伺服液压缸启动摩擦力的高精度测试方法研究

《伺服液压缸启动摩擦力的高精度测试方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据2010年第7期液压与气动59伺服液压缸启动摩擦力的高精度测试方法研究鲁腊福2，李成1，蒋俊1。陈新元1，湛从昌1，刘利明1。付曙光1ResearchonthehighprecisiontestmethodofstaticfrictionforservohydrauliccylinderLUL丑血2，LIChen91，JIANGJunl，CHENXin—yuanl，ZHANCong．chang‘，LIULi—min91，FUShu—guan91(1．武汉科技大学，湖北武汉430081；2．韶关液压件厂有限公司，广东韶关512027)摘要：启动摩擦力是伺服液压缸

2、重要性能参数，其大小反映该液压缸设计、加工制造、装配水平，同时也能反映动态性能，准确、快速测试启动摩擦力十分重要。该文针对伺服液压缸启动摩擦特性，采用VisualC开发该项目测试软件，并在韶关液压件厂有限公司实施，取得了良好效果，文中还对启动摩擦与阶跃响应的关系进行仿真，仿真结果与实测情况基本相符。从上述情况看出，该测试系统是可行可靠的。关键词：伺服液压缸；启动摩擦力；测试中图分类号：THl37．5文献标识码：B文章编号：1000-485812010)074)059-021引言伺服液压缸摩擦力测试包含启动摩擦力及带载动摩擦力特性，本文主要介绍启动摩擦力测试。静摩擦力也

3、称最低起动压力，指液压缸在无载荷状态下启动时的最低工作压力，是反映液压缸设计、制造、装配精度以及密封状态的综合指标。在静态指标方面，液压缸摩擦力的大小是至关重要的。如果伺服液压缸设计、制造、维修或装配不当，将会产生过大的摩擦力，会对系统的性能带来了很大的影响。它不仅会使系统产生爬行、振荡，降低频率响应，还会导致系统稳态误差，甚至还会出现混沌现象。特别是在启动阶段，启动摩擦力是影响低速性能和响应时间及稳态误差的重要因素之一。因此应尽量使伺服液压缸的摩擦力最小。特别是在高精度AGC液压缸中，为了达到l斗m以上的定位精度并克服爬行现象，常常通过采用特殊的密封材料及沟槽尺寸、

4、提高加工精度等措施来减小摩擦力。当伺服液压缸运动改变时，活塞从静止到运动，由于伺服液压缸摩擦力的降落特性，摩擦力突然减小(静摩擦力大于动摩擦力)，尽管此时伺服阀阀芯未动，但伺服液压缸会发生一次跳动，(爬行)偏离平衡位置。系统在反向调节位置时也会出现同样的情况。这样可能形成所谓的极限环振荡。因此，为了获得稳定的控制系统，应尽量减小伺服液压缸的摩擦力，使之等于或稍大于库仑摩擦力(静摩擦力等于动摩擦力时，称为库仑摩擦力)。伺服液压缸摩擦力的大小对系统的性能有很大的影响，非线性的摩擦力不仅带来静态死区和动态死区。而且对稳定性和频宽也带来不利影响。为了达到轧机AGC液压缸的高精

5、度和高响应，通常要求伺服液压缸的摩擦力与机械摩擦力的总和应不大于1％的轧制力，伺服液压缸的摩擦力应小于伺服液压缸的最大推出力的0．3％。而AGC液压缸的评价标准是液压缸双方向、全行程摩擦力均小于轧制力的0．3％，其动、静摩擦力之差小于30％。因此必须定期检查伺服液压缸的摩擦力特性，对于检修时更换密封的伺服液压缸更需检测。但是目前还没有伺服液压缸的试验标准，测试结果不具可比性。目前使用的测试方法有如下几种：①直接启动压差测试法；②两液压缸水平对顶法；③机架变形仪法测试法；④CAT闭环控制测试法；⑤模拟背压测试法。2利用VisualC测试伺服液压缸启动摩擦力流程为了获得精

6、确的测试数据和曲线，结合伺服液压收稿日期：2010-01-04基金项目：科技音障敝人员服务企业行动项目(sQ∞09IⅫ嘲0冱)作者简介：鲁腊福(1963一)，男，安徽合肥人，工程师，主要从事液压测试技术方面的研究工作。万方数据液压与气动2010年第7期缸结构和工作特点，我们利用VisualC开发该项目软件。从VisualC里面的命令求得，被测缸的位移，压力信号经传感器的采集，数据导入VisualC中生成图形，根据有关函数关系自动计算出被测缸的平均摩擦力，测试方法流程如图l所示：图1测试方法流程图3伺服液压缸启动摩擦力和阶跃响应关系仿真通过在仿真软件AMESIM中构建阀

7、控缸仿真模型，在位置闭环状态下，进行阶跃响应仿真。仿真过程：给伺服阀输入0．001m(初始位移为0m)位移对应的阶跃信号，利用软件AMESIM的批处理功能，设置启动静摩擦力．厂分别为1000N，2000N，4000N，8000N时，对阀控缸位置闭环系统输出位移的阶跃响应进行仿真计算，仿真曲线如图2所示，不同启动摩擦力下阶跃响应时间分别为：图2启动摩擦力与阶跃响应关系曲线图／"4=1．04—0．0602=0．9798s(对应的静摩擦力为1000N)T3=1．17—0．0794=1．0906s(对应的静摩擦力为2000N)I'2=1．68—0．12=1．