机械专业外文翻译--伺服机械

附录 附录一 :英文原文 1 附录二：中文翻译 最早承认 的 伺服水钟是公元 前 250 年左右由亚历山大发明 的 他的装置 里，时间由一艘完成的船的水的水平线记录。流入这艘船的水流来自一个在它上面的可控制的，恒定功率的水库。水库流速的控制介入了伺服机械。 您可以从您的流动力学路线记住，水库 (或任何船的 )出口速度流程 取决 于等式 式（ 这里 v=速度 g=重力 h=在出口之上水的高度 这个关系 ,叫作 理 。 通过那个出口 的 体积流率取决于出口和可变的速度的大小。 这样 式（ 从这个等式能看出，随着 库里水平线的下 降，水库里的流速降低。结果时间无限， (基于使用与相等的毕业的一个圆筒 )：对于这个问题的法是 使用在第一之上登上的第二个水库。他使用一个浮游物调整水被投向主要水库的管口。 这保留了水平面 (因此流速 )常数，造成恒定的长度的几小时。除有科学和技术价值之外，这水钟也是一个重大事务和社会成就。 直到它的发明，时间主要由日规保留， 这 有二个明显的缺点： 在夜 里 保 存 时间是不可能的 (或沉重阴暗天，就此而言 )， 并且小时的长度根据 季节变化。 水钟消除了 这些问题 (只要某人在任命的时间倒空时间船 ）。 这个设备使用 了直到第十四世纪机械时钟的发明 。 众多的伺服机械在 17世纪中期和之后的 工业革命时被发明了 。 许多同蒸汽锅炉技术联系在一起， 那里他们被用于控制水平面、水和蒸汽流程、蒸汽压力和蒸汽管理 机制的速度和位置 。 这一技术在 20世纪初得到跃进 一 电力。在伺服技术的前进中汽车和飞机被更加巨大的带动起来。 与一台机械反馈伺服机的第一个动力方向盘单位在 20世纪 20年代末期被发明了， 虽然这样，直到二次大战之前此单位都没变的普遍。 起因于所有战争少数件好事的之一是技术的推进。 在二战之前，在美国的 德国和福克斯 伯罗 立即开始发展控制流体力量的实用伺服机械。 重大摊缴 在那时被德国的 在美国的 了出来。 由于在其他领域 的发展 (材料、流体、电子，控制论 )， 一些扣人心弦的进展在战争之后获得了。 这些事件年代史跟随： 1946 英国的 第一个 二阶段 阀门 。 1947 莱斯隆 和 响铃航空器 ：有第二阶段反馈的二阶段阀门（机械）。 1947 麻省理工学院 ： 真实的力矩电动机司机， 有电力二阶段反馈的二阶段阀门。 1950 Wr:无磨擦的第一阶段 (插板喷管 ) 。 1953 T自第二阶段 的 与机械反馈的无磨擦的第一阶段 。 1953 wr.:对称，二喷管桥梁。 1953 流体隔离 的 力矩电动机 。 1957 管第一阶段 。 注意电子元件的推进 和 电路、材料和制造过程是有趣的， 这些 应用扩散在几乎每个阶段制造业、运输和军事期间，今天用于液压能力系统的伺服电子管 和在 1960年之前被开发的是同样基本设计。 有一些演变变动 ， 例如航空航天应用的 小型化，但是没有 创 新 和 主要 的改革 。多数在电子、反馈传感器和计算机控制范围 的 前进， 在控制技术标题之下被混在一起 。 图 设置 供必要的流程驾驶马达以必需的速度。只要没有干扰，速度将依然是恒定。如果，然而， 在参量上 有任何变动 ， 可变的温度，黏度，穿戴，等等一电动机转速可能改变。 没什么在被设计的系统查出变动并且提出信息对阀门控制器自动地改正变动和退回速度到必需 水平。 速度更正是操作员的责任，必须做必需的控制调整。 虽然此种电路 对大量需求 是完全令人满意的 一些要求自动和连续的更正。 这些 电路要求伺服机械。 (从这时起，我们将提到这些机制作为伺服电子管。 ) 图 是在这条电路操作员被免除速度更正的责任的一条电路。 反而， 安装了一个测速发电机检测装载信息。这信息自动的连续的反馈到控制电子 (通常电路板 ) ， 操作员 控制电子 比例阀门 阀门 线轴 水力马达 装载 最初输入 图 电动机控制电路不提供更正由于负载变动或其他因素 引起的 在马达 每分钟转速 上的变化。 图 分钟转速 上的所有变化提供自动和连续的更正。 在这里和操作员输入信息相比较。 如果在这两个信号之间找到任何区别，电子电路自动地引起一个更正信号比例与区别。 那个信号改变位置阀门 以达到 所需求流速。 这种检测和修正能力 是持续不断的，所以任何和每个装载速度的改变都会被修正。执行此操作的系统包括三个主要段： 伺服电子管、命令电子和反馈传感器。在以下部分，我们将详细的看一看在这些段中的每一 段 。 伺服电子管可以用于实际上液压能力系统操作的所有方面，包括： 最普遍 的应用是圆筒安置和电动机转速的控制。 这些 作用阀门的 合并方向和 流程控制 由力矩电动机安置的一个滑的 线轴 安排。 6 力矩电 动机 力矩电动机在表 它是包括一两块永久磁铁，二极靴，铁磁电枢， 的一个相当简单的电磁式设备 。 永久磁铁 上对立着上部和下部的磁极， 因此他们提出相等和相反磁场 。 力矩电动机 是在低直流电压下运行的低功率设备。 图 力矩电动机 （美国威格士股份有限公司提供） 图 电枢在它的中点 上 ，以便 不论 顺时针或逆时针 转 都能 自由的通过非常有限的弧转动 。 电枢的末端延伸到 磁极片 之间的空白。磁场 有 一个中性位置的电枢。 二卷围拢电枢的胳膊形成二个小电磁体。当电流 通过卷时，引起一个磁场。 领域的极性依靠在当前流程的方向。 在表 成电枢的左转自转。 (少许以后我们将看这自转对阀门操作的作用。 ) 图 矩电动机运转（美国威格士股份有限公司提供） 力矩电动机的二卷 被 三种不同配置 所 连接 ：并联 ， 串联 和所谓的推挽式的安排。这些选择在表 挽式的安排是最共同的。在安排 上 ，主角 B 和D 通过控制电路放大器被连接到地面上。 主角 A 和 C 被连接到命令放大器的分开的输出终端。 当对两卷的电压输入是相等的，电枢 被集中。 对一卷增加电压输入，当同时使输入降低到其他卷由相同数量时 ， 造成电枢转动。 电压可以在每一圈从零变化到最大值， 但是极性从未被扭转 。 这意味着电枢的位置 被不同的扭矩固 定 。 当两卷电压是相同的，扭矩是相等的，并且电枢被集中 。 在电压上的所有变化对任一卷导致电枢的自转。 图 圈可以被几种不同的方式连接，不同的连接有不同的效果。 并联 串联 推挽式 这个 推挽式 连接圈偏向于三个原因： 首先，由于电压波动，其中任一在 电流改变，温度变化或者其他起因 都 由对卷的相等和相反作用 抵消 。其次，有安置反对的扭矩的电枢更稳定。 第三，力量消耗量低于另外两条电路。 对这个安排的输入被表达作为 流入差 I。 这是二卷 电 流之间的区别。 )( 式（ 这里 P=控制力量 I=流 入 差 R=一卷 阻 抗 例子 61 ：力矩电动机在一条推挽式的电路被连接。每卷有 20欧姆抵抗并且是额定的在 200 求： A:当电枢被集 中时的 每卷电压 。 B: I 最大价值 C:力矩电动机的最大控制力量。 解法： a. 卷的最大电压是 E=IR E=2000=4V 电枢被集中，当 2m b. 有差别的 电 流是 当最大电压被 加于 一卷，最大价值将发生 。 因此零的电压被 加 于其他。 在此例中 A 000 c最大控制力量是 0()200()( 22 并联 自转的方向取决于输入信号的极性。 不是相互冲突 (像 在推挽式的电路 )在 并联电路 中相互协助。 那 时 他们试图顺时针或 逆时针 移动。 扭转极性 和 扭转自转的方向 相反 。控制力量然后被找到 ： )2()( 2 式（ 这里： 过电路 的 总 电流 R=每卷 阻 抗 例子 重复并联电路连接的例子 解答：对每卷的电压将依然是同样 (4V); 然而， 电流 通过由于更低的 阻 抗，电路将增加的。 为一个二相等的电阻器组成 的 并联电路，等效抵抗是 R/2; 在这种情况下， 10欧姆。 我们从下式发现， I 等于 总 电流 ， 最终 ，我们从式 ()( 2 在串联电路 ， 卷协助，而不是反对，电枢自转 。 与并联电路 相同 ，极性变动要求改变自转的方向。串联电路的控制力量是 )2()( 2 式 (这里： 串联电路的 电 流 R =每圈的阻抗 例子 重复串联电路的例子 解答：这里，总 阻 抗是 2R 或者 40欧姆。 串联的最大电流是 200 最大电压，然后，是 )40)(20 0( 控制力量，从式 得 ()( 2 注意 的是串联 和并联电路有同一最大功率需要量， 功率 是推挽式的电路 的两倍。有趣的是 这些低功率力矩电动机可能控制 在 100加仑甚至更多的 2000到3000的第二或三阀门。 采取这些低价值，我们看见阀门的功率输出接近90,000 W。 我们定义阀门放大系数为控制功率除以输出功率。有 4106 0 0 0 P o w e rg ai n 适合伺服机械的韦伯斯特的定义。 伺服阀的硬件初看起来 类似那所有线轴式方向控制阀门， 是一个在阀体上的孔里运转的 一个滑的 线轴 ，用来 打开和封锁口岸之间的流程道路的。 在制造过程和说明书中发现的实际的差别比在基本设计中多。 伺服电子管 线轴 和 它运转所在的孔是 非常高精度组 件 。 一般线轴和孔平直直径配合公差为 士 0 线轴 和 孔 之间的 径向间隙 是典型地 3 1m=0 。 要 达到这个精确度，很多手 工 精 加工 在制造过程介入。 线轴 和 阀身 经常是一个被匹配的集合，并且零件不是 可 互换的。 特别 线轴 表 面精加工 经常被使用。 氮化是常用的提供额外表面坚硬 和 玻璃状 表面精整 。这减少摩擦并且改进 耐磨度。 在 1982年 佩格瑟斯公司进行的测试，氮化 和非 氮化 的线轴运行了 101百万个周期。 氮化 的线轴没有在压强下变形 (那 些我们以后将谈论 )， 而 没 氮化 的线轴 有 50%变动， 表明没氮化的线轴磨损的会更严重。 伺服电子管也许是三或四种方式的。 线轴 也许有二，三或者四 台面的这是 根据作用和制造商的 偏好 。 研 究显示 四 台面的线轴在没受到不可接受的流出时，有更大的间隙。 这意味着他们改进了 磨损特质，有时能够在污染物流体下工作。二 个 外 台面 也 能 协助保持 线轴 精确地被集中。与多数线轴式阀门 相同 ，周围 凹槽用机器制造 在线轴台面。 凹 槽 的目的 是通过平衡线轴旁边的压力来减小边缘载荷。在不带沟槽的线轴里，有三个凹槽的线轴最小可以只受到 6%的侧力。 线轴 线圈 定义了 在阀孔里涉及到端口 宽度的 台面宽度。 有三种可能的 线圈配置 ， 重叠 ，从下面露出，线连线。 这些在 图 a 线连线或者叫零叠加型 b 从下面露出型 c 叠加型 图 然多数情况是线连线（或零重叠）， 这里，台面宽度正确地匹 配端面 宽度。 因此，当 线轴 被集中时， 没有流量。不管多小的运动都会导致流过阀门。 由于它的关于 零 (中立 )位置的精确测量的 特征。这个阀门适用于闭合回路位置，速度，和 力控制应用 。 不幸地，甚 至 少量 的 在 凸台 或 端口 边缘的 摩损都会 导致在 零 位置的漏出。 被重叠的 线轴 有比 端口宽 %的 凸台， 这个 线轴能在零位置提供 比 线连线配置更低的漏出。然而，重叠意味着精确的零位置被弱化，因为有相当大的死区。 例如，当作为位置控制器使用， 即使输入同一指令时，被压缩时和被拉伸时的圆筒将停止在不同的位置， 只要它 远离它的零 位 工作 ，一个被重叠的阀门可以令人满意地被作为速度控制器使用。 在许多伺服电子管控制电路 中， 励振被用于减少静态摩擦的 影响 (被命名 励振是一个被叠加在连续的正常命令信号 里的 非常低 的 高度命令信号， 非常短的冲程， 线轴 的侧向动摆。在这样 的 系统 中 ，轻微的交叠也被用于防止在 零 位置的不能接受的漏出。 一个 底面露出型的线轴 有比 端面 狭窄 凸台 。 这一设计被称作公开中心，虽然没有真正的公开中心伺服电子管。底端露出型太小以至于不能成为真正的公开中心。 这个类型阀门对关于空位置的命令提供非常迅速 的 反应，但是它有在零位附近有非线性流程特征的缺点。这在某种程度上减弱控制 。 伺服电子管也许是单一阶段 (也称直接作用 )，两阶段或者第三阶段，取决于主要系统的流程要求。使用单一阶段阀门流程是低要求的地方 (通常少于 5 取决于阀门的设计）。 这些阀门共同地运用一滑 线轴 机械连接到了力矩电动机 的电枢 上 。流通能力由力矩电动机和 线轴 的有限的冲程 可得到的低力量释义 。 1，偏置力矩马达电枢 2， 造成 线轴 转移距离比例与电信号 3，阀体 4，线轴 5，电连接头 6，力矩马达 7，水槽 8，压力 9，水槽 10，机械连接 图 一阶段线轴式伺服电子管 图 管。 力矩电动机电枢和 线轴 之间的机械连接是一根僵硬的导线。当没有命令输入到力矩电动机时，电枢在它的中立 (无效的 )位置，反过来，造成 线轴 在无效的位置，并且没有流 量 通过阀门。 电枢的顺时针偏折推挤 线轴 到左边，开放流程道路从 P 到 B 和 A 到 T。逆时针 转偏折打开 和 B 到 T。为更高的流速，必须使用二甚至第三阶段的阀门 。 在这些阀门中， 第二 级 和第三级总是 由前面的阀操作所测试的变动的线轴。 第一阶段也使 可用一个 变化的线轴 ， 也 有其他设计。