AC7203-12，通孔滑環(huán) MOOG*

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既可安裝在供水管上，也可以安裝在回水管上，一般要安裝在回水管上，尤其對于高溫環(huán)路，為方便調試，更要裝在回水管上，安裝了平衡閥的供（回）水管不必再設截止閥。

在管道系統(tǒng)中安裝平衡閥，通過對其的調節(jié)來改變系統(tǒng)管道特性阻力數(shù)比值，達到與設計要求一致。系統(tǒng)調試合格后，不存在靜態(tài)水力失衡問題。調試合格的系統(tǒng)如處于部分負荷運行狀態(tài)，在總流量減少時由平衡閥所調節(jié)的各分支管道會自動同比減少流量，但各分支管道所設定的流量比值不變。迪普馬順序閥DUPLOMATIC

當系統(tǒng)的運行調節(jié)采用集中量調節(jié)（比如水泵的變速調節(jié)等）時，不能采用平衡閥和自力式壓差平衡閥。因為這種調節(jié)是通過改變水量實現(xiàn)的，因而調節(jié)時改變了系統(tǒng)的水力工況，所以若采用平衡閥，勢必造成有的閥能正常工作，但系統(tǒng)流量過大（超過此時的熱負荷所對應的流量），有的閥全開仍達不到流量要求，有的閥因兩端壓差達不到啟動壓差而不能正常工作，即出現(xiàn)流量分配的混亂。顯然，由于平衡閥的存在而造成了系統(tǒng)集中調節(jié)不能實現(xiàn)。這時若采用手動調節(jié)閥，則系統(tǒng)總流量增減時，各支路、各用戶的流量可以同比例增減，即系統(tǒng)的集中調節(jié)可以傳達至每一個末端裝置。

當系統(tǒng)的運行調節(jié)為質調節(jié)時，可以采用平衡閥和自力式壓差平衡閥，因為這種調節(jié)方式只改變供水溫度，而與系統(tǒng)的水力工況無關，即在不改變系統(tǒng)的水力工況的情況下，把調節(jié)傳達到每個用戶和設備。采用平衡閥，可以吸收網(wǎng)路的壓力波動，維持被控負載的流量恒定。采用平衡閥可以吸收網(wǎng)路的壓力波動，以及克服內(nèi)擾（被控環(huán)路內(nèi)部的阻力變化），以維持施加于被控環(huán)路上壓差恒定。當系統(tǒng)采用分階段改變流量的質調節(jié)時，雖然每個階段流量不變。但若采用平衡閥，每個流量階段要對控制流量或控制壓差進行設定，給運行管理帶來很大不便，所以不宜采用。

卸荷溢流閥的主要功能是自動控制泵的卸荷或加載。鑒于卸荷溢流閥的功用，要求卸荷壓力與加載壓力之間存在一定差別。差值過小，則泵的卸荷與加載動作過于頻繁；差值過大，則系統(tǒng)壓力變化太大。加載壓力與卸荷壓力的差值是卸荷溢流閥的重要性能指標，一般加載壓力為卸荷壓力的85%左右。其性能與溢流閥相同。卸荷溢流閥的主要用途：蓄能器系統(tǒng)中泵的自動卸荷及加載；高低壓泵組合中大流量低壓泵的卸荷。卸荷溢流閥主要用于裝有蓄能器的液壓回路中，當蓄能器充液壓力達到閥的設定壓力時自動地使液壓泵卸荷。閥中有內(nèi)裝單向閥防止蓄能器中的帶壓油液倒流。此時由蓄能器維持對系統(tǒng)供油而泵卸荷，從而收到節(jié)能效果。當蓄能器中油液壓力降至到閥設定壓力地85%左右時，閥又復載，液壓泵恢復向蓄能器充液。

這種閥也可以用于雙泵高低壓回路。低壓時兩個泵同時向系統(tǒng)供油，高壓時此閥使大泵卸荷并把它與高壓部分隔開。用于蓄能器地閥與蓄能器之間地壓降不得超過設定壓力地10%。外泄式閥泄油口背壓不得超過設定壓力地2%。

卸荷通道和壓力閥分別設立。卸荷時，各聯(lián)閥芯均處于中立位置，油源來油經(jīng)一條的貫穿各路閥的油道卸回油箱，卸荷油道貫穿各路換向閥。當其中任一路閥工作時（即把此卸荷油道切斷）。

如果用不同參考電壓的電器元件賦值時，那么必須從賦值端6進行賦值。所有賦值端輸入電壓值以測量零點為參考電壓。

VT3000控制面板上指示燈VD1～VD4發(fā)亮時，分別表示賦值端1～4正在賦值。如果兩個賦值端同時賦值，那么較大的值將被設定。在開始或停止賦值時，必須將輸入端的兩條信號線同時連接或斷開。所有設定的參數(shù)傳遞到加法器⑧進行相加，然后輸出一階躍電壓信號到斜坡發(fā)生器。上升時間（斜率）通過電位計進行調節(jié)。電壓信號到達額定值的斜坡時間(1s或5s)可以通過是否短接放大器板卡上的J5、J6端來選擇。當使用外置電位計調節(jié)斜坡時間時，內(nèi)置電位計必須調到zui大值。因為內(nèi)外置電位計并聯(lián)，額定斜坡時間將變小。通過導通繼電器K5或外部短接14a與14c端，可以設定zui小斜坡時間30ms。

斜坡發(fā)生器輸出信號送至階躍函數(shù)發(fā)生器⑦和加法器⑧。在階躍函數(shù)發(fā)生器的出口產(chǎn)生一階躍函數(shù)，它和斜坡發(fā)生器的輸出信號在加法器內(nèi)相加。加法器⑧的電流輸出信號分別流向雙路平衡電路⑨、電流調節(jié)器?和控制面板檢測點W（檢測電壓為0～±6V）。如果在W點檢測到的電壓為0～+6V時，放大器將控制電磁鐵A；如果在W點檢測到的電壓為0～-6V時，放大器將控制電磁鐵B。如果檢測電壓小于額定值的1%（階躍函數(shù)發(fā)生器沒有動作），那么流過電磁鐵的電流為20mA。流過電磁鐵A和B的電流大小可以分別通過控制面板檢測點I_a，I_b進行測量(額定值為800mA或800mV)。

加法器⑧輸出信號流經(jīng)雙路平衡電路后反相，

(1)無載液壓缸的設計和加工。無載液壓缸是伺服閥動態(tài)測試的關鍵元件，要求摩擦力必須很小同時叉不能有泄漏，因此活塞與缸筒之間只能靠間隙密封，加工精度要求非常高。另外，無載液壓缸的固有頻率要遠遠高于被試閥的固有頻率，一般在10倍以上。無載液壓缸固有頻率w_h的計算公式為

w_h=√（4A²β）/V_tm

式中：A為無載液壓缸活塞有效面積；β為油液有效體積模數(shù)；V_t為管道及液壓缸的可壓縮體積；m為液壓缸活塞及運動部件的質量。

為提高無載液壓缸的固有頻率，應盡可能減少活塞、活塞桿等可動部分的質量m，將被試閥直接安裝在無載液壓缸上。另外，增大活塞的有效面積也有利于提高固有頻率，但是有效面積過大將使液壓缸兩端蓋受力面積增大，高壓下具有危險性，因此要合理設計液壓缸的直徑以及活塞桿徑。

經(jīng)過綜合分析并根據(jù)設計計算，測試系統(tǒng)無載液壓缸缸體材料選用合金鋼

38CrMnA1，缸筒的材料與活塞相同，端蓋的材料為94號青銅，活塞與缸筒、活塞桿與缸筒的加工間隙為5µm。無載液壓缸的zui大行程為38mm，液壓缸直徑為50mm，活塞桿直徑為16mm。根據(jù)固有頻率的計算公式，按照上述參數(shù)設計的無載液壓缸固有頻率大約為l2kHz，*伺服閥動態(tài)測試的要求。

檢測無載液壓缸的加工質量可以采用如下方法：將無載液壓缸傾斜50°左右，活塞將勻速緩慢滑下，下滑過程中無加速和停滯現(xiàn)象；封住伺服閥的A口和B口，難以用手拖動活塞桿（由于空氣的壓縮性，會有微小移動）。

(2)無載液壓缸速度測量。速度測量一般使用速度傳感器，但是在本測試系統(tǒng)中不采用速度傳感器測量速度，這是因為：

1)速度傳感器對安裝位置和精度要求*，位置精度將極大影響速度信號的質量。

2)一般的速度傳感器固有頻率較低，與伺服閥的頻寬比較接近，在高頻段測試時容易產(chǎn)生共振，導致速度信號畸變。

3)系統(tǒng)要求速度傳感器速度慢，靈敏度高，同時行程大，而一般的直線速度傳感器用于測振，其速度快，行程小，靈敏度低。

測試系統(tǒng)通過加速度信號獲取速度：采用加速度傳感器測量無載液壓缸的加速度，然后通過放大電路和積分電路轉換為速度信號。加速度傳感器選用壓電式，它具有體積小，質量小和靈敏度高等優(yōu)點，其獲取的加速度信號在各個方向*獨立，因此安裝極為簡單方便，可以直接固定在無載液壓缸的活塞桿上。壓電式加速度傳感器的固有頻率*，一般在1GHz以上，有效地防止了在高頻段試驗過程中發(fā)生共振。加速度傳感器輸出的是電荷信號，需要經(jīng)過電荷放大器進行信號放大，然后通過純積分電路獲取速度信號。

試驗結果表明：通過加速度傳感器和放大積分電路測量無載液壓缸速度的方法是可行的，獲取的速度信號理想、準確，并且安裝非常方便。

(3)低增益位置閉環(huán)定中系統(tǒng)。位置閉環(huán)定中系統(tǒng)的作用是保證無載液壓缸活塞運動時的平衡點不偏離初始位置。在液壓缸活塞桿的一端帶位移傳感器（另一端為加速度計），傳感器為LVDT差動變壓器式位移傳感器，用它作為活塞偏離的檢測

可以實現(xiàn)電磁鐵A和B的差動工作。初始電流調節(jié)電路⑩可以分別通過內(nèi)置電位計，調節(jié)電磁鐵A和B的預激電流(一般為20mA)。加法器⑧輸出信號和

顫振信號發(fā)生器可以輸出頻率和幅值穩(wěn)定可調的顫振信號，并能疊加到控制信號上，可以減小比例電磁鐵甚至整個電液控制閥的滯環(huán)。比例放大器VT3000的顫振信號發(fā)生器頻率為170(1±10%)Hz。

VT3000采用的是開關式功率放大級中的脈寬調制式(PWM)放大電路。它由脈寬調制器和功率放大級組成，可以使放大管工作在飽和區(qū)（開）或截止區(qū)（關），功耗低且負荷相應較小，不但可以提高工作效率降低成本，而且提高了可靠性。

2．工作原理

如圖5 83所示，VT3000有六個賦值端，其中賦值端1～4(額定輸入電壓為±9V)可以分別通過導通繼電器K1～K4(繼電器的工作電壓為DC 24V)來進行賦值。設定的電壓值可以由內(nèi)置輔助電源③或外置電位計提供。這四個賦值端賦值的大小

初始電流分別流到電流調節(jié)器?。電流調節(jié)器輸出的連續(xù)信號經(jīng)過疊加顫振信號?后，轉換成脈沖寬度與其大小成比例的脈沖信號。該信號經(jīng)脈寬調制器和功率放大級?放大后，在電磁鐵兩端產(chǎn)生與之同相的脈沖電壓。當開關頻率遠高于線圈的截止頻率時，由于線圈的電感性，可以在線圈上得到平均值與脈寬成比例，帶有交流紋波分量的直流電流。電流產(chǎn)生的磁場帶動比例閥閥心動作，實現(xiàn)電機械能量的轉換。當比例放大器賦值端輸入正值時，電磁鐵B動作；反之，則A動作。繼電器K6可以實現(xiàn)電磁鐵A和B的轉換控制。

3．VT3000在海瑞克盾構機上的應用

比例放大器VT3000在盾構機上共有兩塊，分別應用于刀盤和螺旋機的轉速調節(jié)，控制刀盤和螺旋機的旋轉速度。VT3000在刀盤和螺旋機轉速調節(jié)方面的工作原理是一樣的，這里以刀盤轉速調節(jié)為例，介紹其實際應用。

刀盤轉速調節(jié)的電路分為控制回路和執(zhí)行回路兩部分：①在執(zhí)行回路中，比例放大器VT3000的32a和26a分別接DC24V電源的正負極，控制回路輸出的模擬信號接微分輸入端（賦值端6）l6a和l6c，比例溢流閥的電磁鐵(-42Y6)接24a和30a；②在控制回路中

油源來油就從該路換向閥進入所控制的執(zhí)行元件，工作壓力大小由圖中壓力閥限定。采用該種卸荷方式優(yōu)點是換向閥閥桿從中立位置→工作位置的移動過程中，卸荷油道是逐漸被關閉的，進入執(zhí)行元件的油量逐漸增加，系統(tǒng)壓力逐漸升高，執(zhí)行元件啟動平穩(wěn)，無沖擊，而且有一定調速性能，壓力閥結構簡單。其缺點是卸荷油道長，壓力損失大，尤其換向閥路數(shù)多時，弊端更為突出，該種卸荷方式多用于路數(shù)較少的場合。使泵卸荷時的壓力稱為卸荷壓力，使泵處于加載狀態(tài)的壓力稱為加載壓力。多路組合換向閥，由于結構緊湊，便于集中操縱，油路短，壓力損失小等優(yōu)點，在農(nóng)業(yè)機械、工程機械多執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)中廣為應用。

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