CN109958669A - 一种双十字形腔的伺服液压缸静压密封导向套 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种双十字形腔的伺服液压缸静压密封导向套，其中包括导向套体，双十字油腔，卸油槽，防尘槽；与之配合的液压缸结构包括缸筒，活塞杆等；由于液压缸活塞杆的快速往返运动，导致油腔内的液压油剪切次数过多，引起液压油的发热，称之为“热油携带”，本发明为了解决这一现象，采用双十字形油腔，使液压油在油腔内的剪切次数减少，热量产生的少；导向套的材料为散热较好的高硬度铝合金，减轻了液压缸的重量，加快了散热速度，降低了液压缸的成本。
Description
技术领域
本发明属于液压传动专业领域。是一种液压缸的静压密封导向套；通过改变导向套的结构，使液压缸的密封性能得到改善，采用静压密封，极大的减小了活塞杆与导向套之间采用密封圈密封而产生的摩擦力，降低了活塞杆在工作的时候产生的震动，充分降低了降低热油携带的危害，适应于液压缸技术领域。
背景技术
当前液压缸采用的密封大多数为密封件密封，但是随着液压缸的不断发展，密封件密封的的弊端不断显露出来：活塞杆与导向套之间的摩擦阻力增大，密封圈寿命较短，抗偏载性能差，减振性能一般，密封性能差，拆装不方便等问题逐渐增多；普通的液压缸静压轴承密封在液压缸工作时，静压导向套与活塞杆之间的间隙充满了润滑油，由于液压缸运行时油膜与活塞杆接触面反复剪切发热造成油膜温度升高，这部分热量不能全部靠润滑油不断地循环带走，热量不断积累就容易使导向套温度急剧升高甚至导致烧瓦情况的发生，称之为“热油携带”现象，这种想象极易引起活塞杆热变形，严重影响液压缸的寿命。
在这种背景之下，借鉴静压轴承原理和间隙密封原理，利用静压密封的原理，这种双十字形油腔静压导向套能很好的完成上面提出的要求，使其成为现代液压传动的重要研究方向。针对现有液压缸密封技术的不足，摩擦力大，工作寿命短，工作稳定性低，“热油携带”效果严重的问题。把导向套的结构进行优化，对液压缸的导向套进行了较系统和深入的研究。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有液压缸导向套技术存在的不足之处，而设计了一种双十字形腔的伺服液压缸静压密封导向套，它减小了传统液压缸采用密封圈密封而产生的摩擦力，有利于液压缸抵抗侧向负载，有利于活塞杆的纠偏，降低了导向套油腔的“热油携带”效果，提高了液压缸的散热率，增加了液压缸的寿命，提高了液压缸的工作精度。
一种双十字形腔的伺服液压缸静压密封导向套，其特征在于包括连接孔（1）、导向套体（2）、十字形副油腔（3）、十字形主油腔（4）、卸油槽（5）、导向套出油口（6）、导向套进油口（7）、防尘槽（8）、小孔节流器（9）；所述的导向套体（2）与液压缸之间采用螺栓连接，方便静压导向套的拆卸与维护，节约了静压导向套的更换时间；导向套体与活塞杆为间隙配合，当间隙达到一定程度时，会产生静压密封效果；所述的导向套体（2）采用的材料为高强度铝合金，降低了静压导向套的重量，并且铝具有良好的导热性，使液压油在工作中产生的热量能够迅速的散掉；铝的加工硬度比较低，可降低加工时间；所述的十字形副油腔（3）与十字形主油腔（4）采用镗床加工，利用镗床的性能加工出十字形油腔；油腔的深度对油膜的温度影响较大，油腔过深液压油在油腔中被反复剪切，不容易被带走，产生“热油携带”现象，过浅容易造成干摩擦现象；通过合理的设计主副油腔的结构形式，这样的机构设计能很好地减轻“热油携带”现象，也能防止干摩擦现象；所述的导向套出油口（6）与导向套进油口（7）采用钻床进行钻孔，加工方便，节约加工时间；卸油槽（5）与防尘槽（8）采用车床加工，车内槽的精度比较高，对回转体零件的加工度也比较快。
有益效果：本发明改善了传统液压缸导向套与活塞杆之间采用密封圈密封而产生的摩擦力，液体密封有利于减小摩擦力，降低液压缸工作时产生的震动；改进了传统静压密封产生的“热油携带”问题，降低了液压油发热率，提高了液压缸的寿命。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为双十字形静压导向套结构图；图中：1连接孔，2导向套体，3十字形副油腔，4十字形主油腔，5卸油槽，6导向套出油口，7导向套进油口，8防尘槽。
图2为静压导向套装配图；图中：1液压缸伺服系统，2活塞，3活塞杆，4伺服液压缸缸筒，5双十字形静压导向套。
图3为双十字形静压导向套三维图。
图4为静压导向套纵向剖视图。
图5为导向套内壁展开的示意图；图中：1油腔进油口，2油腔出油口，3十字形副油腔，4卸油槽，5十字形主油腔。
图6为导向套进油口局部剖视图；图中：2导向套体，4十字形主油腔，7导向套进油口，9小孔节流器。
图7为导向套出油口局部剖视图；2导向套体，5卸油槽，6导向套出油口。
图8为图8为静压支承供油系统工作原理的示意图。图中：1油箱，2液压泵，3电动机，4溢流阀，5单向阀，6滤油器，7精滤油器，8蓄能器，9可变节流阀，10压力表，11电磁阀，12可变节流阀，13静压支承结构。
图9为静压支承受力图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明的结构组成如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示。本发明是一种双十字形腔的伺服液压缸静压密封导向套，其特征在于包括连接孔（1）、导向套体（2）、十字形副油腔（3）、十字形主油腔（4）、卸油槽（5）、导向套出油口（6）、导向套进油口（7）、防尘槽（8）、小孔节流器（9）；所述的导向套体（2）与液压缸之间采用螺栓连接，方便静压导向套的拆卸与维护，节约了静压导向套的更换时间；导向套体与活塞杆为间隙配合，当间隙达到一定程度时，会产生静压密封效果；所述的导向套体（2）采用的材料为高强度铝合金，降低了静压导向套的重量，并且铝具有良好的导热性，使液压油在工作中产生的热量能够迅速的散掉；铝的加工硬度比较低，可降低加工时间；所述的十字形副油腔（3）与十字形主油腔（4）采用镗床加工，利用镗床的性能加工出十字形油腔；油腔的深度对油膜的温度影响较大，油腔过深液压油在油腔中被反复剪切，不容易被带走，产生“热油携带”现象，过浅容易造成干摩擦现象；通过合理的设计主副油腔的结构形式，这样的机构设计能很好地减轻“热油携带”现象，也能防止干摩擦现象；所述的导向套出油口（6）与导向套进油口（7）采用钻床进行钻孔，加工方便，节约加工时间；卸油槽（5）与防尘槽（8）采用车床加工，车内槽的精度比较高，对回转体零件的加工度也比较快。
本发明的工作原理如图8所示，系统工作前，溢流阀（4）处于卸荷状态；系统开始工作时，首先启动电动机（3）带动液压泵（2）开始给系统供油，当供油系统压力达到稳定值得时候，调节溢流阀的压力，使其压力略高于系统的工作压力，液压油经过单向阀（5），滤油器（6），精滤油器（7），小孔节流器（9），节流阀（12）开始向静压部分（13）供油；液压油经过小孔节流器后产生压力降，这时液压油由静压导向套进油孔先进入十字形副油腔，在进入十字形主油腔，把活塞杆顶起来，形成具有一定压力的静压支承油膜，即能承受径向载荷又能承受轴向载荷，这时的活塞杆与导向套之间形成液体摩擦，降低了活塞杆与导向套的磨损，双十字油腔也减少了“热油携带”效应，使液压油的温度不会升太高，最后油液再从卸油槽上的卸油口流回油箱（1）完成工作循环。
静压支撑的原理如图9所示，活塞杆不工作时，受到自身或外载荷的重力mg，使活塞杆中心点在O1处，当液压缸工作时，活塞杆承受自身重力mg与径向载荷F 两个力的作用，活塞杆中心点仍然在O1处，下油腔与活塞杆的间隙变小，上油腔与活塞杆的间隙变小大，由于各个油腔液压油的入口流量恒定，即Q为一个定值，这时液压系统供油，因为压力取决于负载，所以各个油腔之间会形成压力差，形成一定的承载力把活塞杆顶起，使活塞杆的中心与导向套中心在O点重合，各油腔之间的压差消失，此时活塞杆与导向套之间形成一层油膜；由于液压油膜充盈在活塞杆和导向套之间，活塞杆与导向套彼此分开而不直接接触，所受摩擦力仅为液体粘滞力，防止了活塞杆与导向套内壁处于直接接触的干摩擦状态，避免使活塞杆和导向套内壁产生磨损而发生泄漏。极大的减小了传统液压缸采用密封圈密封而产生的摩擦力，并且液体的物理特性可以是液压缸在工作时减小震动，降低发热的程度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述说明的限制，上述说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种双十字形腔的伺服液压缸静压密封导向套，其特征在于包括连接孔（1）、导向套体（2）、十字形副油腔（3）、十字形主油腔（4）、卸油槽（5）、导向套出油口（6）、导向套进油口（7）、防尘槽（8）、小孔节流器（9）；所述的导向套体（2）与液压缸之间采用螺栓连接，方便静压导向套的拆卸与维护，节约了静压导向套的更换时间；导向套体与活塞杆为间隙配合，当间隙达到一定程度时，会产生静压密封效果。
2.根据权利要求1所述的一种双十字形腔的伺服液压缸静压密封导向套其特征在于，所述的导向套体（2）采用的材料为高强度铝合金，降低了静压导向套的重量，并且铝具有良好的导热性，使液压油在工作中产生的热量能够迅速的散掉；铝的加工硬度比较低，可降低加工时间。
3.根据权利要求1所述的一种双十字形腔的伺服液压缸静压密封导向套其特征在于，所述的十字形副油腔（3）与十字形主油腔（4）采用镗床加工，利用镗床的性能加工出十字形油腔；油腔的深度对油膜的温度影响较大，油腔过深液压油在油腔中被反复剪切，不容易被带走，产生“热油携带”现象，过浅容易造成干摩擦现象；通过合理的设计主副油腔的结构形式，这样的机构设计能很好地减轻“热油携带”现象，也能防止干摩擦现象。
4.根据权利要求1所述的一种双十字形腔的伺服液压缸静压密封导向套其特征在于，所述的导向套出油口（6）与导向套进油口（7）采用钻床进行钻孔，加工方便，节约加工时间；卸油槽（5）与防尘槽（8）采用车床加工，车内槽的精度比较高，对回转体零件的加工度也比较快。
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