油气缸在液压领域的发展趋势

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气缸和油缸是气压和液压系统中最常见的重要设备，它们的工作性能和品质直接影响液压系统的性能好坏。对气缸和油缸的研究也对液压系统的开发有着非常重要的意义。

1.液压系统的发展液压系统的历史比较悠久，他是在 17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动理论的基础上发展起来的-门新兴技术。刚开始的时候是为了得到更省力和更高速的设备，液压系统得到了使用，并且在 1795年英国伦敦诞生了第-台水压机。随着科学技术的发展 ，机械设备的自动化程度和加工精度越来越高，液压系统的控制技术也得到了长足的发展。劳动生产率的不断提高，熟练工人的缺乏和劳动力成本的提升需要把手工的劳动转变为机械操作，具有质美价廉优势的气压和液压设备得到了广泛的应用。随着电子产业和电脑的快速发展，更加轻巧和精密的气压和液压设备投入使用，这就是液压系统发展的现状。

2.柔性制造技术对气缸和油缸的影响柔性制造技术也称柔性集成制造技术，是-种先进的制造技术理念，它对气压和液压技术的发展有着重要的影响。大部分气压和液压系统中的油缸和气缸具有柔性制造技术中所必需的三相似原则：形状，尺寸和工艺相似。多品种小批量生产模式与大批量生产方式是有差别的，它要求在-定的时间内，以消耗最小的生产方式 ，生产出客户所需要的- 定数量的产品。因此，不是生产速度越快越好，而是要求旧能提到生产效率和减少库存压力。要达到这个目的，多品种小批量生产就希望能自由转换生产设备和生产流程，并尽量缩短转换时间。这些复杂的转换技术就与液压和气压设备有关。但是，柔性制造技术中使用的油缸和气缸，只不过是力的传递和位置变化的元件，虽然相对来说结构比较简单，它的功能和性能达到目标的要求还是非常困难的。

3.油缸和气缸在柔性制造中的性能要求3.1传感器技术油缸和气缸中使用的传感器技术主要包括位置传感器和触动传感器，用来测定活塞在油缸和气缸中的位置和确定对外施加力量 的大校以前，用在机械设备旁安装限位开关实现不连续控制设备。现在由于接近开关的性能和可靠性的不断提高，在油缸和气缸中安装舌簧开关来测定活塞的位置成为了液压和气压设备生产的主流。

舌簧开关有铁片接近式和磁性接近式两种。它安装在非磁性缸体上，检测装在活塞上的铁片或者磁铁的接近而产生的磁场变化情况后发出位置信号。舌簧开关的工作原理是在舌簧开关内壳中接触片在磁力作用下处于平衡状态，在有铁片或者磁铁接近的时，磁场发生变化，接触片的平衡状态被打破，并与触点接触，线路接通并发出信号。液压情况下，由于油液的不可压缩性，控制精度是非常高的，理论上可以实现连续控制。气压情况下，由于气体的可压缩性，控制精度有所降低，不能实现连续控制，单靠舌簧开关难以保证活塞在任意位置停止，只能实现不连续控制。

油缸还要安装必须的触觉传感器 ，来检测夹住的物体的刚性，并确定应施加力量的大校为达到这个 目的要对油缸进行精密控制和结构调整。例如，活塞在缸内滑动时阻力微小 ，压力微小的变化就能使活塞滑动；减蓄塞重量从而减鞋动体的惯性；开发能够控制压力微小变化的调节仪器；为了能测量被夹住物体的刚性还要开发油缸前端橡皮袋设备，其作用是感受袋中压力微小变化，发出触觉信号，改变执行单元对外施力大小，精确控制袋内压力。

3.2精确控制的执行单元执行单元的作用是按照调节单元发出的目标指令完成动作功能。

为了完成这些功能，控制执行单元动作 的油缸要完成的动作要素有力、距离、速度、加速度和时间，并且为了完成控制，油缸要发出位置、压力和时间信号。完成这种精确地控制是非常困难的，油缸必须克服自身的惯性力，在规定的时间内实现最佳的加速、减速运动。现在使用的油缸-般都采用带有脉冲编码器和磁尺的装置来对振荡器输出的数字信号进行处理的方式来确定活塞位置和进行加速、减速运动。气缸中则在活塞连杆上加装行程开关的方式抵消空气的可压缩性和惯性，但其控制精度还是不能满足精确地要求。

3.3节能系统液压系统中的油缸的节能措施能有效的减少能量的消耗和工作中的阻力等好处。常见的减少能量消耗的方法如下：(1)不要将溢流阀的设定压力设定过高，避免可用能量以热能形式释放出去。

另外 ，机械小型化也是节能的-种办法。通常来说，物体移动所耗费的能量与其重量成正比，所以油缸和气缸做的体积型重量轻能有效的节能，并且气缸必油缸节能。现在运用中，低压油缸越来越多也是从节能角度来考虑的。常见的小型化油缸和汽缸有薄型油缸和气缸、无杆式油缸、套管式油缸等。

3.4组合化油缸组合化油缸是在机械上安装符合管路敷设合理化要求的设备和管路，以达到便于实际应用的目的。上面讲到的舌簧开关油缸便是-种典型的组合化油缸。另外，还有带有脉冲编码器、速度调节阀，电磁调节阀等设备的组合油缸。组合化油缸虽然在功能上更强大结构上更紧凑，但是组合是在机械内部时，维修维护上就比较困难了。所以，组合化要考虑实际的维护问题。

3.5密封的可靠性现在人们越来越重视对油缸的耐久性研究。由于油缸中的主要运动是滑动，所以滑动件特别是密封件是非金属材料制造而成的，它的寿命是有限的。滑动件之间的磨损对密封件的寿命影响很大，所以研现代企业教育 MODERN ENTERPRISE EDUCATION 329百 科 论 坛浅谈 CORS 系统在国士测绘 中的应用史国强 (晋城市国土测绘院 山西 晋城 048000)摘 要：随着 GPS应用的普及，CORS作为其重要的基础设施，支持的定位服务模式越来越丰富。当前国内CORS基准站越来越多，CORS能实时地向不同类型、不同需求、不同层次的用户自动地提供 GPS观测值 (载波相位，伪距)，各种改正数、状态信息，以及灵活多样的定位服务，现 已广泛应用于城市工程测量、土地测量和航空摄影测量等领域，由于其能实时提供待定点的坐标，较静态定位方式给测量带来了很大方便。

1.建立CORS的必要性和意义1.1CORS(Continuous Operational Reference Systems)的建立可以大大提高测绘精度、速度与效率，降低测绘劳动强度和成本，省去测量标志保护与修复的费用，节省各项测绘工程实施过程中约30% 的控制测量费用。由于城市建设速度加快，对GPS-c、D、E级控制点破坏较大，-般在5-8年需重新布设，至于在路面的图根控制更不用说 ，-二年就基本没有了，各测绘单位不是花大量的人力重新布设 ，就是仍以支站方式，这不但保证不了精度，还造成了人力物力财力的大量浪费。

1.2CORS的建立，可以对工程建设进行实时、有效、长期的变形监测，对灾害进行快速预报。CORS项 目完成将为城市诸多领域如气象、车船导航定位、物体跟踪、公安消防、测绘、GIS应用等提供精度达厘米级的动态实时 GPS定位服务，将极大地加快该城市基础地理信息的建设。

1.3CORS将是城市信息化的重要组成部分，并由此建立起城市空间基础设施的三维、动态、地心坐标参考框架，从而从实时的空f司位置信息面上实现城市真正的数字化。CORS建成能使更多的部门和更多的人使用 GPS高精度服务，它必将在城市经济建设中发挥重要作用。

2.南方 CORS基站测量系统介绍GPS CORS采用因特网、GPRS或 CDMA作为差分信号传输的载体，借用成熟的网络和移动通讯技术 ，使差分信号的传输不受距离的限制，充分发挥出GPS RTK技术的效能，是当今 GPS定位的最新技术和发展趋势，在国土资源测绘、交通等方面发挥了非常重要作用。

单基站 CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成，各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成-体，形成专用网络。

数据处理中心：系统的控制中心，用于接收各基准站数据，进行数据处理，形成多基准站差分定位用户数据，组成-定格式的数据文件，分发给用户。

数据播发系统：系统通过移动网络、UHF电台、Intemet等形式向用户播发定位导航数据。

数据传输系统：各基准站数据通过光纤专线传输至监控分析中心，该系统包括数据传输硬件设备及软件控制拈。

用户应用系统：包括用户信息接收系统、网络型 RTK定位系统、事后和快速精密定位系统以及自主式导航系统和监控定位系统等。按照应用的精度不同，用户服务子系统可以分为毫米级用户系统，厘米级用户系统，分米级用户系统，米级用户系统等；而按照用户的应用不同，可以分为测绘与工程用户 (厘米、分米级)，车辆导航与定位用户 (米级)，高精度用户 (事后处理)、气象用户等几类。

基准站：负责采集 GPS卫星观测数据并输送至数据处理中心，同时提供系统完好性监测服务。

3.GPS控制测量为了更好的服务于晋城市经济建设，晋城市国土测绘院与2007年投资建设 CORS基站，覆盖半径为5O公里，在建设 CORS基站时，我院布设了晋城了D级 GPS控制网，其坐标系统为：西安 8O坐标系3。带 ，中央子午线为 114。，高程系统为1985年国家高程基准。

3.1GPS网的布设考虑到以上因素和所布设图形的几何强度，我们将 GPS控制网布设成大地四边形，图形之间的连接采用边连式，观测方式采用同步观测环，最终形成-个直伸的大地四边形控制网。该种布网方式进行观测可以产生大量的坐标闭合条件和重复观测基线，当网中有基线解算结果不理想时，可灵活地选择基线组成新的网形而避免重复观测，该种布网方式具有较高的可靠性和几何图形强度。

3.2GPS选点为了确定 8O坐标系与 WGS-84坐标系的转换参数，本次布设GPS控制网选点只能利用8O控制网点，-方面这些控制点有原始控制测量资料 ，包括点的平面坐标、高程、坐标系统、点之记、技术总结等有关资料。另-方面这些控制点点位标石具有稳定性、完好性，以及觇标的安全可用性。

3.3GPS接收机检定究滑动件的材质要与密封件的材质研究结合起来。油缸滑动件的研究主要集中在耐尘的刮油环和密封件的研究开发上。对于气压系统来说，考虑到节能、环境污染和自动化等因素，-般采用耐久性较好的无油式密封件，但无油式密封件的寿命是-个较大的问题。现在的研究目标是使无油式密封件达到注油式密封件的寿命水平。现在密封件的主要材料是橡胶，其与金属材料配合使用，在高速情况下的磨损非常严重。耐磨的树脂材料密封件是发展的方向。

4.结束语气缸和油缸作为气压和液压系统的重要部件，其性能对整个系统的性能有着决定性的影响。我们研究气缸和油缸的性能指标、控制方式和节能措施并探讨其发展趋势有着重要的现实意义和经济效益。