高频电液伺服阀零偏在线调整

1．动圈式滑阎电反馈两级电液伺服阎的结构及工作原理

电液伺服阀是一种接收电气模拟信号后，相应输出调制的流量和压力的液压控制阀，动圈式滑阀电反馈两级电液流量伺服阀只是其中的一种。某测试技术研究所对某产品使用的该种电液伺服阀进行了随机振动控制，其工作频率达500Hz，结构如图6所示。

动圈式滑阀电反馈两级电液伺服阀主要由控制级阀（先导阀）和功率级滑阀组成。控制级滑阀又主要由阀心、阀体、对中弹簧、电磁线圈等组成；而功率级滑阀主要由阀心、阀体、位移传感器等组成。伺服阀正常工作时，电磁线圈将输入的电信号转化成动圈运动的机械信号，带动控制级滑阀的阀心运动，控制进入功率级滑阀阀心两侧的液压油的流量和方向，进而推动功率级滑阀的阀心运动。该阀心的运动控制着进入伺服缸内的液压油，使伺服缸按我们的要求运动，伺服阀和伺服缸的位移传感器反馈信号给伺服控制器，参与伺服阀的控制。

2．伺服阀的零偏及影响

伺服阀的机械故障主要表现为零偏、卡死和磨损。

(1)零偏。由于制造、调整和装配的差别，在控制线圈中不加电流时，滑阀不一定位于中位，有时必须加一定的电流才能使其恢复中位（零位），这一现象称为零偏。零偏以使阀恢复零位所需加之电流值与额定电流值之比来衡量。动圈式滑阀电反馈两级电液伺服阀，控制级滑阀和功率级滑阀都可能产生零偏。功率级滑阀产生的零偏是指功率级滑阀的阀心和阀套的零点重合时，位移传感器输出信号并不为零。控制级滑阀产生的零偏是指控制级滑阀的阀心和闷套的机械零点未重合。

阀心和阀套的精度要高，伺服阀出厂时已控制了零偏。使用一段时间后，零偏会增大，这是因为在使用过程中的振动会使某些对中的调整元件产生松动或形变，使阀的性能降低，可以通过调整缩小零偏。

对于低频闭环系统和精度要求不高的场合，伺服阀的零偏不是太大，对系统的影响并不明显。但对于高响应系统和高精度系统，由于阀心位移很小，反馈的纠偏力如果不能快速地把阀心调整到合适的位置，这时零偏对系统的精度和响应速度就有比较大的影响。若纠偏力使阀心在对中弹簧的作用下产生的位移比零偏还小，那这部分的工作频率根本就不受控制了。伺服阀的零偏在的伺服阀调试台上调试。没有调试台，也可以简单判断是否存在零偏并进行调整。

(2)卡死。伺服阀的阀心被油液里的杂质挡住，致使摩擦力很大，电磁线圈无法驱动阀心运动或运动缓慢。根据卡死的程度采取更换液压油或拆开阔心和阀套进行清洗处理的方式来解决。只要伺服阀拆开过，在重新装配的过程中也会涉及到零偏的调整问题。

(3)磨损。伺服阀使用过程中阀口的棱边不再保持尖锐，磨损会导致伺服阀内泄漏增大，甚至油口不对称，进而影响伺服阀的工作特性。磨损需要回到专业的生产厂家才能得到较好地解决。

3．零偏的判断和调整

给伺服系统上电并给伺服系统加压，但不给伺服阀加信号，若伺服缸并未停止于两端且保持位置不动，则此时功率级滑阀都处于机械零点，可用示波表检查功率级滑阀的位移传感器信号及伺服阀的输入信号来判断零偏的大小。

(1)若两者都很小，则先导阀和功率级滑阀几乎都没有零偏。

(2)若功率级滑阀的位移传感器信号不为零，则功率级滑阀肯定存在零偏，因为此时该阀心正处于机械零点位置，位移传感器信号不为零则说明功率级滑阀的机械零点和位移传感器的电气零点不重合，调整办法就是调整该处位移传感器感应线圈的位置，使其输出信号为零。

(3)若功率级滑阀的位移传感器信号为零而伺服阀的输入信号不为零，则说明控制级阀存在零偏，因为此时阀心正处于机械零位。

调整的办法就是调整阀心其中一侧对中弹簧外的调整螺钉的位置，使伺服阀的输入信号尽量小，若仅调整一侧的弹簧不能达到要求时，则两侧的弹簧均要调整。

控制级阀结构示意图如图7所示。如果有伺服阀调试台，该阀也可以到伺服阀调试台上按相应的调试方法进行调试。由于该处的阀心位移很小，调整时需要相当的耐心和细心。