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'如电液伺服阀 本章目录第一节概述第二节液压伺服控制元件第三节电液伺服阀第四节液压伺服系统实例 第一节概述一、液压伺服系统的工作原理仿形刀架装在车床床鞍后部，随床鞍一起作纵向移动，并按照样件的轮廓形状车削工件；样件安装在床身支架上，是固定不动的。液压泵站则放在车床附近的地面上，与仿形刀架以软管相连。液压仿形刀架工作原理图10-1液压仿形刀架工作原理图 其它曲面形状或凸肩都是合成切削的结果。如图所示，v1、v2和v分别表示溜板带动刀架的纵向运动速度、刀具沿液压缸轴向的运动速度和刀具的实际合成速度。二、液压伺服系统特点1）跟踪：输出跟踪输入2）放大：输出大于输入3）误差：输出滞后输入4）反馈：输出减小输入图10-2液压仿形刀架速度合成图图10-3液压伺服控制系统流程图 三、液压伺服系统分类按输出物理量分类：位置、速度、力伺服系统按信号分类：机液、电液、气液伺服系统按元件分类：阀控系统、泵控系统特点：泵承载能力大、控制精度高、响应速度快自动化程度高、体积小；但是，元件造价高，对油要求高，反应灵敏度高，效率较低。 四、液压伺服控制的优缺点1.液压伺服控制的优点：(1)液压元件的功率—重量比和力矩-惯量比大可以组成结构紧凑、体积小、重量轻、加速性好的伺服系统。(2)液压动力元件快速性好，系统响应快。(3)液压伺服系统抗负载的刚度大，即输出位移受负载变化的影响小，定位准确，控制精度高。2.液压伺服控制的缺点：(1)液压元件，特别是精密的液压控制元件(如电液伺服阀)抗污染能力差，对工作油液的清洁度要求高。(2)油温变化时对系统的性能有很大的影响。(3)当液压元件的密封设计、制造相使用维护不当时．容易引起外漏，造成环境污染。(4)液压元件制造精度要求高，成本高。(5)液压能源的获得和远距离传输都不如电气系统方便。 第二节液压伺服控制元件液压控制元件是液压伺服系统中的核心元件。常见的液压伺服控制元件有控制滑阀、射流管阀和喷嘴挡板阀等。一、控制滑阀1、单边节流滑阀滑阀控制边的开口量xs控制着液压缸右腔的压力和流量，从而控制液压缸运动的速度和方向。图10-4单边节流滑阀结构示意图 2.双边节流滑阀压力油一路直接进入液压缸有杆腔，另一路经滑阀左控制边的开口xs1和液压缸无杆腔相通，并经滑阀右控制边xs2流回油箱。当滑阀向左移动时，xs1减小，xs2增大，液压缸无杆腔压力p1减小，两腔受力不平衡，缸体向左移动。反之缸体向右移动。图10-5双边节流滑阀结构示意图 3、四边节流滑阀滑阀有四个控制边，开口xs1、xs2分别控制进入缸两腔的压力油，开口xs3、xs4分别控制液压缸两腔的回油。当滑阀向左移动时，液压缸左腔进油口xs1减小，回油口xs3增大，使p1迅速减小；与此同时，液压缸右腔的进油口xs2增大，回油口xs4减小，使p2迅速增大。这样就使活塞迅速左移。图10-6四边节流滑阀结构示意图 4、三种节流边的对零状态1）负开口（xs＜0）有较大的不灵敏区，较少采用（图10-7a）2）正开口（xs＞0）工作精度较负开口高，但功率损耗大，稳定性也较差。（图10-7b）3）零开口（xs=0）其工作精度最高，制造工艺性差。（图10-7c）图10-7滑阀的不同开口形式 二、射流管阀收孔a、b，分别与液压缸两腔相通。压力油从管道进入射流管后从锥形喷嘴射出，经接收孔进入液压缸两腔。射流管偏向哪个接收孔，油缸相应的工作腔压力提高，缸体就向那个方向运动。射流管阀由射流管1和接收板2组成。射流管可绕Ｏ轴左右摆动一个不大的角度，接收板上有两个并列的接图10-8射流管阀1-射流管2-接受器 三、喷嘴挡板阀由挡板1、喷嘴2和3、固定节流小孔4和5等元件组成。挡板和两个喷嘴之间形成两个可变截面的节流缝隙δ1和δ2。当挡板处于中间位置时，两缝隙所形成的液阻相等，两喷嘴腔内的油压相等，缸不动。当输入信号使挡板向左偏摆时，可变缝隙δ1关小δ2开大p1上升p2下降，缸体向左移动。当喷嘴跟随缸体移动到挡板两边对称位置时，缸运动停止。图10-9喷嘴挡板阀 第三节电液伺服阀电液伺服阀是电液联合控制的多级伺服元件，它能将微弱的电气输入信号放大成大功率的液压能量输出。它具有控制精度高和放大倍数大等优点，在液压控制系统中得到广泛的应用。在此着重介绍一种典型电液伺服阀的工作原理图10-10电液伺服阀 一、电液伺服阀的组成由力矩马达和液压放大器组成。1.力矩马达组成由一对永久磁铁1、导磁体2和衔铁3、线圈5和内部悬置挡板7的弹簧管6等组成。2.液压放大器组成前置放大器前置放大级是一个双喷嘴-挡板阀，它主要由挡板7、喷嘴8、节流孔10和滤油器11组成。3.功率放大级功率放大级主要由滑阀9和挡板下部的反馈弹簧片组成。图10-10电液伺服阀 二、电液伺服阀工作原理1.力矩马达工作原理磁铁把导磁体磁化成N、S极，形成磁场。线圈无电流时，力矩马达无力矩输出，挡板处于两喷嘴中间；当输入电流通过线圈使衔铁3左端被磁化为N极，右端为S极，衔铁逆时针偏转。弹簧管弯曲产生反力，使衔铁转过θ角。电流越大θ角就越大，力矩马达把输入电信号转换为力矩信号输出。图10-10电液伺服阀 压力油经滤油器和节流孔流到滑阀左、右两端油腔和两喷嘴腔，由喷嘴喷出，经阀9中部流回油箱力矩马达无输出信号时，挡板不动，滑阀两端压力相等。当矩马达有信号输出时，挡板偏转，两喷嘴与挡板之间的间隙不等，致使滑阀两端压力不等，推动阀芯移动。2.前置放大级工作原理图10-10电液伺服阀 3.功率放大级工作原理当前置放大级有压差信号使滑阀阀芯移动时，主油路被接通。滑阀位移后的开度正比于力矩马达的输入电流，则阀的输出流量和输入电流成正比；当输入电流反向时，输出流量也反向。滑阀移动同时，挡板下端的小球亦随同移动，使挡板弹簧片产生弹性反力，阻止滑阀继续移动；挡板变形又使它在两喷嘴间的位移量减小，实现了反馈。当滑阀上的液压作用力和挡板弹性反力平衡时，滑阀便保持在这一开度上不再移动。图10-10电液伺服阀 第四节液压伺服系统实例实例一机械手伸缩运动伺服系统包括四个伺服系统，分别控制机械手的伸缩、回转、升降和手腕的动作。以伸缩伺服系统为例，介绍其工作原理。一、组成主要由电液伺服阀1、液压缸2、活塞杆带动的机械手臂3、齿轮齿条机构4、电位器5、步进电机6和放大器7等元件组成。图10-11机械手伸缩电液伺服工作原理图 二、工作原理步进电机将数控部分的脉冲信号转换成相应的转角θi，动触头偏离电位器中位，产生微弱电压u1，经放大后再输入电液伺服阀1的控制线圈u2，产生一定的开口量。时压力油以流量q流经阀的开口进入缸左腔，缸右腔油经伺服阀回油箱，活塞连同机械手手臂一起向右移动。当电位器中位和触头重合时，输出电压为零，阀口关闭，手臂移动停止。当数控装置发反向脉冲时，步进电机逆时针转动，手臂缩回。图10-11机械手伸缩电液伺服工作原理图 图示的纸带张力控制系统中，2为牵引辊，8为加载装置，它们使纸带具有一定的张力。由于张力可能有波动，为此在转向辊4的轴承上设置力传感器5，以检测纸张张力，并用伺服液压缸1带动浮动辊6来调节张力。当实测张力与要求张力有偏差时，偏差电压经放大器9放大后得电液伺服阀7有输出活塞带动浮动辊6调节纸带的张紧程度以减少其偏差，所以这是力控制系统。实例二纸带张力控制系统图10-12纸带张力电液伺服控制原理图 心律失常诊断思路 一、床边诊断：临床上只要充分利用与发挥听诊的作用，参照体检、ECG、，对绝大多数的心律失常能够作出初步诊断。 （一）整齐的心律：心率正常者：绝大多数为窦性心律，少数为Ⅰ0AVB或房速伴2：1传导阻滞，房扑4：1传导，交界处心律心率过速者：以窦速最常见，其次是异位性心动过速，最少见的是房扑2：1传导心率过缓者：窦缓Ⅱ0AVB或Ⅲ0AVB；2：1窦房阻滞，连接处心律 （二）不整齐的心律：心率正常者：主要是过早搏动，窦不齐，慢速型房颤，AVB文氏型心率过速者：房颤多见，窦速伴早搏，房速、房扑有不规则传导心率过缓者：窦缓并窦不齐Ⅱ0AVB不规则传导 二、心律失常监测的意义：频率比=（迷走N/交感N）×S60-10次/min当心肌缺血时，使心肌静止电位下降，如果继续下降至－60mv时，所有快通道均关闭，当心率慢到一定程度回出现室性快速型心律失常如果心率快时，会出现分层传导，易折返 颈交感N链占优势时易发生室性快速型心律失常Ruken`s试验公式：应激→交感N↑→内源性儿茶酚胺↑→CAMP/CGMP比值↑→慢性通道开放→折返故心率应控制在60-100次/min为宜 心律性质：危重病人不存在生理性早搏，但有良性和恶性早搏区分。是否有血流动力学障碍来判断SVI=SV/BSA如果下降＞30%为不良征象 Han`s提出：易损指数：易室颤=前周期*QT/偶联间期良性＜1.1恶性＞1.11.2～1.4室颤易导＞1.4室颤室早分级：Lown`s＞Ⅲ级RonT，ronp：快心率时RonT不易室颤、室速如果慢心率时RonT易室、室颤如果低K，Q-T延长QTc=QT/√R-R≥0.42易室颤、室速 缓慢性心律失常：窦缓→窦房阻滞45～60次/min为高频性窦缓＜45次/min为低频性窦缓：经常合并窦房阻滞、窦缓→慢通道开放易诱发快速型心律失常，易折返，停搏3秒以上应安装起搏器 电-机械分离：心电图与心音图同步监护，正常人Q-T＜QS2当Q-T＞QS2即为电-机械早期分离。当ECG中：RⅠ+RⅡ+RAVL+RAVF+RV1-6∑R＜42mm伴QT延长，T倒为电-机械分离 恒速型室速120～160次/min75%转为室颤，加速型室速100%转为室颤预激合并快速房颤Ⅱ0～Ⅲ0AVB电生理不稳定AMI心肌层有碎裂电现象，局部呈室颤，而外膜仍为梗塞图形病窦，三束支传导阻滞 预后指数：PI=PWP×PEP/LVEF值越高预后越差。正常值≤3 三、心律失常诊断技术进展：心电图应用技术：时间容量扩大：存储式心电图电脑记录回放，HolterECG可达72小时全信息记录窨空间容量的扩大：体表电位图，心表电位图、心内膜电位图—用36～200个电极，心室晚电位图提示折返激动精确度提高：希氏束电图、高频宽带心电图，正交心电图、遥测心电图 运动负荷心电图：运动后早搏增多，提示病理性冠心病易诱发复杂性心律失常食道心电图：心房起搏，诱发和终止心动过速，观察房室关系临床电生理检查：插入多极导管，频率其搏程序刺激，心内膜标测对复杂心律失常的定性、定位和治疗取得重大进展 四、病理性室性早搏的识别和治疗病理性早搏是取决于基础心脏病的状况，心脏病变、冠脉多支病变决定其预后。 （一）有病理意义的室早：室早：QRS波有切迹，＞0.16s，振幅≤10mm。T波与主波方向一致，T波变深尖倒置；升降支对称室早级数在louwn`s三级以上，即多源、多形或串成对出现，RonT，RonP为危险信号 舒张早期指数PI=R-R`/Q-T＜1，舒张晚期室早指数PI=R-R`/Q-T＞1.6，联律不固定。室性早搏伴阿斯综合征发作，或者Ⅲ0AVB伴室性早搏、隐匿性室早。房早连接处早搏并存者均提示器质性病变。室早呈qR或QR对AMI早期诊断有重要参考价值，AMI经Holter连续6～12小时观察＞20次/小时仍有高度猝死危险 左室受累为主（冠心、高心）。室早多来自左心室而且早搏发生在ECG有ST-T改变和Q-T延长者服用洋地黄期间新出现的室早或低K时出现早搏者室性并行心律，室早后几个窦性心动出现继发性P-ST-T改变者 （二）治疗原则：二尖瓣脱垂、心肌肥厚有儿茶酚胺上升所致室早，用β-受体阻滞剂如美多心安、氨酰心安、索他洛尔一般采用胺碘酮、双异丙吡胺、利多卡因、奎尼丁、慢心律、溴苄胺、普鲁卡因酰胺及心律平等 手术治疗：药物无效并室速者，可电生理检查起搏点和折返途径，然后作心内膜切除术，心内膜环形切除术成功率达90%以上，特别有室壁病导管电灼：损伤小，心内膜标测室早点。然后电极导管发电130～240瓦秒，或射频消融埋藏自动除颤器，智能电脑抗心律失常起搏器 五、心动过速诊治近况：其发生机理以异位起搏点自律性增高（4位相斜率增加）、异常触发活动以晚电位，振荡电位多见以及冲动折返和环形运动 体表ECG对阵发性心动过速诊断正确率达70～80%，折返性室上速（PSVT）。最常见的是房室折返性心动过速（AVNRT）约占60%，其次是房室反复性心动过速（AVRT）约占30%，AVNRT的P波是逆行型，AVRT的P波形态取决于通路。 Ⅰ型房性阵发性心动过速是短阵不规则，反复发作，多数1：1下传。Ⅱ型阵发性房速系慢性房速，房颤前奏。Ⅲ型阵发性房速系长阵性，快速＞160次/分，绝对规则，非阵发性房速似窦律，多源性房速为P`-R不等，P`-P`不等不同形态P`波 阵发性室性心动过速：恒速型室速120～160次/分，75%转为室颤。加速型室速100%转为室颤减速型预后良好，几乎不发生室颤非阵发性室速并行收缩性室速，双重性室速，反复型室速应该细查病因 阵发性室速诊断的特异性指标，但不敏感；房室分离（脱节）仅占50%，心率＞160次/分，不易辨认。QRS波正常的和室性融合波仅12%，而敏感性高而不特异性的指标如原无束支阻滞者QRS＞0.14``，电轴＞-300，左束支阻滞型QS波一致性等 治疗原则：利多卡因、普鲁卡因酰胺、索他洛尔、胺碘酮、溴苄胺、心律平、电除颤、抗心律失常起搏器以及手术治疗 TheEnd!'