[發明專利]適用于伺服液壓缸運行過程的動態摩擦性能監測方法

有效

• 申請號: 201810055373.7
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108412841B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 趙秀栩;王繼政;王銳;陽群
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F15B19/00
• 分類號: F15B19/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

本發明提供的適用于伺服液壓缸運行過程的動態摩擦性能監測方法，具體是：通過光纖光柵傳感器對活塞桿Y形密封圈、活塞Y形密封圈的接觸壓力進行監測，并將光纖光柵傳感信號輸入光纖光柵傳感器數據分析處理單元，然后由數據分析處理單元進行伺服缸的動態摩擦力計算并輸出動態摩擦特性曲線。本發明能夠對伺服缸在實際負載工況下的動態摩擦特性變化進行實時監測和分析，為進一步實現伺服缸摩擦力的動態補償提供重要的數據支持；在不影響現有伺服缸性能和功能的前提下，只需對其中的活塞和缸頭部位進行改進，增加測試環和導向套單元即可適應安裝要求，具有較高的模塊化和通用性。

技術領域

本發明涉及一種適用于伺服液壓缸運行過程的動態摩擦性能監測方法。

背景技術

伺服缸是液壓伺服控制系統中的重要執行元件，是伺服控制系統實現高頻響和高精度控制的關鍵。伺服缸在負載工況下的動態摩擦力，主要包括活塞桿Y形密封圈的摩擦力與活塞Y形密封圈的摩擦力之和。而伺服缸動態摩擦性能是指伺服缸運行過程中動態摩擦力的變化規律，是影響伺服缸運行精度的重要因素。在伺服缸的實際工作過程中，其動態摩擦特性會受到負載、運動狀態和密封圈接觸狀態等多個因素變化的影響，如果摩擦力過大不僅會影響伺服缸的穩定性和頻寬，還會帶來靜態死區和動態死區。如果要使伺服缸保持較小的摩擦力，就必須有一定的泄漏量，否則就會使摩擦力變大，并導致密封磨損量的增加。目前，伺服缸的動態摩擦特性主要是根據產品出廠測試結果來制定的控制策略。但是，在伺服缸的實際工作過程中，隨著密封副的逐漸磨損會導致伺服缸的摩擦性能隨之發生變化，如果仍然按照出廠試驗時的測試結果來進行補償的會導致誤差變大。

針對上述問題，本發明根據現有伺服缸的結構，提出一種能夠在伺服液壓缸的實際工作過程中對其動態摩擦性能變化進行監測的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術存在的不足，提供一種適用于伺服液壓缸運行過程的動態摩擦性能監測方法，可以在伺服缸的實際工作過程中對它的動態摩擦性能進行監測，為進一步提高伺服缸運行過程控制精度提供支持。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供的適用于伺服液壓缸運行過程的動態摩擦性能監測方法，具體是：通過光纖光柵傳感器對活塞桿Y形密封圈、活塞Y形密封圈的接觸壓力進行監測，光纖光柵傳感信號輸入光纖光柵傳感器數據分析處理單元，然后由數據分析處理單元進行伺服缸的動態摩擦力計算并輸出動態摩擦特性曲線，為進一步實現伺服缸的摩擦力動態補償提供反饋量。

所述的動態摩擦性能監測方法，是在伺服缸現有結構的基礎上增加活塞桿Y形密封圈表面接觸狀態監測單元、活塞Y形密封圈表面接觸狀態監測單元以及光纖光柵傳感器數據分析處理單元，實現伺服缸的動態摩擦性能監測。

所述活塞桿Y形密封圈表面接觸狀態監測單元裝在缸頭處，用于測量活塞桿Y形密封圈的接觸壓力。

所述活塞桿Y形密封圈表面接觸狀態監測單元主要由壓蓋、測試環、法蘭、缸頭、活塞桿光纖光柵應變傳感器、活塞桿光纖光柵溫度傳感器組成，其中：測試環的外表面開有n條光纖光柵鋪設槽，n＝L/0.2，其中L為活塞桿Y形密封圈軸向寬度，單位mm；活塞桿光纖光柵應變傳感器采用Rod FBG 2_i(i＝1,2，…，n)；活塞桿光纖光柵溫度傳感器采用Rod FBG2_n+1。

所述活塞Y形密封圈表面接觸狀態監測單元有兩個，分別是活塞第一Y形密封圈表面接觸狀態監測單元和活塞第二Y形密封圈表面接觸狀態監測單元，它們結構相同，對稱地裝在活塞桿上。