液压作动器是一种利用液压作为输入的作动器,以便为工厂(控制过程)提供激励控制系统.控制器向执行器提供控制信号,执行器通过液压将等效信号应用到装置,以便在受控操作中获得所需的输出。
液压系统具有之间的工作压力范围1 ~ 35兆帕斯卡.
这些被广泛应用于闭环控制系统每当需要高速度和大部队作战时。
什么是控制系统中的执行器?
在控制系统中使用的一种装置,利用控制器的输出向装置提供控制信号,以获得所需的输出,这种装置被称为执行器。执行器是控制系统的关键单元,因为来自控制器的控制信号表示将已实现的输出转换为所需的输出所需的变化。
在讨论闭环控制系统的操作时,我们已经讨论过这个问题,反馈单元将部分实现的信号提供给系统的输入端。这里将参考输入与在输出处实现的信号进行比较,以检查两者之间存在的差异。
参考输入值与实现输出值的差值表示误差信号。该错误信号被提供给控制器,控制器生成与该错误信号对应的控制信号。
该控制信号被提供给执行器,执行器进一步将其转换为可以驱动参与操作的设备(电机)的信号类型。
这意味着来自控制器的控制信号驱动控制系统的执行器。此外,执行器单元激励系统的装置。这样,控制输出就产生了。
执行器一般分为两类:
- 液压执行机构
- 气动执行机构
在这篇文章中,我们将讨论液压执行器。那么,让我们继续。
液压作动系统工作原理
液压作动器系统采用帕斯卡提出的概念,一般称为帕斯卡定律或帕斯卡原理。
帕斯卡定律指出施加在容器中密闭流体的某一点上的压力在流体和容器壁内的所有方向上均匀地传递,而没有任何损失。
假设在面积A上施加压力P,则施加压力所产生的合力为:
F = p * a
现在,如果一个力F作用在一个较小的区域,在一个封闭的流体中产生压力P,那么在一个较大的区域上产生的力就会相对大于由压力产生的力。
这样,在某一点上施加的压力就会产生非常大的力,这一原理被各种液压系统所利用。
液压油
液压系统中使用的流体本质上必须是不可压缩的。这是因为流体不可压缩的性质将有利于瞬间将动力传输到流体的所有部分。这些系统使用石油基油或一些不易燃的合成油。
这种油的使用还为液压系统的运动部件提供润滑,从而减少了由于摩擦造成的损失,同时它促进了组件的冷却,减少了在操作过程中产生极端热量时发生火灾的机会。
这些系统大多使用石油,因为这些石油的压缩性非常低。此外,这种油作为一个密封,以防止泄漏从任何组件。
液压执行器的工作
下图为液压执行机构示意图:
该机组的主要部件是先导阀,也称为滑阀和主缸(或动力缸)。
它的工作方式是,在主气缸的两个区域产生的压力差导致活塞发生平移运动。让我们看看液压线性驱动器的功能。
正如我们已经提到的,主柱体有两个区域。这两个区域是通过将主缸与主活塞分开来获得的。这样,主气缸就有两个腔体。
流体在气缸内流动的速度由滑阀控制。滑阀有4个端口,每个端口连接到系统的不同部分。
两个独立的端口分别连接到流体供应和排水区域。而另外两个端口分别连接到主气缸的两个腔室。
最初,阀芯位于中性位置,即x = 0,在此位置,主缸内不会有流体流动。液压执行器的装配使负载根据流体流动而移动。
因此,当输入位移x为0时,那么输出位移y也将为0。
一旦提供了一定的输入位移,则线轴向右移动。阀芯向右移动导致高压源的流体向主缸的左腔移动。
因此,气缸左室的压力上升相对大于右室的压力。这导致了加速力的产生,导致负载的运动。
这样,流体流动的方向与载荷移动的方向相对应。这就像工作原理中所讨论的功率放大,因为提供给置换阀门的力相对于实际置换负载所产生的力非常小。
因此,液压执行器就是这样工作的。
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