徐海洋
（天津優瑞納斯液壓機械有限公司）

　　1.背景技術
　　高頻伺服振動缸的使用要求：
　　⑴Z大加速度30g.
　　⑵使用頻率20～350Hz
　　⑶在100g離心場下正常工作.
　　⑷地震波失真度（反應譜面積）：5%
　　⑸供油壓力21MPa.
　　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構，活塞為間隙密封，配有伺服閥塊，這樣可以滿足其使用要求。傳統的雙出桿液壓缸活塞桿的支撐結構一般采用銅導向或導向帶（導向環），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，控制油液溫度性能良好等。

　　3.技術內容
　　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主要組成結構
　　（1）桿兩端采用液體靜壓軸承結構。結構特點如下：
　　采用靜壓軸承來支承活塞桿將帶來極高的側向載荷能力。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下，摩擦阻力小。在高頻振動時不會發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。

　　經過精密計算得出的靜壓軸承結構，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、低速動態性能指標。

　　采用的四腔靜壓軸承設計，提高了伺服缸的抗側向力能力和動態響應及使用壽命。靜壓軸承單獨供油，泄油管直接回油箱。
　　（2）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，采用伺服閥自動調節流量，伺服閥起到換向閥和流量控制閥的作用，從而實現位置、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，因此系統響應速度高；控制精度高，穩定性容易保證。

　　通過伺服閥和位移傳感器的作用，保證液壓缸有穩定的輸出，同時得到穩定的波形圖。
　　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流閥（29）相通，通過控制節流閥（29）的通流量，可以有效控制液壓缸的穩定性，得到更好的工作波形。

　　（2）靜壓軸承供油P1，通過減壓閥（27）和固定節流孔（30）控制，可以實現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。

　　（3）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。
　　（4）液壓缸上配有壓力檢測口，可隨時監測油缸的壓力變化。

來源：《科學與財富》2016年5期