对于伸出量可控液压缸中滚珠丝杆的力学分析与仿真

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1、HvdraulicsPneumatics&Seals，NO．02．2013伸出量可控液压缸中滚珠丝杆的力学分析与仿真陈燕君，吴榕，侯恩光(1．厦门大学物理与机电工程学院，福建厦门361005；2．闽西职业技术学院机械工程系，福建龙岩364021)摘要：该文介绍了一种活塞杆伸出量可控的液压缸，该缸利用滚珠丝杆副将活塞杆的直线位移转化为丝杆的角位移，再由旋转编码器对该角位移进行测量，经过反推计算可得到活塞杆伸出量的大小，为保证测量的准确性和控制的精确性，需要对测量的误差进行补偿。该文在Pro／E中建立了丝杆的实体模型，并导人到ANSYS中，通过热

2、一结构耦合分析得到某一温度下丝杆的伸长量，再经过对数据的分析以及线性化，可作为控制程序中误差补偿的参考数据来应用。关键词：液压缸；位置可控；滚珠丝杆副；ANSYS耦合仿真中图分类号：THl37；TP'271+．3文献标识码：A文章编号：1008-0813(2013)02-0077—03MechanicalAnalysisandSimulationinaboutBallScrewinExtendedControllableHydraulicCyhndersCHENYan-jtm，RD，，HOU_g，(1．SchoolofPhysicsandMe

3、chanical&ElectricalEngineering，XiamenUniversity，Xiamen361005，China；2．MinxiVocation&TechnicalCollege，Longyan364021，China)Abstract：Thispaperintroducesakindofhydrauliccylinderwiththeprotrudevolumeofpistonrodcontrollable，thecylinderbyusingtheballscrewtotranslatelineardisplaceme

4、ntofpistonrodintoangularpositionofscrewrodtomeasure．Measuredresultsareoutputtedbyagratingormagneticgratingangulardisplacementtransducer．Toensurethecontrolprecisiot~needtocompensateformeasurementerror．ThispaperusingPro／Esoftwaretofinishtheenti~modelingandimpo~intoANSYSsoftwa

5、re，throughthetemperature-structurecouplinganalysis，gettingthescrewelongationinatemperature．Atlastbytheanalysisofdataandlinear，theresultdatacanbeusedasacontrolprogramapplicationinerrorcompensation．Keywords：hydrauliccylinder；positioncontrol；ballscrew；ANSYScouplingsimulationl2

6、3456789O引言带位置传感器、活塞杆行程可以控制的液压缸近年来发展迅速，在轧钢压下系统、冶金锅炉的送料液压系统、煤矿液压支柱、注塑推进机构中运用广泛。本文：：I介绍了一种将活塞杆的直线位移转化为滚珠丝杆角位1一缸底2一角接触轴承3一斯特封4一活塞隔圈5一滚珠丝杆移来测量的方法，接着对滚珠丝杆的受力进行了分析，6一铰轴7一活塞8一活塞杆9一导向套最后将丝杆的实体模型导人ANSYS中进行仿真，得到图1液压缸原理图某温度下丝杆受热膨胀的伸长量。端的台阶孔内采用两套25。角接触轴承支撑丝杆，轴承1检测方法成对并且面对面安装，隔圈在轴承压盖的压紧力

7、下可对轴承进行轴向预紧并对丝杆定位。通孔采用斯特封工作原理如图l所示。液压缸活塞杆的左端盖钻密封，这种密封具有自密封能力和自润滑性．与金属表有深孔，滚珠丝杆一端伸入到深孔内，丝杆螺母依靠活面无粘着作用，最大可承受30MPa的压力，使用寿命塞杆左端面定位，并用六角紧固螺钉固定。左端盖设有长，适合旋转运动轴的密封。丝杆的螺母用六角螺钉紧台阶孑L，丝杆采用一端固定一端自由的安装方式，在左固在活塞杆的左端，并采用铸铁隔圈保护螺母。丝杆的收稿日期：2012—06—06一端从左端盖伸出，当高压油推动活塞往复运动时，活作者简介：陈燕君(1989一)，女，福

8、建龙海人，硕士研究生，主要研究方向为塞杆上的螺母做跟随运动，由于丝杆的轴向位移被限CAD／℃AM。制，丝杆在螺母的带动下只能产生角位移，这个角位移77液压气动与密封