直驅(qū)式力馬達(dá)電液伺服閥性能測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.8萬字
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摘要 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各類工業(yè)產(chǎn)品對(duì)于鋼板厚度精度提出了嚴(yán)格的要求。為了能夠達(dá)到板厚度自動(dòng)控制的要求，就需采用一種具有高精度、高穩(wěn)定性、響應(yīng)快速的壓力控制裝置。日立FMV伺服閥是日立公司專門為軋機(jī)AGC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電液伺服閥，是軋機(jī)液壓厚度自動(dòng)控制（AGC）系統(tǒng)的核心元件之一。其動(dòng)靜態(tài)性能的好換直接影響鋼板的品質(zhì)，所以研究FMV伺服閥的動(dòng)靜態(tài)特性，對(duì)提高軋鋼系統(tǒng)的性能和鋼板的品質(zhì)具有重要的意義。
本課題在介紹日立FMV三通伺服閥的結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)上，建立了FMV伺服閥的數(shù)學(xué)模型及其仿真，并對(duì)其閥芯的優(yōu)化處理進(jìn)行了分析，結(jié)果表明這大大減小了閥芯的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力。通過對(duì)其在專門測(cè)試臺(tái)上的測(cè)試，分析了FMV伺服閥的性能曲線，可以看出FMV伺服閥的性能特點(diǎn)（滯環(huán)小、線性好、功率大等）以及診斷所存在的故障；再通過分析故障產(chǎn)生的原因，提出解決的方案。這為以后研究FMV伺服閥性能特點(diǎn)及故障診斷提供了強(qiáng)有力的理論依據(jù)。

關(guān)鍵字：FMV伺服閥、數(shù)學(xué)模型、測(cè)試臺(tái)、靜態(tài)特性測(cè)試、故障分析


Design and implementation the performance test system of direct drive motor electro-hydraulic servo valve

Abstract With the development of science and technology，all kinds of industrial products made stringent requirements for steel plate thickness precision。In order to achieve the board thickness automatic control requirements, need to use a high precision, high stability, fast response pressure control device。Hitachi FMV servo valve is Hitachi Company specifically for the electro-hydraulic servo valve design AGC system of rolling mill, is the hydraulic automatic gauge control (AGC) is one of the core components of rolling mill system。The static and dynamic performance directly affects the quality of good for thesteel plate, the static and dynamic characteristics of the FMV servo valve, hasimportant significance to improve the performance of the controlling system and steel quality.
This paper based on introducing the structure and working principle of HitachiFMV three way of servo valve, established the mathematical model and Simulation of FMV servo valve, and optimization of the valve core is analyzed,results show that it greatly reduces the steady flow force of spool。By the special test bench testing, analysis of the performance curves of FMVservo valve, can see the performance characteristic of FMV servo valve(hysteresis is small, good linearity, high power) and faults diagnosis; reasonsgenerated by failure analysis, put forward the proposal. This provides strong theoretical basis for later study of FMV servo valve performance characteristics and fault diagnosis.

Key words FMV electro-hydro wervo valve、mathematic model、Test bench、Static characteristic test、Fault analysis.

目 錄
第1章 緒論 - 1 -
1.1 AGC 系統(tǒng)概述 - 1 -
1.2 FMV閥結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) - 3 -
1.3 研究的意義和目的 - 4 -
1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) - 5 -
第2章 力馬達(dá)電液伺服閥的結(jié)構(gòu)和工作原理 - 9 -
2.1 力馬達(dá)電液伺服閥的結(jié)構(gòu) - 9 -
2.1.1閥體單元 - 10 -
2.1.2力馬達(dá)單元 - 10 -
2.1.3彈簧單元 - 12 -
2.1.4中位調(diào)節(jié)單元 - 13 -
2.1.5閥桿位移檢測(cè)單元 - 14 -
2.2 FMV 閥的工作原理 - 15 -
第3章 力馬達(dá)伺服閥數(shù)學(xué)模型的建立及仿真 - 17 -
3.1滑閥的流體動(dòng)力學(xué)分析 - 17 -
3.1.1穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的概念 - 17 -
3.1.2 FMV閥的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力分析及補(bǔ)償方案的選擇 - 18 -
3.1.2 常規(guī)滑閥和FMV 閥的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力的模型建立 - 19 -
3.1.2 常規(guī)滑閥和FMV 閥的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力仿真 - 20 -
3.2 FMV閥數(shù)學(xué)模型的建立 - 22 -
3.2.1 動(dòng)圈式力馬達(dá)的電磁力 - 22 -
3.2.2 FMV伺服閥的建模及其力特性分析 - 22 -
3.2.2.1 FMV伺服閥的無阻尼自然角頻率 - 24 -
3.2.2.2 FMV伺服閥的阻尼比 - 24 -
3.2.2.3 FMV伺服閥的靈敏度 - 25 -
第4章 液壓測(cè)試臺(tái) - 26 -
4.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 - 26 -
4.2 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的液壓原理圖 - 27 -
4.3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的使用范圍 - 28 -
4.4 測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)的原理 - 29 -
第5章 FMV伺服閥的靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析 - 32 -
5.1 電液伺服閥的靜態(tài)特性 - 32 -
5.1.1 負(fù)載流量特性（壓力-流量特性） - 32 -
5.1.2 空載流量特性 - 32 -
5.1.3 壓力特性 - 33 -
5.1.4 內(nèi)泄漏特性 - 33 -
5.2 FMV伺服閥的測(cè)試方法 - 33 -
5.3 FMV伺服閥的性能曲線測(cè)試及常見故障分析 - 34 -
5.3.1恒定閥壓降下輸出流量特性測(cè)試及檢測(cè)和調(diào)整“零偏電流” - 34 -
5.3.2 常見故障分析 - 36 -
結(jié)論 - 37 -
致謝 - 38 -
參考文獻(xiàn) - 39 -