反饋桿加工工藝

■九江中船儀表有限責任公司 （江西 332007） 劉 瑩

反饋桿加工工藝

■九江中船儀表有限責任公司 （江西 332007） 劉 瑩

摘要：反饋桿是力反饋電液伺服閥的一種關鍵工件。結合多年來的工作經驗，通過分析反饋桿在伺服閥中的作用，給出了加工兩種伺服閥反饋桿的工藝過程及測量方法。

1. 反饋桿在伺服閥中的作用

反饋桿是力反饋電液伺服閥閥芯定位回路里的一個主要零件。當電液伺服閥力矩電動機輸入電流時，會產生一個控制力矩，引起銜鐵組件或射流管、噴嘴偏離中心位置，導致閥芯兩端控制腔出現壓力差，推動閥芯位移，這個位移一直持續到反饋桿的彎曲力矩與力矩電動機的控制力矩相平衡為止，這時銜鐵組件中的擋板或射流管、噴嘴，回到停留在新的位置上。這時閥芯移動的距離大小是由反饋桿的剛度決定的，反饋桿剛度大，閥芯移動的距離就小，反之就大。因此當力矩電動機輸入電流為恒定的情況下，閥芯位移量與反饋桿剛度成反比，也就是說，反饋桿的剛度數值在電液伺服閥里，直接控制著流量的輸出。

由于力反饋電液伺服閥基本上分為兩種雙噴嘴擋板式和射流管式，因而反饋桿在電液伺服閥里有兩種安裝形式，其結構也不相同。

雙噴嘴擋板電液伺服閥的反饋桿形狀像彈簧，它的一端與擋板、彈簧管和銜鐵組合在一起，頂部有一小圓球與閥芯相聯接（見圖1）。

射流管電液伺服閥的反饋桿一端用兩個夾緊螺釘固定在閥芯上，另外一端焊接在一片彈性薄片上，與噴嘴聯接起來（見圖2）。

圖1

圖2

2. 加工工藝

反饋桿是一種彈性零件，除了要達到各配合面的公差要求外，還要滿足技術條件中的剛度

數值。

雙噴嘴擋板電液伺服閥的反饋桿，其材料多選用彈性合金3J1，經過熱處理固溶時效處理，其硬度達36～42HRC。反饋桿頂部小鋼球一般是在車床上用專用飛刀旋風切削加工。

兩把相同的飛刀（也可用一把飛刀），對稱安裝在旋轉的刀架上，而刀架安裝在小型電動機主軸上，然后一起固定在車床刀架上。電動機轉速為1 200r/min，飛刀材料選用硬質合金，車削時車床轉速為300r/min，車后留0.03～0.04mm研磨量（見圖3）。

兩飛刀之間的距離E和傾斜角度α由下式求出

式中，E為兩飛刀之間的距離；α為傾斜角度；d1為小球直徑（m m）；d2為小球根部直徑（mm）。

反饋桿頂端小球也可以選用3A級鋼球，在電加工機床上，中間電穿一個φ0.8mm小孔，鉚接在反饋桿上。

反饋桿與擋板內孔的配合面在超高精度M G1420 B磨床上加工配合精度：過盈0.003～0.005mm，配合面表面粗糙度值Ra=0.1μm。由于每件反饋桿的熱處理后硬度有微量差異，所以不可能在零件圖上規定一個外徑尺寸而得到滿意的剛度，唯一的辦法是磨削反饋桿錐面外徑，求得合格的剛度數值。

反饋桿測量剛度數值的裝置如圖4所示。把需要檢測剛度的反饋桿（此時錐面上還留一定的余量）豎直（小球向上）固定圓柱部分于夾具體內，用讀數顯微鏡測試對中零位。其后再用一根絲線掛在小球的根部，另一端通過滑輪固定一小托盤，在圓盤上放入預先計算好的砝碼。用讀數顯微鏡測出反饋桿一個方向的位移量，做好記錄，測定剛度。然后取下砝碼和絲線，觀察其回零情況。

反饋桿除應滿足要求的剛度外，還要滿足剛度相對稱的要求。故測完一端還要用同法測其另一端，進行比較，誤差應控制在設計要求范圍之內。

射流管電液伺服閥中的反饋桿組件由套筒、彈性薄片和反饋調零絲組合而成，其材料為QBe1.9鈹青銅，與雙噴嘴擋板電液伺服閥反饋桿零件完全不同，所以加工工藝也不相同。

首先爐中焊方法，將套筒、彈性薄片和反饋調零絲焊接組合，然后按QBe1.9鈹青銅熱處理工藝進行固溶處理，鉗工整形、成形。時效處理達硬度36～42HRC。

其剛度測定與雙噴嘴擋板閥反饋桿剛度相同，在測量過程中，用研磨反饋桿組件中彈性薄片的厚度，求得合格剛度數值。

圖3

圖4

參考文獻：

[1] 陳宏鈞. 實用機械加工工藝手冊[M]. 北京：機械工業出版社，2009.

[2] 任光融，張振華，周永強. 電液伺服閥制造工藝 [M]. 北京：宇航出版社，1988.

收稿日期：（20150209）