对于单活塞杆液压缸动态性能参数影响因素的研究

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1、2015年2月机床与液压Feb．20l5第43卷第4期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．43No．4DoI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．04．032单活塞杆液压缸动态性能参数影响因素的研究左岗永(中国煤炭科工集团太原研究院，山西太原030006)摘要：以设计的单活塞杆液压缸为研究对象，建立了液压缸的数学模型，分析得到液压缸的动态性能参数固有频率和阻尼比与液压缸的等效质量、负载容积、活塞面积和液压介质的弹性模量等因素有关。研究了活塞杆伸出过程中，液压缸固有频率和阻尼比动态性能参数值的变化，对阀控缸系统和容积式调速回路系统的数学

2、建模和分析有重要的参考价值。关键词：单活塞杆液压缸；固有频率；阻尼比中图分类号：TH137文献标志码：A文章编号：1001—3881(2015)4—105—2ResearchonImpactedFactorstoDynamicPerformanceParametersofSinglePistonRodHydraulicCylinderZU0Gangyong(TaiyuanResearchInstituteofChinaCoalTechnologyandEngineeringGroupCorp，TaiyuanShanxi030006，China)Abstract：Thedes

3、ignedsinglepistonrodhydrauliccylinderwasselectedastheresearchobject，themathematicalmodelofthehydrauliccylinderwasestablished．Itwasreceivedbyanalyzingthatthenaturalfrequencyanddampingratioofthehydrauliccylinderwererelatedtothefactorssuchasequivalentmass，loadcapacity，pistonarea，theelasticmod

4、ulusofhydraulicmedium．Intheprocessofthepistonrodstretchingout，thechangesofnaturalfrequencyanddampingratioofthyehydrauliccylinderwereobtained，whichhadimportantreferencevaluetothemathematicalmodelingandanalysisforvalvecontrollingcylindersystemandcubagecontrol—lingratesystem．Keywor~：Sin~epist

5、onrodhydrauliccylinder；Naturalfrequency；Dampingratio液压缸作为液压系统中的执行元件，以直线往复设计双作用单活塞杆液压缸的结构如图1所示，运动或回转摆动的形式，将液压能转变为机械能⋯。由缸体1、活塞4、活塞杆5、缸盖8、导向环10等液压缸结构简单，制造容易，实现直线往复运动方便，主要零件组成。两端设有A、B油口。除单个使用以外，也可将几个组合起来或与其他机构2单活塞杆液压缸数学模型组合起来，完成特殊的功能，应用广泛。单活塞杆液压缸在活塞杆伸出过程中的受力如1液压缸的分类和结构图2所示。液压缸按其结构形式可分为活塞缸、柱塞缸、

6、摆动缸3类。按作用方式可分为单作用液压缸和双作F。用液压缸。按活塞杆形式可分为单活塞杆缸和双活塞杆缸。图2液压缸受力简图基本方程如下⋯：(1)流量连续性方程A。(pl-p2)pp1十l一缸体2_一卡环3～活塞密封4一活塞s一活塞杆6__o形密封圈卜挡圈缸盖～防尘圈1O一导向环A图1双作用单活塞杆液压缸专---：一收稿日期：2013-12—24作者简介：左岗永(1984一)，男，硕士，工程师，从事煤矿机械液压系统的设计工作。E-mail：zuogangyong@163．corn。·106·机床与液压第43卷式中：c为内泄漏系数；c为外泄漏系数；A为活续表1塞的面积；A为活塞杆

7、的面积；为活塞位移；为液压介质的弹性模量(包括连接管道和缸体的机械柔度)；V为液压缸进油腔的容积(包括阀、连接管，道和进油腔)；为液压缸回油腔的容积(包括阀、液压缸负载容积随活塞杆位移的变化如图3所连接管道和回油腔)。+示：负载容积的最大值出现在活塞行程为560mE(2)力平衡方程处，最大值为V=6．05x10rfl。忽略库仑摩擦力等非线性负载，可得：ddpIAl-p22m—dt2+口+Kx+假设液压缸的负载中无弹性负载，液压缸的传递函数化简为：活塞位移，m一—．FSA，图3液压缸负载容积=液压缸等效质量随活塞杆位