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執行機構爬行分析

執行機構爬行分析

2018/8/30 13:49:47

所謂液壓爬行就是液壓缸在低速下運動時產生時斷時速的運動現象。爬行現象的實質是當一物體在滑動面上做低速相對運動時,在一定條件下產生的停止與滑動相交替的現象,是一種不連續的振動。爬行現象容易產生在滑動面潤滑不良、傳動系統剛性低的低速運動系統中。

隨著比例控制技術和伺服控制技術在液壓傳動和控制系統中的應用愈來愈廣,隨動運動和微量運動以及高精度位置控制等運動越來越多地由液壓缸來完成。當液壓缸在低速運動或微量運動時,常會產生爬行影響了控制結果的準確性。

(1)爬行機理分析

當物體在滑動面上移動時,摩擦力F取決于正壓力P和摩擦系數μ,即:F=μP。

摩擦系數的數值決定于摩擦面表面粗糙度、摩擦面材料性質、摩擦面間的潤滑條件、相對運動速度及摩擦面運動前的停止時間t等。

圖2-17表示當兩相對滑動面為金屬并有液體潤滑時,摩擦系數μ隨著速度(dx/dt)的變化規律。圖上從1到2,對應從μ1到μ2的情況。從2后隨速度增加摩擦系數下降,下降至最低點3為止,這就是所謂摩擦力降落特征,也就是運動物體產生振動的主要原因。μ隨速度增加而下降的原因,主要是由于潤滑條件的變化。物體靜止時,兩潤滑面間的潤滑油被擠出,呈干摩擦或近于干摩擦,當運動后潤滑劑不斷增加,兩潤滑面間由干摩擦轉化為半干摩擦,直至速度增加到點3,完全轉化為濕摩擦,這時兩金屬面間建立了一層油膜,被油分子隔開。當速度繼續增大,自3到4摩擦系數μ隨速度增加而加大,這時摩擦力有正阻尼性質,能阻止物體產生高速振動。

油液剛度不穩定,特別是液壓系統中混入一定的空氣,空氣的可壓縮性使油液也具有一定的可壓縮性,從而導致油液剛度減小。油液剛度愈大,產生爬行的可能性就愈小,在其他條件不變的情況下,一切使油液剛度變小的因素,都會產生爬行。

液壓缸制造和使用不當也造成爬行。

(2)爬行的原因

爬行是液壓系統常見的問題。引起爬行的直接原因有:

油內混入空氣,引起執行件動作遲慢,反應滯后。

壓力調得過低,或調不高,或漂移下降.當負載加上各種阻力的總和與液壓力大致相當時,執行元件表現為似動非動。

系統內壓力與流量過大的波動引起執行元件運動不均。

液壓系統磨嚴重,工作壓力增高則引內泄漏顯著增大。執行件在未帶負載時運動速度正常,一旦帶上負載,速度立即下降。例如,平面磨床的主工作臺在工件未碰到磨頭時運動速度正常,一旦碰到磨頭,速度變得非常慢就屬于這類問題。

導軌與液壓缸運動方向不平行,或導軌拉毛,潤滑條件差,阻力大,使液壓缸運動困難且不穩定。

電路失常也會引執行元件運動狀態不良。例如,當行程開關接觸不良時,供給電磁鐵的電信號也可能是斷斷續續的,由此引起換向閥不能可靠地開啟,并使執行元件的運動不穩定。  

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王靜
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