液压机中使用的伺服液压缸概述
伺服液压缸可内置活塞、外置缸体或端忆不同检测传感器,集成伺服阀及放大器于一 体,实现位置、力、速度闭环,安装方式可川有多种选择。
虽然已有很多将伺服缸、伺服阀、反馈倒感器组成一体的产品可供选用,但是由于各种 原因,在实际应用中,常常需要自行设计伺月1缸。
伺服缸与普通缸不同之处在于,伺服缸要情足伺服系统的静态精度、动态品质的要求, 要求低摩擦、无爬行、元滞涩、高响应、元夕H漏、长寿命。因此,伺服缸的最低启动压力、 泄漏量等指标与普通缸要求不同,除此之外, I伺服缸在频率特性方面还有要求。 首先,在设计计算时,伺服缸必须与选用阳服阀同时考虑,伺服缸除了要像普通缸一样 根据力值、速度选取适当的缸径、杆径,还需|要对固有频率进行校核,以满足系统或伺服阀 的要求。为提高响应速度,伺服阀还应尽量装桩缸体上,以减少阀与缸之间的管路,同时避 免使用软管。|
在结构设计上,伺服缸的密封和导向设计极为重要,不能简单地沿用普通液压缸的密封 与支撑导向。这是因为伺服缸和普通缸的性能脂标要求不同。伺服缸要求启动压力低即低摩 擦,通常双向活塞杆的最低启动压力不高于中.2MPa,单向活塞杆的最低启动压力不高于 O.lMPa。而普通缸根据密封形式及压力等级阵的不同,最低启动压力在O. 1 ~o. 75MPa, 在标称压力高的情况下,按百分比计算确定,惰的可高达1 8MPa。只有密封和支撑导向的 低摩擦才能保证无爬行、无滞涩、高响应,而阮外漏、长寿命等要求也都和密封与支撑导向 密切相关。其实,液压机密封与支撑导向的不同就是1司服缸和普通缸最本质的不同。现在,已有很 多专门用于伺服缸的成熟密封产品,既可保回密封效果又可保证低摩擦,可供选用。因此, 设计伺服缸的关键是选择和设计密封与支撑导胸部分。
此外,设计伺服缸要考虑如何保证缸的刚|性,有时还要考虑如何安装传感器等。 伺服缸总体来说在各方面要求比普通缸高I,但在内泄漏方面是个例外。伺服缸的内泄漏 量一般要求不大于O.5mL/min或由专门技术条件规定。而普通缸内泄漏量根据缸径和密封 形式等不同最低可达O.03mL/min。可见,伺匠缸的内泄漏量指标并不比普通缸要求高,甚 至可以低于普通缸的要求。这是因为伺服系统←般都有闭环反馈控制,内泄漏引起的误差可 以通过系统的闭环反馈得到调节补偿,即使稍饮一些也无妨。另外,内泄漏量能够影响系统 的稳定性和响应速度等动态指标,有时还会希惶内泄漏量稍大一些以增大系统稳定性。 伺服缸在系统中的匹配计算、尺寸确定也提很重要的。 在液压伺服系统中,液压机最常见的是电液位置伺服系统。由于它能充分地发挥电子和液压两 方面的优点,既能产生很大的力和力矩,又具信高精度和快速响应,还具有很好的灵活性和 适应能力,因而得到了广泛的应用o