一種自循環單出杆雙作用等速數字電動液壓缸的製作方法
2023-09-21 19:18:20
專利名稱:一種自循環單出杆雙作用等速數字電動液壓缸的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種自循環單出杆雙作用等速數字電動液壓缸，雙向定量泵的兩個泵油口分別通過管路連通單出杆雙作用等速液壓缸的兩個缸油口，兩個泵油口之間並聯另一管路，該管路上串聯兩個單向閥，兩個單向閥的出口分別和兩個泵油口連通，兩個單向閥的進口相互連通，兩個單向閥的進口之間的管路上並聯的管路連通雙向定量泵的溢流口，所述兩個單向閥、雙向定量泵、單出杆雙作用等速液壓缸和管路構成密閉的自循環油路。本實用新型中，單向閥、雙向定量泵、液壓缸和管路構成密閉的自循環油路，由此避免了現有技術中需要配置油源泵站導致的體積龐大，不便於使用的缺陷，而且油液的清潔度要求較低且無溢流損失，發熱低、油液的使用壽命長，系統能耗低。
【專利說明】
一種自循環單出杆雙作用等速數字電動液壓缸
技術領域
[0001] 本實用新型屬於直驅式單出杆液壓缸結構改進技術領域，尤其是一種自循環單出 杆雙作用等速數字電動液壓缸。
【背景技術】
[0002] 在飛行模擬器液壓系統、六自由度運動平臺液壓系統等結構空間有限制的應用場 合，需要使用單出杆雙作用液壓缸，常規的單出杆雙作用液壓缸為非對稱結構，一側為無杆 腔，另一側為有杆腔，這種兩腔面積的非對稱性，會造成液壓缸正反向運動特性的非對稱， 即非等速特性，易產生超壓及氣蝕現象，系統控制難度大。人們經過改進，研製出單出杆雙 作用等速液壓缸(也被稱為單出杆雙作用對稱液壓缸），其是一種特殊結構的液壓缸，既有 單出杆缸結構尺寸小的優點，也有等速液壓缸正反向運動特性對稱的優點。現有的使用單 出杆雙作用等速液壓缸的應用環境中需要使用伺服閥控系統，其存在以下缺陷：⑴對油液 汙染敏感，伺服閥對油液清潔度要求高，要配備過濾精度高的過濾器;⑵系統存在大量的溢 流、節流損失，系統效率低，油液溫升高，需配備冷卻裝置;⑶需要配備一套恆壓油源慄站系 統，結構複雜。 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供結構簡單、體積小、油液清潔度 要求低、無溢流節流損失且使用壽命長的一種自循環單出杆雙作用等速數字電動液壓缸。
[0004] 本實用新型採取的技術方案是：
[0005] -種自循環單出杆雙作用等速數字電動液壓缸，包括單出杆雙作用等速液壓缸、 雙向定量慄和電機，電機驅動雙向定量慄，其特徵在於:所述雙向定量慄的兩個慄油口分別 通過管路連通所述單出杆雙作用等速液壓缸的兩個缸油口，兩個慄油口之間並聯另一管 路，該管路上串聯兩個單向閥，兩個單向閥的出口分別和兩個慄油口連通，兩個單向閥的進 口相互連通，兩個單向閥的進口之間的管路上並聯的管路連通所述雙向定量慄的溢流口， 所述兩個單向閥、雙向定量慄、單出杆雙作用等速液壓缸和管路構成密閉的自循環油路。
[0006] 而且，兩個慄油口與兩個缸油口之間的兩個管路上分別並聯連通一個多功能油 □ 〇
[0007] 而且，每個單向閥並聯一個溢流閥，溢流閥的進口與單向閥的出口連通，溢流閥的 出口與單向閥的進口連通。
[0008] 而且，所述單出杆雙作用等速液壓缸的後端安裝閥塊，在閥塊的兩端分別安裝所 述電機和所述雙向定量慄，在閥塊的兩側分別安裝兩個單向閥和兩個溢流閥。
[0009] 而且，所述單出杆雙作用等速液壓缸包括缸體、缸頭和缸底，缸頭和缸底分別安裝 在缸體的兩端，缸體內滑動安裝活塞，該活塞朝向缸頭的端面一體制出外活塞杆，該外活塞 杆靠近缸頭的端部內同軸固定一芯管，該芯管的一端與外活塞杆內緣固定且其封閉的端部 伸出缸頭外，芯管直徑較小的另一端向缸底所制的開孔內延伸且另一端部為開口狀態，該 開口處的內緣安裝磁環，該開口內間隙套裝所述缸底上安裝的位移傳感器的測量杆，所述 外活塞杆內緣與所述芯管直徑較小的另一端之間嵌裝內活塞杆，該內活塞杆的端部與芯管 直徑較大處的端面之間和內活塞杆的內緣與芯管另一端外緣之間均保留間隙，該內活塞杆 與缸底固定，在缸底上制出兩個油口，一個油口與所述芯管位於缸底處的端面、芯管伸出缸 頭端部內的端面和芯管直徑較大處的端面連通，另一個油口與所述活塞上除去外活塞杆以 後的環狀端面連通。
[0010] 本實用新型的優點和積極效果是：
[0011] 本實用新型中，雙向定量慄的兩個慄油口分別連通液壓缸的兩個缸油口，雙向定 量慄的溢流口與兩個單向閥並聯，每個單向閥並聯一個溢流閥，上述單向閥、雙向定量慄、 液壓缸和管路構成密閉的自循環油路，由此避免了現有技術中需要配置油源慄站導致的體 積龐大，不便於使用的缺陷，而且油液的清潔度要求較低且無溢流損失，發熱低、油液的使 用壽命長，系統能耗低，而且液壓缸採用獨特的結構，其中有杆油腔和無杆油腔的作用面積 相同，實現了正反向運動特性的對稱，尤其適合於飛行模擬器液壓系統、六自由度運動平臺 液壓系統等結構空間有限制且對液壓缸要求較高的應用場合。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0013]圖2是圖1的單出杆雙作用等速液壓缸的截面圖；
[0014]圖3是圖1的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合實施例，對本實用新型進一步說明，下述實施例是說明性的，不是限定性 的，不能以下述實施例來限定本實用新型的保護範圍。
[0016] -種自循環單出杆雙作用等速數字電動液壓缸，如圖1、2、3所示，包括單出杆雙作 用等速液壓缸3、雙向定量慄4和電機8,電機驅動雙向定量慄，本實用新型的創新在於:所述 雙向定量慄的兩個慄油口（1.1和1.2)分別通過管路27連通所述單出杆雙作用等速液壓缸 的兩個缸油口（A和B)，兩個慄油口之間並聯另一管路29,該管路上串聯兩個單向閥7,兩個 單向閥的出口分別和兩個慄油口（1.1和1.2)連通，兩個單向閥的進口相互連通，兩個單向 閥的進口之間的管路上並聯的管路(1.3)連通所述雙向定量慄的溢流口，所述兩個單向閥、 雙向定量慄、單出杆雙作用等速液壓缸和管路構成密閉的自循環油路。
[0017] 本實施例中，兩個慄油口與兩個缸油口之間的兩個管路上分別並聯連通一個多功 能油口（Ka和Kb)，兩個多功能油口可以實現補充油液、安裝壓力儀表或排氣等功能。每個單 向閥並聯一個溢流閥6，溢流閥的進口與單向閥的出口連通，溢流閥的出口與單向閥的進口 連通。
[0018] 如圖1所示，單出杆雙作用等速液壓缸的後端安裝閥塊5,在閥塊的兩端分別安裝 所述電機8和所述雙向定量慄4,在閥塊的兩側中的每一側均安裝一個單向閥7和一個溢流 閥6。優選的方案是:上述電機使用步進電機，這樣控制精度更高，運行更平穩。
[0019] 如圖2所示，所述單出杆雙作用等速液壓缸包括缸體16、缸頭12和缸底24,缸頭和 缸底分別安裝在缸體的兩端，缸體內滑動安裝活塞18,該活塞朝向缸頭的端面一體制出外 活塞杆13,該外活塞杆靠近缸頭的端部內同軸固定一芯管1，該芯管的一端與外活塞杆內緣 固定且其封閉的端部伸出缸頭外，芯管直徑較小的另一端向缸底所制的開孔內延伸且另一 端部為開口狀態，該開口處的內緣安裝磁環25，該開口內間隙套裝所述缸底上安裝的位移 傳感器9的測量杆20,所述外活塞杆內緣與所述芯管直徑較小的另一端之間嵌裝內活塞杆 19,該內活塞杆的端部與芯管直徑較大處的端面之間保留間隙26,內活塞杆的內緣與芯管 另一端外緣之間保留間隙15,該內活塞杆與缸底固定，在缸底上制出兩個油口 21(A)、22 (B)，一個油口B的出口與所述芯管位於缸底處的端面23、芯管伸出缸頭端部內的端面11和 芯管直徑較大處的端面14連通，另一個油口A的出口與所述活塞上除去外活塞杆以後的環 狀端面17連通。
[0020] 具體來說，缸體內徑70mm，外活塞杆外徑56mm，外活塞杆內徑42mm，標號11、14和23 的面積之和等於外活塞杆的內徑，所以液壓缸伸出時的作用面積為A2,液壓缸縮回時的作 用面積為標號17的面積，記為&，經過計算：
由此實現 了伸出和縮回時的作用面積相同，使兩個動作的運動特性對稱。
[0021]位移傳感器的解析度為0.001mm，其接線插頭能以16位二進位數字量輸出活塞杆 的絕對位置，油缸的工作壓力lOMPa，能產生最大推拉力為14kN。在缸體前端安裝微型消聲 器2。
[0022]本實用新型使用時：
[0023] 1.步進電機8運動，雙向定量慄向1.2 口輸出高壓油，高壓油自B 口進入後使外活塞 杆伸出，油液自A口回流至雙向定量慄的1.1 口，完成油液的自循環；
[0024] 外活塞杆縮回時，上述油液循環方向相反。
[0025] 2.在外活塞杆伸出時，由於雙向定量慄存在一定的洩油，這些油由管路1.3流到左 側的單向閥處，並通過該單向閥回到1.1口；
[0026] 在外活塞杆縮回時，洩油自右側的單向閥回到1.2 口。
[0027] 3.當外活塞杆頂住負載時，一旦壓力過大，A、B口無油液流動，高壓油通過溢流閥 單向閥後在管路中循環，避免了步進電機和雙向定量慄因壓力過大導致的損壞，提高了使 用安全性。
[0028] 本實用新型中，雙向定量慄的兩個慄油口分別連通液壓缸的兩個缸油口，雙向定 量慄的溢流口與兩個單向閥並聯，每個單向閥並聯一個溢流閥，上述單向閥、雙向定量慄、 液壓缸和管路構成密閉的自循環油路，由此避免了現有技術中需要配置油源慄站導致的體 積龐大，不便於使用的缺陷，而且油液的清潔度要求較低且無溢流損失，發熱低、油液的使 用壽命長，系統能耗低，而且液壓缸採用獨特的結構，其中有杆油腔和無杆油腔的作用面積 相同，實現了正反向運動特性的對稱，尤其適合於飛行模擬器液壓系統、六自由度運動平臺 液壓系統等結構空間有限制且對液壓缸要求較高的應用場合。
【主權項】
1. 一種自循環單出杆雙作用等速數字電動液壓缸，包括單出杆雙作用等速液壓缸、雙 向定量慄和電機，電機驅動雙向定量慄，其特徵在於:所述雙向定量慄的兩個慄油口分別通 過管路連通所述單出杆雙作用等速液壓缸的兩個缸油口，兩個慄油口之間並聯另一管路， 該管路上串聯兩個單向閥，兩個單向閥的出口分別和兩個慄油口連通，兩個單向閥的進口 相互連通，兩個單向閥的進口之間的管路上並聯的管路連通所述雙向定量慄的溢流口，所 述兩個單向閥、雙向定量慄、單出杆雙作用等速液壓缸和管路構成密閉的自循環油路。2. 根據權利要求1所述的一種自循環單出杆雙作用等速數字電動液壓缸，其特徵在於： 兩個慄油口與兩個缸油口之間的兩個管路上分別並聯連通一個多功能油口。3. 根據權利要求1或2所述的一種自循環單出杆雙作用等速數字電動液壓缸，其特徵在 於:每個單向閥並聯一個溢流閥，溢流閥的進口與單向閥的出口連通，溢流閥的出口與單向 閥的進口連通。4. 根據權利要求3所述的一種自循環單出杆雙作用等速數字電動液壓缸，其特徵在於： 所述單出杆雙作用等速液壓缸的後端安裝閥塊，在閥塊的兩端分別安裝所述電機和所述雙 向定量慄，在閥塊的兩側分別安裝兩個單向閥和兩個溢流閥。5. 根據權利要求4所述的一種自循環單出杆雙作用等速數字電動液壓缸，其特徵在於： 所述單出杆雙作用等速液壓缸包括缸體、缸頭和缸底，缸頭和缸底分別安裝在缸體的兩端， 缸體內滑動安裝活塞，該活塞朝向缸頭的端面一體制出外活塞杆，該外活塞杆靠近缸頭的 端部內同軸固定一芯管，該芯管的一端與外活塞杆內緣固定且其封閉的端部伸出缸頭外， 芯管直徑較小的另一端向缸底所制的開孔內延伸且另一端部為開口狀態，該開口處的內緣 安裝磁環，該開口內間隙套裝所述缸底上安裝的位移傳感器的測量杆，所述外活塞杆內緣 與所述芯管直徑較小的另一端之間嵌裝內活塞杆，該內活塞杆的端部與芯管直徑較大處的 端面之間和內活塞杆的內緣與芯管另一端外緣之間均保留間隙，該內活塞杆與缸底固定， 在缸底上制出兩個油口，一個油口與所述芯管位於缸底處的端面、芯管伸出缸頭端部內的 端面和芯管直徑較大處的端面連通，另一個油口與所述活塞上除去外活塞杆以後的環狀端 面連通。
【文檔編號】F15B11/08GK205715008SQ201620361948
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】李陽, 王超光, 於安才, 劉兵, 齊楊
【申請人】天津優瑞納斯智能裝備有限公司