吳嘉宜　李劍飛　王耀凱　趙鶴鳴

作為大規(guī)模應用于磨礪金剛石工業(yè)化生產(chǎn)的設備，六面頂液壓機液壓系統(tǒng)的設計應具有簡捷、精確的特點，配合工業(yè)PLC控制系統(tǒng)，充分滿足金剛石合成工藝的要求。

主流的液壓系統(tǒng)原理均源于DS-029型六面頂液壓機的設計，從目前使用情況看，此液壓系統(tǒng)存在以下弊端：由于采用進口節(jié)流方式調(diào)整六缸活塞同步，易產(chǎn)生同步不穩(wěn)定的現(xiàn)象，并且在連通超壓階段，此同步控制處于失效狀態(tài)，各工作缸活塞實際上各自運動工作。這將影響大合成腔體內(nèi)的壓力場狀態(tài)分布。

六面頂液壓機的工作原理：調(diào)整好機器后，將工件放在加工位置，如圖1所示，六個頂錘同時擠壓工件，如圖2所示。在高溫高壓下的條件下，晶體從工件里析出。

本論文主要介紹一種基于LVDT的六面頂液壓機控制系統(tǒng)。LVDT（Linear Variable Differential Transformer）是線性可變差動變壓器縮寫，屬于直線位移傳感器。LVDT可以用來測量物體的伸長度、震動頻率、振幅、物體厚薄程度和膨脹度等精確數(shù)據(jù)。具體還可以用在機床工具和液壓缸的定位，以及輥縫和閥門的控制等。它的工作原理簡單來說是給LVDT一個正弦信號，由于探頭位移的變化，LVDT的輸出信號會有變化，高精度LVDT的精度可達到萬分之一?，F(xiàn)在將LVDT應用到六面頂液壓機的控制系統(tǒng)上，如圖3、4所示。

六面頂液壓機工作時，工件受到超高壓，必然會產(chǎn)生變形，LVDT探頭與工件緊密接觸，工件的變形量反映到LVDT探頭的位移量上，則LVDT的輸出信號進行數(shù)據(jù)處理，即可得到工件的變形量，根據(jù)工件變形量與所受壓力大小的關系，即可得出LVDT輸出信號與工件所受壓力的關系。將該信號反饋給六面頂液壓機的控制系統(tǒng)，則可有效控制工件的壓力，使生產(chǎn)質(zhì)量提高。

本論文選用無需調(diào)節(jié)線性可變差分變壓器 （LVDT），可精確測量線性位移，具有無摩擦測量、無限的機械壽命、無限的分辨率、零位可重復性、輸入/輸出隔離、環(huán)境適應性強等優(yōu)點，應用于磨粒金剛石的生產(chǎn)完全可行。它的零位可重復性和高穩(wěn)定性對于可以有很高的測量精度，工件的微量形變就可以有相應的測量變化，得到較好的輸出結(jié)果。

LVDT具有許多卓越的品質(zhì)，有很好的線性性能，但還有輸出信號對輸入被測量存在一定的非線性，這一段對于六面頂液壓機工件的壓力與LVDT輸出信號之間關系來講，是非常不好的，需要進一步實驗數(shù)據(jù)得出較好關系結(jié)果。采用專門的調(diào)節(jié)技術，可以改進行程對外殼的長度比和非線性問題，將LVDT與微控制器的連接起來是一可行的技術，此外，還可以簡化測量工作，從而產(chǎn)生無諧波、波幅與頻率穩(wěn)定的正弦信號。

結(jié)語：LVDT已經(jīng)存在很多年，它的結(jié)構(gòu)提供了良好的穩(wěn)定性和可靠性，非常適合小于3in距離測量，而六面頂液壓機工件的形變量很小，所以LVDT應用六面頂液壓機的控制系統(tǒng)上，是一個值得考慮的

作者簡介

吳嘉宜（1993-），女，漢族，河南漯河人，鄭州大學機械工程學院2014級研究生，機械設計及理論專業(yè)，研究方向：機械設計