基于Halbach永磁阵列液压缸缓冲特性研究

2020-04-10

液压与气动 2020年4期

(1.昆明理工大学机电工程学院，云南昆明 650500； 2.云南兴长江实业有限公司，云南昆明 650111)

引言

液压缸作为液压传动系统的主要执行元件，对传动性能起到至关重要的作用[1-2]。液压缸工作行程至终端时，往往会产生冲击，使工作不平稳，若无合理的缓冲装置，会产生较大的冲击振动和噪声，严重时导致紧固件松动，损坏液压缸及相关设备，缩短使用寿命等[3-4]。因此，改善或提高液压缸的行程缓冲性能显得尤为重要。

随着磁性材料和磁性理论的发展，永磁体在机械、化工等领域的应用与研究越来越广泛[5-6]。寇宝泉等[7]提出一种双层Halbach永磁阵列并进行解析分析，实现非常高的气隙磁通密度正弦度，解决了高速电机中的Halbach阵列优化问题；吴健兴等[8]提出一种电磁永磁混合结构的气缸非接触式缓冲装置，通过数学建模和仿真表明，该结构能有效防止硬冲击，避免损坏；司国雷等[9]提出一种永磁弹簧直动式溢流阀，通过理论分析与实验验证表明，该阀较传统溢流阀结构更加紧凑、动态性能更佳。

Halbach永磁阵列作为一种理想磁场模型，可产生单边强磁场，使磁场能量集中于一侧，最大限度地利用磁场。如用于直线电机实现大转矩输出，用于磁悬浮系统提供悬浮力等。将Halbach永磁阵列用于液压缸缓冲装置与传统节流缓冲相结合，以提高缓冲装置的缓冲性能，降低液压缸的冲击振动和噪声，减少疲劳损伤，延长使用寿命[10]。