一種應用在高頻大流量場合的伺服缸的製作方法

2023-05-22 09:13:01

專利名稱：一種應用在高頻大流量場合的伺服缸的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於流體傳動與控制技術領域，涉及一種伺服缸，尤其涉及一種應用在高頻大流量場合的伺服缸。
背景技術：
近年來隨著電業伺服閥系統在航空航天、冶金、船舶、軍事等應用領域的廣泛發展，同時近年來國家大力提倡產品國產化，特別是涉及國防工業，軍事領域國產化，減少對國外產品的依賴，這同時也對國產伺服閥的性能提出了很高的要求，但是當前國產的伺服閥動態性能還不能滿足要求。例如，在一些快速動作場合中的執行機構，其要求在30ms的時間內達到不低於lOm/s的速度，對伺服缸的作筒流量計算達70L/min，這是一個很大的流速，電液伺服閥要有很好的高頻大流量性能才能滿足要求，但是當前只有三級國產伺服閥可以達到70L/min，然而頻率卻僅僅只有20HZ，閥口打開時間需要50ms，也就是說如果用國產伺服閥的話，在30ms的時間內伺服缸的速度只能達到2. 6m/s，遠遠達不到實際的需要； 同時，國產的二級伺服閥動態特性頻率在60-90HZ之間，可以滿足頻率要求，但是流量只有20-35L/min,也達不到高頻大流量的要求。為了讓國產閥實現高頻大流量的特性，一般是採用增加先導級數，各級閥之間是單純的串聯關係，但是隨著流量的需求增加，由於級間放大倍數有限，會導致動態響應頻率隨先導級數的增加而降低。因此，迫切需要一種裝置和方法，在不改變現有國產閥現狀的情況下，充分利用二級國產電液伺服閥的高頻優勢，克服小流量的劣勢，來解決國產伺服閥「大流量」和「高頻響」的矛盾，減少對國外大流量伺服閥的依賴。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種應用在高頻大流量場合的伺服缸，可克服單個國產伺服閥的流量小滿足不了工程上大速度的要求的缺陷，而且使普通國產伺服閥的高頻優勢與工程所需的大流量特性很好的結合，也就是通過此伺服缸可以使高頻小流量的國產伺服，同時擁有高頻響和大流量的特性。為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案一種應用在高頻大流量場合的伺服缸，所述伺服缸包括缸筒、前端蓋、後端蓋、尾蓋、活塞、活塞杆、位移傳感器、第一伺服閥、第二伺服閥、第一油管、第二油管；所述缸筒的一端設置前端蓋，另一端設置後端蓋，後端蓋同時與尾蓋連接；所述活塞杆連接活塞，活塞、活塞杆設置於缸筒內，位移傳感器設置於尾蓋內，固定在後端蓋上；所述第一伺服閥、第二伺服閥分別緊貼後端蓋設置，第一伺服閥用於控制第一、三油路的通斷，第二伺服閥用於控制第二、四油路的通斷；所述第一油路包括設置於前端蓋的第一連接通道、第一油管、設置於後端蓋內的第二連接通道；所述第二油路包括設置於前端蓋的第三連接通道、第二油管、設置於後端蓋內的第四連接通道；第一連接通道與第三連接通道對稱設置，第二連接通道與第四連接通道對稱設置；所述第一連接通道、第二連接通道通過第一油管連通，所述第三連接通道、第四連接通道通過第二油管連通；在後端蓋中完全對稱地設有第三油路、第四油路，第三油路、第四油路與缸筒活塞杆的內側相通；所述第一油路、第二油路對稱設置，第三油路、第四油路對稱布置；所述第一伺服閥、第二伺服閥以同樣的油路距離到達活塞；第一油路與第二油路、第三油路與第四油路分別以並聯的形式和伺服缸活塞腔相通，使兩個伺服閥出來的流體同時作用伺服缸活塞，使兩個伺服閥相互之間不幹涉。 作為本實用新型的一種優選方案，所述尾蓋通過若干螺釘與後端蓋固定連接。本實用新型的有益效果在於本實用新型提出的應用在高頻大流量場合的伺服缸，通過兩個伺服閥的並聯，可以使國產伺服閥滿足一些設備的高速執行機構對伺服閥的高頻大流量要求的場合，大大提升了國產伺服閥的性能和應用場合。

圖I為本實用新型伺服缸的結構示意圖。圖2為圖I的俯視圖。圖3為設有兩伺服閥的伺服缸原理控制圖。圖4為兩伺服閥電氣接線示意圖。圖5為本實用性新型伺服缸的油路示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本實用新型的優選實施例。實施例一請參閱圖I至圖5，本實用新型揭示了一種應用在高頻大流量場合的伺服缸，所述伺服缸包括缸筒19、前端蓋11、後端蓋4、尾蓋24、活塞、活塞杆12、位移傳感器I、第一伺服閥3、第二伺服閥5、第一油管7、第二油管等等。所述缸筒19的一端與前端蓋11相連，另一端與後端蓋4相連，後端蓋4同時與尾蓋24連接，本實施例中，尾蓋24通過若干螺釘(如內六角螺釘)2與後端蓋4固定連接。此夕卜，前端蓋11、後端蓋4通過若干螺釘(如內六角螺釘)18固定連接。所述活塞杆12連接活塞，活塞、活塞杆12設置於缸筒19內，位移傳感器I設置於尾蓋24內。內六角螺栓6把管座分別固定在前後端蓋上，第一、第二油管的兩端分別與前後端蓋上的管座相連，並用O型圈進行密封。關節軸承26可以在實際中固定伺服缸，並可以允許伺服缸在實際應用中繞關節軸承旋轉。由於伺服缸很重，不可能人工搬運，只能用起吊裝置用吊鉤勾住吊環13搬運。所述活塞杆12靠近後端蓋4的一端設有磁鐵22，活塞杆12靠近前端蓋11的一端設有防塵圈14、軸用階梯圈15、導向環16。該位移傳感器I實際上是磁致伸縮位移傳感器，它也是固定在後端蓋上，因為是精密儀器，容易損壞，所以外邊用尾筒作為外殼加以保護；它的作用原理就是通過位移傳感器內的磁場與磁鐵22的磁場相互作用，進而測算出活塞杆的位移，磁鐵22是固定在活塞杆上的，隨活塞杆移動。所述第一伺服閥3、第二伺服閥分別緊貼後端蓋4設置，從而可以不用使用其他的油管進行連接；第一伺服閥3用於控制第一油路、第三油路的通斷，第二伺服閥用於控制第二油路、第四油路的通斷。其中所述的第一油路由第一通道B、第一油管7和第二通道C組成；第二油路由第三通道E、第二油管和第四通F道組成；第一連接通道與第三連接通道對稱設置，第二連接通道與第四連接通道對稱設置；第一油路、第二油路與缸筒內的活塞杆的外側通；第三、第四油路完全對稱存在於後端蓋中，第三、四油路與缸筒活塞杆的內側相通；活塞杆內側和外側通過起到活塞作用的導向環20、孔用方形圈21相隔離。所述第一連接通道、第二連接通道通過第一油管7連通，所述第三連接通道、第四連接通道通過第二油管連通。第一油管7、第二油管的兩端分別設有O型圈8進行密封。所述第一油路、第二油路對稱設置，第三油路A、第四油路D對稱布置。所述第一伺 服閥、第二伺服閥以同樣的油路距離到達活塞。第一油路與第二油路、第三油路與第四油路分別以並聯的形式和伺服缸活塞腔相通，使兩個伺服閥出來的流體同時作用伺服缸活塞，使兩個伺服閥相互之間不幹涉。其中，所述的伺服閥可以根據實際工程需要進行選擇替換。本實用新型同時揭示一種實現國產伺服閥應用在高頻大流量場合的方法，其包括以下步驟第一，選取一組閥進行性能測試，挑選動態特性、靜態特性相似或者一樣的兩個伺服閥；動態特性包括壓力流量特性，空載流量特性，壓力特性，內洩特性等特性；靜態特性包括相頻特性，幅頻特性，瞬態特性等特性。第二，按照油路對稱設計加工伺服缸前端蓋和一些其它附帶的必要元件，按照圖I裝配成伺服缸；其中伺服缸的前端蓋油路必須是對稱設計，並且還要保證端蓋上的兩個液壓口是並聯，油路長度應該相等；附帶的必要元件可以使控制油路以並聯的方式連接到伺服缸活塞的兩端。第三，把兩個伺服閥對稱緊貼安裝在上述提供的伺服缸前端蓋兩側；伺服閥和伺服缸的安裝位置(如圖I、圖2)所示，兩個伺服閥必須緊貼特殊設計的伺服缸後端蓋上，這樣可以減少不必要的油路長度，增加可控性和同步性，從而保證兩伺服閥同時作用於伺服缸活塞面上，減少長油路的幹擾；第四，兩伺服閥電流要串聯連接，以保證兩伺服閥同時動作；若按並聯連接會造成兩伺服閥動作不同步，影響性能；如圖4所示，第一伺服閥3、第二伺服閥5通過導線9連接;第五，接上油路調試整個裝置，使兩個伺服閥處在最佳的控制位置。本方法實施的關鍵步驟是挑選的兩個伺服閥的動態性能和靜態性能要相似，特別設計的伺服缸前端蓋油路對稱、長度要相同、埠是並聯的，兩個伺服閥要緊貼伺服缸，伺服閥的控制電流以串聯的形式連接。這裡本實用新型的描述和應用是說明性的，並非想將本實用新型的範圍限制在上述實施例中。這裡所披露的實施例的變形和改變是可能的，對於那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本實用新型的精神或本質特徵的情況下，本實用新型可以以其它形式、結構、布置、比例， 以及用其它組件、材料和部件來實現。在不脫離本實用新型範圍和精神的情況下，可以對這裡所披露的實施例進行其它變形和改變。
權利要求1.一種應用在高頻大流量場合的伺服缸，其特徵在於，所述伺服缸包括缸筒、前端蓋、後端蓋、尾蓋、活塞、活塞杆、位移傳感器、第一伺服閥、第二伺服閥、第一油管、第二油管； 所述缸筒的一端設置前端蓋，另一端設置後端蓋，後端蓋同時與尾蓋連接； 所述活塞杆連接活塞，活塞、活塞杆設置於缸筒內，位移傳感器設置於尾蓋內，固定在後端蓋上； 所述第一伺服閥、第二伺服閥分別緊貼後端蓋設置，第一伺服閥用於控制第一油路的通斷，第二伺服閥用於控制第二油路的通斷； 所述第一油路包括設置於前端蓋的第一連接通道、設置於後端蓋內的第二連接通道；所述第二油路包括設置於前端蓋的第三連接通道、設置於後端蓋內的第四連接通道；第一連接通道與第三連接通道對稱設置，第二連接通道與第四連接通道對稱設置； 所述第一連接通道、第二連接通道通過第一油管連通，所述第三連接通道、第四連接通 道通過第二油管連通； 在後端蓋中完全對稱地設有第三油路、第四油路，第三油路、第四油路與缸筒活塞杆的內側相通； 所述第一油路、第二油路對稱設置，第三油路、第四油路對稱布置； 所述第一伺服閥、第二伺服閥以同樣的油路距離到達活塞；第一油路與第二油路、第三油路與第四油路分別以並聯的形式和伺服缸活塞腔相通，使兩個伺服閥出來的流體同時作用伺服缸活塞，使兩個伺服閥相互之間不幹涉。
2.根據權利要求I所述的應用在高頻大流量場合的伺服缸，其特徵在於 所述尾蓋通過若干螺釘與後端蓋固定連接。
專利摘要本實用新型揭示了一種應用在高頻大流量場合的伺服缸，所述伺服缸包括缸筒、前端蓋、後端蓋、尾蓋、活塞、活塞杆、位移傳感器、第一伺服閥、第二伺服閥、第一油管、第二油管；所述第一伺服閥、第二伺服閥分別緊貼後端蓋設置，第一伺服閥用於控制第一油路的通斷，第二伺服閥用於控制第二油路的通斷；所述第一油路、第二油路對稱設置，所述第一伺服閥、第二伺服閥以同樣的油路距離到達活塞。本實用新型提出的應用在高頻大流量場合的伺服缸，通過兩個伺服閥的並聯，可以使國產伺服閥滿足一些設備的高速執行機構對伺服閥的高頻大流量要求的場合，大大提升了國產伺服閥的性能和應用場合。
文檔編號F15B13/04GK202579423SQ201220228608
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月18日 優先權日2012年5月18日
發明者孫騫, 楊麗紅, 朱小明, 魯丹丹, 孫金祥, 簡發萍, 陳浩帆 申請人:上海理工大學