一根缸,加上让它“听指令”的阀或电机和反馈
缸体、密封、反馈三样共用,动力端分阀和电机两路
前四项是油缸和电动缸都有的骨架;伺服阀只出现在阀控伺服油缸上,伺服电机出现在电动缸和电液一体缸上。Moog C086A3 试验缸把伺服阀、位置传感器和载荷传感器都做成订货代码里的可选项[2],恒立 HLSS 也把位移传感器、载荷传感器、阀板和球铰列为可选或定制项[3]。
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| 部件 | 作用 | 材料与配置 |
|---|---|---|
| 缸筒 | 承受油压或丝杠推力的外壳,并为活塞和活塞杆导向。Festo ESBF 的缸筒上开有压力补偿孔,用来平衡内外气压、防止吸入异物;需要冲洗时可在该口接气密封[6]。 | 钢号、内孔加工和表面处理按所选型号的厂家图纸执行;Festo ESBF 另有高耐腐蚀派生型(R3)可选[6]。 |
| 活塞/活塞杆总成 | 把油压或丝杠推力变成活塞杆的直线运动,并通过杆端螺纹或耳环带动负载。Moog C086A3 在活塞和杆端导向处装低摩擦导向带[2];恒立 HLSS 在端盖上设多个油腔,用静压油膜让活塞杆浮在端盖中心,侧向力由油腔压差平衡[3];Festo ESBF 的活塞杆带防转结构和滑动轴承导向[6]。 | 活塞杆钢号与镀层随型号图纸;ESBF 规格 32 的杆端为 M10×1.25 外螺纹或 M6 内螺纹,规格 100 为 M20×1.5 或 M12[6]。 |
| 密封件 | 静密封防外漏,动密封隔开两腔,防尘圈把污物挡在活塞杆外。Moog C086A3 用带挡圈的不对称双唇活塞密封、H 形防尘圈和 O 形圈[2]。电动缸在多尘或潮湿场合可加波纹管组件保护活塞杆、密封和轴承[6]。 | Moog C086A3:O 形圈为 90 邵氏硬度丁腈橡胶(Buna-N),防尘圈为聚氨酯[2];其他型号按油液种类和油温选密封材料。 |
| 位置传感器 | 测出活塞杆实际位置,供闭环控制使用;试验类执行器还会在杆端加载荷传感器做力闭环。Moog C086A3 的位置传感器内置、与缸同轴、非接触,标配模拟电压输出,可选 SSI,重复精度 ≤±10 µm,非线性 ≤±0.01% F.S.;载荷传感器为双桥,精度 ≤0.1% F.S.[2]。恒立 HLSS 标配内置位移传感器,可选磁致伸缩式或 LVDT[3]。 | 磁致伸缩或 LVDT 等非接触式传感元件,随缸内置;Festo ESBF 只在缸体 T 型槽上装接近开关做位置感测[6]。 |
| 伺服阀 | 阀控伺服油缸的“油门”:按放大器送来的电信号控制流向油缸两腔的流量。Moog C086A3 的阀块可直接安装一只 G761 伺服阀,安装面为 S04 型(ISO 10372-004-04-0-92),按速度需要在 3.78、9.46、18.9、37.8、62.4 L/min 五档额定流量中选择[2]。 | 随阀型号供货;C086A3 订货代码 1~5 依次对应 G761-3001 至 G761-3005[2]。 |
| 伺服电机 | 电动缸和电液一体缸的动力源。电动缸里电机经丝杠推动活塞杆,Festo ESBF 可轴向或平行安装电机,也可配第三方电机[5];电液一体缸里电机驱动内齿轮泵,Moog Compact EAS 由电机转速和转向直接控制活塞运动[4]。 | 带编码器的伺服电机;Moog 电动线性伺服执行器采用绝对值编码器[7],Festo 为 ESBF 匹配的 EMMT、EMMS 电机可带或不带抱闸[6]。 |
同叫伺服执行器,Festo、Moog、恒立样本里的十一项数据
下表每一项都落到具体型号上。电动缸 ESBF 最大 17 kN,Moog C086A3 和恒立 HLSS 都到 1,500 kN 量级,所以先定类型,再按型号表取值。
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| 参数 | 资料与范围 | 选型含义 |
|---|---|---|
| 工作压力(液压型) | Moog C086A3:额定工作压力 3,000 psi(样本标注 210 bar),表列推拉力均按此压力计算[2];恒立 HLSS:工作压力最高 32 MPa[3]。电动缸无此项。 | 按现场泵站或液压源的实际供油压力定;压力决定同一缸径能出多大力,也决定密封和管接头的等级。 |
| 行程 | Moog C086A3:按英寸整数订货,3 英寸到 15 英尺以上,超过 60 英寸需与 Moog 商定[2];Festo ESBF:规格 32/40 为 30~800 mm,规格 50 为 30~1,000 mm,规格 63 为 30~1,200 mm,规格 80/100 为 30~1,500 mm[6]。 | 按负载实际要走的距离加两端余量定;恒立 HLSS 的标称行程包含两端缓冲[3]。Festo 注明电缸进给力随行程变化,长行程要按曲线取值[6]。 |
| 推力 / 拉力 | Moog C086A3-34(缸径 101.6 mm、杆径 63.5 mm):压缩 167.7 kN,拉伸 102.2 kN;整个系列压缩力 41.9~1,509.2 kN[2]。Festo ESBF:最大输出力 17 kN(规格 100,导程 5 或 20 mm)[6]。恒立 HLSS:额定出力最高 1,500 kN,可定制更高[3]。 | 按负载、加速度和摩擦算出推、拉两个方向的最大力,再留余量。单出杆油缸拉力小于推力,差值来自活塞杆截面积。 |
| 定位精度 | 整机定位精度由传感器、控制回路和机械连接共同决定,样本多给传感器级指标:Moog C086A3 位置传感器非线性 ≤±0.01% F.S.[2]。 | 按工艺允许的位置误差提出,并写明在什么负载、速度和温度下测;传感器非线性按满量程计,行程越长,绝对误差越大。 |
| 重复精度 | Festo ESBF 滚珠丝杠型:±0.01 mm(规格 63 为 ±0.015 mm),滑动丝杠型 ±0.05 mm[6];Moog C086A3 位置传感器重复精度 ≤±10 µm[2]。 | 电动缸看丝杠类型:滚珠丝杠的重复精度和速度都高于滑动丝杠;Festo 的滑动丝杠终生润滑,免维护。 |
| 工作温度 | Moog C086A3:液压油温 24~57 °C[2];Festo ESBF:环境温度滚珠丝杠型 0~+60 °C,滑动丝杠型 0~+50 °C,储存 −20~+60 °C[6]。 | 液压型看油温,电动缸看环境温度和电机温升;超出样本范围时改选密封、油液或加冷却。 |
| 电源 / 驱动供电 | 按伺服阀放大器、传感器和伺服驱动器各自的铭牌电压配置;Moog Compact EAS 选配的伺服变频器、进线滤波器和制动电阻随订单列出[4]。 | 电动缸和电液一体缸的主功率取自伺服驱动器,阀控油缸的主功率取自泵站,两者配电方案差别很大。 |
| 指令与反馈接口 | Moog C086A3 位置传感器标配模拟电压输出,可选 SSI[2];Moog Compact EAS 的伺服变频器可选模拟量、CANopen、以太网等接口卡[4]。 | 按上位控制器的接口定,阀控型还要与伺服阀线圈规格匹配。 |
| 防护等级 | Festo ESBF:标准型 IP40,S1 派生型 IP65(IEC 60529)[6];Moog C086A3 标准电气插头的配插件为 IP65[2]。 | 按安装处的粉尘、冲洗水和油雾定;电动缸在潮湿场合要配密封派生型或波纹管组件。 |
| 材料(缸体与活塞杆) | 缸体和活塞杆的钢号、镀层由型号图纸给出;Festo ESBF 另提供 R3 高耐腐蚀派生型和用于锂电池工厂的 F1A 派生型(主要元件不含铜、锌、镍)[6]。 | 按介质腐蚀性、冲洗方式和行业限制(如锂电车间的铜锌镍禁用)提出,写进技术协议。 |
| 重量 | Festo ESBF 滚珠丝杠型按“基本重量 + 每 10 mm 行程附加重量”计算:规格 32 为 781 g + 33 g/10 mm,规格 100 为 11,123 g + 193 g/10 mm[6];例如 ESBF-BS-100、行程 500 mm 约 20.8 kg(不含电机)。 | 按行程和规格计算,再加电机与安装件;Festo 要求安装件的承载力大于最大负载,并把活塞杆和电机的重量计入[6]。 |
阀控油缸、电液一体缸、电动缸:动力从哪里来
三种执行器都能做闭环位置控制,区别在动力怎么送到活塞上。现场有没有泵站、有没有洁净要求,往往先决定了路线。
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| 路线 | 动力链 | 样本实例 | 适合的场合 |
|---|---|---|---|
| 阀控伺服油缸 | 泵站供压力油,伺服阀按电信号节流,油缸出力,位置传感器回传[1] | Moog C086A3 单出杆试验缸;恒立 HLSS 静压支承伺服作动器[2][3] | 大推力、高频响:结构疲劳试验、钢厂连铸结晶器振动、汽车与轨道试验[3] |
| 电液一体缸 | 伺服电机驱动内齿轮泵,泵与油缸直连,无换向阀、无油箱[4] | Moog Compact EAS,五个尺寸,直线式和直角式两种布置[4] | 要液压的力密度,又不想设集中泵站的单轴设备 |
| 电动缸 | 伺服电机经滚珠丝杠或滑动丝杠推动活塞杆[6] | Festo ESBF(17 kN 以内);Moog 电动线性伺服执行器[6][7] | 中小推力、要求洁净或节能的自动化线,如食品、锂电生产设备[5] |
伺服油缸:缸径定力,伺服阀流量定速度
油缸出力等于压力乘有效面积。Moog C086A3-34 缸径 101.6 mm、活塞面积 8,107 mm²,按 3,000 psi 计算压缩力 167.7 kN;杆侧面积扣掉 63.5 mm 杆径后只剩 4,940 mm²,拉力降到 102.2 kN[2]。负载需要双向等力时,可选双出杆结构,恒立 HLSS 即采用双出杆液压缸[3]。
速度由伺服阀流量和活塞面积决定。C086A3 阀块配 G761 伺服阀,额定流量从 3.78 L/min 到 62.4 L/min 分五档;Moog 建议按负载需要的速度和响应选阀,避免过大或过小[2]。
伺服阀对油液清洁度敏感。C086A3 要求按 DIN 51524 第 1~3 部分的 ISO VG 32 或 46 液压油,清洁度 ISO 4406 15/14/11(NAS 5)[2]。
电动缸:同一规格换导程,力和速度此消彼长
Festo ESBF 每个规格提供三种丝杠导程。规格 50 的滚珠丝杠型在导程 5、10、20 mm 时,最大输出力分别为 5、5、4.5 kN,最大速度分别为 0.3、0.6、1.2 m/s;滑动丝杠型最大 1.6 kN,速度只有 0.05 m/s[6]。Festo 同时注明可用进给力随行程变化,并影响使用寿命[6]。
Moog 电动线性伺服执行器也是同样的规律:Standard 系列 Size 5 在导程 5 mm 时连续堵转力 27.8 kN、最高速度 146 mm/s,换成 10 mm 导程后为 13.9 kN、291 mm/s[7]。
电液一体缸的力和速度同样由一张表对应:Moog Compact EAS 的 Size 40 在 25 kN 档速度为 1,600 mm/s,在 500 kN 档为 100 mm/s[4]。选型时把工艺节拍要求的速度和最大负载力同时代入这类表格,两项都满足的档位才可用。
振动和疲劳试验:低摩擦是第一指标
做材料、结构或整车试验时,执行器要在很高频率下跟随指令,密封摩擦会直接变成波形失真。恒立 HLSS 用液体静压支承代替接触式导向:端盖内圆周均布多个矩形油腔,压力油经液阻器在微小间隙中形成油膜,活塞杆浮在端盖中心;侧向力使间隙变化时,各油腔压力随之改变并产生平衡反力[3]。
恒立样本列出的 HLSS 能力为:工作频率最高 400 Hz,速度最高 4 m/s,工作压力最高 32 MPa,额定出力最高 1,500 kN,抗侧向力最高为额定出力的 30%[3]。Moog C086A3 走另一条路,用低摩擦导向带和双唇密封,并在杆端加双桥载荷传感器做力闭环[2]。
写技术协议时一次讲清的内容
Moog C086A3 的订货代码依次是力级、安装方式、行程、位置传感器、伺服阀、杆端配置和油口形式[2];恒立 HLSS 的订货号依次是结构、出力、压力、杆径、行程、位移传感器、载荷传感器、阀板和球铰[3]。按这些项目逐一给出要求,报价才可比。
Moog Compact EAS 的基本供货包括电机、泵、油缸、补偿油箱、阀、压力开关、压力传感器,并已灌注 PF-700 油液;该产品只允许使用 PF-700。样本把随附的防漂移功能注明为不是安全元件,需要停机保持负载的设备要另设安全措施[4]。
下表是签合同前向供货方索取的资料,到货后据此验收。
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| 资料 | 用途 |
|---|---|
| 推拉力、速度与行程对应表(含计算压力或导程) | 核对工况点是否落在可用范围内 |
| 外形与安装尺寸图、杆端螺纹、安装件承载力 | 校核机架和铰点,安装件承载力须大于最大负载[6] |
| 位置传感器与载荷传感器型号、输出信号、精度报告 | 与控制器接口和精度要求逐项对照 |
| 伺服阀型号与额定流量(阀控型)或电机与驱动器型号(电动型) | 配泵站或配电,备件统一 |
| 油液牌号、清洁度要求和工作温度范围 | 泵站过滤和换油按此设计 |
| 防护等级、耐腐蚀等级及适用的派生型说明 | 对照安装环境和行业限制 |
关联的应用系统与部件
以下入口来自产品关系,用于继续查阅;具体机型的装配和兼容性仍需对应型号资料。
应用系统
关联部件
资料来源与适用范围
核对日期:2026-10-17。页面数据来自 Moog、恒立液压和 Festo 官网公开的产品页与样本,均注明型号和版本;表中数值只适用于对应型号,其他品牌按其样本另取。
- Moog:Electrohydraulic Actuation(电液伺服执行技术)电液伺服执行系统的六个组成部分及各自作用,用于定义和工作原理。
- Moog Hydraulic Test Actuator – Single-Ended 样本(C086A3,Rev. C,2026 年 5 月)第 3~5 页力级、缸径杆径、压力、密封、油液与温度;第 12~13 页伺服阀流量、安装方式、位置与载荷传感器、订货代码。
- 恒立液压:HLSS 系列双出杆静压支承伺服作动器样本(2024)静压支承原理、产品优势中的频率、速度、压力、出力和抗侧向力,应用领域与订货号结构。
- Moog Compact Electrohydrostatic Actuation System 样本(Rev. C,2023 年 2 月)第 3~5 页结构原理、供货范围、PF-700 油液要求、防漂移说明、各尺寸力与速度对应表。
- Festo:有杆电缸 ESBF 产品页(中文)系列概述:六个规格、最大进给力 17 kN、最大速度 1.35 m/s、IP65 与 CRC3 选项、电机安装方式。
- Festo:有杆电缸 ESBF,丝杠驱动 样本(中文,2024/08)第 2~9 页结构、型号代码、各规格导程对应的力与速度、重复精度、行程、重量计算、环境温度与防护等级,安装件承载要求。
- Moog Electric Linear Servoactuators 样本(Rev. A,2009)第 3 页 Standard 系列各尺寸、导程对应的连续力与速度,绝对值编码器;该样本属 Moog 旧型号资料。
