CN101776099A - 一种高集成度伺服油缸 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种高集成度伺服油缸。包括缸筒、前端盖、活塞杆、活塞、位移传感器、安装底座、电液比例转换元件，其中缸筒、前端盖、后端盖组成具有中空腔体的缸体，缸体的中空腔体内装设有活塞杆及活塞，电液比例转换元件通过安装底座直接安装在油缸的后端盖上，位移传感器安装在缸体的外壁，缸体的无杆腔通过安装底座上做出的通孔与电液比例转换元件连通，缸体的有杆腔通过油管及安装底座上做出的通孔与电液比例转换元件连通。本发明电液比例转换元件通过安装底座直接安装在油缸的端盖上，控制油液的容积小，响应快，精度高；且避免了油液经油管运输造成油管泄漏、管路沿程压力损失的弊病。位移传感器用来测量活塞杆位移量，紧贴油缸外壁安装，结构紧凑，安装拆卸及维修方便。

Description

一种高集成度伺服油缸
技术领域
本发明是一种高集成度伺服油缸，属于伺服油缸的改造技术。
背景技术
现有近年来，随着自动化技术迅猛发展，对推力大、控制精度高、响应快、高集成度的电液伺服油缸的需求越来越多，如工程机械、船舶、压力成形等技术领域。然而，目前常用的伺服油缸存在着以下一些主要问题：
1、大功率的伺服油缸通常将电液比例转换元件和缸体分离安装，因而产生较长距离的管路连接，由于管路油液的泄露及沿程压力损失等因素而影响到其响应速度及精度。
2、由于各种原因，位移传感器不能紧贴油缸外壁安装，降低了油缸集成度；如果将位移传感器安装在油缸内部，则拆卸维修相当困难。
3、伺服油缸应具备密封性能好、响应快、精度高等性能，而目前的油缸难以达到要求，必须研发耐磨性好，阻尼小的滑动运动副来提高伺服油缸的综合性能。
4、对大型油缸而言，通常将缸筒与后端盖铸成一体，这种结构对于机加工极不方便，同时存在着明显的工艺缺陷，由于缸体各部分厚度不均匀尤其在缸体的拐弯处极易产生气泡和裂纹，直接影响到缸体的强度和刚度。
5、伺服油缸的活塞杆与负载连接一端直接加工成法兰结构，安装困难、精度难以保证。
6、伺服油缸的结构需要改进，如考虑将锁紧螺母容纳在活塞内孔中等。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种推力大、精度高、响应快的高集成度伺服油缸。本发明设计合理，方便实用。
本发明的技术方案是：本发明的高集成度伺服油缸，包括有缸筒、前端盖、活塞杆、活塞、位移传感器、安装底座、电液比例转换元件，其中缸筒、前端盖、后端盖组成具有中空腔体的缸体，缸体的中空腔体内装设有活塞杆及活塞，电液比例转换元件通过安装底座直接安装在油缸的后端盖上，位移传感器安装在缸体的外壁，缸体的无杆腔通过安装底座上做出的通孔与电液比例转换元件连通，缸体的有杆腔通过油管及安装底座上做出的通孔与电液比例转换元件连通。
上述位移传感器通过底座安装在缸体的外壁。
上述底座包括支架及导轨。
上述活塞的内孔为阶梯孔，其通过装设在阶梯孔的大孔端的锁紧螺母固定在活塞杆上。
上述活塞与缸筒的接触面上装设有活塞密封组件。
上述前端盖与缸筒的接触面上装设有前端盖密封组件。
上述活塞杆与负载连接的一端设有法兰。
上述活塞杆与负载连接的一端加工成凹环形，采用两个法兰紧固连接，其中一法兰做成一个整体，另一个法兰为由两个半环结构拼合而成。
上述法兰上安装有连接杆。
上述位移传感器为磁感应位移传感器，或为光栅位移传感器。
本发明由于采用伺服油缸通过电液比例转换元件进行油路换向，使活塞杆作伸缩运动，推动负载作往返动作的结构，本发明实时根据需要调节阀的开口度来调节油量大小以达到控制流量的目的，电液比例转换元件通过安装底座直接安装在油缸的端盖上，由于控制油液的容积小，其响应快，精度高；此外，避免了油液经油管运输造成油管泄漏、管路沿程压力损失的弊病。位移传感器用来测量活塞杆位移量，紧贴油缸外壁安装，结构紧凑，安装拆卸及维修方便。本发明是将缸体、电液比例元件、传感器及油管等其它部件紧密集成于一体，具有结构紧凑、安装方便、占地空间小、适用面广、控制精度高、响应快的优点。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的高集成度伺服油缸，是一种可模块化大规模批量生产的电液控制系统的关键部件。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例：
本发明的结构示意图如图1所示，本发明的高集成度伺服油缸，包括有缸筒1、前端盖2、活塞杆3、活塞4、位移传感器5、安装底座9、电液比例转换元件1 0，其中缸筒1、前端盖2、后端盖7组成具有中空腔体的缸体，缸体的中空腔体内装设有活塞杆3及活塞4，电液比例转换元件10通过安装底座9直接安装在油缸的后端盖7上，位移传感器5安装在缸体的外壁，缸体的无杆腔通过安装底座9上做出的通孔与电液比例转换元件10连通，缸体的有杆腔通过油管16及安装底座9上做出的通孔与电液比例转换元件1 0连通。上述的高集成度伺服油缸将缸筒和端盖分开制造，具有生产、加工方便、便于安装拆卸的优点。缸筒铸造成两端敞开的空心圆柱体形状，此结构在铸造过程不易产生应力不均匀、裂纹等情况，对其机加工也简便易行。另外，端盖一侧设计成凸缘结构，有利于端盖与缸筒内壁精确定位。并且沿端盖圆周设计有错开分布的两圈螺钉孔，内圈螺钉孔方便端盖和缸筒连接，外圈螺钉孔用于端盖和油缸机架连接，该结构节省了材料且结构更加紧凑合理，安装拆卸方便。上述的电液比例转换元件10通过安装底座9直接安装在油缸的后端盖7上，响应及时，精度高，避免了油液经油管运输造成油管泄漏、管路沿程压力损失的弊病。
上述位移传感器5通过底座6安装在缸体的外壁。上述的位移传感器5紧贴油缸外壁安装，结构紧凑，安装拆卸方便，避免了其安装在油缸内部易受油液污染后测量精度降低且重新拆卸维修困难的难题，具有测量准确、精度高、响应快的优点。上述底座6包括支架及导轨。
上述活塞4的内孔为阶梯孔，其通过装设在阶梯孔的大孔端的锁紧螺母8固定在活塞杆3上。其结构紧凑，安装牢固可靠，节省空间和材料。
上述活塞4与缸筒1的接触面上装设有活塞密封组件11。上述前端盖2与缸筒1的接触面上装设有前端盖密封组件12。活塞密封组件11采用耐磨滑动环，前端盖密封组件12为特殊密封组件，密封效果好，使油缸在反复高速运行时降低阻尼，提高了油缸的使用寿命。另外，耐磨滑动环的支承导向作用，使活塞工作平稳准确。
上述活塞杆3与负载连接的一端设有法兰。
上述活塞杆3与负载连接的一端加工成凹环形，采用两个法兰紧固连接，其中一法兰14做成一个整体，另一个法兰13为由两个半环结构拼合而成。结构紧凑，刚度好，安装方便简单。
上述法兰14上安装有连接杆15，连接杆15是用来连接位移传感器5的活动磁环17或者滑块，当活塞杆3左右动作时，连接杆1 5带动位移传感器5的活动磁环17或者滑块左右移动，实时测量活塞杆3的位移。
上述位移传感器为磁感应位移传感器，或为光栅位移传感器。本实施例中，位移传感器为磁感应位移传感器。
本发明的工作原理如下：当油缸工作于推力状态下时，油液经电液比例转换元件10、安装底座9及后端盖7上设有的通孔进入缸体无杆腔推动活塞4左移，从而推动负载工作，同时，有杆腔油液经油管16、安装底座9、电液比例转换元件1 0回油箱；位移传感器5实时对活塞杆3的位移进行测量并及时反馈，以达到随时调节控制其位移偏差保证运行精度的目的。同理，当油缸工作于拉力状态下时，油液经电液比例转换元件10、安装底座9、油管16进入缸体有杆腔推动活塞4右移，从而拉动负载工作，同时，无杆腔油液经后端盖7、安装底座9、电液比例转换元件10回油箱；同样，位移传感器5也实时对活塞杆3的位移进行测量并及时反馈，以达到随时调节控制其位移偏差保证运行精度的目的。

Claims (10)

1.一种高集成度伺服油缸，其特征在于包括有缸筒(1)、前端盖(2)、活塞杆(3)、活塞(4)、位移传感器(5)、安装底座(9)、电液比例转换元件(10)，其中缸筒(1)、前端盖(2)、后端盖(7)组成具有中空腔体的缸体，缸体的中空腔体内装设有活塞杆(3)及活塞(4)，电液比例转换元件(10)通过安装底座(9)直接安装在油缸的后端盖(7)上，位移传感器(5)安装在缸体的外壁，缸体的无杆腔通过后端盖(7)上做出的通孔与电液比例转换元件(10)连通，缸体的有杆腔通过油管(16)及安装底座(9)上做出的通孔与电液比例转换元件(10)连通。
2.根据权利要求1所述的高集成度伺服油缸，其特征在于上述位移传感器(5)通过底座(6)安装在缸体的外壁。
3.根据权利要求1所述的高集成度伺服油缸，其特征在于上述底座(6)包括支架及导轨。
4.根据权利要求1所述的高集成度伺服油缸，其特征在于上述活塞(4)的内孔为阶梯孔，其通过装设在阶梯孔的大孔端的锁紧螺母(8)固定在活塞杆(3)上。
5.根据权利要求1所述的高集成度伺服油缸，其特征在于上述活塞(4)与缸筒(1)的接触面上装设有活塞密封组件(11)。
6.根据权利要求1所述的高集成度伺服油缸，其特征在于上述前端盖(2)与缸筒(1)的接触面上装设有前端盖密封组件(12)。
7.根据权利要求1所述的高集成度伺服油缸，其特征在于上述活塞杆(3)与负载连接的一端设有法兰。
8.根据权利要求7所述的高集成度伺服油缸，其特征在于上述活塞杆(3)与负载连接的一端加工成凹环形，采用两个法兰紧固连接，其中一法兰(14)做成一个整体，另一个法兰(13)为由两个半环结构拼合而成。
9.根据权利要求1至8任一项所述的高集成度伺服油缸，其特征在于上述法兰(14)上安装有连接杆(15)。
10.根据权利要求9所述的高集成度伺服油缸，其特征在于上述位移传感器为磁感应位移传感器，或为光栅位移传感器。
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