家，也是一位遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)者。1951年，比爾穆格研制成功電液伺服閥，這種裝置可把微弱的電脈沖轉(zhuǎn)換為而有力的運(yùn)動(dòng)。1951年7月，比爾、阿特兄弟倆和盧蓋耶在紐約州東奧羅拉租借了已廢棄的 Proner 機(jī)場(chǎng)的一角，成立了穆格制閥公司（Moog Valve Company）

美國(guó)穆格伺服閥及伺服比例閥

G631系列伺服閥

ISO 4401 尺寸05

G631系列兩級(jí)電液伺服閥

G631系列電液伺服閥是可用作三通和四通節(jié)流型流量控制閥，用于四通閥時(shí)控制性能更好。該系列閥為高性能的兩級(jí)電液伺服閥，在7Mpa額定壓降下的額定流量為5L/min至75L/min。閥的先導(dǎo)級(jí)是一個(gè)對(duì)稱的雙噴嘴擋板閥，由干式雙氣隙力矩馬達(dá)驅(qū)動(dòng)；輸出級(jí)是一個(gè)四通滑閥。閥芯位置由一懸臂彈簧桿進(jìn)行機(jī)械反饋。該系列閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固，工作可靠，使用壽命長(zhǎng)。

這類閥適用于位置、速度、力（或壓力）伺服控制系統(tǒng)，并具有很高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

閥的特點(diǎn)：

- 采用干式力矩馬達(dá)和兩級(jí)液壓放大器結(jié)構(gòu)

- 先導(dǎo)級(jí)為低摩擦力的雙噴嘴擋板閥

- 閥芯驅(qū)動(dòng)力大

- 安裝尺寸符合ISO4401標(biāo)準(zhǔn)（外控油口不符合ISO4401標(biāo)準(zhǔn)）

- 堅(jiān)固而長(zhǎng)壽命的設(shè)計(jì)

- 高分辨率、低滯環(huán)

- 各項(xiàng)數(shù)據(jù)已在出廠時(shí)全部調(diào)整完畢

- 可選擇第五個(gè)油口用于單獨(dú)控制先導(dǎo)閥

- 可現(xiàn)場(chǎng)更換先導(dǎo)閥的碟形濾油器

G631系列常規(guī)技術(shù)數(shù)據(jù)

- 工作壓力

  油口P、X、A和B：≤ 31.5Mpa

  油口T：≤ 14Mpa

- 溫度范圍

  環(huán)境溫度：-29°C ~ +135°C

  油液溫度：-29°C ~ +135°C

- 密封件材料：氟橡膠

- 工作介質(zhì)：石油基液壓油，或根據(jù)需要選用其它油液

 推薦油液粘度：60 - 450SUS@38°C

-

推薦清潔等級(jí)：

  常規(guī)使用：ISO 4406<16/13

  長(zhǎng)壽命使用：ISO 4406<15/12

- 過(guò)濾精度（推薦值）：

  常規(guī)使用：β10≥75

  長(zhǎng)壽命使用：β5≥75

- 安裝要求：可安裝在任意固定位置或跟系統(tǒng)一起運(yùn)動(dòng)

-

振動(dòng)：三軸，15g

- 重量：2.1公斤

- 保護(hù)等級(jí)：EB5052P: IP65級(jí)（帶配套插頭時(shí)）

- 保護(hù)底板：發(fā)貨時(shí)帶有一保護(hù)底板

G631系列伺服閥

ISO 4401 尺寸05

G631系列兩級(jí)電液伺服閥

技術(shù)參數(shù)

- 系列...型號(hào)：G631-......

- 安裝型式：ISO 4401-05-05-0-94（主油口）

- 閥體結(jié)構(gòu)：四通，帶閥芯閥套的兩級(jí)伺服閥

- 先導(dǎo)級(jí)：噴嘴擋板閥

- 先導(dǎo)級(jí)控制：可選擇內(nèi)控式或外控式

- 供油：G631系列伺服閥在恒定的供油壓力下工作

- 供油壓力：小-1.4Mpa；大-31.5Mpa

- 耐壓：P口-46.5Mpa；T口-21Mpa

- 額定流量誤差：±10%

- 對(duì)稱性：<10%

- 分辨率：<1.0%

- 滯環(huán)：<3.0%

- 零漂：

  溫度變化38°C：<4.0%

  供油壓力每變化7Mpa：<4.0%

- 閥芯位移：1.27mm

- 閥芯驅(qū)動(dòng)面積：75mm2

——MOOG伺服閥D660系列伺服比例控制閥，帶供電電源為24V的內(nèi)置放大板尺寸規(guī)格05至10符合ISO 4401標(biāo)準(zhǔn)。

MOOG公司已經(jīng)有30多年制造帶有集成電路板的伺服比例控制閥的歷史，在此期間，公司已交付超過(guò)200000臺(tái)伺服比例控制閥。本公司的伺服比例控制閥廣泛用于各種機(jī)械工程的應(yīng)用中。

D661至D665系列比例控制閥：D660系列比例流量控制閥是應(yīng)用于兩通、三通、四通和五通的節(jié)流閥。這些閥適用于電液位置、速度、壓力或電液力控制系統(tǒng)，以及其他需要較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求的控制場(chǎng)合。

隨著時(shí)間過(guò)去，MOOG公司一直致力于優(yōu)化和改進(jìn)伺服比例控制閥產(chǎn)品。MOOG帶伺服射流管先導(dǎo)級(jí)的伺服比例閥降低了能耗，提高了控制精度。該先導(dǎo)級(jí)采用射流管原理，而射流管在各類穆格伺服閥已有15年以上可靠使用經(jīng)驗(yàn)。

D660系列閥中的集成電子裝置也是我們的一項(xiàng)革新，它采用了SMD技術(shù)和24V DC供電電壓。

伺服射流管先導(dǎo)閥的優(yōu)點(diǎn)：

——明顯改善了流量利用效率（90%以上的先導(dǎo)級(jí)流量被利用），有助于降低能耗，次優(yōu)點(diǎn)對(duì)于使用多臺(tái)伺服比例閥的機(jī)器尤為顯得突出。

伺服射流管先導(dǎo)閥具有很高的無(wú)阻尼自然頻率（500Hz），因此這種閥的動(dòng)態(tài)響應(yīng)較高。

性能可靠。伺服射流管Servojet先導(dǎo)閥能給出率的壓力（輸入滿標(biāo)定信號(hào)時(shí)，可達(dá)80%△p），對(duì)于長(zhǎng)行程主閥芯也能獲得較理想的控制力，使得即使有污染影響和液動(dòng)力干擾也可取得很可靠的位置精度。

先導(dǎo)級(jí)低控制壓力僅僅25bar，此有點(diǎn)是該伺服比例控制閥甚至可用于如汽輪機(jī)控制一類的低壓系統(tǒng)中。

伺服射流管先導(dǎo)閥的內(nèi)置過(guò)濾器的名義間隙為200μm，因此其壽命幾乎是無(wú)限的。

基于伺服射流管先導(dǎo)閥比較扁平的壓力增益特征使其具有無(wú)可挑剔的工作性能?；芈吩鲆娴奶岣呤归y具有優(yōu)異的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，并使控制系統(tǒng)的性能顯著提高。

閥的優(yōu)點(diǎn)：

——超大流量閥體流到設(shè)計(jì)，并可選擇使用X和Y口進(jìn)行先導(dǎo)級(jí)外控、外泄。減小了D662-D665的閥芯驅(qū)動(dòng)面積，從而具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.改善了動(dòng)態(tài)響應(yīng)，使較小的先導(dǎo)級(jí)流量能驅(qū)動(dòng)閥芯快速運(yùn)動(dòng)。

2.故障保險(xiǎn)設(shè)計(jì)可使滑閥在短路，斷電或者油源失壓的情況下通過(guò)對(duì)中彈簧和做閥使主閥芯處于可未知的位置。

3.單級(jí)或二級(jí)先導(dǎo)閥控制。

功率級(jí)滑閥由單級(jí)或二級(jí)先導(dǎo)閥驅(qū)動(dòng)。因此，D660系列比例伺服閥有二級(jí)和三級(jí)構(gòu)造兩種形式。二級(jí)比例伺服閥組主要運(yùn)用在小信號(hào)時(shí)要求具有較高分辨率和較高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的場(chǎng)合中。我們的伺服比例控制閥結(jié)合了快速響應(yīng)的先導(dǎo)級(jí)、合理的滑閥驅(qū)動(dòng)面積和集成電路板的功能，因此該產(chǎn)品擁有控制性能。

日常維護(hù)和保養(yǎng)：

——油路沖洗

目前航天使用的電液伺服閥，為適應(yīng)航天型號(hào)重量輕、安裝空間小、工作環(huán)境惡劣的需求采取集成、緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中節(jié)流孔、射流盤等核心組件尺寸小，具有精密微小孔和微小型腔結(jié)構(gòu)特征，如圖3、圖4所示，尺寸一般在0.10～0.80mm之間；閥套類零件則為精密深孔且具有通油環(huán)槽、密封槽結(jié)構(gòu)，如圖5所示；殼體類零件則多為形狀復(fù)雜的異形槽、盲孔、斜孔、階梯孔等。

電液伺服閥以液壓油作為工作介質(zhì)，在工作過(guò)程中對(duì)于多余物的存在十分敏感，多余物來(lái)源可分為外部引入、內(nèi)部產(chǎn)生，存在于液壓系統(tǒng)內(nèi)部的死角，如盲孔、小孔、配合表面縫隙以及各密封結(jié)構(gòu)處，直接影響產(chǎn)品的性能，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致伺服閥工作失效，多余物可能存在于零件制造、裝配及調(diào)試各個(gè)環(huán)節(jié)，零件加工過(guò)程和裝配前均要求進(jìn)行清洗，為了預(yù)防多余物殘留，在調(diào)試前需進(jìn)一步進(jìn)行高壓液流沖洗。

沖洗油路時(shí)，為了有效去除內(nèi)部殘留物需分別對(duì)帶有噴嘴、射流盤等微小結(jié)構(gòu)的底座和殼體進(jìn)行沖洗，并且采用正沖和反沖相結(jié)合的方式，所謂正沖即高壓油流經(jīng)油濾組件進(jìn)入噴嘴或射流盤兩腔，再經(jīng)伺服閥回油腔返回試驗(yàn)臺(tái)回油；而反沖正好相反，試驗(yàn)臺(tái)油液通過(guò)工裝進(jìn)入伺服閥的回油油路，反向進(jìn)入伺服閥噴嘴后從測(cè)壓孔兩腔流出返回試驗(yàn)臺(tái)回油。采用正沖和反沖方式?jīng)_洗油路有利于去除存在于噴嘴擋板間隙、射流盤射流口以及閥套均壓槽中的多余物。

前置級(jí)性能穩(wěn)定性篩選：

——無(wú)論是噴嘴擋板式還是射流管式伺服閥，其前置級(jí)都是基于噴射射流的基本原理，形成射流流場(chǎng)。由于從噴嘴和射流管噴出的油液速度非?？?，而流場(chǎng)的尺度又很小，因此該射流流場(chǎng)中常常伴隨有較強(qiáng)的剪切流動(dòng)，甚至在某些特定的工況下，伺服閥會(huì)產(chǎn)生高頻的自激噪聲，并伴隨著強(qiáng)烈的壓力脈動(dòng)，前置級(jí)性能穩(wěn)定性直接影響伺服閥的壓力零漂、溫度零漂以及抖動(dòng)等，為了保證伺服閥調(diào)試合格率，因而需要對(duì)前置級(jí)性能穩(wěn)定性進(jìn)行初步篩選，通過(guò)壓力對(duì)稱性篩選檢測(cè)射流盤的兩個(gè)接收腔的壓力對(duì)稱性和壓力穩(wěn)定性

伺服閥的零位由液壓零位、機(jī)械零位和電磁零位三個(gè)零位組成，零位一致性好壞直接影響伺服閥的靜態(tài)特性和零區(qū)特性以及環(huán)境適應(yīng)性，也是后續(xù)調(diào)試的基礎(chǔ)與前提。三個(gè)零位的調(diào)整順序依次為液壓零位、機(jī)械零位、電磁零位。

液壓零位是指在工作壓力下伺服閥前置級(jí)左右兩腔控制壓力的對(duì)稱情況，調(diào)整液壓零位時(shí)應(yīng)避免反饋桿小球與閥芯之間無(wú)作用力，需要將反饋桿小球脫離閥芯，調(diào)整噴嘴或?qū)Я靼逦恢脮r(shí)應(yīng)緩慢施加作用力避免出現(xiàn)應(yīng)力集中。機(jī)械零位是指反饋桿在自由狀態(tài)下閥芯的位置，調(diào)試過(guò)程中通過(guò)微調(diào)底座安裝螺釘與螺釘孔之間的間隙達(dá)到調(diào)整機(jī)械零位的目的。

電磁零位是指力矩馬達(dá)無(wú)電流信號(hào)輸入時(shí)，電磁回路使銜鐵偏轉(zhuǎn)為零，調(diào)整電磁零位時(shí)首先檢查力矩馬達(dá)四個(gè)氣隙基本均勻一致，將磁鋼充磁至飽和程度再退磁至工作點(diǎn)附近，調(diào)整或修研調(diào)整墊片觀察氣隙厚度應(yīng)基本一致，并保證力矩馬達(dá)4個(gè)安裝螺釘?shù)臄Q緊力矩盡量一致避免應(yīng)力分布不均導(dǎo)致電磁零位發(fā)生變化。

為了消除和釋放零位調(diào)整過(guò)程中的內(nèi)部殘余應(yīng)力需要進(jìn)行時(shí)效處理，目前普遍采用熱時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效，熱時(shí)效存在能耗大、成本高、材料機(jī)械性能下降等弊端，振動(dòng)時(shí)效又稱振動(dòng)消除應(yīng)力法，將產(chǎn)品在其固有頻率下進(jìn)行數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘的振動(dòng)處理，消除其殘余應(yīng)力，使尺寸精度獲得穩(wěn)定的一種方法。熱時(shí)效能消除50%～80%的內(nèi)部殘余應(yīng)力，振動(dòng)時(shí)效能夠消除20%～80%，但振動(dòng)時(shí)效所的消耗能源僅為熱時(shí)效的5%。這種工藝耗能少、時(shí)間短、*，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外得到迅速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、航空、化工器械、動(dòng)力機(jī)械等行業(yè)中。

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