美國MOOG電液伺服閥特性與性能簡析

穆格歷史

——MOOG穆格公司成立于五十多年前，初從事飛機部件的設計及供應。如今，穆格的運動控制技術(shù)廣泛應用于民用機座艙、發(fā)電風機、一級方程式賽車、醫(yī)用輸液系統(tǒng)等眾多的市場和應用領域，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，使他們在工作時干勁十足，滿懷激情，并且對未來的成功充滿希望。

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，也是一位遠見卓識者。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)換為而有力的運動。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 機場的一角，成立了穆格制閥公司（Moog Valve Company）

G631-3008B穆格兩級電液伺服閥

穆格 伺服閥 伺服比例閥 MOOG 電液伺服閥 控制閥

G631-3008B G631-3008B G631-3008B G631-3008B

G631-3008B G631-3008B G631-3008B G631-3008B

MOOG Servo Valves and Proportional Valves

美國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，用于四通閥時控制性能更好。該系列閥為高性能的兩級電液伺服閥，在7Mpa額定壓降下的額定流量為5L/min至75L/min。閥的先導級是一個對稱的雙噴嘴擋板閥，由干式雙氣隙力矩馬達驅(qū)動；輸出級是一個四通滑閥。閥芯位置由一懸臂彈簧桿進行機械反饋。該系列閥結(jié)構(gòu)簡單、堅固，工作可靠，使用壽命長。

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

閥的特點：

- 采用干式力矩馬達和兩級液壓放大器結(jié)構(gòu)

- 先導級為低摩擦力的雙噴嘴擋板閥

- 閥芯驅(qū)動力大

- 安裝尺寸符合ISO4401標準（外控油口不符合ISO4401標準）

- 堅固而長壽命的設計

- 高分辨率、低滯環(huán)

- 各項數(shù)據(jù)已在出廠時全部調(diào)整完畢

- 可選擇第五個油口用于單獨控制先導閥

- 可現(xiàn)場更換先導閥的碟形濾油器

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：

  常規(guī)使用：ISO 4406<16/13

  長壽命使用：ISO 4406<15/12

- 過濾精度（推薦值）：

  常規(guī)使用：β10≥75

  長壽命使用：β5≥75

- 安裝要求：可安裝在任意固定位置或跟系統(tǒng)一起運動

- 振動：三軸，15g

- 重量：2.1公斤

- 保護等級：EB5052P: IP65級（帶配套插頭時）

- 保護底板：發(fā)貨時帶有一保護底板

穆格 伺服閥 伺服比例閥 MOOG 電液伺服閥 控制閥

G631-3008B G631-3008B G631-3008B G631-3008B

G631-3008B G631-3008B G631-3008B G631-3008B

G631-3008B穆格兩級電液伺服閥

穆格 伺服閥 伺服比例閥 MOOG 電液伺服閥 壓力及流量控制閥 兩級伺服閥 四通閥

MOOG Servo Valves and Proportional Valves

美國穆格伺服閥及伺服比例閥

G631系列伺服閥

ISO 4401 尺寸05

G631系列兩級電液伺服閥

技術(shù)參數(shù)

- 系列...型號：G631-......

- 安裝型式：ISO 4401-05-05-0-94（主油口）

- 閥體結(jié)構(gòu)：四通，帶閥芯閥套的兩級伺服閥

- 先導級：噴嘴擋板閥

- 先導級控制：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)動面積：75mm2

美國MOOG穆格伺服閥G631-3008B：

——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標準。

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200000臺伺服比例控制閥。本公司的伺服比例控制閥廣泛用于各種機械工程的應用中。

D661至D665系列比例控制閥：D660系列比例流量控制閥是應用于兩通、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態(tài)響應要求的控制場合。

隨著時間過去，MOOG公司一直致力于優(yōu)化和改進伺服比例控制閥產(chǎn)品。MOOG帶伺服射流管先導級的伺服比例閥降低了能耗，提高了控制精度。該先導級采用射流管原理，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。

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

伺服射流管先導閥的優(yōu)點：

——明顯改善了流量利用效率（90%以上的先導級流量被利用），有助于降低能耗，次優(yōu)點對于使用多臺伺服比例閥的機器尤為顯得突出。

伺服射流管先導閥具有很高的無阻尼自然頻率（500Hz），因此這種閥的動態(tài)響應較高。

性能可靠。伺服射流管Servojet?先導閥能給出率的壓力（輸入滿標定信號時，可達80%△p），對于長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力干擾也可取得很可靠的位置精度。

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

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

基于伺服射流管先導閥比較扁平的壓力增益特征使其具有無可挑剔的工作性能。回路增益的提高使閥具有優(yōu)異的靜態(tài)和動態(tài)響應特性，并使控制系統(tǒng)的性能顯著提高。

閥的優(yōu)點：

——超大流量閥體流到設計，并可選擇使用X和Y口進行先導級外控、外泄。減小了D662-D665的閥芯驅(qū)動面積，從而具有以下優(yōu)點：

1.改善了動態(tài)響應，使較小的先導級流量能驅(qū)動閥芯快速運動。

2.故障保險設計可使滑閥在短路，斷電或者油源失壓的情況下通過對中彈簧和做閥使主閥芯處于可未知的位置。

3.單級或二級先導閥控制。

功率級滑閥由單級或二級先導閥驅(qū)動。因此，D660系列比例伺服閥有二級和三級構(gòu)造兩種形式。二級比例伺服閥組主要運用在小信號時要求具有較高分辨率和較高動態(tài)響應的場合中。我們的伺服比例控制閥結(jié)合了快速響應的先導級、合理的滑閥驅(qū)動面積和集成電路板的功能，因此該產(chǎn)品擁有控制性能。

日常維護和保養(yǎng)：

——油路沖洗

目前航天使用的電液伺服閥，為適應航天型號重量輕、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)設計，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)，在工作過程中對于多余物的存在十分敏感，多余物來源可分為外部引入、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，嚴重時可導致伺服閥工作失效，多余物可能存在于零件制造、裝配及調(diào)試各個環(huán)節(jié)，零件加工過程和裝配前均要求進行清洗，為了預防多余物殘留，在調(diào)試前需進一步進行高壓液流沖洗。

沖洗油路時，為了有效去除內(nèi)部殘留物需分別對帶有噴嘴、射流盤等微小結(jié)構(gòu)的底座和殼體進行沖洗，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)油濾組件進入噴嘴或射流盤兩腔，再經(jīng)伺服閥回油腔返回試驗臺回油；而反沖正好相反，試驗臺油液通過工裝進入伺服閥的回油油路，反向進入伺服閥噴嘴后從測壓孔兩腔流出返回試驗臺回油。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。

前置級性能穩(wěn)定性篩選。

無論是噴嘴擋板式還是射流管式伺服閥，其前置級都是基于噴射射流的基本原理，形成射流流場。由于從噴嘴和射流管噴出的油液速度非?？?，而流場的尺度又很小，因此該射流流場中常常伴隨有較強的剪切流動，甚至在某些特定的工況下，伺服閥會產(chǎn)生高頻的自激噪聲，并伴隨著強烈的壓力脈動，前置級性能穩(wěn)定性直接影響伺服閥的壓力零漂、溫度零漂以及抖動等，為了保證伺服閥調(diào)試合格率，因而需要對前置級性能穩(wěn)定性進行初步篩選，通過壓力對稱性篩選檢測射流盤的兩個接收腔的壓力對稱性和壓力穩(wěn)定性，如圖7所示，p1、p2為兩個接收腔的壓力。前置級篩選時，需要保證額定工作壓力范圍內(nèi)噴嘴或射流盤兩腔壓力差值滿足設計要求，并將壓力抖動幅度控制在一定范圍內(nèi)，避免工作時壓力脈動太大引起前置級不穩(wěn)定。

——調(diào)整零位

伺服閥的零位由液壓零位、機械零位和電磁零位三個零位組成，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)境適應性，也是后續(xù)調(diào)試的基礎與前提。三個零位的調(diào)整順序依次為液壓零位、機械零位、電磁零位。

液壓零位是指在工作壓力下伺服閥前置級左右兩腔控制壓力的對稱情況，調(diào)整液壓零位時應避免反饋桿小球與閥芯之間無作用力，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應緩慢施加作用力避免出現(xiàn)應力集中。機械零位是指反饋桿在自由狀態(tài)下閥芯的位置，調(diào)試過程中通過微調(diào)底座安裝螺釘與螺釘孔之間的間隙達到調(diào)整機械零位的目的。電磁零位是指力矩馬達無電流信號輸入時，電磁回路使銜鐵偏轉(zhuǎn)為零，調(diào)整電磁零位時首先檢查力矩馬達四個氣隙基本均勻一致，將磁鋼充磁至飽和程度再退磁至工作點附近，調(diào)整或修研調(diào)整墊片觀察氣隙厚度應基本一致，并保證力矩馬達4個安裝螺釘?shù)臄Q緊力矩盡量一致避免應力分布不均導致電磁零位發(fā)生變化。

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

常用型號有：

MOOG D633-303B

MOOG D633-308B

MOOG D633-313B

MOOG D633-317B

MOOG D633-471B

MOOG D633-472B

MOOG D633-473B

MOOG D633-481B

MOOG D633-525B

MOOG D634-538A

MOOG D661-393D

MOOG D661-4023

MOOG D661-4033

MOOG D661-4069

MOOG D661-4070

MOOG D661-4099

MOOG D661-4313C

MOOG D661-4332C

MOOG D661-4334C

MOOG D661-4438E

MOOG D661-4451C

MOOG D661-4507C

MOOG D661-4575C

MOOG D661-4576C

MOOG D661-4586E

MOOG G631-3008B

MOOG D661-4624

MOOG D661-4636

MOOG D661-4640

MOOG D661-4649

MOOG D661-465

MOOG D661-4651

MOOG D661-4652

MOOG D661-4691C

MOOG D661-4697C

MOOG D661-4729

MOOG D661-4773

MOOG D661-4776

MOOG D661-4782

MOOG D661-4790

MOOG D661-4826

MOOG D661-4867

MOOG D661-5611

MOOG D661-5625C

MOOG D662-1923E-4

MOOG D662-4010

MOOG D662-4014

MOOG D662-4036

MOOG D662-4037

MOOG D662-4038

MOOG D662-4065

MOOG D662-4083

MOOG D662-4099

MOOG D662-4723

MOOG D662-4846

MOOG D662-4884

MOOG D662Z1931E

MOOG D662Z4017

MOOG D662Z4336K

MOOG D662Z4341K

MOOG D662Z4378K

MOOG D662Z4380

MOOG D662Z4384K

MOOG D662Z4813

MOOG D662Z4814

MOOG D662Z4815

MOOG D663-1922E-4

MOOG D663-306K

MOOG D663-344K

MOOG D663-4007

MOOG D663-4012

MOOG D663-4025

MOOG D663-4318K

MOOG D663-4705

MOOG D663-4769

MOOG D663-5002

MOOG D663-5304K

MOOG D663Z4305K

MOOG D663Z4307K

MOOG D663Z4322K

MOOG D664-4009

MOOG D664-4013

MOOG D664-4311K

MOOG D664-4383K

MOOG D664-4384K

MOOG D664-4714

MOOG D664Z4306K

MOOG D664Z4382K

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