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1、伺服液压缸结构及密封设计天津工程机械研究所沈延康贾春梅程楷。,液压缸是液压传动中主要执行元件之一,已得原输人值不变如图所示若主阀芯位移方向,到广泛地应用。它通常是以力为输出、由换向阀实产生控制油路与驱动活塞位移方向,反向连接时现换向、位移静压传动的开关量控制。随着工程技图所示为正向连接,阀输人一个士开口,、,。术的发展需实现动态控制模拟量输出的液压技量对应活塞有士值的位移输出当受外扰冲击,,,,。,力士时对应缸体产生一个匆位置变化由术显然一般液压缸不能满足要求因此液压瓜于,伺服技术不断被采用。阀体是刚性连接在缸体上同样有一个的位移经参数
2、匹配、动态参量计算后的伺服系统,设变化。使得阀口开度减小为士酝干匆。消弱了系,。,计的重要环节之一就是伺服液压缸。它主要由高精统抵抗外扰的能力使系统产生抖动反之若主度形位尺寸、阀芯位移产生控制油口、与驱动活塞位移方向的液压缸伺服阀及附加功能的阀元,,件、位移传感器等组成。是实现模拟量输人和模拟同向连接时受扰动冲击力士练作用对应阀口,,量输出的执行元件,其性能直接影响伺服系统动态增大为士酝土少起到补偿和克服扰动力的作用。,技术指标。设计中必需考虑伺服缸所驱动的负载及使系统没有明显的抖动现象因此当伺服缸水平,,,运动特性一般伺服缸驱动的载荷多为惯性静放
3、置或小角度倾斜时建议伺服缸设计中将伺服载载荷。若遇到外扰动载载荷,特别是当动阀主阀芯轴向运动方向和液压缸活塞轴向运动方向载大于静载以上时,除系统刚性计算要考虑保持一致。外,在伺服缸设计中应给予足够的重视。即使在设计伺服系统中,其载荷性质、动态参量、系统刚土、,性误差及非线性因素都应进行充分的计算分析‘了州还应对伺服缸结构上作相应的特殊设计。合理选择伺服阀在液压缸上的安装位置,伺服阀安装在液压缸上的位置间接影响到伺服系统的线性因素。特别是在长行程驱动中,液压,缸安装姿态是多方位变化的有扰动负载源的场图,所。由于以长量程位移传感器为
4、反馈元件的闭环系当伺服缸垂直或大角度倾斜位置安装时伺服统,电控灵敏度并非很高。因此,需要考虑伺服阀阀主阀芯轴向方向与液压缸轴向方向设计为相互垂在液压缸的安装位置。其原因在于伺服阀中阀芯与直最佳这样能避免因阀芯重量引起的阀开口偏置,,,。对应安装的缸体在运行中受到外扰力而产生附加的问题减少调节环节提高动态控制品质因素,位移,它将影响系统的动态响应特性。以大惯性负对小行程位置伺服系统一般电控测量的灵敏。载、受大扰动载荷的长行程位置控制伺服阀为例。度和分辨率能做得很高推荐采用伺服阀主阀芯与。该伺服缸在运行中,受扰动冲击载荷或承受换液压缸轴线相互垂直的安装方位
5、设计向大惯性载荷冲击时,由于受力状态变化,瞬间因、合理选择密封结构轴承间隙缸体应变等因素引起缸体在士勿范围,内变化一般细二士巧,受电控灵敏度影影响伺服缸动态品质的另一个主要因素是活,响,该值不能测出,而高形位精度的伺服阀芯,塞与缸筒间的摩擦力以及活塞杆与导向套之间的。,在颤振信号的激励、自身质量惯性作用下,仍保持摩擦力这是由运动部件密封结构决定的一般容,工程机械——易在设计中被简化忽略。密封结构的好坏直接影响作用伺服缸的性能,在结构设计中必须重点考虑。一般,液压缸自身的加工精度能做到但密封材料结构形式各异。在此推荐一种低摩
6、阻、耐磨、密封效果皿血,。好工艺简单成本低的组合密封结构形式特别适用液压刚度要求高、无泄漏及动、静摩阻小的伺服粉鱼暴,。“”。缸如图所吞该密封为型圈和滑环组滑,环材料采用填充聚四氟乙烯或聚四氟其结构形式图。,如图尺寸范围选择在一活塞用密封及应力分布活塞杆用密封及应力分布一,一,小结,粗糙度要求在拼以下。这种滑环结,构具有良好的密封性能和贴服特点同时保证滑动采用上述方法进行了伺服缸结构和密封的设,,、面之间有一定的润滑油膜是伺服缸动态控制所希
7、计用于大惯性大扰动载荷长行程位置控制伺服。望的较理想的工作条件轴用圈外侧一组采用斯特系统。其参数是静载,扰动冲击载荷,行程,。“”。。封结构能有效地控制外漏滑环背后为型士经试验运行得到满意的效果此类型圈。一范,,设计沟槽尺寸时应以压缩量控制的伺服缸设计方法可运用到工程机械当中如作,“”,,,围内为原则型截面小的取大数反之取小为推土机和平地机自动调平执行缸工程机械结构。,数橡胶材料硬度选中睛或低睛为宜一般为邵氏件强度、疲劳试验的模拟加载缸、工程机械液压伺一。,,。度除此之外活塞和导向套滑配面应有服操作机构等均可实现高
8、精度输出控制,巧一一定数量的匀压槽有条件还可采用喷涂收稿日期刁
