Сервоклапаны MugMoog продаются в США серии D633

В конце Второй мировой войны сервопривод был одноступенчатым открытым кольцевым контрольным клапаном, который управлял движением сердечника с помощью соленоидной трубки. Однако со зрелостью теории управления и необходимостью военного применения разработка и развитие сервопривода достигли больших успехов. В 1946 году британский Tinsiey получил двухступенчатый клапан. Raytheon и Bell Airlines изобрели двухступенчатый клапан с обратной связью; MIT заменил соленоид моментным двигателем, что сделало двигатель менее мощным и более линейным. В 1950 году W.C.Moog первым изобрел двухступенчатый сервопривод с одним соплом. В 1953 - 1955 годах Т. Х. Карсон изобрел двухступенчатый сервопривод с механической обратной связью. W.C.Moog изобрел двухступенчатый сервопривод с двумя соплами; Вольпин изобрел сухой моментный двигатель, который устраняет проблему надежности, вызванную загрязнением жидкостью двигателя момента, первоначально погруженного в жидкость. В 1957 году Р. Атчли разработал сервопривод двухступенчатой струйной трубки, используя принцип струйной трубки Askania. В 1959 году был разработан трехступенчатый сервопривод с электрической обратной связью.

В феврале 1959 года в зарубежном гидравлическом и пневматическом журнале был опубликован 12 - страничный отчет о ситуации с сервоприводом в то время, показывающий, что сервопривод процветал в то время. В то время было более 20 производителей различных типов сервоприводов. Производители начали ожесточенную конкуренцию за гегемонию в производстве сервоприводов. Оглядываясь назад на историю, можно увидеть несколько производителей, которые в конечном итоге выиграли, большинство из которых производят двухступенчатые сервоприводы с обратной связью и моментными двигателями. Мы видим, что сервопривод 1960 года уже имеет многие характеристики современных сервоприводов. Например, второй уровень формирует замкнутый контроль обратной связи первого уровня; Использование сухого моментного двигателя; Восстановление давления на уровне мощности передней ступени обычно достигает 50%; Механическая симметричная структура первой ступени уменьшает влияние изменений температуры и давления на ноль. В то же время появились сервоклапаны с прямым двухступенчатым замкнутым контуром управления, которые были изменены в результате разработки ранних клапанов с открытым кольцом прямого действия. В то время сервопривод в основном использовался в военной области, с наступлением космической эры сервопривод широко использовался в космической области, и были разработаны высоконадежные избыточные сервоприводы и другие продукты.

Производителями сервоприводов в Китае являются: 6 - й Научно - исследовательский институт авиационной промышленности, 6 - й Научно - исследовательский институт авиационной промышленности, 68 - й Научно - исследовательский институт авиационной промышленности, Пекинский институт станков, 18 - й Научно - исследовательский институт Китайской академии технологии ракет - носителей, Шанхайский институт аэрокосмической техники, Jiujiang China Shipping Instruments Co., Ltd. (завод 441) и 7 - й научно - исследовательский институт Китайской судостроительной корпорации тяжелой промышленности. Зарубежные производители сервоприводов в основном: американская компания Moog, британская компания Dowty, американская компания Team, российское конструкторское бюро « Родина», завод Vosthode, кроме того, американская компания Park, Eaton Vickers, немецкая компания Bosch, Rexroth и другие также имеют свои собственные продукты сервоприводов.

　　Продажи сервоприводов Moog серии D633Как правило, по типу матричного двигателя делится на два типа: динамический и постоянный магнит. Большинство традиционных сервоприводов используют двигатели с постоянным магнитным моментом, которые также можно разделить на две основные категории: щиток сопла и струйный тип. Большинство отечественных производителей сервоприводов в основном используют клапаны сопла. Производство струйных сервоприводов в масштабе и серии только Jiujiang China Shipping Instruments Co., Ltd. (завод 4 - 4) и China Shipbuilding Heavy Industries Corporation, 7 - й и 4 - й научно - исследовательский институт. Аналогичная ситуация наблюдается и за рубежом, где компания Abex, которая ранее специализировалась на производстве струйных сервоприводов, также была поглощена компанией Park. Однако из - за струйных сервоприводов с хорошей стойкостью к загрязнению, высокой надежностью, высоким разрешением и другими характеристиками. Некоторые производители также разрабатывают или уже запускают свои собственные струйные трубы, такие как 6 - й и 9 - й научно - исследовательский институт Авиационной промышленной корпорации, 18 - й институт Китайского института технологии ракет - носителей, американская компания Moog и российские производители. Кроме того, в июле 2006 года американская компания Moog провела конференцию по продвижению продукции, на которой была представлена серия струйных труб D660, которые, по ее мнению, представляют собой будущую тенденцию развития сервоприводов.

　　Продажи сервоприводов Moog серии D633В настоящее время в Китае существуют определенные масштабы исследований, производства и использования сервоприводов. Тем не менее, производимая продукция в основном используется в авиации, космонавтике, кораблях и других областях, в гражданской продукции мало. В то же время из - за того, что различные производственные подразделения борются друг с другом, не сотрудничают и распыляют силы, это не способствует дальнейшему развитию сервопривода и не может сформировать конкурентоспособность * для конкуренции с иностранной продукцией. В настоящее время зарубежная продукция является крупной компанией Moog, ее продукция занимает большую часть внутреннего рынка гражданской продукции.

1. пьезоэлектрические элементы

пьезоэлектрический элемент характеризуется « пьезоэлектрическим эффектом»: под действием определенного электрического поля происходит изменение формы и размера, в определенном диапазоне деформация пропорциональна интенсивности электрического поля. Основными материалами пьезоэлектрических элементов являются пьезоэлектрическая керамика (PZT), электротелескопический материал (PMN) и так далее. Наиболее типичными пьезоэлектрическими керамическими материалами являются блочные пьезоэлектрические телескопические керамические материалы японской компании Tokin. Принцип прямого сервопривода PZT заключается в том, что на обоих концах сердечника стальные шарики соединяются с двумя многослойными пьезоэлектрическими элементами. Благодаря пьезоэлектрическому эффекту пьезоэлектрический материал создает телескопический привод для перемещения сердечника клапана. Реализация электро - механического преобразования. Сервоклапан с перегородкой сопла PMN устанавливает на сопле перегородку с фиксированным соединением с пьезоэлектрическим шлангом, которая увеличивается и уменьшается при растяжении и усадке пьезоэлектрического шланга, так что на обоих концах сердечника образуется перепад давления, чтобы подтолкнуть сердечник клапана к перемещению. Разработка пьезоэлектрических электромеханических преобразователей является относительно зрелой и широко используется. Он имеет характеристики быстрой частотной реакции, ширина частоты сервоклапана может достигать даже тысяч Гц, но также имеет большое гистерезисное кольцо, легко дрейфующее и другие недостатки, ограничивающие дальнейшее применение пьезоэлектрических элементов на электрогидравлическом сервоклапане.

2. Гипермагнитострикционные материалы

Гипермагнитострикционный материал (GMM) может производить гораздо большие изменения длины или объема под действием магнитного поля по сравнению с традиционным магнитострикционным материалом. Сервоклапан прямого действия, разработанный с использованием преобразователя GMM, соединяет преобразователь GMM с сердечником клапана, управляет током приводной катушки и управляет растяжением GMM, приводя сердечник клапана к смещению, чтобы контролировать выходной поток сервоклапана. Этот клапан по сравнению с традиционным сервоприводом не только имеет характеристики высокой частотной реакции, но и имеет преимущества высокой точности и компактной конструкции. В области разработки и применения GMM такие страны, как США, Швеция и Япония, находятся на уровне. Чжэцзянский университет в Китае использует технологию GMM для высокоскоростного и мощного электромагнитного клапана пневматического сопла и системы впрыска топлива двигателя внутреннего сгорания, структурного проектирования и характеристик исследований. Материалы GMM по сравнению с пьезоэлектрическими материалами и традиционными магнитострикционными материалами имеют характеристики большой деформации, высокой плотности энергии, быстрой реакции и большой выходной силы. Все страны мира придают большое значение электромеханическим преобразователям GMM и связанным с ними технологическим исследованиям, уровень технологии GMM быстро развивается, постепенно вышел из стадии разработки лаборатории на стадию разработки рынка. В будущем также необходимо решить проблемы тепловой деформации GMM, анизотропии магнитных кристаллов, коррозии материалов и производственных процессов, соответствия параметров и т. Д., Чтобы способствовать широкому использованию в высокотехнологичных областях.

3. Сплавы памяти формы

Сплав памяти формы (SMA) характеризуется эффектом памяти формы. После того, как его формуют при высоких температурах, охлаждают до низкотемпературного состояния, к нему прикладывают внешние силы. Обычный металл деформируется после превышения его эластичной деформации, в то время как SMA восстанавливает свою форму при первоначальной высокой температуре, нагревая его выше определенной температуры. Сервопривод, разработанный с использованием его характеристик, представляет собой набор исполнительных устройств SMA, намотанных сплавом памяти формы на обоих концах сердечника клапана, которые управляют исполнительными устройствами SMA путем нагрева и охлаждения, так что сплав памяти формы на обоих концах сердечника удлиняется или сжимается, приводя движение сердечника клапана, а также добавляя обратную связь положения для улучшения контрольных характеристик сервопривода. Из ситуации с клапаном, хотя SMA имеет большую деформацию, но его скорость реакции медленная, а деформация прерывистая, но также ограничивает сферу применения.