主頁 > 軸承知識(shí)

靜壓軸承在高頻加載伺服振動缸上的應用

2018-07-19

徐海洋
（天津優(yōu)瑞納斯液壓機械有限公司）

　　1.背景技術(shù)
　　高頻伺服振動缸的使用要求：
　?、臵大加速度30g.
　?、剖褂妙l率20～350Hz
　　⑶在100g離心場下正常工作.
　?、鹊卣鸩ㄊд娑龋ǚ磻V面積）：5%
　?、晒┯蛪毫?1MPa.
　　基于高頻加載伺服振動液壓缸的特殊使用要求，采用雙出桿液壓缸，活塞桿應用液體靜壓軸承支撐結(jié)構(gòu)，活塞為間隙密封，配有伺服閥塊，這樣可以滿足其使用要求。傳統(tǒng)的雙出桿液壓缸活塞桿的支撐結(jié)構(gòu)一般采用銅導向或?qū)驇В▽颦h(huán)），活塞采用密封圈。針對高頻加載伺服振動液壓缸的具體要求傳統(tǒng)雙出桿液壓缸存在的弊端說明如下：

　　活塞桿與導向的接觸為固體與固體的接觸，摩擦阻力大，液壓缸的啟動壓力大，響應時間長，抗震性能差，在高重力加速度下工作時導向受力不均，增大摩擦，穩(wěn)定性降低。在高頻下工作，油液溫度升高，固固直接接觸造成磨損，降低使用壽命。

　　2.目的
　　高頻加載伺服振動液壓缸主要解決了在特殊條件下傳統(tǒng)缸使用的弊端，主要是摩擦阻力小、啟動壓力降低、響應時間短、抗振性能好、運動平穩(wěn)，控制油液溫度性能良好等。

　　3.技術(shù)內(nèi)容
　　3.1高頻加載伺服振動液壓缸的組成如下：
　　圖1為主視圖，圖2為俯視圖。

　　1-伺服閥；2-伺服閥塊；3、6-工藝堵；4-壓蓋；5-缸頭；7、29螺釘；8-活塞桿；9-防塵圈；10-桿用Y型圈；11、15-O型圈；12-止動墊圈；13、16-擋圈；17-油口法蘭；18、19、20、22、23-油管接頭；21-測壓排氣接頭；24-缸筒；25-傳感器；26-傳感器支架；27-圓螺母
　　3.2主要組成結(jié)構(gòu)
　?。?）桿兩端采用液體靜壓軸承結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)特點如下：
　　采用靜壓軸承來支承活塞桿將帶來極高的側(cè)向載荷能力。四個靜壓腔室從四面對活塞桿形成支撐，通過四個小孔由高壓油供壓，當有側(cè)向載荷施加在活塞桿上時，相對面的液壓通路被擠壓，流量降低，供油小孔的壓降將降低，靜壓腔室內(nèi)的壓力則上升。該腔室對面的靜壓腔室則會因與活塞桿間隙增大而流量上升，靜壓腔室的壓力則下降。因此可見，靜壓軸承是“自我補償”的，液壓壓力將反作用于任何側(cè)向載荷，維持活塞桿的潤滑。靜壓軸承始終處于純液體潤滑狀態(tài)下，摩擦阻力小。在高頻振動時不會發(fā)生金屬之間的直接接觸，所以不會造成磨損，使用壽命長。油膜剛度有良好的抗震性。

　　經(jīng)過精密計算得出的靜壓軸承結(jié)構(gòu)，可以保證伺服加載油缸具有極低的啟動摩擦和滑動摩擦，Z大啟動壓力不超過0.05MPa，使伺服加載油缸具有良好的高速、低速動態(tài)性能指標。

　　采用的四腔靜壓軸承設計，提高了伺服缸的抗側(cè)向力能力和動態(tài)響應及使用壽命。靜壓軸承單獨供油，泄油管直接回油箱。
　?。?）采用大流量伺服閥和位移傳感器的控制
　　油缸配有伺服閥塊和高性能位移傳感器，利用傳感器對液壓缸的位置進行檢測和反饋，采用伺服閥自動調(diào)節(jié)流量，伺服閥起到換向閥和流量控制閥的作用，從而實現(xiàn)位置、速度、加速的、力和壓力等各種物理量的控制。伺服閥的頻率高，液壓諧振頻率也很高，因此系統(tǒng)響應速度高；控制精度高，穩(wěn)定性容易保證。

　　通過伺服閥和位移傳感器的作用，保證液壓缸有穩(wěn)定的輸出，同時得到穩(wěn)定的波形圖。
　　4.工作原理
　　工作原理如圖3。

　　（1）油缸的控制壓力油P，通過伺服閥（28）進入油缸，油缸兩腔之間通過節(jié)流閥（29）相通，通過控制節(jié)流閥（29）的通流量，可以有效控制液壓缸的穩(wěn)定性，得到更好的工作波形。

　?。?）靜壓軸承供油P1，通過減壓閥（27）和固定節(jié)流孔（30）控制，可以實現(xiàn)靜壓軸承的壓力和流量德的控制，從而使靜壓軸承得到更好的承載能力、油膜剛度等。靜壓軸承的泄油則通過泄油口L直接回油箱。

　?。?）控制壓力油P2，伺服閥為外空外泄式，通過P2壓力油控制伺服閥，伺服閥的泄油口Y單獨回油箱。
　?。?）液壓缸上配有壓力檢測口，可隨時監(jiān)測油缸的壓力變化。

來源：《科學與財富》2016年5期