提高某液压舵机电液伺服阀配套合格率的探讨

提高某液压舵机电液伺服阀配套合格率的探讨

刘冬梅 ,赵中华

（贵州航天控制技术有限公司技术质量处，贵州贵阳 550009）

摘要：本文对液压舵机生产中电液伺服阀配套合格率低的因素开展分析，针对影响因素提出相应解决措施，可提高液压舵机电液伺服阀配套的一次装调合格率，为电液舵机的顺利生产提供有力保障。

关键词：液压舵机；电液伺服阀；配套合格率；策略

1 引言

电液伺服阀是电液伺服控制系统中的关键液压元件，其作用是将伺服控制功放电路的小功率电流信号转换成大功率液压流量输出，以满足伺服控制系统的控制要求。根据对某液压舵机研制生产情况的统计，配套的电液伺服阀一次装调合格率较低（注：电液伺服阀一次装调合格指一台液压舵机从电液伺服阀配套装配完成，经过调试、环境应力筛选试验、自检、交检及军检试验，整个试验过程测试，液压舵机的技术指标均处于合格状态，中途不对电液伺服阀进行返修处理），仅能达到70%左右。

电液伺服阀配套的一次装调合格率低导致产品反复过多，生产效率低，严重影响产品产出，因此提高液压舵机电液伺服阀配套的一次装调合格率已成为一个亟待解决的课题。

2 电液伺服阀配套合格率低因素分析

跟踪某液压舵机生产过程中电液伺服阀返修情况，对引起液压舵机技术性能指标不合格的主要因素进行统计，主要有舵系统频率特性指标超差、零位抖动、零偏大、超调量大等。详细情况见表1。

表1  某批液压舵机生产电液伺服阀不合格情况统计表

从表1中可以看出，电液伺服阀配套不合格的主要原因为频率特性指标超差和零位指标超差，零位指标超差又分为零位抖动和零位大问题。本文主要就舵系统频率特性指标超差以及零位大问题引起电液伺服阀配套不合格的因素进行分析。

2.1 舵系统频率特性指标超差原因分析

舵系统动态性能指标超差主要分为低频相位滞后和高频幅值衰减不够。

舵系统由液压舵机和液压舵机功放电路组成，受系统整体设计约束，目前液压舵机功放状态已固化，即不能采取调整液压舵机功放的参数来调整舵系统的动态技术指标。因此舵系统的动态性能指标的满足，完全依靠液压舵机来保证，而液压舵机为机-电-液一体化的结构型产品，而结构所具有特点是一旦设计成型，其性能、状态均很难改变和调整。另外系统工作压力对液压舵机的动态响应有一定的影响，但在液压舵机设计时也已确定，一般只能作微小的调整，故调整系统工作压力满足舵系统的动态性能不现实。

引起舵系统频率特性指标超差的主要因素为电液伺服阀和舵机的匹配问题，虽然舵机零件和电液伺服阀均按设计要求进行控制，但其一致性较难控制。特别舵机大壳体内部油路系统结构极为复杂，加工难度大，尺寸空间小，零件加工的一致性较难控制，即使完全按设计要求进行精度保证，生产出来的零件还是难免有微小的差异。另外，伺服阀本身属于高精度液压控制元件，其零件较小，加工精度要求高，其零件一致性同样难以控制。因此舵机与电液伺服阀的匹配问题，一直是电液舵机生产的难题。

2.2 零位问题

产生液压舵机零位超差的原因主要为电液伺服阀零偏引起，调整电位计及液压舵机其他部件无法解决，只有采取更换电液伺服阀来解决。

电液伺服阀出现零问题的原因如下：

a、电液伺服阀本身出现零偏大，产生的原因包括机械零位变大、反馈杆小球磨损、内装多余物等；

b、工作油液中含有污染物，污染物进入电液伺服阀，导致电液伺服阀出现零偏。液压舵机在装配以及工作过程中由于结构件的摩擦可能产生污染物进入到工作油液中，但液压舵机及电液伺服阀在设计时均有油滤设计，液压舵机工作油液中的污染物一般不易进入到电液伺服阀中，故工作油液污染引起电液伺服阀零偏的概率较小；

c、由于该液压舵机一次连续工作时间长，为控制舵机零控电流，对伺服阀静耗内漏要求较为苛刻，要求伺服阀静耗内漏不大于0.6L /min，保证小内漏必需追求较小的间隙，也就是在保证阀芯运动灵活性的前提下，间隙越小越好。而小间隙对产品安装后壳体变形带来影响比较敏感，会产生阀芯运动不畅的现象，从而使舵机产生零位抖动现象及零位变化问题。

2.3 小结

液压舵机在调试及试验过程中除了以上问题引起电液伺服阀配套不合格，另外还有超调量超差、油液渗漏等问题，但这些问题出现较少，故本文不进行论述。

综合以上分析，液压舵机的频率特性指标超差、零位问题是电液伺服阀配套合格率较低的主要原因。

由于液压舵机生产的特殊性，目前生产过程中采取通过更换电液伺服阀或电机来解决上述问题。由此带来的问题就是液压舵机的一次装调合格率极低，生产过程中需要反复的更换电液伺服阀或电机来进行匹配试验。提高液压舵机生产的一次装调合格率非常必要。

3 提高电液伺服阀配套合格率的策略分析

3.1 加强电液伺服阀的技术质量控制

前文已经分析，液压舵机的频率特性指标超差、零位问题等与电液伺服阀有关，因此加强电液伺服阀的技术质量控制必不可少，具体措施如下：

a、采用筛选舵机开展筛选试验

舵系统频率特性指标不合格的电液伺服阀，本身不存在质量问题，主要是由于电液伺服阀的动态响应不能满足舵系统要求，需对电液伺服阀进行充磁或退磁处理以满足系统使用要求。因此可在电液伺服阀出厂前采用筛选舵机对电液伺服阀进行筛选试验，以满足舵系统频率特性指标，筛选同时兼顾零位和超调量的考核。

b、加强电液伺服阀内装多余物控制

根据跟踪以往电液伺服阀零位问题处理情况，多为多余物引起。因此提高电液伺服阀承制厂质量意识、加强电液伺服阀过程质量控制势在必行。

3.3 合理确定技术指标和工艺内控指标

液压舵机、电液伺服阀生产过程中有很多设计指标，对于产品规范中明确要求实现的技术指标，有必要适当加严内控指标，以免在后续交付及使用中出现超差；而产品规范未作要求的技术指标，如何合理确定工艺内控指标，将直接影响液压舵机调试的合格率。

从液压舵机生产情况看，频率特性指标超差问题占比较高。因此提高对产品的理解，摸清这些产品规范本身没有要求，而又有生产工艺内控指标项目对产品的影响，非常有必要。目前工艺内控指标大多凭经验或参照其他型号产品进行，并没有根据产品本身的实际情况，作深入细致的研究。如液压舵机零控电流波动到底对产品有没有影响，有多大的影响；工艺控制指标多少合适，需要深入分析，试验验证。只有真正了解产品，技术透彻，才能有效的进行生产控制。

3.4 加强工艺技术研究以提高精密零件一致性

在液压舵机的结构件中，大壳体、液压泵、连杆等零件形状复杂，另外液压舵机的零件中摩擦副多、配合偶件多，零件精度要求高，硬度要求高，加工难度大。工人操作难度大，对工人的操作技术水平要求高。

因此在精心工艺策划的基础上要深入开展精密零件高效加工技术研究，通过工艺优化，高效刀具和高效设备的摸索和应用，提高精密零件的加工质量和一致性；增加专用工装供给，对涉及产品精度的确保提供专用工装。

3.5 开展计量检测方法研究以提升零件检测质量

液压舵机部分零件较为复杂，加工难度大，计量检测也较为困难，另外部分零件尺寸在加工过程中因缺少检测手段而未进行计量，仅靠加工保证。因此开展计量检验工艺方法研究，提高零件检测率及检测质量；与质量、计量检测部门一起明确检验方法、检验仪器设备，保证零件检测方法行之有效并落实到位；对关键重要尺寸慎用超差让步接收。

4 结束语

产品的装调合格率不能有效保证，将严重制约产品产出。提高电液伺服阀配套的一次装调合格率是提高产品生产合格率非常重要的一环，因此，需要制定并落实用行之有效的解决措施以提高电液伺服阀配套的一次装调合格率，为液压舵机的顺利生产提供有力保障。

参考文献

[1] 王春行.《液压控制系统》.北京：机械工业出版社，2011.

[2] 田源道.《电液伺服阀技术》.北京：航空工业出版社，2008.