陶瓷涂层液压缸及位移测量系统-【新闻】

第期总第期年月液压气动与密封陶瓷涂层液压缸及位移测量系统张宇刘萍张树人摘典文章分析了陶瓷涂层液压缸的应用范围，肉瓷涂层活塞杆的加工工艺和技术特点，位移侧系统的工作程序和性能，指出陶瓷涂层液压缸在我国水电工程中已开始应用，其优越的技术性能在其它领域中也有广阔的发展前景。

关。词液压缸陶瓷涂层位移测量引言陶瓷涂层液压缸的活塞杆表面喷涂了金属陶瓷涂层，使活塞杆表面具有高化学稳定性高硬度高刚度低磨擦系数等特点，适于在工作环境恶劣，强腐蚀性或海水条件下使用。

目前国外很多水电站和海洋开发项目使用的液压启闭机液压缸都选用陶瓷涂层。

我国正在建设或准备建设的一些水电工程项目，大型的如长江三峡水利工程，中小型的如福建棉花滩水电站等使用的液压启闭机缸，就明确要求使用陶瓷涂层液压缸。

预计陶瓷涂层液压缸将在我国水电工程中迅速广泛应用。

德国洪格尔公司在上海举办的年国际动力与控制技术展览会上展出了名为的陶瓷涂层液压缸活塞杆样品，散发了技术资料，派专家在现场咨询，并表示欢迎用户参观其陶瓷喷涂工厂，表明其陶瓷涂层技术已经成熟。

我们对洪格尔公司的技术资料进行了翻译研究，以其为例，结合我国陶瓷喷涂技术的开发成果，对陶瓷涂层活塞杆的加工工艺技术特点及位移测量系统的工作程序和性能进行如下分析。

喷涂工艺分析德国洪格尔公司的陶瓷涂层活塞杆的加工工艺分为五大部分见图加工基体喷涂镍铬结合层卜川喷涂金属陶瓷层卜涂封孔剂卜磨削研磨图陶瓷涂层施工工艺流程图用作陶瓷涂层的基体几乎可以是任何固体，如金属塑料木材等。

用作活塞杆的基体多数是钢。

按照液压缸使用的技术条件，对活塞杆进行选材和加工。

活塞杆既可以是棒材，也可以是空心简材。

根据位移测量系统的需要，活塞杆外表面还可加工出等宽的多道矩形凹槽。

目前洪格尔公司制造的陶瓷涂层液压缸最大行程活塞杆最大直径活塞杆最大重量基体加工完成后，首先要喷涂镍铬结合层。

试验表明，基体金属表面材料的抗蚀特性和表面强化方法，对陶瓷徐层活塞杆的耐腐蚀性将产生很大影响。

在基体表面喷涂镍铬结合层，其目的就是在基体外附加一层抗腐蚀保护层。

洪格尔公司喷涂镍铬结合层，采用高速火焰喷射工艺。

如果为了位移测量系统的需要而在基体表面上加工了凹槽，经喷涂镍铬层后也全部填平。

在镍铬结合层的基础上，即可喷涂金属陶瓷层。

洪格尔公司采用的是等离子喷涂技术，基本原理如图拼侧涂层徽腆肤于素画图等离子喷射基本原理图中喷射的粉末是几种金属氧化物的混合物。

根据对活塞杆表面抗腐蚀高硬度耐高温耐磨损低摩擦系数等不同要求，洪格尔公司喷涂的金属氧化物粉末的成分也有所不同。

一般典型成分为氧化铬和氧化钦的混合物，也使用氧化铝和氧化错氧化钙的混合物，或使用氧化铝和氧化钦的混合物等。

整个喷射过程，全部是由计算机控制完成的。

等离子火焰以的高温，以极高的速度，将金属氧化物粉末喷到基体上，使粉末被熔融，以高运动能量粘合在被激活的基体表面上。

而基体的配合转动和有效的冷却系统，不仅使基体的温度有效地控制在以下，基体的组织和性能不发生变化，工件不变形，也使陶瓷涂层厚度误差控制在以下，既保证了陶瓷涂层必要的厚度，也为今后的磨削和研磨工序创造了便利条件。

通过测试，洪格尔公司喷涂陶瓷涂层总厚度可达表面硬度在之间见图液压气动与密封年第期栩精加工间隙艘膜昆合物层洲声供士装阵今落笋夯冷准拱一镍铭结合层荃体中心线图陶瓷涂层示意图喷涂陶瓷涂层后，还有一道必要的后处理工序封孔。

由于陶瓷涂层是由无数微粒堆积而成，尽管其微粒非常小，但还是存在一定的孔隙，有可能形成从陶瓷层表面直到基体的渗透，从而引起基体表面的腐蚀，所以必须对陶瓷涂层封孔。

洪格尔公司采用树脂类封孔剂，可在常温下涂刷操作，均匀涂在陶瓷涂层外，在常温下自然干燥固化。

其特点是粘接性强，易渗透，化学稳定性好，有较强的耐腐蚀性和抗冲击性，便于施工。

待封孔剂完全固化后，为提高陶瓷涂层活塞杆的表面粗糙度，还要进行磨削精研和抛光，以降低活塞杆的摩擦力，提高密封件的使用寿命。

洪格尔公司的磨削和精研是在其专用机床上，使用金刚石磨具来完成的，可使陶瓷涂层活塞杆的表面粗糙度控制在拌拜之间。

陶瓷涂层液压缸的特点洪格尔公司陶瓷涂层液压缸按德国和标准，通过小时盐水试验，对于稀释硫酸磷酸甲酸等酸类，氢氧化钠等碱类汉扛纯水盐水工业气体等都有很强的抗腐蚀能力。

又由于其极低的摩擦系数和进行了超精细加工，大大延长了密封件的寿命，延长了液压缸的工作寿命。

陶瓷涂层液压缸的另一特点是在工作现场不用拆卸即可修复。

一般的划痕擦痕小面积的碰伤等，只要在上面涂上修复剂，待自然干燥固化后，即完成了全部修复工作，特别适用于不便于拆卸的大型液压缸上。

涂层液压缸位移测t系统洪格尔陶瓷涂层液压缸配有增量式位移测量系统，在活塞杆运行时，可以准确测定活塞杆位置，以带动集成化定位系统和同步系统工作。

这样既可以使活塞杆准确定位，又可使两个或两个以上液压缸同步工作，这对由两个或两个以上液压缸控制同一个闸门的水电工程是极为重要的。

增量式位移测量系统的工作程序如图所示。

感应体卜电磁传感器卜测量显示及输出机构川定位比例伺服机构卜执行机构图涂层液压缸位移测蚤系统感应体利用活塞杆本身。

在活塞杆基体表面上一般每间隔车有矩型凹槽，经喷涂陶瓷涂层后凹槽被填平。

由于相互作用的材料对电磁感应的不同，凹槽能将电磁感应准确地反映到电磁传感器。

电磁传感器采用内装方式，安装在液压缸端盖内，这样不仅避免了外部机械冲击，也可以防止灰尘杂物的影响。

洪格尔公司采用的是霍尔效应型传感器，同时使用两个相位角相差90的传感器。

传感器输出的矩型波电信号与活塞行程成正比，利用增量原理，电信号经放大，分频及通过相位鉴别器，可四倍分辨活塞杆的沟槽宽度，从而在整个行程范围内准确测出活塞的位置速度和加速度，并以集成化信号反映给位置显示和输出机构。

位置显示和输出机构可提供液压缸活塞位置的远程显示，提供士的模拟输出信号，并将信号传给计算机，可用在可编程序液压缸位移测量系统的闭环控制，使两个或两个以上液压缸精确位置同步运行。

洪格尔公司的这套位移测量系统，除主电源外，还配有备用电源，即使在突然断电的情况下，信号也不会丢失，为系统的可靠工作提供了保证。

经测试，洪格尔公司这套位移测量系统用在行程不超过20杆径不超过的液压缸上，分辨率一般可达士特殊要求时，可达土在至的温度范围内，在最高速度时，都能正常工作。

洪格乐公司还能提供超出上述温度范围或适于更高工作速度使用的位移测量系统，以满足用户的不同需要。

结束语陶瓷涂层液压缸作为液压行业的一项技术，在我国的应用只是刚刚起步，除水电工程外，在其他领域，如化工石油船舶冶金机械等行业，也有广阔的应用前景，随着陶瓷喷涂技术的发展和成本的降低，陶瓷涂层液压缸必将会被更多的用户所接受。

德国洪格尔公司产品样本作者张宇，女，年月生，年毕业于天津理工学院电气自动化系，年毕业于天津师范大学英语系，双学士，工程师，夭津液压机械集团有限公司工艺处，天津南开三纬路号，收稿日期一

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