CN200961600Y - 一种数字液压油缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字液压油缸，这种油缸能超高速、超微进给运动，本实用新型采用了一种具有变速箱结构的数字油缸，油缸非行程部分短，阀体安放自如，适应多种安装方式，变速箱外置，扩大了应用范围，降低了维修成本。本实用新型的主要结构是大导程滚珠丝杠一端的轴承轴伸上装有同步带轮或齿轮，并与四边控制阀的带轮或齿轮相互连接，短行程丝杠的左边是开有斜面阶梯台阶的四边控制阀芯，阀芯左端的凹口与电机联轴叉的凹口互成90°，步进电机与阀体固定联接，所述短行程滚珠丝杠的右端装有感应盘。本实用新型可根据不同的应用工况任意改变同步带轮传动比可以使油缸进行超高速运动，即产生大导程滚珠丝杠导程几倍、十几倍的大脉冲当量来满足油缸超速运动，反之，满足油缸在0.0001/脉冲当量做微细精密进给运动。

Description

一种数字液压油缸

技术领域：本实用新型涉及液压油缸，特别涉及用增量式脉冲控制的数字油缸的改进发明，更进一步涉及的是超高速、超微进给数字油缸的发明。

背景技术：在现有技术中，数字油缸是将步进电机、液压滑阀、位置反馈设计组合在液压缸筒内部，接通液压油源直接通过专用数字控制器、计算机或PLC可编程控制器发出的数字脉冲信号来完成长度矢量可控的效果。又现有的数字油缸也采用有精密螺距无螺母的螺杆作为阀芯，而阀套固定在油缸活塞上，这是种单边控制的差动油缸，其精度较低，而且活塞杆孔的加工其几何精密和光洁度非常严格，工艺复杂。虽然目前也有采用滚珠丝杠和阀芯同体结构形式的，但由于同轴度要求很高，旋转扭矩加大，给长行程油缸的应用带来了困难，而且油缸和阀芯、阀体、步进电机是延油缸轴线串接成一体，增加了油缸非行程长度，不适于头侧法兰型和耳环型安装方式的油缸，虽然本领域采用了固定齿轮减速比的方式来增大步进电机的扭距，但给高速特别是超高速，超微进给，即极小步进当量油缸的应用带来了限制，同时也加大了维修难度。

发明内容：

鉴于公知技术存在的问题，本实用新型所解决的技术问题是为了提供一种具有变速箱结构，用增量式脉冲控制，可进行超高速、超微进给的数字油缸。为了解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案来实现的：该种数字液压油缸，包括缸体和设置在缸体内的活塞杆，所述缸体外连接有电机，四边控制阀，所述缸体内被活塞杆上的活塞分隔为前腔和后腔，并且所述缸体的前腔和后腔对应设有前油口和后油口，所述前油口和后油口通过管路与四边控制阀的前油口和后油口接通，其特征是所述活塞杆为无缝中空管，该无缝中空管内设有螺母，以及与螺母螺接的大导程滚珠丝杠，所述大导程滚珠丝杠通过轴承安装在缸体的后盖上，所述大导程滚珠丝杠外露的轴伸上装有第一同步带轮，所述电机、四边控制阀通过联接支架与缸体呈平行状并排安装，所述联接支架内设有可以在支架内转动的螺母，所述螺母的外径上安装有第二同步带轮，所述第一同步带轮与第二同步带轮传动连接，所述四边控制阀内设有与阀芯同轴同体的短行程滚珠丝杠，所述螺母与短行程滚珠丝杠螺接，所述与短行程滚珠丝杠同轴同体的阀芯为开有斜面阶梯台阶的四边控制阀芯，阀芯的一端开有凹口，凹口内置有立方形滑块，所述立方形滑块与电机联轴叉的凹口组成可以轴向位移的联轴器，电机联轴叉的孔与步进电机的输出轴连接，所述步进电机与阀体固定联接。所述螺母外设有钢球滚道，所述连接支架内设有轴承环，所述轴承环与螺母钢球滚道之间设有钢球，

所述两轴承之间设有旋转密封件。所述阀芯的轴伸端部装有感应盘，所述感应盘与感应开关相配合。所述第一同步带轮与第二同步带轮之间设有同步带。也可以将第一同步带轮与第二同步带轮设置为齿轮，并且可在两齿轮间设置中间齿轮。

本实用新型的感应盘与感应开关组成限制超越行程的保险装置，当步进电机失控，超出了阀芯的控制行程范围，感应开关切断控制系统的电源并报警。本实用新型的油缸非行程部分短、阀体安放自如，适应多种安装方式，同步带轮变速箱或齿轮变速箱外置，扩大了应用范围，降低了维修的复杂程度。

本实用新型根据不同的应用工况，任意改变同步带轮传动比，可以使油缸进行超高速运动，即获得大导程滚珠丝杠导程几倍、十几倍的大脉冲当量。反之，可以获取万分之几毫米的极小脉冲当量，满足油缸的微小进给运动。

附图说明：本实用新型有如下附图：

图1为本实用新型的结构原理图；

图2为本实用新型螺母17A结构的放大图。

具体实施方式：附图表示了本实用新型的结构及其实施例，下面再结合附图进一步描述其实施例的各有关细节及工作原理。该种数字液压油缸，包括缸体2和设置在缸体2内的活塞杆1，所述缸体2外连接有电机21、四边控制阀16，所述缸体2内被活塞杆1上的活塞分隔为前腔和后腔，并且所述缸体2的前腔和后腔对应设有前油口A’和后油口B’，所述前油口A’和后油口B’通过管路与四边控制阀的前油口A和后油口B接通，所述活塞杆1为无缝中空管，该无缝中空管内设有螺母3A，以及与螺母3A螺接的大导程滚珠丝杠3，所述大导程滚珠丝杠3通过轴承5、5·安装在缸体2的后盖上，所述两轴承5，5·之间设有旋转密封件4。所述大导程滚珠丝杠3外露的轴伸上装有第一同步带轮7，所述电机21、四边控制阀16通过联接支架9与缸体2呈平行并排安装，所述联接支架9内设有可以在支架内转动的螺母17A，所述该螺母17A的外径上安装有第二同步带轮10，所述第一同步带轮7与第二同步带轮10通过同步带8连接，并且在外面设置一箱体，这样就和同步带轮一起构成了一个变速箱22。所述电机、四边控制阀内设有与阀芯同轴同体的短行程滚珠丝杠17，所述螺母17A与短行程滚珠丝杠17螺接，所述螺母17A外径设有钢球滚道，所述连接支架9内设有轴承环14，所述轴承环14与螺母17A钢球滚道之间设有钢球，所述与短行程滚珠丝杠17同轴同体的阀芯为开有斜面阶梯台阶的四边控制阀芯，阀芯的一端开有凹口，凹口内置有立方形滑块18，所述立方形滑块18与电机联轴叉19的凹口组成可以轴向位移的联轴器，电机联轴叉19的孔与步进电机21的输出轴连接，所述步进电机用连接套20与阀体16固定联接。所述阀芯17的轴伸端部装有感应盘11，所述感应盘11与感应盘11外的感应开关12相配合。

本实用新型工作时，先在CNC控制器上设定步进电机轴转动的步数、速度、方向，电机轴转动步数越多，对应的活塞杆行程越长，电机轴转动步数越少，对应的活塞杆行程越短。步进电机21接受CNC控制器的脉冲信号后，电机输出轴连同联轴器19，立方形滑块18转动，使短行程滚珠丝杠17相对于螺母17A做左或右轴向位移，这时打开A或B开口，使高压油进入油缸2的前腔或后腔，活塞1带动螺母3A做伸或缩的轴向位移，螺母3A做伸或缩的轴向位移会使大导程滚珠丝杠3正或反向转动并带动第一同步带轮7、同步带8、第二同步带轮10及螺母17A做正或反向转动，可使短行程滚珠丝杠17做右或左轴向位移，关闭开口A或B，活塞停止运动。以此用步进电机的旋转方向、旋转速度、旋转步数控制油缸活塞杆直线运动的方向、速度、停止点。其位置和速度量通过同步带轮及螺母17A反馈至阀芯。这就保证了油缸的运行精度、机构的可靠性和方便维护性，方便快捷的改变同步带轮的传动比，就可满足油缸超速运动和微细精密进给运动的不同工况。

Claims (6)

1、一种数字液压油缸，包括缸体(2)和设置在缸体(2)内的活塞杆(1)，所述缸体(2)外连接有电机(21)与四边控制阀(16)，所述缸体(2)内被活塞杆(1)上的活塞分隔成前腔和后腔，并且所述缸体(2)的前腔和后腔对应设有前油口(A’)和后油口(B’)，所述前油口(A’)和后油口(B’)通过管路与四边控制阀的前油口(A)和后油口(B)接通，其特征是所述活塞杆(1)为无缝中空管，该无缝中空管内设有螺母(3A)、以及与螺母(3A)螺接的大导程滚珠丝杠(3)，所述大导程滚珠丝杠(3)通过轴承(5)、(5·)安装在缸体(2)的后盖上，所述大导程滚珠丝杠(3)外露的轴伸上装有第一同步带轮(7)，所述电机(21)及四边控制阀(16)通过联接支架(9)与缸体(2)呈平行状并排安装，所述联接支架(9)内设有可在联接支架内转动的螺母(17A)，所述该螺母(17A)的外径上安装有第二同步带轮(10)，所述第一同步带轮(7)与第二同步带轮(10)传动连接，所述四边控制阀(16)内设有与阀芯同轴同体的短行程滚珠丝杠(17)，所述螺母(17A)与短行程滚珠丝杠(17)螺接，所述与短行程滚珠丝杠(17)同轴同体的阀芯为开有斜面阶梯台阶的四边控制阀芯，阀芯的一端开有凹口，凹口内置有立方形滑块(18)，所述立方形滑块(18)与电机联轴叉(19)的凹口组成可以轴向位移的联轴器，电机联轴叉(19)的孔与步进电机(21)的输出轴连接，所述步进电机与阀体(16)通过联接套(20)固定联接。

2、如权利要求1所述的数字液压油缸，其特征在于所述螺母(17A)外设有钢球滚道，所述连接支架(9)内设有轴承环(14)，所述轴承环(14)与螺母(17A)钢球滚道之间设有钢球。

3、权利要求1所述的数字液压油缸，其特征在于所述两轴承(5)(5·)之间设有旋转密封件(4)。

4、如权利要求1所述的数字液压油缸，其特征在于所述阀芯(17)的轴伸端部装有感应盘(11)，所述感应盘(11)与感应开关(12)相配合。

5、如权利要求1所述的一种数字液压油缸，其特征在于所述第一同步带轮(7)与第二同步带轮(10)之间设有同步带(8)。

6、如权利要求1所述的一种数字液压油缸，其特征在于所述第一同步带轮(7)与第二同步带轮(10)可为齿轮，并且在两齿轮间设有中间齿轮(8)。

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