数字液压缸阀芯特性研究

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1、2012年10月机床与液压Oct．2012第40卷第20期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．40No．20DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．20．019数字液压缸阀芯特性研究彭利坤，宋飞，邢继峰，付鹏岗(海军工程大学船舶与动力学院，湖北武汉430033)摘要：阀芯特性是影响数字液压缸准确性与稳定性的重要因素。以数字液压缸的滑阀阀芯为研究对象，通过建立圆柱滑阀、矩形槽滑阀和锥形滑阀3种典型滑阀过流面积的数学模型，并结合数字液压缸AMESim仿真模型对3种阀芯的特性进行对比分析，研究

2、3种滑阀对该型数字液压缸特性的影响，为该型数字液压缸滑阀阀芯的设计、选择及优化提供了参考依据。关键词：数字液压缸；阀芯；特性中图分类号：TM743文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)20—062—4ResearchonValvePlugPropertyofDigitalHydraulicCylinderPENGLikun，SONGFei，XINGJifeng，FUPenggang(CollegeofNavalArchitectureandMarinePower，NavalEngineeringUniversity

3、，WuhanHubei430033，China)Abstract：Theprope~yofvalveplugisthemainfactoraffectingthestabilityandaccuracyofhydrauliccylinder．Aimingatre—searchofslidevalveplugofdigitalhydrauliccylinder，throughestablishingthemathematicalmodelonareaofpassageofthreetypesofslidevalve，Ram由cyli

4、ndricalslidervalve，rectangularrabbetslidervalveandconicalslidevalve，andcombinedwithcomparinga—nalysistothethreekindsofvalveplugprope~ybyAMESimsimulationmodelofdistalhydrauliccylinder，theeffectsofthreekindsofslidevalvetothistypeofdigitalhydrauliccylinderpropertywereana

5、lyzed．Thereferenceforthedesign，selectionandoptimizationofslidevalveplugofdigitalhydrauliccylinderareprovided．Keywords：Digitalhydrauliccylinder；Valveplug；Prope~y随着微电子等相关技术的发展，步进电动机与1数字液压缸系统工作原理及数学模型某些液压零件相组合构成的数字式液压缸、数字液1．1数字液压缸工作原理压马达、数字伺服阀等数字式机电液一体化装置不数字液压缸结构原理如图1所示。

6、断涌现。．这类装置大多结构紧凑易于操作，但设计较为困难。以数字液压缸为例，其使用极其简单，对使用者而言近似于“开环控制”，但设计复杂，一旦制造完成后参数固定，无法调节，因此其设计过程就显得尤为重要。而阀芯是多数数字式机电液一体化的关键组成部分，阀芯设计对数字液压缸的位移、流量及冲击等特性影响十分明显。但阀芯形面的设计是一项复杂的工作，德国、美国等发达国图1数字伺服步进液压缸结构原理图家已采用调节阀阀芯形面的参数化设计技术，而国其工作原理为：在微机或PLC发出的正向脉冲内阀芯形面的设计目前仍主要采用流量试验或者修序列作用下，细分驱动

7、器驱动步进电机旋转，步进电形的方法，设计周期长、成本高、精度低，难以满机又带动阀芯旋转。在阀芯左端螺杆螺母副的作用足现代化生产发展的需要。下，阀芯轴向左移，阀口打开，压力油进入无杆腔一为了更方便地研究阀芯的形状特性，本文采用专侧，活塞外伸；与此同时，与活塞连成一体的反馈螺业建模软件AMESim对数字液压缸系统进行建模，结母也一同运动，在滚珠丝杠反馈机构的作用下，反馈合不同形状阀芯的特性进行仿真分析，仿真结果体现丝杆旋转，进而带动与其连接的螺母旋转，再通过螺了阀芯的形状及其其他特性对数字液压缸的影响，并杆螺母副的作用推动阀芯轴向右移

8、，实现直接位置负为阀芯设计与选择提供了参考依据。收稿日期：201l一09—21作者简介：彭利坤(1975一)，男，博士研究生，副教授，研究方向为机电液控制与仿真、并联机器人技术等。E—mail：songfei880806@126．con。第20期彭