伺服液壓站是一種采用伺服電機(jī)驅(qū)動液壓泵的高精度液壓動力單元。

一、基本組成部分

伺服電機(jī)

它是伺服液壓站的動力源。與普通電機(jī)不同，伺服電機(jī)具有高精度的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩控制能力。通過精確的編碼器反饋系統(tǒng)，伺服電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對旋轉(zhuǎn)角度、速度和扭矩的精準(zhǔn)控制。例如，在一些要求定位精度達(dá)到毫米甚至微米級別的工業(yè)設(shè)備中，伺服電機(jī)可以根據(jù)控制系統(tǒng)的指令，精確地調(diào)整液壓泵的轉(zhuǎn)速，從而精確控制液壓油的流量。

液壓泵

液壓泵是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能的裝置。在伺服液壓站中，常見的液壓泵有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。

齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，適用于一些對壓力和流量精度要求不是極高的場合。它通過一對相互嚙合的齒輪在泵體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使吸油腔和壓油腔隔開，從而實現(xiàn)吸油和壓油的過程。

葉片泵則具有流量均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的特點(diǎn)。它的工作原理是依靠裝在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的葉片在離心力的作用下與定子內(nèi)表面緊密接觸，將吸入的液體由進(jìn)口側(cè)壓向出口側(cè)。

柱塞泵是一種高性能的液壓泵，它的壓力和流量可以通過改變柱塞的行程來調(diào)節(jié)。這種泵能夠提供較高的壓力和精確的流量控制，適用于高精度、高壓力的液壓系統(tǒng)，如重型機(jī)械和精密加工設(shè)備。

油箱

油箱用于儲存液壓油，同時還起到散熱、沉淀雜質(zhì)和分離空氣的作用。為了保證液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行，油箱的容量需要根據(jù)液壓系統(tǒng)的流量、工作壓力等因素來設(shè)計。一般來說，油箱的有效容積應(yīng)該是液壓泵每分鐘流量的 3 - 5 倍。例如，對于一個液壓泵流量為 10L/min 的伺服液壓站，油箱的有效容積可以設(shè)計在 30 - 50L 之間。油箱內(nèi)部通常還會設(shè)置有隔板，用于引導(dǎo)油液的流動，使油液在油箱內(nèi)能夠更好地散熱和沉淀雜質(zhì)。

液壓閥

液壓閥是控制液壓系統(tǒng)中油液的壓力、流量和方向的元件。在伺服液壓站中，常用的液壓閥有溢流閥、節(jié)流閥和換向閥等。

溢流閥主要用于控制系統(tǒng)的最高壓力。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過設(shè)定值時，溢流閥會打開，使多余的油液流回油箱，從而保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

節(jié)流閥可以調(diào)節(jié)油液的流量大小。通過改變節(jié)流閥的開口大小，能夠精確控制通過的油液流量，進(jìn)而控制執(zhí)行元件（如液壓缸、液壓馬達(dá)）的運(yùn)動速度。

換向閥用于改變油液的流動方向，從而控制執(zhí)行元件的運(yùn)動方向。例如，在一個液壓驅(qū)動的升降平臺中，通過換向閥可以使液壓缸實現(xiàn)上升和下降的動作。

二、工作原理

伺服電機(jī)根據(jù)控制信號驅(qū)動液壓泵旋轉(zhuǎn)，液壓泵從油箱中吸入液壓油，并將其壓縮后輸出具有一定壓力和流量的液壓油。這些液壓油通過液壓閥的控制，按照預(yù)定的壓力、流量和方向被輸送到執(zhí)行元件（液壓缸或液壓馬達(dá)）中。執(zhí)行元件在液壓油的作用下產(chǎn)生相應(yīng)的直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而完成各種工作任務(wù)。例如，在數(shù)控機(jī)床的刀具進(jìn)給系統(tǒng)中，伺服液壓站輸出的液壓油驅(qū)動液壓缸，使刀具按照預(yù)設(shè)的軌跡和速度進(jìn)行切削加工。

三、特點(diǎn)和優(yōu)勢

高精度控制

由于伺服電機(jī)的高精度控制特性，伺服液壓站能夠?qū)崿F(xiàn)對液壓系統(tǒng)壓力、流量的精確控制。這使得其在一些對精度要求極高的工業(yè)自動化生產(chǎn)線上，如電子芯片封裝設(shè)備、精密模具加工設(shè)備等，能夠保證加工精度在微米級別。

節(jié)能高效

與傳統(tǒng)液壓站相比，伺服液壓站可以根據(jù)實際工作需求精確地調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出功率。在設(shè)備待機(jī)或輕載狀態(tài)下，伺服電機(jī)可以降低轉(zhuǎn)速或停止工作，從而大大降低了能源消耗。例如，在注塑機(jī)中采用伺服液壓站，與傳統(tǒng)液壓站相比，可節(jié)能 30% - 80%。

響應(yīng)速度快

伺服電機(jī)的快速響應(yīng)特性使得伺服液壓站能夠在短時間內(nèi)實現(xiàn)壓力和流量的調(diào)整。在一些需要快速動作的設(shè)備中，如高速沖壓機(jī)，伺服液壓站可以在幾毫秒內(nèi)完成從待機(jī)狀態(tài)到工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

機(jī)床行業(yè)

在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)、夾緊系統(tǒng)等方面有著廣泛的應(yīng)用。例如，在加工中心的刀具自動換刀裝置中，伺服液壓站可以精確地控制刀具的夾緊和松開動作，以及刀具庫的旋轉(zhuǎn)定位，提高加工精度和效率。

工程機(jī)械

用于裝載機(jī)、挖掘機(jī)等設(shè)備的工作裝置控制。例如，在挖掘機(jī)的動臂、斗桿和鏟斗的動作控制中，伺服液壓站能夠?qū)崿F(xiàn)精確的動作控制，使挖掘操作更加精準(zhǔn)和高效。

冶金行業(yè)

在冶金設(shè)備的軋鋼機(jī)、壓鑄機(jī)等設(shè)備中，伺服液壓站可以精確控制軋輥的壓下量、壓鑄模具的開合動作等，保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。