CN103511385A - 高频加载伺服振动液压缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高频加载伺服振动液压缸，包括相互连接的缸筒和缸头，以及设置在缸筒内的活塞和活塞杆，活塞杆两端采用液体静压轴承支撑结构，静压轴承固定于缸头上，并支撑活塞杆；缸筒上方设置有伺服阀块，伺服阀块上安装有两个并联的伺服阀；液压缸缸筒一侧设置有位移传感器。本发明的优点和积极效果为：本发明的高频加载伺服振动液压缸解决了在特殊条件下传统缸的弊端，其优点突出表现为摩擦阻力小、启动压力降低、响应时间短、抗振性能好、运动平稳，控制油液温度性能良好等。

Description

高频加载伺服振动液压缸

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，涉及一种高频加载伺服振动液压缸。

背景技术

传统的双出杆液压缸活塞杆的支撑结构一般采用铜导向或导向带、导向环，活塞采用密封圈。而现场使用的高频伺服振动缸的使用要求：⑴ 最大加速度30g；⑵ 使用频率20~350Hz；⑶ 在100g离心场下正常工作；⑷ 地震波失真度（反应谱面积）：                                                5％；⑸供油压力21Mpa。

针对高频伺服振动缸的具体要求，传统双出杆液压缸存在的如下弊端：活塞杆与导向的接触为固体与固体的接触，摩擦阻力大，液压缸的启动压力大，响应时间长，抗震性能差，在高重力加速度下工作时导向受力不均，增大摩擦，稳定性降低。在高频下工作，油液温度升高，固固直接接触造成磨损，降低使用寿命。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种高频加载伺服振动液压缸。

本发明为解决这一问题所采取的技术方案是:

本发明的高频加载伺服振动液压缸，包括相互连接的缸筒和缸头，以及设置在缸筒内的活塞和活塞杆，活塞杆两端采用液体静压轴承支撑结构，静压轴承固定于缸头上，并支撑活塞杆；缸筒上方设置有伺服阀块，伺服阀块上安装有两个并联的伺服阀；液压缸缸筒一侧设置有位移传感器。

所述的静压轴承为四腔液体静压轴承，通过位于伺服阀块上的减压阀和位于缸头上的固定节流孔控制静压轴承的压力和液体流量。

所述的第一伺服阀和第二伺服阀均为大流量伺服阀，流量最大达2000L/min。

所述的液压缸采用双出杆液压缸，缸筒内部被活塞分隔为两个腔体，两个腔体之间通过与两个伺服阀连接的节流阀相通。

所述的活塞与缸筒之间为间隙密封。

本发明的优点和积极效果为：

本发明的高频加载伺服振动液压缸采用静压轴承来支撑活塞杆，静压轴承始终处于纯液体润滑状态下，摩擦阻力小，在高频振动时不会发生金属之间的直接接触，所以不会造成磨损，使用寿命长。液压缸配有伺服阀块和高性能位移传感器，利用传感器对液压缸的位置进行检测和反馈，采用伺服阀自动调节流量，伺服阀起到换向阀和流量控制阀的作用，从而实现位置、速度、加速的、力和压力等各种物理量的控制。本发明的高频加载伺服振动液压缸解决了在特殊条件下传统缸的弊端，其优点突出表现为摩擦阻力小、启动压力降低、响应时间短、抗振性能好、运动平稳，控制油液温度性能良好等。

附图说明

图1是本发明的高频加载伺服振动液压缸的主视图；

图2是本发明的高频加载伺服振动液压缸的俯视图；

图3是本发明的高频加载伺服振动液压缸的内部结构示意图；

图4是本发明的静压轴承的剖视图；

图5是本发明的静压轴承的立体结构示意图；

图中主要部件标号说明：

1：第一伺服阀          2：伺服阀块

3：工艺堵              4：压盖

5：缸头                6：工艺堵

7：螺钉                8：活塞杆

9：防尘圈             10：杆用Y型圈

11：O型圈            12：止动垫圈

13：挡圈              14:  O型圈

15：O型圈            16：挡圈

17：油口法兰          21：测压排气接头

24：缸筒              25：位移传感器

26：传感器支架        27：减压阀

28：第二伺服阀        29：节流阀

30：固定节流孔        31：静压轴承

18,19, 20, 22, 23：油管接头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明，附图中与现有技术相同的部件采用了相同的标号。下述各实施例仅用于说明本发明而并非对本发明的限制。

图1是本发明的高频加载伺服振动液压缸的主视图；图2是本发明的高频加载伺服振动液压缸的俯视图。如图1至图2所示，本发明的高频加载伺服振动液压缸，包括相互连接的缸筒24和缸头5，以及设置在缸筒24内的活塞和活塞杆8。

活塞杆8两端采用液体静压轴承支撑结构，静压轴承31固定于缸头5上，用于支撑活塞杆8。缸筒24上方设置有伺服阀块2，伺服阀块2上安装有两个并联的伺服阀，第一伺服阀1和第二伺服阀28。

第一伺服阀和第二伺服阀均为大流量伺服阀，流量最大达2000L/min。大流量伺服阀可以提高系统频率。

液压缸缸筒24的外部一侧设置有位移传感器25，位移传感器25的活塞杆前端通过传感器支架26连接在活塞杆8的端部上。

利用位移传感器25对液压缸的位置进行检测和反馈，采用伺服阀自动调节流量，伺服阀起到换向阀和流量控制阀的作用，从而实现对位置、速度、加速度、力和压力等各种物理量的控制。伺服阀的频率高，液压谐振频率也很高，因此系统响应速度高，控制精度高，稳定性容易保证。

通过伺服阀和位移传感器的作用，保证液压缸有稳定的输出，同时得到稳定的波形图。

图3是本发明的高频加载伺服振动液压缸的内部结构示意图。如图3所示，液压缸采用双出杆液压缸，缸筒24内部被活塞分隔为两个腔体，两个腔体之间通过与两个伺服阀连接的节流阀29相通。活塞与缸筒之间为间隙密封。

图4是本发明的静压轴承的剖视图；图5是本发明的静压轴承的立体结构示意图。如图4和图5所示，静压轴承为四腔液体静压轴承，通过位于伺服阀块2上的减压阀27和位于缸头5上的固定节流孔30控制静压轴承的压力和液体流量。静压轴承所需压力油经过减压阀27减压，再经过固定节流孔30进入静压轴承31。

采用静压轴承来支撑活塞杆将带来极高的侧向载荷能力。四个静压腔室从四面对活塞杆形成支撑，通过四个小孔由高压油供压。当有侧向载荷施加在活塞杆上时，相对面的液压通路被挤压，流量降低，供油小孔的压降将降低，静压腔室内的压力则上升。该腔室对面的静压腔室则会因与活塞杆间隙增大而流量上升，静压腔室的压力则下降。因此可见，静压轴承是“自我补偿”的，液压压力将反作用于任何侧向载荷，维持活塞杆的润滑。静压轴承始终处于纯液体润滑状态下，摩擦阻力小。在高频振动时不会发生金属之间的直接接触，所以不会造成磨损，使用寿命长。油膜刚度有良好的抗震性。

经过精密计算得出的静压轴承结构，可以保证伺服加载缸筒具有极低的启动摩擦和滑动摩擦,最大启动压力不超过0.05MPa，使伺服加载缸筒具有良好的高速、低速动态性能指标。

采用的四腔静压轴承设计，提高了伺服缸的抗侧向力能力和动态响应及使用寿命。静压轴承单独供油，泄油管直接回油箱。

 

本发明的高频加载伺服振动液压缸的工作原理为：

① 缸筒的控制压力油P,通过伺服阀28进入缸筒，缸筒两腔之间通过节流阀29相通，通过控制节流阀29的通流量，可以有效控制液压缸的稳定性，得到更好的工作波形。

② 静压轴承供油P1，通过减压阀27和固定节流孔30控制，可以实现静压轴承的压力和流量德的控制，从而使静压轴承得到更好的承载能力、油膜刚度等。静压轴承的泄油则通过泄油口L直接回油箱。

③控制压力油P2，伺服阀为外空外泄式，通过P2压力油控制伺服阀，伺服阀的泄油口Y单独回油箱。

④液压缸上配有压力检测口，可随时监测缸筒的压力变化。

Claims (5)

1.一种高频加载伺服振动液压缸，包括相互连接的缸筒（24）和缸头（5），以及设置在缸筒（24）内的活塞和活塞杆（8），其特征在于：活塞杆（8）两端采用液体静压轴承支撑结构，静压轴承（31）固定于缸头（5）上，并支撑活塞杆（8）；缸筒（24）上方设置有伺服阀块（2），伺服阀块（2）上安装有两个并联的伺服阀；液压缸缸筒（24）一侧设置有位移传感器（25）。

2.根据权利要求1所述的高频加载伺服振动液压缸，其特征在于：静压轴承（31）为四腔液体静压轴承，通过位于伺服阀块（2）上的减压阀（27）和位于缸头（5）上的固定节流孔（30）控制静压轴承的压力和液体流量。

3.根据权利要求1所述的高频加载伺服振动液压缸，其特征在于：第一伺服阀（1）和第二伺服阀（28）均为大流量伺服阀，流量最大达2000L/min。

4.根据权利要求1所述的高频加载伺服振动液压缸，其特征在于：液压缸采用双出杆液压缸，缸筒内部被活塞分隔为两个腔体，两个腔体之间通过与两个伺服阀连接的节流阀（29）相通。

5.根据权利要求1所述的高频加载伺服振动液压缸，其特征在于：活塞与缸筒之间为间隙密封。

Images