反饋桿加工工藝

■九江中船儀表有限責(zé)任公司 （江西 332007） 劉 瑩

反饋桿加工工藝

■九江中船儀表有限責(zé)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(guān)鍵工件。結(jié)合多年來的工作經(jīng)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(chǎn)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(dǎo)致閥芯兩端控制腔出現(xiàn)壓力差，推動閥芯位移，這個位移一直持續(xù)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(shù)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(jié)構(gòu)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(lián)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(lián)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(shù)條件中的剛度

數(shù)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(jīng)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(fēng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速為1 200r/min，飛刀材料選用硬質(zhì)合金，車削時車床轉(zhuǎn)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(nèi)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(guī)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(shù)值。

反饋桿測量剛度數(shù)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(nèi)，用讀數(shù)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(yù)先計算好的砝碼。用讀數(shù)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(yīng)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(yīng)控制在設(shè)計要求范圍之內(nèi)。

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(diào)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(diào)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(shù)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(yè)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）