CN113883110A - 一种可更换多行程液压缸的电动静液作动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可更换多行程液压缸的电动静液作动器，包括集成阀块，集成阀块两侧分别安装电机和双向齿轮泵，双向齿轮泵由电机驱动，双向齿轮泵套设于油箱中，双向齿轮泵两侧分别设有双向齿轮泵第一端和双向齿轮泵第二端，二位三通电磁换向阀插装在集成阀块上。本发明集成阀块的中间位置开设有用于容纳联轴器的圆孔，且集成阀块的底部开设有用于容纳液压缸的半圆形凹槽，压板为半圆形板状结构，且半圆压板的两端设置有直角弯边，利用半圆形压板和集成阀块上的半圆形凹槽固定液压缸，方便安装与拆卸，可以更换不同行程的液压缸，满足了不同工况对液压缸的行程要求。

Description

一种可更换多行程液压缸的电动静液作动器
技术领域
本发明属于电动静液作动器结构技术领域，涉及可更换多行程液压缸的电动静液作动器。
背景技术
传统液压作动系统由于具有管路布置复杂、体积质量较大、工作可靠性较差、使用寿命较短等缺点，功率电传技术随之诞生。电动静液作动器（EHA）是最具代表性的功率电传作动系统，起源于航空领域的新型高性能伺服作动装置，不同于传统的液压系统，EHA通过电信号对电机调速，直接驱动泵，从而控制泵输出的压力和流量，实现准确控制作动部件改变位移的作动过程。EHA作为机载作动系统，兼有传统液压较高的作动稳定性、快速的作动响应等优点，并有效地减小了体积和质量，实现了模块化与分布化，改善了作动系统的可靠性和维护性。目前，EHA正逐渐成为各类大型装备的通用基础元部件。电动静液作动器将电动机、液压泵、液压油箱、控制阀组、作动器、检测元件集成一体化，体积小并质轻高效，应用前景广阔。
但现有电动静液作动器活塞杆伸出速度较慢，影响系统工作效率，并且液压缸的行程固定，难以满足不同工况对液压缸的行程要求。
有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种可更换多行程液压缸的电动静液作动器，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可更换多行程液压缸的电动静液作动器，能解决现有电动静液作动器活塞杆伸出速度较慢，影响系统工作效率，并且液压缸的行程固定，难以满足不同工况对液压缸的行程要求的问题。
按照本发明提供的技术方案：一种可更换多行程液压缸的电动静液作动器，包括集成阀块，集成阀块两侧分别安装电机和双向齿轮泵，双向齿轮泵由电机驱动，双向齿轮泵套设于油箱中，双向齿轮泵两侧分别设有双向齿轮泵第一端和双向齿轮泵第二端，二位三通电磁换向阀插装在集成阀块上；二位三通电磁换向阀包括换向阀第一端、换向阀第二端、换向阀第三端，在二位三通电磁换向阀失电状态下，换向阀第二端和换向阀第三端内部连通；在二位三通电磁换向阀得电状态下，换向阀第一端和换向阀第三端内部连通；二位三通电磁换向阀第一端和第二端分别通过孔道连通双向齿轮泵第一端和双向齿轮泵第二端；液压锁插装在集成阀块的侧壁上；液压锁包括两个相互连通的第一液控单向阀和第二液控单向阀，第一液控单向阀进口通过孔道连通双向齿轮泵第一端，第一液控单向阀液控口连通第二液控单向阀进口，液压缸安装在集成阀块的底部，液压缸无杆腔通过油管及孔道连通第一液控单向阀出口，液压缸有杆腔通过油管及孔道连通第二液控单向阀出口。
作为本发明的进一步改进，双向齿轮泵第一端和双向齿轮泵第二端两侧分别安装第一补油单向阀和第二补油单向阀；第一补油单向阀和第二补油单向阀安装在在集成阀块上；双向齿轮泵第一端通过孔道连接第一补油单向阀出口，双向齿轮泵第二端通过孔道连接第二补油单向阀出口，第一补油单向阀和第二补油单向阀进口连通油箱；第一补油单向阀和第二补油单向阀均位于油箱中。
作为本发明的进一步改进，集成阀块两侧安装溢流阀，溢流阀包括第一溢流阀、第二溢流阀，第一溢流阀进口通过孔道连通双向齿轮泵第一端，第一溢流阀出口通过孔道连通油箱。
作为本发明的进一步改进，集成阀块的顶端插装低压热油溢流阀；低压热油溢流阀设有高压输入端和低压输入端，高压输入端和低压输入端通过孔道连通双向齿轮泵第一端和二位三通电磁换向阀换向阀第二端，低压热油溢流阀输出端通过孔道连通油箱。
作为本发明的进一步改进，集成阀块上螺纹拧接方式安装安全阀，安全阀包括第一安全阀和第二安全阀，第一安全阀进口连通双向齿轮泵第一端，第二安全阀进口连通液压缸有杆腔，第一安全阀和第二安全阀出口连通油箱。
作为本发明的进一步改进，测压接头插装在集成阀块的顶端、下部、侧壁上；分别位于双向齿轮泵与液压锁的连通孔道，液压锁与液压缸无杆腔连通的孔道上，液压缸有杆腔与液压锁连通的孔道上以及二位三通电磁换向阀换向阀第三端连通第二溢流阀的孔道上。
作为本发明的进一步改进，集成阀块中开有连接腔，双向齿轮泵与集成阀块通过螺栓固定连接，双向齿轮泵中设有驱动轴，驱动轴和电机输出轴从两侧伸入连接腔，并通过联轴器进行连接；电机驱动双向齿轮泵运转；集成阀块中开有孔道。
作为本发明的进一步改进，液压缸通过压板安装在集成阀块的底部，压板通过螺栓与集成阀块固定连接，液压缸位于压板与集成阀块之间，压板将液压缸压紧贴合于集成阀块。
作为本发明的进一步改进，进出油过渡接头分别安装在双向齿轮泵两侧双向齿轮泵第一端和双向齿轮泵第二端，进出油过渡接头与双向齿轮泵通过螺栓固定连接，进出油过渡接头设有相互连通的光孔道和螺纹孔道，光孔道与双向齿轮泵第一端和第二端连接，螺纹孔道通过安装液压管路与集成阀块的高低压油口相连。
本申请的积极进步效果在于：
1、本发明集成阀块的中间位置开设有用于容纳联轴器的圆孔，且集成阀块的底部开设有用于容纳液压缸的半圆形凹槽，压板为半圆形板状结构，且半圆压板的两端设置有直角弯边，利用半圆形压板和集成阀块上的半圆形凹槽固定液压缸，方便安装与拆卸，可以更换不同行程的液压缸，满足了不同工况对液压缸的行程要求。
2、本发明集成阀块的内侧开设有液压油路，且所述油路的一端与油箱连接、油路的另一端与液压缸连接，并且液压锁安装在油路上，二位三通电磁换向阀安装在集成阀块一侧的下部，且二位三通电磁换向阀与液压油路相连通的设置，实现了液压缸的差动控制，在无负载或小负载工况下提高活塞杆伸出速度，从而提高系统工作效率。
3、本发明通过对可更换多行程液压缸的电动静液作动器的改进，具有结构设计合理，液压缸方便安装与拆卸，可以更换不同行程的液压缸，满足了不同工况对液压缸的行程要求，实现了液压缸的差动控制，提高系统工作效率的优点，从而有效的解决了现有装置中出现的问题和不足。
附图说明
图1为本发明的爆炸结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明的侧视结构示意图。
图4为本发明的剖面结构示意图。
图5为本发明的系统原理图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1-5中，包括油箱1、双向齿轮泵2、集成阀块3、电机4、液压缸5、压板6、溢流阀7、二位三通电磁换向阀8、低压热油溢流阀、测压接头10、液压锁11、安全阀12、补油单向阀13、进出油过渡接头14、联轴器15等。
如图1-5所示，本发明是一种可更换多行程液压缸的电动静液作动器，包括集成阀块3，集成阀块3两侧分别安装电机4和双向齿轮泵2，双向齿轮泵2由电机4驱动，双向齿轮泵2套设于油箱1中，双向齿轮泵2两侧分别设有双向齿轮泵第一端和双向齿轮泵第二端，二位三通电磁换向阀8插装在集成阀块3上；二位三通电磁换向阀8包括换向阀第一端、换向阀第二端、换向阀第三端，在二位三通电磁换向阀8失电状态下，换向阀第二端和换向阀第三端内部连通；在二位三通电磁换向阀8得电状态下，换向阀第一端和换向阀第三端内部连通；二位三通电磁换向阀8第一端和第二端分别通过孔道连通双向齿轮泵第一端和双向齿轮泵第二端。液压锁11插装在集成阀块3的侧壁上；液压锁11包括两个相互连通的第一液控单向阀11-1和第二液控单向阀11-2，第一液控单向阀11-1进口通过孔道连通双向齿轮泵第一端，第一液控单向阀11-1液控口通过液压锁11内部流道连通第二液控单向阀11-2进口，液压缸5安装在集成阀块3的底部，液压缸5无杆腔通过油管及孔道连通第一液控单向阀11-1出口，液压缸5有杆腔通过油管及孔道连通第二液控单向阀11-2出口。
在正常工况时，二位三通电磁换向阀8失电，电机4转动，带动双向齿轮泵2运转，高压油从双向齿轮泵第一端输出，经过第一液控单向阀11-1进入液压缸5无杆腔，推动液压缸5活塞杆伸出，第一液控单向阀11-1被开启的同时，将第二液控单向阀11-2打开，液压缸5有杆腔中的低压油经过第二液控单向阀11-2、二位三通电磁换向阀8换向阀第三端、换向阀第二端流入双向齿轮泵2双向齿轮泵第二端，构成回路。
在特殊况时，二位三通电磁换向阀8得电，电机4转动，带动双向齿轮泵2运转，高压油从双向齿轮泵第一端输出，经过第一液控单向阀11-1进入液压缸5无杆腔，推动液压缸5活塞杆伸出，第一液控单向阀11-1被开启的同时，将第二液控单向阀11-2打开，液压缸5有杆腔中的低压油经过第二液控单向阀11-2、二位三通电磁换向阀8换向阀第三端、换向阀第一端重新流入液压缸5无杆腔，加速推动液压缸5活塞杆伸出。
为了便于向液压回路进行补油，在双向齿轮泵第一端和双向齿轮泵第二端两侧分别安装第一补油单向阀13-1和第二补油单向阀13-2。第一补油单向阀13-1和第二补油单向阀13-2安装在在集成阀块3上。双向齿轮泵第一端通过孔道连接第一补油单向阀13-1出口，双向齿轮泵第二端通过孔道连接第二补油单向阀13-2出口，第一补油单向阀13-1和第二补油单向阀13-2进口连通油箱1。第一补油单向阀13-1和第二补油单向阀13-2均位于油箱1中。
双向齿轮泵2排出油液压力可由溢流阀7调定。溢流阀7安装在集成阀块3的两侧，溢流阀7包括第一溢流阀7-1、第二溢流阀7-2，第一溢流阀7-1进口通过孔道连通双向齿轮泵第一端和双向齿轮泵第二端。
低压热油溢流阀9插装在集成阀块3的顶端；低压热油溢流阀9设有高压输入端和低压输入端，高压输入端和低压输入端通过孔道连通双向齿轮泵第一端和二位三通电磁换向阀8换向阀第二端，低压热油溢流阀输出端通过孔道连通油箱1。
低压输入端（热油）梭阀允许来自闭式系统的低压侧热油回油箱；当两工作腔（高压输入端和低压输入端）的压力相等时，弹簧对中阀处于中位，所有油口关闭；当两工作腔压力不等，低压腔的油液与输出端接通。利用高压腔和低压腔的压差对闭式系统进行泄油，主要起冷却散热作用。
安全阀12通过螺纹拧接方式安装在集成阀块3上，且安全阀12位于电机4的下方。安全阀12包括第一安全阀12-1和第二安全阀12-2，第一安全阀12-1进口连通双向齿轮泵第一端，第二安全阀12-2进口连通液压缸5有杆腔，第一安全阀12-1和第二安全阀12-2出口连通油箱1。
测压接头10插装在集成阀块3的顶端、下部、侧壁上。分别位于双向齿轮泵2与液压锁11的连通孔道，液压锁11与液压缸5无杆腔连通的孔道上，液压缸5有杆腔与液压锁11连通的孔道上以及二位三通电磁换向阀8换向阀第三端连通第二溢流阀7-2的孔道上。
集成阀块3中开有连接腔，双向齿轮泵2与集成阀块3通过螺栓固定连接，双向齿轮泵2中设有驱动轴，驱动轴和电机4输出轴从两侧伸入连接腔，并通过联轴器15进行连接。电机4驱动双向齿轮泵2运转。集成阀块3中开有孔道，用于连通各个液压元件。
集成阀块3一侧密封安装油箱1。
电机4为伺服电机，具有精度高，反应快的优点。电机4安装法兰通过螺栓固定安装在集成阀块3侧面。
进出油过渡接头14分别安装在双向齿轮泵2两侧双向齿轮泵第一端和双向齿轮泵第二端，进出油过渡接头14与双向齿轮泵2通过螺栓固定连接。
油箱1与集成阀块3通过螺栓及密封件固定连接。
溢流阀7与集成阀块3通过螺纹拧接连接。
液压缸5通过压板6安装在集成阀块3的底部，压板6通过螺栓与集成阀块3固定连接，液压缸5位于压板6与集成阀块3之间，压板6将液压缸5压紧贴合于集成阀块3。
双向齿轮泵2通过进出油过渡接头14用油管与集成阀块3相连，进出油过渡接头14分别安装在双向齿轮泵2两侧双向齿轮泵第一端和双向齿轮泵第二端，进出油过渡接头14与双向齿轮泵2通过螺栓固定连接，进出油过渡接头14设有相互连通的光孔道和螺纹孔道，光孔道与双向齿轮泵2第一端和第二端连接，螺纹孔道通过安装液压管路与集成阀块3的高低压油口相连。
具体实施步骤：
电机4通电通过联轴器15带动双向齿轮泵2旋转，联轴器15安装在集成阀块3中间的孔内，双向齿轮泵2排出高压油经过进出油过渡接头14和液压管路（图中未画出）进入集成阀块3对应油口，之后打开液压锁11，压力油进入液压缸5，推动活塞运动。双向齿轮泵2排出油液压力可由溢流阀7调定。闭式系统内的部分热油可由热油低压冲洗阀溢流回油箱1，起到一定的散热作用。液压缸5前的安全阀12安装在集成阀块3的电机侧端面，可以在负载突变情况下保护系统元件受到损坏。液压锁11可以让液压缸5长时间保持在某一工作位置，起到锁紧功能。二位三通电磁换向阀8得电，液压缸5实现差动连接，在无负载或小负载时，液压缸5活塞杆可快速伸出，提高系统工作效率。补油单向阀13安装在集成阀块3的油箱1侧端面，可在闭式系统吸油不足的情况下对为系统补油，使系统能够正常稳定工作。测压接头10处可连接压力表或压力传感器，测量系统工作压力。集成阀块3将上述液压插装阀集成安装，内部油路按原理导通。集成阀3两侧开设有高低压油口，可用液压管路（图上未画出）与液压缸5大小腔对应相连。液压缸5安装在集成阀块3底部开设的半圆槽中，由半圆压板6固定。当遇到当前安装液压缸5行程无法满足实际工况时，可拆卸半圆压板6，安装合适行程的液压缸5，整个过程操作方便，可实现度高。
综上所述：该一种可更换多行程液压缸的电动静液作动器，通过集成阀块的中间位置开设有用于容纳联轴器的圆孔，且集成阀块的底部开设有用于容纳液压缸的半圆形凹槽，压板为半圆形板状结构，且半圆压板的两端设置有直角弯边，利用半圆形压板和集成阀块上的半圆形凹槽固定液压缸，方便安装与拆卸，可以更换不同行程的液压缸，满足了不同工况对液压缸的行程要求；通过集成阀块的内侧开设有液压油路，且所述油路的一端与油箱连接、油路的另一端与液压缸连接，并且液压锁安装在油路上，二位三通电磁换向阀安装在集成阀块一侧的下部，且二位三通电磁换向阀与液压油路相连通的设置，实现了液压缸的差动控制，在无负载或小负载工况下提高活塞杆伸出速度，从而提高系统工作效率；通过对可更换多行程液压缸的电动静液作动器的改进，具有结构设计合理，液压缸方便安装与拆卸，可以更换不同行程的液压缸，满足了不同工况对液压缸的行程要求，实现了液压缸的差动控制，提高系统工作效率的优点，从而有效的解决了现有装置中出现的问题和不足。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种可更换多行程液压缸的电动静液作动器，其特征在于，包括集成阀块（3），集成阀块（3）两侧分别安装电机（4）和双向齿轮泵（2），双向齿轮泵（2）由电机（4）驱动，双向齿轮泵（2）套设于油箱（1）中，双向齿轮泵（2）两侧分别设有双向齿轮泵第一端和双向齿轮泵第二端，二位三通电磁换向阀（8）插装在集成阀块（3）上；二位三通电磁换向阀（8）包括换向阀第一端、换向阀第二端、换向阀第三端，在二位三通电磁换向阀（8）失电状态下，换向阀第二端和换向阀第三端内部连通；在二位三通电磁换向阀（8）得电状态下，换向阀第一端和换向阀第三端内部连通；二位三通电磁换向阀（8）第一端和第二端分别通过孔道连通双向齿轮泵第一端和双向齿轮泵第二端；液压锁（11）插装在集成阀块（3）的侧壁上；液压锁（11）包括两个相互连通的第一液控单向阀（11-1）和第二液控单向阀（11-2），第一液控单向阀（11-1）进口通过孔道连通双向齿轮泵第一端，第一液控单向阀（11-1）液控口连通第二液控单向阀（11-2）进口，液压缸（5）安装在集成阀块（3）的底部，液压缸（5）无杆腔通过油管及孔道连通第一液控单向阀（11-1）出口，液压缸（5）有杆腔通过油管及孔道连通第二液控单向阀（11-2）出口。
2.如权利要求1所述的可更换多行程液压缸的电动静液作动器，其特征在于，双向齿轮泵第一端和双向齿轮泵第二端两侧分别安装第一补油单向阀（13-1）和第二补油单向阀（13-2）；第一补油单向阀（13-1）和第二补油单向阀（13-2）安装在在集成阀块（3）上；双向齿轮泵第一端通过孔道连接第一补油单向阀（13-1）出口，双向齿轮泵第二端通过孔道连接第二补油单向阀（13-2）出口，第一补油单向阀（13-1）和第二补油单向阀（13-2）进口连通油箱（1）；第一补油单向阀（13-1）和第二补油单向阀（13-2）均位于油箱（1）中。
3.如权利要求1所述的可更换多行程液压缸的电动静液作动器，其特征在于，集成阀块（3）两侧安装溢流阀（7），溢流阀（7）包括第一溢流阀（7-1）、第二溢流阀（7-2），第一溢流阀（7-1）进口通过孔道连通双向齿轮泵第一端，第一溢流阀（7-1）出口通过孔道连通油箱（1）。
4.如权利要求1所述的可更换多行程液压缸的电动静液作动器，其特征在于，集成阀块（3）的顶端插装低压热油溢流阀（9）；低压热油溢流阀（9）设有高压输入端和低压输入端，高压输入端和低压输入端通过孔道连通双向齿轮泵第一端和二位三通电磁换向阀（8）换向阀第二端，低压热油溢流阀（9）输出端通过孔道连通油箱（1）。
5.如权利要求1所述的可更换多行程液压缸的电动静液作动器，其特征在于，集成阀块（3）上螺纹拧接方式安装安全阀（12），安全阀（12）包括第一安全阀（12-1）和第二安全阀（12-2），第一安全阀（12-1）进口连通双向齿轮泵第一端，第二安全阀（12-2）进口连通液压缸（5）有杆腔，第一安全阀（12-1）和第二安全阀（12-2）出口连通油箱（1）。
6.如权利要求1所述的可更换多行程液压缸的电动静液作动器，其特征在于，测压接头（10）插装在集成阀块（3）的顶端、下部、侧壁上；分别位于双向齿轮泵（2）与液压锁（11）的连通孔道，液压锁（11）与液压缸（5）无杆腔连通的孔道上，液压缸（5）有杆腔与液压锁（11）连通的孔道上以及二位三通电磁换向阀（8）换向阀第三端连通第二溢流阀（7-2）的孔道上。
7.如权利要求1所述的可更换多行程液压缸的电动静液作动器，其特征在于，集成阀块（3）中开有连接腔，双向齿轮泵（2）与集成阀块（3）通过螺栓固定连接，双向齿轮泵（2）中设有驱动轴，驱动轴和电机（4）输出轴从两侧伸入连接腔，并通过联轴器（15）进行连接；电机（4）驱动双向齿轮泵（2）运转；集成阀块（3）中开有孔道。
8.如权利要求1所述的可更换多行程液压缸的电动静液作动器，其特征在于，液压缸（5）通过压板（6）安装在集成阀块（3）的底部，压板（6）通过螺栓与集成阀块（3）固定连接，液压缸（5）位于压板（6）与集成阀块（3）之间，压板（6）将液压缸（5）压紧贴合于集成阀块（3）。
9.如权利要求1所述的可更换多行程液压缸的电动静液作动器，其特征在于，进出油过渡接头（14）分别安装在双向齿轮泵（2）两侧双向齿轮泵第一端和双向齿轮泵第二端，进出油过渡接头（14）与双向齿轮泵（2）通过螺栓固定连接，进出油过渡接头（14）设有相互连通的光孔道和螺纹孔道，光孔道与双向齿轮泵（2）第一端和第二端连接，螺纹孔道通过安装液压管路与集成阀块（3）的高低压油口相连。
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