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浅谈伺服油缸的快速和稳定性
更新日期：2019-02-15
伺服油缸为提高生产率，要求各类机床和机械设备有较高的退刀速度，为满足这一要求，数控液压伺服油缸必须具有较高的运行速度。根据公式n=60 f／(zm)，其中，厂为输入脉冲频率，可见其快速性与数控系统能提供的步进电动机运行频率有关，与液压泵站能提供的油液流量也有关，在设计时应根据实际需要计算确定。就油缸本身而言，根据公式u1—8Q-（πd2）（Vl为活塞速度；Q为液压泵的流量；D为缸简直径）可知快速性取决于油缸的流量，就系统而言还取决于伺服阀的开启度。即 υ=υ1Ae／r 式中，υ为活塞运行速度；υ1为阀开口处流速；A为阀开口长度；e为阀开口宽度；r为活塞半径。 以lOOmm油缸计算，若油缸运行速度为5cm/s，伺服阀开口处油液流速将达到694cm／s，要提高油缸运行速度，只要增大阀的开口宽度，实际上阀的开口宽应设计在一定范围内，以适应快速性的要求。
υ／e为油缸的速度放大系数，以Cv表示，即Cv= υ／e。在一定的速度下，要求e越小，Cv越大；但过大，会引起油缸运行时发生振抖、失步等不稳定因素。根据实验，Cv取200×l/s，油缸运行稳定。 关于数控液压伺服油缸的稳定性，主要要求能准确地将步进电动机的角位移转变为具有较大推力的直线位移，工作平稳，不产生失步、爬行和振抖等现象。 影响油缸稳定性的因素大致有以下几项。 ①刚度：包括油缸本身的刚度、油缸与机床连接件的刚度，油缸的刚度又有输出件的刚度（缸体、活塞杆）和输入件的刚度（量测反馈元件的刚度），要保证足够的刚度，就要合理选择所用材料、尺寸和结构。 ②摩擦阻力：主要是机床拖板的摩擦阻力，尽量减少摩擦阻力是保证油缸工作稳定的重要方面。为此必须保持床身导轨的直线度和平面度，并保证拖板与导轨接触良好，在导轨上贴塑料膜是减少摩擦阻力的有效方法。油缸内部传动件的摩擦阻力也要尽可能减小，因为步进电动机的转矩较小，阻力增加将产生失步甚至丢步，解决的方法是提高各配合件的精度和光洁度。
υ／e为油缸的速度放大系数，以Cv表示，即Cv= υ／e。在一定的速度下，要求e越小，Cv越大；但过大，会引起油缸运行时发生振抖、失步等不稳定因素。根据实验，Cv取200×l/s，油缸运行稳定。 关于数控液压伺服油缸的稳定性，主要要求能准确地将步进电动机的角位移转变为具有较大推力的直线位移，工作平稳，不产生失步、爬行和振抖等现象。 影响油缸稳定性的因素大致有以下几项。 ①刚度：包括油缸本身的刚度、油缸与机床连接件的刚度，油缸的刚度又有输出件的刚度（缸体、活塞杆）和输入件的刚度（量测反馈元件的刚度），要保证足够的刚度，就要合理选择所用材料、尺寸和结构。 ②摩擦阻力：主要是机床拖板的摩擦阻力，尽量减少摩擦阻力是保证油缸工作稳定的重要方面。为此必须保持床身导轨的直线度和平面度，并保证拖板与导轨接触良好，在导轨上贴塑料膜是减少摩擦阻力的有效方法。油缸内部传动件的摩擦阻力也要尽可能减小，因为步进电动机的转矩较小，阻力增加将产生失步甚至丢步，解决的方法是提高各配合件的精度和光洁度。
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