伺服液壓缸設(shè)計的要素
發(fā)布時間：2015-08-22 新聞來源：一覽液壓英才網(wǎng)
1密封是任何個液壓系統(tǒng)的永恒的主，對于中高壓液壓伺服系統(tǒng)尤其如此。密封不好不但影響伺服系統(tǒng)的控制精度，還會使系統(tǒng)失控如跑缸失速鎖緊失效等。伺服缸的密封主要為活塞桿與端蓋及活塞與缸體間的密封，且均為動密封。對伺服缸的動密封般要求應(yīng)具有低摩擦阻力低泄漏和長壽命的特點。
1.1活塞桿與端蓋的密封此類密封會引起外泄漏問，設(shè)計時尤其應(yīng)注意。為滿足泄漏長壽的要求，傳統(tǒng)的做法是選擇摩擦系數(shù)小且耐磨的材料做密封件，如聚氟乙烯等，但這種材料承受高壓的能力不強。為提高強度，勢必增加其密封厚度；同時為了增加其密封性，須加大對密封件的預(yù)壓緊力，這又增加了伺服缸的摩擦阻力。而摩擦力的增加對控制系統(tǒng)的直接后果是增加死區(qū)滯環(huán)等非線性因素，使控制系統(tǒng)的動靜態(tài)性能變差�，F(xiàn)推薦種方便與靜壓軸承式密封相比高效與組合密封相比的密封方法。
這是種分別采用金屬材料和非金屬材料做成用專門材料構(gòu)成其兼有導向套的作用，這個套筒與活塞桿之間形成個環(huán)形間隙，由于間隙很小，其間的油流可視為層流。第級為般的桿密封非金屬材料。由于經(jīng)過第級密封后，油的壓力己很低，可認為第級密封屬于低壓密封因其為單向密封，建議采用耐壓性好壽命長的，形圈或形圈在第級密封中，若經(jīng)過精心設(shè)計，能使整個溫度范圍如20，80，內(nèi)桿與套筒的間隙8保持基本恒定，則通過該間隙的泄漏量為密封長度偏心距么壓力差因腔內(nèi)高壓時，桿運動方向與泄漏方向相反，由流體力學分析知，實際么9比上式有所減小。
1.2活塞的密封與活塞桿相比，活塞密封造成的問的象是內(nèi)泄漏。盡管不直接影響系統(tǒng)的外觀形態(tài)，但樣會影響控制系統(tǒng)的動靜態(tài)指標，所以對其密封也須引起足夠的重視。由于活塞厚度和裝配難度的限制，活塞與缸體間的密封不宜采用金屬套筒式密封。
目前用得較成功的種非金屬材料的組合密封方案是雙導向環(huán)斯來圈加復合密封圈，形橡膠圈加有自動補償作用的非金屬材料環(huán)，2.
形密封件主密封件；20形密封圈彈性體副密封件；3斯來圈此類密封的具體組合建議采用美國霞板公司的密封組件。這種組件的特點是具有密封性好允許活塞與缸體間有較大的配合間隙更換方便對油的清潔度要求低摩擦阻力小溝槽加工簡單等優(yōu)點。
2伺服閥的選取對于伺服閥的選取，有許多因素可考慮，但有兩點是設(shè)計者必須認真對待的。
2.1閥的類型在滿足系統(tǒng)最重要指標如閥的頻寬流量特性等的前提下，盡量考慮選用對油的污染敏感度低的伺服閥而不是比例閥。實踐證明，80以上伺服閥的故障與70以上的伺服系統(tǒng)的故障來自于油如噴嘴擋板閥的噴嘴與擋板間的間隙，通常其間隙量小于0.1就閥本身而言，般情況下，其對油的污染的不敏感性為大流量閥優(yōu)于小流量閥結(jié)構(gòu)形式和放大級數(shù)相同前提下，動圈式力馬達推力或力矩大優(yōu)于動鐵式力矩馬達，滑閥式取消固定節(jié)流孔后流道變大和射流管式噴嘴及其與接受孔間的距離大優(yōu)于噴嘴擋板式9比例閥其滑閥行于比例方向閥。如噴嘴擋板式伺服閥，對油的精度要求為優(yōu)于31638標準的6級1804406標準的14級，而動圈式力馬達式伺服閥或比例方向閥，對油的精度要求為NAS1638標準的7級6，4406標準的1512級即可。而比例壓力閥或比例拆裝閥對油的精度要求還可再低個等級，如31638標準的8級130標準的1613級，已接近普通拖動系統(tǒng)對油的使用要求。
有種考慮是設(shè)計中盡量選用比例閥，其依據(jù)是既可使系統(tǒng)對油的精度要求降低，又可降低成本。
2.2閥的流量般選取的順序是，先由執(zhí)行機構(gòu)最大負載外下應(yīng)達到的速度確定負載流量02，再由21確定系統(tǒng)的空載流量2心即定出25后，再由樣本選取規(guī)定閥壓降今般為7MPa下的空載流量0，即但是，考慮到輸入信號的多變性常會大于預(yù)計輸入信號的最大值，此時會引起流量飽和，劣化系統(tǒng)議實際選用的伺服閥的空載流量，實應(yīng)大于或等于2濟的兔空載流試搡的規(guī)格過大的不足是響應(yīng)慢因慣量大，且閥的大行程得不到經(jīng)常有效的工作和磨合，系統(tǒng)的靈敏度也差。
改善這種狀況有效的做法是。選用兩個較小規(guī)格的伺服陶，其流帚之和等于所需的個大規(guī)格閥提下明顯改善伺服缸的動特性。
3建模和辨識非對稱單出桿缸具有占用空間小結(jié)構(gòu)簡單成本低外泄小僅為對稱缸的半等優(yōu)點，是伺服液壓缸的執(zhí)行機構(gòu)的首選形式。對稱閥控不對稱缸樣的階數(shù)學模型形式性能指標低于制造商給出的指標的情況。由于伺服1壓力系數(shù)；兒等效活寒面積；6等效容積；油的體彈模數(shù)；等效干擾力；77質(zhì)量；粘性阻尼系數(shù)彈簧系數(shù)哪平均活塞面積需要注意的是，不對稱缸與對稱缸的動態(tài)模型始終存在的原因是，為保持零位力平衡，閥通向有桿腔處須個預(yù)開口心，作用的接后果是增加了系統(tǒng)的靜差。
般制造商可根據(jù)實際伺服缸的使用工況如有否彈簧負載可否略去速度阻尼等和類型如位置速還是力控制進行簡化，進而給出必要的響應(yīng)曲線或頻率特性和動靜態(tài)指標。如對于無彈負載忽略速度阻尼的位置控制系統(tǒng)且假定閥的頻寬遠大于3倍以上缸的頻寬，則系統(tǒng)以閥的電流為輸入的傳遞函數(shù)可簡化為叫階固有頻率，=2譏據(jù)此畫出開環(huán)或閉環(huán)的響應(yīng)線提供給用戶，似乎工作己經(jīng)很完善了。
用試驗和辨識方法確定模型的另個直接好處以通過試似1對伺服液味缸進廳故障診1破，找出缺陷，進而改進設(shè)計和制造。如在對即將出廠對應(yīng)缸的輸出行程為135毫米的小信號時低頻即低頻小于1赫芝時，幾乎無輸出振幅。當信號在對應(yīng)缸的輸出行程610毫米范時。缸有低頻爬行和滯澀現(xiàn)象，再增大輸入信號時，波形漸趨正常。這與死區(qū)摩擦滯環(huán)等非線性因素最易影響塞密3波形封圈損傷后卡緊缸體的緣故去掉故障后，切正常。所以，這是種很有實際意義的做法。好在由于理論的+斷完善。手段的不斷改進，設(shè)各價格的不斷下降，使試驗辨識從陽春白雪走向了下里巴人。我們應(yīng)當充分利用這現(xiàn)代科技手段。
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