伺服液压缸活塞偏摆的高精度测试方法研究

　　前言

　　伺服液压缸具有较高的工作性能，所以，在要求较高的液压控制系统中得到广泛应用。如轧机的辊缝调节，带钢跑偏液压控制系统等。但在较大直径的伺服液压缸中，由于加工、安装、使用等原因，使伺服液压缸活塞产生偏摆，对液压缸系统产生不利影响;而偏摆也容易使伺服液压缸产生局部磨损，造成泄漏，严重时不能工作，降低其工作寿命。近年来用户为了提高伺服液压缸工作寿命和液压伺服系统工作性能，要求生产厂对伺服液压缸活塞的偏摆进行测试，提高其可靠性。

　　1伺服液压缸活塞偏摆故障诊断

　　伺服液压缸出现偏摆时，使液压缸运动部件阻力增大而出现爬行现象;同时，使伺服缸动态性能下降，不能满足工作要求;特别在频率响应较高工作条件下，加速活塞和活塞杆局部磨损，如图1所示，由于偏摆使活塞杆局部磨损，造成液压油外泄漏。液压缸偏摆的主要原因有:①加工精度低;②承受偏心载荷;③装配没有按要求找准活塞、导向套、活塞杆等同心度;④导向套长度太短;⑤稳定性较差的液压缸也容易使活塞杆产生局部磨损等。我们再工作过程中分析偏摆原因，采用适当对策，可以防止或降低液压缸偏摆值。如导向套长度一般取活塞直径的0. 6以上。

　　2 利用Visual C测试伺服液压缸活塞偏摆流程

　　根据伺服液压缸结构和工作特性，为了获得较为精确的偏摆数据和曲线，我们利用Visual C开发该项目测试软件。从Visual C里面的命令可求得，被测试缸活塞杆两侧的位移信号经位移传感器采集，其数据导人Visual C中生成图形和两条位移曲线，根据有关函数关系自动计算出被测缸的最大偏摆值。测试流程如图2所示。

　　3 轧机AGC伺服液压缸活塞偏摆测试的实现

　　轧机AGC伺服液压缸是在轧制力变化时，对板带厚度自动调节的一种快速精确定位系统的重要元件。伺服液压缸是直接作用在轧辊轴承上，用来调节轧辊位置，从而调辊缝，达到调节板带厚度目的。轧机AGC伺服液压缸在高温、水、雾、灰尘的环境下，在重载和偏载条件下进行工作，有可能使伺服液压缸产生偏摆，造成液压缸局部磨损而泄漏，降低工作寿命。为了能获得液压缸偏摆特性，我们与某公司研制了一套大型轧机AGG液压缸性能测试试验台，对液压缸偏摆特性进行测试。测试原理图如图3所示。

　　将被试AGC伺服液压缸放在测试台上，活塞杆垂直向上放置，连接液压缸进出油口，有杆腔加背压，无杆腔由电液伺服阀控制，测试前将活塞退到缸筒底部，然后安装位移传感器。将两只位移传感器如图2中2 ,3的支座固定在缸筒上，传感器头部与活塞杆接触，将传感器信号引到计算机内。测试时，无杆腔供油，推动活塞及活塞杆向上移动，从0到lmm，同时计算机采集位移传感器2,3的位移信号，并绘出两条位移曲线，计算出两条曲线位移最大差值，该值定为被测缸活塞最大偏摆值。图4是我们对活塞直径为1450 mm ,活塞杆直径为1350~，行程为20 mm的AGC缸进行测试，在活塞位移I  mm后，实测得最大偏摆值为0. 027 mm和偏摆曲线。