徐海洋
（天津优瑞纳斯液压机械有限公司）

　　1.背景技术
　　高频伺服振动缸的使用要求：
　　⑴Z大加速度30g.
　　⑵使用频率20～350Hz
　　⑶在100g离心场下正常工作.
　　⑷地震波失真度（反应谱面积）：5%
　　⑸供油压力21MPa.
　　基于高频加载伺服振动液压缸的特殊使用要求，采用双出杆液压缸，活塞杆应用液体静压轴承支撑结构，活塞为间隙密封，配有伺服阀块，这样可以满足其使用要求。传统的双出杆液压缸活塞杆的支撑结构一般采用铜导向或导向带（导向环），活塞采用密封圈。针对高频加载伺服振动液压缸的具体要求传统双出杆液压缸存在的弊端说明如下：

　　活塞杆与导向的接触为固体与固体的接触，摩擦阻力大，液压缸的启动压力大，响应时间长，抗震性能差，在高重力加速度下工作时导向受力不均，增大摩擦，稳定性降低。在高频下工作，油液温度升高，固固直接接触造成磨损，降低使用寿命。

　　2.目的
　　高频加载伺服振动液压缸主要解决了在特殊条件下传统缸使用的弊端，主要是摩擦阻力小、启动压力降低、响应时间短、抗振性能好、运动平稳，控制油液温度性能良好等。

　　3.技术内容
　　3.1高频加载伺服振动液压缸的组成如下：
　　图1为主视图，图2为俯视图。

　　1-伺服阀；2-伺服阀块；3、6-工艺堵；4-压盖；5-缸头；7、29螺钉；8-活塞杆；9-防尘圈；10-杆用Y型圈；11、15-O型圈；12-止动垫圈；13、16-挡圈；17-油口法兰；18、19、20、22、23-油管接头；21-测压排气接头；24-缸筒；25-传感器；26-传感器支架；27-圆螺母
　　3.2主要组成结构
　　（1）杆两端采用液体静压轴承结构。结构特点如下：
　　采用静压轴承来支承活塞杆将带来极高的侧向载荷能力。四个静压腔室从四面对活塞杆形成支撑，通过四个小孔由高压油供压，当有侧向载荷施加在活塞杆上时，相对面的液压通路被挤压，流量降低，供油小孔的压降将降低，静压腔室内的压力则上升。该腔室对面的静压腔室则会因与活塞杆间隙增大而流量上升，静压腔室的压力则下降。因此可见，静压轴承是“自我补偿”的，液压压力将反作用于任何侧向载荷，维持活塞杆的润滑。静压轴承始终处于纯液体润滑状态下，摩擦阻力小。在高频振动时不会发生金属之间的直接接触，所以不会造成磨损，使用寿命长。油膜刚度有良好的抗震性。

　　经过精密计算得出的静压轴承结构，可以保证伺服加载油缸具有极低的启动摩擦和滑动摩擦，Z大启动压力不超过0.05MPa，使伺服加载油缸具有良好的高速、低速动态性能指标。

　　采用的四腔静压轴承设计，提高了伺服缸的抗侧向力能力和动态响应及使用寿命。静压轴承单独供油，泄油管直接回油箱。
　　（2）采用大流量伺服阀和位移传感器的控制
　　油缸配有伺服阀块和高性能位移传感器，利用传感器对液压缸的位置进行检测和反馈，采用伺服阀自动调节流量，伺服阀起到换向阀和流量控制阀的作用，从而实现位置、速度、加速的、力和压力等各种物理量的控制。伺服阀的频率高，液压谐振频率也很高，因此系统响应速度高；控制精度高，稳定性容易保证。

　　通过伺服阀和位移传感器的作用，保证液压缸有稳定的输出，同时得到稳定的波形图。
　　4.工作原理
　　工作原理如图3。

　　（1）油缸的控制压力油P，通过伺服阀（28）进入油缸，油缸两腔之间通过节流阀（29）相通，通过控制节流阀（29）的通流量，可以有效控制液压缸的稳定性，得到更好的工作波形。

　　（2）静压轴承供油P1，通过减压阀（27）和固定节流孔（30）控制，可以实现静压轴承的压力和流量德的控制，从而使静压轴承得到更好的承载能力、油膜刚度等。静压轴承的泄油则通过泄油口L直接回油箱。

　　（3）控制压力油P2，伺服阀为外空外泄式，通过P2压力油控制伺服阀，伺服阀的泄油口Y单独回油箱。
　　（4）液压缸上配有压力检测口，可随时监测油缸的压力变化。

来源：《科学与财富》2016年5期