电阻应变计在轧机伺服液压缸测试中的应用

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1、２０１４年３月机床与液压Ｍａｒ２０１４第４２卷第５期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ４２Ｎｏ５ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１－３８８１２０１４０５０１７电阻应变计在轧机伺服液压缸测试中的应用尹丹，陈新元，邓江洪，李鹏，李涛（武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉４３００８１）摘要：针对液压ＡＧＣ测试系统存在的不足，在原有测试系统的基础上设计了一种新的测试方案，主要改进在于用电阻应变计替代位移传感器。通过有限元仿真分析和重复静态实验，表明新方案具有可行性。关键词：ＡＧＣ测试；电阻应变

2、计；有限元法中图分类号：ＴＨ１３７文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－３８８１（２０１４）５－０６０－３ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＲｅｓｉｓｔａｎｃｅＳｔｒａｉｎＧａｇｅｉｎＲｏｌｌｉｎｇＭｉｌｌＳｅｒｖｏＣｙｌｉｎｄｅｒＴｅｓｔｉｎｇＹＩＮＤａｎ，ＣＨＥＮＸｉｎｙｕａｎ，ＤＥＮＧＪｉａｎｇｈｏｎｇ，ＬＩＰｅｎｇ，ＬＩＴａｏ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｃｈｉｎｅｒｙａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００８１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：

3、ＡｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃＡＧＣｔｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ａｎｅｗｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｔｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｅｎｓｏｒｗａｓｒｅｐｌａｃｅｄｂｙｔｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｔｒａｉｎｇａｇｅａｓａｎｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｒｅｐｅａｔｅｄｓｔａｔｉｃｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｉｔｉｓｃｏｎｆｉｒｍｅｄｔｈａ

4、ｔｔｈｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄｉｓｆｅａｓｉｂｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＧＣｔｅｓｔｉｎｇ；Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｔｒａｉｎｇａｇｅ；Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ在现代冶金企业中，轧机伺服液压缸是轧机液压感器输出信号严重失真，无法准确反映伺服油缸的活ＡＧＣ系统中的关键设备，需要定期进行检修，以保塞杆位移。证产品质量和节约生产成本。液压ＡＧＣ测试系统可另一方面，位移传感器灵敏度有限，试验时由于以有效地对伺服液压缸性能进行试验，近年来得到了干扰信号强烈，为获得有效的位移信号，须增大伺服广泛的应用，取得了显著的经济效益。缸

5、的振幅，使其振幅达到毫米级，而伺服液压缸实际轧机用大型伺服液压缸具有轧制力大、行程短、工作时的振幅是微米级。由于轧机伺服油缸的缸径一频率响应高等特点，我国现有ＡＧＣ测试系统尚不能般很大，要模拟伺服油缸高频振动的工况，在毫米级完全满足其试验要求［１－３］。为此，文中在原某型液压振幅测试时需要功率很大的油源和大流量的电液伺服ＡＧＣ测试系统基础上，通过间接测量伺服液压缸活阀才能满足试验条件，极大地增加了测试系统的成塞杆位移，研究测试伺服液压缸性能参数的新方法。本，又使得模拟加载与伺服油缸实际工况偏差较大。１原测试系统的构成与瓶颈２

6、改进方案与仿真原液压ＡＧＣ测试系统主要由伺服缸、电液伺服２１新方案原理阀、位移传感器、压块、伺服放大器、动态测试仪、轧机ＡＧＣ测试系统的基本构成是闭式机架＋加数据采集系统、ＣＡＴ系统、加载油源、闭式机架等组载伺服缸。在模拟加载过程中，闭式机架在弹性变形成。范围内随伺服液压缸活塞杆位移发生变形。这种变形该测试系统可以试验００１～２０Ｈｚ的伺服液压缸是相对固定的，而机架的变形又和其应变是唯一对应动态性能，但实际使用时由于下述两方面原因，仅能关系［４］，所以可以通过测量机架的应变间接测量伺服完成００１～１０Ｈｚ的伺服液压缸动

7、态性能试验。液压缸活塞杆伸出量。一方面，因为液压ＡＧＣ测试系统需要测试各种闭式机架的变形较复杂，无法用简单的物理模型型式的伺服油缸，位移传感器是通过磁力表架吸附在进行计算。文中采用ＡＮＳＹＳ对机架进行有限元分析，伺服缸体上的，具有通用性。这种紧固方式既便于安找出机架应变与机架变形的关系，分析得出可供实验装与拆卸，又不会损坏伺服油缸，但在伺服油缸高频的应变测点，进而得出机架应变和伺服液压缸活塞位振动时变得很不牢固，振动产生的干扰信号使位移传移的关系。收稿日期：２０１３－０３－０１作者简介：尹丹（１９８７—），男，硕士研究生，研

8、究方向为流体传动与控制。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｄ０１３０１５＠１６３ｃｏｍ。第５期尹丹等：电阻应变计在轧机伺服液压缸测试中的应用·６１·２２机架的有限元分析可以看出：机架变形最大的是上、下梁中间。作者认机架具有对称性，采用１／２模型进行有限元分为，机架变形最大的上梁与下梁中间节点的位移差与析