CN103852212A - 滚动油囊密封油缸液压式力标准机 - Google Patents

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本发明滚动油囊密封油缸液压式力标准机属于机械工程技术领域。本发明以油囊密封为核心，根据帕斯卡原理，运用两个油缸形成连通器，构成液压式力标准机的主体，配以油缸、机架、测力仪、位移传感器、砝码、油囊、液压回路，组成完整的液压式力标准机；本发明通过油囊密封，代替间隙密封方式，从而避免了补油过程，使液压结构简化，力标准机工作精度高；减少了控制的困难和补油误差，使力标准机准确简单。

Description

滚动油囊密封油缸液压式力标准机
技术领域
本发明涉及到机械工程技术领域，具体涉及到一种以柔性滚动密封为核心的滚动油囊密封油缸液压式力标准机。
背景技术
力标准机是力学计量中产生标准值以及用来检定测力仪的设备。力标准机从工作原理上可以分为四种：静重式力标准机、杠杆式力标准机、液压式力标准机和叠加式力标准机，其中在大力值（力值范围在1MN以上）的计量范围中，液压式力标准机得到了广泛的应用。目前液压式力标准机存在的一些不足，主要表现在油缸与柱塞之间的摩擦和液压油的泄露，这些不足严重的影响了液压式力标准机的工作精度。为了降低摩擦力与油液泄露量，目前通常采用间隙密封的方法，即靠间隙的油膜控制油液的泄露达到密封的目的，但是，系统的油液泄漏量与工作压力、工作环境有很大的关系，控制精度不是太高。另外，为了形成力标准机的工作压力，泄露的液压油需要由复杂的控制补油算法的液压伺服系统补偿。
本发明提出一种滚动油囊密封液压式力标准机系统，用以解决现有液压式力标准机所遇到的瓶颈问题。油缸和柱塞之间通过油囊密封，代替了原来的间隙密封方式，采用本方案密封使油缸与柱塞之间没有液压油泄露，从而避免了补油过程，使力标准机响应更快，保时更长，减少了控制的困难和补油误差，使力标准机准确简单。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，无油液泄露，工作精度高的滚动油囊密封油缸液压式力标准机。
为了实现上述方案的目标，本发明所采用的技术方案是：该装置主要由密封式油缸I、密封式油缸II与液压回路III构成。密封式油缸I进油口与密封式油缸II进油口通过油管连接构成了滚动油囊密封油缸液压式力标准机的主体，配以机架1、测力仪2、位移传感器6、砝码7与液压回路III从而组成了完整的液压式力标准机。为了降低油缸与柱塞之间的相对运动所产生的摩擦力与缝隙油液泄漏量，油缸与柱塞之间通过油囊密封，油囊内部充入高压油，弹性膨胀，从而进行密封使液压油没有泄露；油缸与柱塞之间运动时，油囊在油缸与柱塞之间滚动，摩擦力减少。
本发明的主要的特点：
（1）由于使用油囊对油缸与柱塞之间进行密封，极大地降低了油液的泄漏量以及油缸与柱塞之间相互运动所产生的摩擦力，提高了液压式力标准机的测量精度。
（2）无补油系统，使液压工作系统的结构简单，液压式力标准机补油算法和程序简化，工作效率高，可以短时间内完成系统加载与稳定工作压力。
（3）使用直线轴承使得柱塞做直线运动，这样柱塞偏心对液压系统摩擦力影响很小。
（4）新型油囊密封结构可以降低油缸加工精度和制造成本。
附图说明：
图1为滚动油囊密封油缸液压式力标准机结构示意图
图2为密封式油缸I主视图
图3为密封式油缸1A一A视图
图4为密封式油缸I油囊密封放大结构示意图
图5为密封式油缸II油囊密封放大结构示意图
具体实施方式：
参考图1，滚动油囊密封油缸液压式力标准机主要有密封式油缸缸I、密封式油缸II、液压回路III、机架1、测力仪2、位移传感器6、砝码7组成。密封式油缸I进油口与密封式油缸II进油口通过油管连接构成了滚动油囊密封油缸液压式力标准机的主体。密封式油缸I底部与机架1固定连接；测力仪2安装于密封式油缸I的顶部；位移传感器6连接于密封式油缸II的一侧；砝码7安装在密封油缸II的顶部。
参考图2与图4，密封式油缸I主要是由上缸盖16、支撑板17、螺钉18、直线轴承19、螺钉20、螺钉21、螺钉22、油囊23、套筒24、螺钉25、直线轴承26、柱塞圆形套筒27、下缸体28、螺钉29、柱塞底板30、进油口31、缸体底盖32、螺钉33、螺钉34、密封圈35、泄油口36、螺钉37、直线轴承支架38、柱塞立柱39、上缸体40组成。支撑板15通过螺纹与柱塞立柱31连接；两个内径相同的圆筒型上缸体22与圆筒型下缸体28通过螺钉26对接在一起，上缸体22与上缸盖18通过螺钉20连接，下缸体28与缸体底盖40端面间加密封圈39通过螺钉38连接，密封式油缸I除进油口31、泄油口36与外界连通外，由油囊23、密封圈进行密封，形成密封式油缸的工作油腔；下缸体28开有油囊安装凹槽，油囊23为长圆环型，一端伸出卡块，凸出镶嵌于下缸体28凹槽中，另一段镶嵌在柱塞圆形套筒27凹槽中形成油囊密封结构；套筒24与柱塞圆形套筒27通过螺钉22连接，柱塞圆形套筒27与柱塞底板30端面间加有密封圈通过螺钉34连接构成柱塞主体，直线轴承19安装在上缸盖16上通过螺钉18固定，直线轴承26安装在直线轴承支架38上通过螺钉37固定，直线轴承支架38上端与上缸盖16通过螺钉20连接，柱塞立柱39通过螺钉29固定在柱塞底板30上，直线轴承与柱塞立柱构成直线运动副，柱塞直线运动，控制柱塞的偏心。
参考图1与图5，密封式油缸II主要由柱塞3、缸体4、油囊5、缸体底座组成。缸体4通过螺钉固定连接在缸体底座上，位移传感器6固定连接于缸体一侧。
参考图1，液压回路III主要由截止阀8、油箱9、压力表10、三位四通电磁阀11、比例溢流阀12、压力表13、液压泵14、油箱15组成。密封式油缸I的进油口31与密封式油缸II的进油口经油管与液压回路中的压力表10连接；油箱9经截止阀8与密封式油缸I的泄油口36连接；液压泵14的进油口与油箱15连接，出油口与三位四通电磁阀11连接，在此油路上并联有压力表13监测压力，比例溢油阀12控制压力，比例溢油阀12另一端与油箱15连接，油压超过指定压力液压油从比例溢油阀流回油箱，保护液压油路。
本装置的工作原理：
参考图1，本发明滚动油囊密封油缸液压式力标准机运用密封式油缸I和密封式油缸II形成连通器来工作的，工作原理表述为：由两个面积不等的柱塞油缸组成一个密闭的液压系统，将具有一定质量的砝码所产生的重力进行适当的放大，然后将力平稳的加载到待检测力仪上的具体过程：其中砝码7的重力，依次加载并作用在密封式油缸II的柱塞上，这时会使密封式油缸II内的液体产生一定的压力设为f，这个压力又通过油管传递到密封式油缸I内，由于这两个油缸活塞有效工作面积是不等的，设面积比为k，这时密封式油缸I受到一个已经放大的力设为F，方向向上。这个放大后的力对位于密封式液压缸I顶部支撑板17上的测力仪2进行加载。依据帕斯卡原理，我们可以得到如下等式F=K*f ，因此，对力进行了放大。其中测力仪2安装在支撑板17上端置于密封式油缸I的顶部，丝杠带动上承压盘下降至上承压盘刚好与测力仪2接触处，液压系统油路内均充满工作介质（液压油）的情况下，液压泵14对系统进行供油，三位四通电磁阀11指向c处，当连通器内建立起压力后，密封式油缸I的柱塞和密封式油缸II的柱塞向上移动，直至密封式油缸II的柱塞向上移动到位移最大处。三位四通电磁阀11指向a处，液压泵14供油直接打回油箱，密封式油缸II顶部的砝码7下落，对力进行施加。当密封式油缸II加载到位移最低处时，三位四通电磁阀11指向c处对油路供油，当密封式油缸II的柱塞达到行程位移一半时停止供油，密封式油缸II的柱塞高度位置由非接触位移传感器6检测，继续进行测量实验，从新加载砝码7，重复以上测量实验并记录数据。
 

Claims (4)

1.一种滚动油囊密封油缸液压式力标准机，其特征在于由密封式油缸I、机架(1)、测力仪(2)、密封式油缸II、位移传感器(6)、砝码(7)、液压回路III组成，其中密封式油缸I底部与机架(1)固接；测力仪(2)安装在支撑板(17)上端置于密封式油缸I的顶部；位移传感器(6)固接于密封式油缸II的一侧；砝码(7)置于密封式油缸II的顶部；密封式油缸I的进油口与密封式油缸II的进油口，经油管连接形成回路，密封式油缸I与密封式油缸II形成连通器。
2.按权利要求1所述的滚动油囊密封油缸液压式力标准机，其特征在于所述的密封式油缸I由上缸盖(16)、支撑板(17)、螺钉(18)、直线轴承(19)、螺钉(20)、螺钉(21)、螺钉(22)、油囊(23)、套筒(24)、螺钉(25)、直线轴承(26)、柱塞圆形套筒(27)、下缸体(28)、螺钉(29)、柱塞底板(30)、进油口(31)、缸体底盖(32)、螺钉(33)、螺钉(34)、密封圈(35)、泄油口(36)、螺钉(37)、直线轴承支架(38)、柱塞立柱(39)、上缸体(40)组成，其中支撑板(17)通过螺纹与柱塞立柱(39)连接；两个内径相同的圆筒型上缸体(40)与圆筒型下缸体(28)通过螺钉(25)对接在一起，上缸体(40)与上缸盖(16)通过螺钉(21)连接，下缸体(28)与缸体底盖(32)端面间加密封圈通过螺钉(33)连接；直线轴承(19)安装在上缸盖(16)上通过螺钉(18)固定，直线轴承(26)安装在直线轴承支架(38)上通过螺钉(37)固定，直线轴承支架(38)上端与上缸盖(16)通过螺钉(20)连接；套筒(24)与柱塞圆形套筒(27)通过螺钉(22)连接，柱塞圆形套筒(27)与柱塞底板(30)端面间加有密封圈(35)通过螺钉(34)连接，柱塞立柱(39)通过螺钉(29)固定在柱塞底板(30)上构成柱塞主体；直线轴承与柱塞立柱构成直线运动副，柱塞做直线运动，约束其他五个自由度，控制柱塞的偏心。
3.按权利要求2所述的滚动油囊密封油缸液压式力标准机，密封式油缸I除进油口(31)、泄油口(36)与外界连通外，由油囊(23)、密封圈进行密封，形成油缸的工作油腔，下缸体(28)开有油囊安装凹槽，油囊(23)为长圆环型，一端伸出卡块，凸出镶嵌于下缸体(28)凹槽中，另一段镶嵌在柱塞圆形套筒(27)凹槽中形成油囊密封结构。
4.按权利要求1所述的滚动油囊密封油缸液压式力标准机，其特征在于所述的液压回路III由截止阀(8)、油箱(9)、压力表(10)、三位四通电磁阀(11)、比例溢流阀(12)、压力表(13)、液压泵(14)、油箱(15)组成，其中油箱(9)经截止阀(8)与密封式油缸I的泄油口(36)连接；密封式油缸I的进油口(31)与密封式油缸II的进油口经油管与液压回路III中的压力表(10)连接；液压泵(14)的进油口与油箱(15)连接，出油口与三位四通电磁阀(11)连接，在此油路上并联有压力表(13)监测压力，比例溢油阀(12)控制压力，比例溢油阀(12)另一端与油箱(15)连接，油压超过指定压力液压油从比例溢油阀流回油箱，保护液压油路。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018019303A1 (zh) * 2016-07-29 2018-02-01 昆山市创新科技检测仪器有限公司 用于力标准机的精度检测装置、力值比对机以及力标准机的精度检测方法
CN109540681A (zh) * 2019-01-09 2019-03-29 苏州汇才土水工程科技有限公司 一种砝码结合液压缸的恒荷加卸载装置
CN110595646A (zh) * 2019-05-01 2019-12-20 河南交院工程技术有限公司 一种测力装置
CN110793842A (zh) * 2019-05-01 2020-02-14 河南交院工程技术有限公司 一种能够蓄能的加载装置
CN114636514A (zh) * 2022-02-22 2022-06-17 宜昌船舶柴油机有限公司 适用于低速大功率水力测功器的移动式液压扭矩校验装置及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0075847B1 (de) * 1981-09-25 1986-08-20 A. M. Erichsen GmbH Hydraulische Kraft-Normalmaschine
JP2001289726A (ja) * 2000-04-11 2001-10-19 Akira Maekawa 油の流速による微少誤差を相殺させた計測用油圧制御弁
CN2721598Y (zh) * 2004-05-01 2005-08-31 达布希拉图 万向液压千斤顶
CN2755578Y (zh) * 2004-11-23 2006-02-01 沈阳仪表科学研究院 液压比对式力标准机
CN201688909U (zh) * 2009-12-29 2010-12-29 苏州龙盛测试设备有限公司 静重液压复合式力标准机
CN201696393U (zh) * 2009-12-31 2011-01-05 胡海华 稳速器
CN102175387A (zh) * 2011-01-21 2011-09-07 吉林大学 滚动摩擦油缸液压式力标准机

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0075847B1 (de) * 1981-09-25 1986-08-20 A. M. Erichsen GmbH Hydraulische Kraft-Normalmaschine
JP2001289726A (ja) * 2000-04-11 2001-10-19 Akira Maekawa 油の流速による微少誤差を相殺させた計測用油圧制御弁
CN2721598Y (zh) * 2004-05-01 2005-08-31 达布希拉图 万向液压千斤顶
CN2755578Y (zh) * 2004-11-23 2006-02-01 沈阳仪表科学研究院 液压比对式力标准机
CN201688909U (zh) * 2009-12-29 2010-12-29 苏州龙盛测试设备有限公司 静重液压复合式力标准机
CN201696393U (zh) * 2009-12-31 2011-01-05 胡海华 稳速器
CN102175387A (zh) * 2011-01-21 2011-09-07 吉林大学 滚动摩擦油缸液压式力标准机

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018019303A1 (zh) * 2016-07-29 2018-02-01 昆山市创新科技检测仪器有限公司 用于力标准机的精度检测装置、力值比对机以及力标准机的精度检测方法
EP3492897A4 (en) * 2016-07-29 2020-07-29 Kunshan Innovation Testing Instruments Co., Ltd. PRECISION MEASURING DEVICE FOR A FORCE STANDARD MEASURING MACHINE, AND FORCE VALUE COMPARISON MACHINE
US11118994B2 (en) 2016-07-29 2021-09-14 Kunshan Innovation Testing Instruments Co., Ltd. Precision detection device for force standard machine, force value comparison machine and precision detection method for force standard machine
CN109540681A (zh) * 2019-01-09 2019-03-29 苏州汇才土水工程科技有限公司 一种砝码结合液压缸的恒荷加卸载装置
CN110595646A (zh) * 2019-05-01 2019-12-20 河南交院工程技术有限公司 一种测力装置
CN110793842A (zh) * 2019-05-01 2020-02-14 河南交院工程技术有限公司 一种能够蓄能的加载装置
CN114636514A (zh) * 2022-02-22 2022-06-17 宜昌船舶柴油机有限公司 适用于低速大功率水力测功器的移动式液压扭矩校验装置及方法

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