銷售美國MOOG伺服閥穆格型號系列全研究現狀

　　當前電液伺服閥的研究主要集中在結構及加工工藝的改進、材料的更替及測試方法的改變。

　　1）在結構改進上，主要是利用冗余技術對伺服閥的結構進行改造。由于伺服閥是伺服系統的核心元件，伺服閥性能的優劣直接代表著伺服系統的水平。另外，從可靠性角度分析，伺服閥的可靠性是伺服系統中最重要的一環。由于伺服閥被污染是導致伺服閥失效的最主要原因。對此，國外的許多廠家對伺服閥結構作了改進，先后發展出了抗污染性較好的射流管式、偏導射流式伺服閥。而且，俄羅斯還在其研制的射流管式伺服閥閥芯兩端設計了雙冗余位置傳感器，用來檢測閥芯位置。一旦出現故障信號可立即切換備用伺服閥，大大提高了系統的可靠性，此種兩余度技術已廣泛的應用于航空行業。而且，美國的Moog公司和俄羅斯的沃斯霍得工廠均已研制出四余度的伺服機構用于航天行業。我國的航天系統有關單位早在90年代就已進行三余度等多余度伺服機構的研制，將伺服閥的力矩馬達、反饋元件、滑閥副做成多套，發生故障可隨時切換，保證系統的正常工作。此外多線圈結構、或在結構上帶零位保護裝置、外接式濾器等型式的伺服閥亦已在冶金、電力、塑料等行業得到了廣泛的應用。

　　2）在加工工藝的改進方面，采用新型的加工設備和工藝來提高伺服閥的加工精度及能力。如在閥芯閥套配磨方法上，上海交通大學、哈爾濱工業大學均研制出了智能化、全自動的配磨系統。特別是哈爾濱工業大學的配磨系統改變了傳統的氣動配磨的模式，采用液壓油作為測量介質，更直接地反應了所測滑閥副的實際情況，提高了測量結果的準確性與精度。在力矩馬達的焊接方面中船重工第704研究所與德國名廠家合作，采用了優良的焊接工藝取得了良好的效果。另外，哈爾濱工業大學還研制出智能化的伺服閥力矩馬達彈性元件測量裝置。解決了原有手動測量法中存在的測量精度低、操作復雜、效率低等問題。對彈性元件能高效完成剛度測量、得到完整的測量曲線，且不重復性測量誤差不大于1%。

　　3）在材料的更替上方面。除了對某些零件采用了強度、彈性、硬度等機械性能更越的材料外。還對特別用途的伺服閥采用了特殊的材料。如德國有關公司用紅寶石材料制作噴嘴檔板，防止因氣饋造成檔板和噴嘴的損傷，而降低動靜態性能，使工作壽命縮短。機械反饋桿頭部的小球也用紅寶石制作，防止小球和閥芯小槽之間的磨損，使閥失控，并產生尖叫。航空六O九所、中船重工第七O四研究所等單位均采用新材料研制了能以航空煤油、柴油為介質的耐腐蝕伺服閥。此外對密封圈的材料也進行了更替，使伺服閥耐高壓、耐腐蝕的性能得到提高。

　　4）在測試方法改進方面，隨著計算機技術的高速發展生產單位均采用計算機技術對伺服閥的靜、動態性能進行測試與計算。某些單位還對如何提高測量精度，降低測量儀器本身的振動、熱噪聲和外界的高頻干擾對測量結果的影響，作了深入的研究。如采用測頻/測周法、尋優信號測試法、小波消噪法、正弦輸入法及數字濾波等新技術對伺服閥測試設備及方法進行了研制和改進1）在結構改進上，主要是利用冗余技術對MOOG伺服閥的結構進行改造。由于MOOG伺服閥是伺服系統的核心元件，MOOG伺服閥性能的優劣直接代表著伺服系統的水平。另外，從可靠性角度分析，MOOG伺服閥的可靠性是伺服系統中最重要的一環。由于MOOG伺服閥被污染是導致MOOG伺服閥失效的最主要原因。對此，國外的許多廠家對MOOG伺服閥結構作了改進，先后發展出了抗污染性較好的射流管式、偏導射流式MOOG伺服閥。而且，俄羅斯還在其研制的射流管式MOOG伺服閥閥芯兩端設計了雙冗余位置傳感器，用來檢測閥芯位置。一旦出現故障信號可立即切換備用MOOG伺服閥，大大提高了系統的可靠性，此種兩余度技術已廣泛的應用于航空行業。而且，美國的Moog公司和俄羅斯的沃斯霍得工廠均已研制出四余度的伺服機構用于航天行業。我國的航天系統有關單位早在90年代就已進行三余度等多余度伺服機構的研制，將MOOG伺服閥的力矩馬達、反饋元件、滑閥副做成多套，發生故障可隨時切換，保證系統的正常工作。此外多線圈結構、或在結構上帶零位保護裝置、外接式濾器等型式的MOOG伺服閥亦已在冶金、電力、塑料等行業得到了廣泛的應用。

　　2）在加工工藝的改進方面，采用新型的加工設備和工藝來提高MOOG伺服閥的加工精度及能力。如在閥芯閥套配磨方法上，上海交通大學、哈爾濱工業大學均研制出了智能化、全自動的配磨系統。特別是哈爾濱工業大學的配磨系統改變了傳統的氣動配磨的模式，采用液壓油作為測量介質，更直接地反應了所測滑閥副的實際情況，提高了測量結果的準確性與精度。在力矩馬達的焊接方面中船重工第704研究所與德國廠家合作，采用了優良的焊接工藝取得了良好的效果。另外，哈爾濱工業大學還研制出智能化的MOOG伺服閥力矩馬達彈性元件測量裝置。解決了原有手動測量法中存在的測量精度低、操作復雜、效率低等問題。對彈性元件能高效完成剛度測量、得到完整的測量曲線，且不重復性測量誤差不大于1%。

　　3）在材料的更替上方面。除了對某些零件采用了強度、彈性、硬度等機械性能更的材料外。還對特別用途的MOOG伺服閥采用了特殊的材料。如德國有關公司用紅寶石材料制作噴嘴檔板，防止因氣饋造成檔板和噴嘴的損傷，而降低動靜態性能，使工作壽命縮短。機械反饋桿頭部的小球也用紅寶石制作，防止小球和閥芯小槽之間的磨損，使閥失控，并產生尖叫。航空六O九所、中船重工第七O四研究所等單位均采用新材料研制了能以航空煤油、柴油為介質的耐腐蝕MOOG伺服閥。此外對密封圈的材料也進行了更替，使MOOG伺服閥耐高壓、耐腐蝕的性能得到提高。

　　4）在測試方法改進方面，隨著計算機技術的高速發展生產單位均采用計算機技術對MOOG伺服閥的靜、動態性能進行測試與計算。某些單位還對如何提高測量精度，降低測量儀器本身的振動、熱噪聲和外界的高頻干擾對測量結果的影響，作了深入的研究。如采用測頻/測周法、尋優信號測試法、小波消噪法、正弦輸入法及數字濾波等新技術對MOOG伺服閥測試設備及方法進行了研制和改進 [3]  。

　　當前，銷售美國MOOG伺服閥穆格型號系列全技術的發展趨勢主要體現在新型結構的設計、新型材料的采用及電子化、數字化技術與液壓技術的結合等幾方面。電液MOOG伺服閥技術發展極大促進了液壓控制技術的發展。

　　新型結構的設計

　　在20世紀90年代，國外研制直動型電液MOOG伺服閥獲得了較大的成就。國內有些單位如中國運載火箭技術研究院第十八研究所、北京機床研究所、浙江工業大學等單位也研制出了相關產品的樣機。特別是北京航空航天大學研制出轉閥式直動型電液MOOG伺服閥。該MOOG伺服閥通過將普通MOOG伺服閥的滑閥滑動結構轉變為滑閥的轉動，并在閥芯與閥套上相應開了幾個與軸向有一定傾角的斜槽。閥芯閥套相互轉動時，斜槽相互開通或相互封閉，從而控制輸出壓力或流量。由于在工作時閥芯閥套是相互轉動的，降低了閥工作時的摩擦阻力，同時污染物不容易在轉動的滑閥內堆積，提高了抗污染性能。此外，Park公司開發了“音圈驅動(Voice Coil Drive)"技術（VCD），以及以此技術為基礎開發的DFplus控制閥。所謂音圈驅動技術，顧名思義，即是類似于揚聲器的一種驅動裝置，其基本結構就是套在固定的圓柱形磁鐵上的移動線圈，當信號電流輸入線圈時，在電磁效應的作用下，線圈中產生與信號電流相對應的軸向作用力，并驅動與線圈直接相連的閥芯運動，驅動力很大。線圈上內置了位移反饋傳感器，因此，采用VCD驅動的DFplus閥本質上是以閉環方式進行控制的，線性度相當好。此外，由于 VCD驅動器的運動零件只是移動線圈，慣量極小，相對運動的零件之間也沒有任何支承，DFplus閥的全部支承就是閥芯和閥體間的配合面，大大減小了摩擦這一非線性因素對控制品質的影響。綜合上述的技術特點，配合內置的數字控制模塊，使DFplus閥的控制性能佳，尤其在頻率響應方面更是，可達 400Hz。從發展趨勢來看，新型直動型電液MOOG伺服閥在某些行業有替代傳統MOOG伺服閥特別是噴嘴擋板式MOOG伺服閥的趨向，但它的最大問題在于體積大、重量重，只適用于對場地要求較低的工業伺服控制場合。如能減輕其重量、減小其體積，在航空、航天等軍工行業亦具有極大的發展潛力。