CN203308823U

CN203308823U - 一种液压执行装置

Info

Publication number: CN203308823U
Application number: CN2013202629127U
Authority: CN
Inventors: 李彬
Original assignee: Beijing Tianyuan Science and Creation Wind Power Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Tianyuan Science and Creation Wind Power Technology Co Ltd
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2023-05-15

Abstract

本实用新型公开了一种液压执行装置，包括缸筒、活塞、活塞杆、前端盖、后端盖，所述前端盖、后端盖分别连接在缸筒的前、后两端，活塞杆位于前端盖处与前端盖内壁配合，活塞位于缸筒内且其外壁与缸筒配合，在所述前端盖的内壁凹形槽内由前至后依次嵌套有防尘圈、雷姆封、支承环、斯特封、O形圈、非金属导向环和O形圈；在所述活塞的外壁凹形槽内由前至后依次嵌套有非金属导向环、格莱圈和支承环。本实用新型的液压执行装置通过采用新型导向、密封组合结构，密封性能好，无压力内泄现象，可准确定位，反应速度快，延长了使用寿命，可以作为液压变桨执行装置用于风力发电机组的变桨控制，装置整体成本较低。

Description

一种液压执行装置

技术领域

本实用新型涉及一种液压执行装置，尤其适用于作为风电机组的变桨执行机构。

背景技术

大型并网风力发电机组在并网发电过程中要根据风速调节桨叶的迎角。风速过大时，要自动顺桨降低负荷。风速都在变化,桨叶的迎角也要时刻微调。进口机组通常采用液压变桨系统，其代表厂商VESTAS、GAMESA等。依靠位移传感器的调节来频繁改变推力和位移，通过机械机构放大，改变桨叶角度。

对于大功率风机的设计一般采用独立的变桨机构，每个液压执行机构去单独控制每个叶片的有效受风角度。通过运动转换装置将直线运动转变为圆周运动，来推动带有轴承的叶片的转动，实现有效的变桨角度。

目前液压变桨执行装置常遇到的问题包括：

1）位移传感器（桨叶角度）为一磁致收缩位置传感器，变桨角度的位置传感器是一长度的线性测量。测量长度通过在保护内部波导管内传输的电流脉冲完成；位移传感器提供的信号被变桨油缸放大，双作用液压缸活塞分别停留在行程两端，调整系统压力到18MPa并保压15分钟，并缓慢的使工作腔压力升到23MPa并保压3分钟，油缸无法恢复至初始位置。

2）水平移动速度和油缸的密封结构都会影响系统内泄造成压力释放。

3）活塞密封以及润滑,活塞密封采用0型密封圈结构，密封效果较差。

4）缸筒同轴度以及公差带大于0.03mm。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种密封性能好、可准确定位、反应速度快、使用寿命长的液压执行装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案;

一种液压执行装置，包括缸筒、活塞、活塞杆、前端盖、后端盖，所述前端盖、后端盖分别连接在缸筒的前、后两端，活塞杆位于前端盖处与前端盖内壁配合，活塞位于缸筒内且其外壁与缸筒配合，在所述前端盖的内壁凹形槽内由前至后依次嵌套有防尘圈、雷姆封、支承环、斯特封、O形圈、非金属导向环和O形圈；在所述活塞的外壁凹形槽内由前至后依次嵌套有非金属导向环、格莱圈和支承环。

进一步地，所述防尘圈为6618100-40×48×5/8,材料为聚酯；所述雷姆封为RR1300400-Z52T；所述前端盖内壁处的支承环为F3 040 052 25097A；所述斯特封为RS1300400-T46T；所述O形圈的材料为硅橡胶；所述前端盖内壁处的非金属导向环为高强度塑料材料。

进一步地，所述活塞外壁处的非金属导向环为高强度塑料材料；所述格莱圈的材料为硅橡胶；所述活塞外壁处的支承环为FR 6503 Q5029。

进一步地，所述缸筒的材料为45号钢，屈服强度360MPa，抗拉强度610MPa，所述活塞杆的材料为45号钢。

进一步地，所述安装活塞的活塞杆轴颈与活塞外圆的同轴度公差不大于0.01mm。

进一步地，所述活塞杆外圆粗糙度选择为0.3μm。

进一步地，所述安装活塞的轴间端面与活塞杆轴线的垂直度公差不大于0.04mm/100mm。

进一步地，在靠近所述前端盖处的缸筒上开有出油口，在后端盖上安装有配油短轴并开有出油口。

进一步地，所述液压执行装置为液压变桨执行装置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1）通过采用新型导向、密封组合结构，液压执行装置密封性能好，无压力内泄现象，作为液压变桨执行装置时，首先可准确定位，可推动带有轴承的叶片的转动，实现有效的变桨角度，其次反应速度快，可将叶片的受风面与风速形成一个很好的受力夹角，实现更为有效的、更大能量的发电。

2)通过选择组合密封材料来降低摩擦阻力，活塞杆仅形成一层油膜无油滴或油环，延长了使用寿命。

3）安装活塞的活塞杆轴颈和活塞外圆的同轴度公差设置合理，避免了活塞与缸筒、活塞杆和导向的卡滞。

4）通过设置垂直度公差，可保证活塞安装不产生歪斜。

5）采用上述设计，可以更为有效地使风力发电机组从满载过渡到安全的状态，实现叶片的顺桨，同时实现停机，至少可以满足维护人员的安全使用要求。

6）通过对比，本实用新型的液压变桨执行装置价格降幅为44%。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型一种液压执行装置剖视结构示意图；

图2为本实用新型一种液压执行装置排空测试原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的一种液压执行装置，以其作为液压变桨执行装置为例进行详细说明，如图1所示，包括缸筒1、活塞2、活塞杆3、前端盖4、后端盖5，前端盖4、后端盖5分别连接在缸筒1的前、后两端，活塞杆3位于前端盖4处与前端盖4内壁配合，活塞2位于缸筒1内且其外壁与缸筒1配合，在前端盖4的内壁凹形槽内由前至后依次嵌套有防尘圈6、雷姆封7、支承环8、斯特封9、O形圈10、非金属导向环11和O形圈12；在活塞2的外壁凹形槽内由前至后依次嵌套有非金属导向环13、格莱圈14和支承环15。在靠近前端盖4处的缸筒1上开有出油口16，在后端盖5上安装有配油短轴17并开有出油口18。

优选地，上述结构的选型：

防尘圈6为6618100-40×48×5/8,材料为聚酯，适应的环境温度为-40°～+120℃。

雷姆封7为RR1300400-Z52T，材料为Z52，适应的环境温度为-45°～+120℃。

前端盖4内壁处的支承环8为F3 040 052 25097 A,材料为PTFE+40%铜粉，适应的环境温度-100°～+200℃。

斯特封9为RS1300400-T46T,材料为T46T，适应的环境温度为-45°～+80℃。

O形圈10、12的材料为硅橡胶，适应的环境温度为-70°～+200℃。

非金属导向环11、13用高强度塑料制成，这种导向环的优点是摩擦阻力小、耐磨、使用寿命长、装导向环的沟槽加工简单，并且磨损后导向环易于更换。

格莱圈14的材料为硅橡胶，适应的环境温度为-70°～+200℃。

活塞2外壁处的支承环15为FR 6503 Q5029,材料为Q5029，适应的环境温度为-50°～+120°。

以上结构，无论从密封元件的选型结构，以及适应环境耐低温性能有所加强。同时，选择非金属导向环11、13，防尘圈6，以及组合密封件，在活塞杆3上形成油膜状，更加利于润滑，延长缸筒1的寿命，防尘效果及耐用程度很高。

优选地，上述活塞2的尺寸及加工公差为：

缸筒1利用45号钢作为材料，屈服强度360MPa，缸筒1材料的抗拉强度610MPa；活塞杆3采用45号钢作为材料，只承受压应力，所以不用调制处理，但进行淬火处理是必要的，淬火深度可以在0.5—1mm左右。

安装活塞2的活塞杆3轴颈和活塞2外圆的同轴度公差不大于0.01mm，活塞杆3外圆粗糙度选择为0.3μm，保证活塞杆3外圆和活塞2外圆的同轴度，避免活塞2与缸筒1、活塞杆3和导向的卡滞。安装活塞2的轴间端面与活塞杆3轴线的垂直度公差不大于0.04mm/100mm，保证活塞2安装不产生歪斜。

上述液压执行装置的测试方法为：

如图2所示，排除缸筒内油腔内空气动作截止阀SH1、SH2、SH3和SH4，使油缸以50－200mm/s(即动作一个来回的时间在4sec～8sec以内)的速度,全行程并往复运行20次以上，完全排除液压缸内的空气，启动EH主泵，使系统压力从零开始逐渐升压，观察压力表，记录液压缸启动时的压力≤0.3MPa，即为最低起动压力。双作用液压缸活塞分别停留在行程两端，调整系统压力到18MPa并保压15分钟，并在此过程中仔细观察焊缝处、各接合面以及活塞杆密封处无渗漏。缓慢的使工作腔压力升到23MPa并保压3分钟，确认油缸全部零件均无破坏或永久变形等异常现象，焊缝处和外表面以及各结合面处无渗液压油。

具体地标准为：

1）液压缸内泄漏

使双作用液压缸活塞分别停留在行程两端，调整系统压力到18MPa并保压15分钟后测量出缸筒内的两个腔体每分钟的泄漏量应小于2ml/min。

2)低压下的液压缸内泄漏

调整系统压力为0.5MPa，使液压缸全行程往复运动3次以上，每次在行程端部停留至少10s，检查运动过程中液压缸无振动或爬行；观察活塞杆密封处，油缸所有静密封处，各功能元器件和油缸结合面处以及焊缝处无油液泄漏，当试验结束时，出现在活塞杆上的油膜不能形成油滴或油环。

3)行程测试

将液压缸的活塞分别停在行程两端极限位置，测量其全行程为554mm±1.5。

经上述测试合格的液压变桨执行装置，如表1所示，与原有液压变桨执行装置相比，价格降幅为44%。

表1

型号	本实用新型的液压变桨执行装置	原液压变桨执行装置
			单价	25000左右	45000左右

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种液压执行装置，包括缸筒、活塞、活塞杆、前端盖、后端盖，所述前端盖、后端盖分别连接在缸筒的前、后两端，活塞杆位于前端盖处与前端盖内壁配合，活塞位于缸筒内且其外壁与缸筒配合，其特征在于：

在所述前端盖的内壁凹形槽内由前至后依次嵌套有防尘圈、雷姆封、支承环、斯特封、O形圈、非金属导向环和O形圈；

在所述活塞的外壁凹形槽内由前至后依次嵌套有非金属导向环、格莱圈和支承环。

2.根据权利要求1所述的液压执行装置，其特征在于：

所述防尘圈为6618100-40×48×5/8,材料为聚酯；

所述雷姆封为RR1300400-Z52T；

所述前端盖内壁处的支承环为F3 040 052 25097 A；

所述斯特封为RS1300400-T46T；

所述O形圈的材料为硅橡胶；

所述前端盖内壁处的非金属导向环为高强度塑料材料。

3.根据权利要求1所述的液压执行装置，其特征在于：

所述活塞外壁处的非金属导向环为高强度塑料材料；

所述格莱圈的材料为硅橡胶；

所述活塞外壁处的支承环为FR 6503 Q5029。

4.根据权利要求1所述的液压执行装置，其特征在于：

所述缸筒的材料为45号钢，屈服强度360MPa，抗拉强度610MPa，所述活塞杆的材料为45号钢。

5.根据权利要求1所述的液压执行装置，其特征在于，所述安装活塞的活塞杆轴颈与活塞外圆的同轴度公差不大于0.01mm。

6.根据权利要求5所述的液压执行装置，其特征在于，所述活塞杆外圆粗糙度选择为0.3μm。

7.根据权利要求5所述的液压执行装置，其特征在于，所述安装活塞的轴间端面与活塞杆轴线的垂直度公差不大于0.04mm/100mm。

8.根据权利要求1所述的液压执行装置，其特征在于，在靠近所述前端盖处的缸筒上开有出油口，在后端盖上安装有配油短轴并开有出油口。

9.根据权利要求1-8任一项所述的液压执行装置，其特征在于，所述液压执行装置为液压变桨执行装置。