长行程多油缸同步运行精度的测试研究

摘要：本文提出一种长行程多油缸的同步测试新方法，取代传统大量程传感器绝对位移测量方法，实现了实时检测，实践表明，方法直接、可靠，具有显著技术经济价值和广泛应用前景。

　　

　　1前言

　　

　　液压同步运行的测试工作十分重要，因为这是对系统性能的科学考核的方法，也是对所研制的设备及早暴露缺陷、及时处理或改进、提高质量、确保可靠性的实用有效的重要手段。由于测试工作是在模拟实际工况下进行，能最大限度地把设计中未能考虑到的因素“加入”到试验中，技术经济价值不容忽视。

　　

　　长行程油缸系统的应用十分广泛，特别在大型、重型设备中使用极其普遍(如大型水闸提升设备、海洋工程、工程机械等)。设备运行中外负载总处于不平衡和随机变化状态，所以对长行程油缸的同步要求高，否则造成设备性能低劣，甚至严重损坏、崩溃失效。对长行程多油缸，如采用传统的方法进行绝对位移量检测，则必须用大量程的位移传感器，显然既不经济，安装也十分困难，不适应模拟测试及现场检测的需要。经多年研究与实践，本文提出用相对法进行长行程多油缸的同步运行状态在线检测，目前在科研和生产实践中取得良好的效果，扼要叙述如下。

　　

　　2测试工作原理

　　

　　同步测试系统传感器与同步油缸连接布置工作原理如图1所示。本系统相对位移测试采用短小行程的光栅传感器作为检测元件。光栅位移传感器由定尺7和滑尺8 (读数头)组成，定尺和滑尺分别安装在不同油缸活塞杆上，系统工作时，定尺和滑尺随同活塞杆一起移动。当两个油缸活塞杆同步运动时，定尺和滑尺之间没有相对运动，读数头没有信号输出；当两个油缸活塞杆不同步运行时，定尺和滑尺之间有相对运动，读数头有位移误差信号输出。

运行过程中，为保护光栅副由于意外原因不致于损坏，设计了光栅的安全保护结构。图1中，1为缸筒，磁铁4、连接板3与活塞杆2固定联结，定尺7则与活塞杆9固定连接，由于磁铁4与导磁板5产生的磁吸力，滑尺8将随活塞杆2运动。当意外原因使得两个油缸活塞杆相对位移较大时，导磁板5(滑尺)碰到挡铁6而不能继续移动，而磁铁4、连接板3、活塞杆2因固定联结则继续移动致使磁铁4与导磁板5脱离接触，保护了光栅副的安全。

　　

　　在测试中，两油缸活塞杆运行状态一致性程度是最感兴趣的，也是最本质的问题，上述方法能完善长行程多油缸的同步测试系统测试要求。

　　

　　3信号的交换

　　

　　图2是信号变换及计算机检测原理框图。读数头输出的位移信号是正弦波，且信号较弱，检测装置变换电路依实际应用需要，应具备如下基本信号处理功能：微弱信号的放大处理、提高分辩率的细分电路、区分光栅尺正反方向位移的辩向电路、实时观察的记数显示电路、改善系统可靠性和信号保护功能的绝对零电位等电路。现就光栅信号处理有关技术要点论述如下：