CN2474807Y - 一种自动补偿式平衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及到一种自动补偿式平衡装置,其设有一储装惰性气体及液压油的圆桶,并设有一液压控制开关,接设一高压油管再装设一安全装置,连接一液压缸,液压缸的活塞杆尾部与主轴头螺固,并设有一升降伺服马达及一滚珠导螺杆。其利用无毒性、经压缩后不会氧化的惰性气体为动力控制,推动液压缸内的活塞杆,瞬间带动主轴头升降,不会发生动作的时间延迟,且无噪音、不漏油、体积小,与工作主机的安装简便。

Description

一种自动补偿式平衡装置

本实用新型涉及到一种自动补偿式平衡装置，尤其是一种利用无毒性、经压缩后不会氧化的惰性气体为动力控制，推动液压缸内的活塞杆，瞬间带动主轴头升降，不会发生动作的时间延迟，且无噪音、不漏油、体积小，与工作主机的安装简便的自动补偿式平衡装置。

在机械工业中，许多加工机械或工作主机上，经常出现构件的重量在″吨″位数以上，所以其位移传动时动作较困难，尤其是做为加工机械常用的升降动作部件主轴头，更需要可使其灵活升降的省力结构装置，以取代过去惯用的笨重的装置，发展具有进步性及新颖性，进而提高该项技术实用性的平衡装置。

请参阅图6所示，在早期，工作主机40中的重负荷主轴头44在升降传动时，需通过平衡的配重装置，来平衡主轴头44的重量，辅助其升降传动，惯用的平衡块配重装置，利用齿轮42设置在工作主机40上，以链条43配合其传动，该链条43一端枢接主轴头44，另一端则枢接一与主轴头44接近等重的配重块41，该配重块41通常以金属铁材质所制成，且重量在一吨以上。可想而知，这么一个大体积又重的配重块41，势必非常占空间，且在安装时，也因重量太重而不容易装设，确实为一种不理想的原始配重装置。此外，请注意，该装置仅以链条43连接配重与主轴头，其强度令人担忧，且其毫无任何安全防护装置，一旦链条43发生断裂，重达一吨的配重块41由高处掉落的危险性不容忽视，出于安全考虑，应淘汰这种原始配重装置。

另一种公知的技术是采用使用油压动力的配重装置，装设在工作主机50上，请参阅图7所示，为公知的油压动力配重装置，该装置设有一油箱51，用以装设液压油511，设有一马达52，以驱动一泵53抽吸液压油511，再通过油压电磁阀54配合油压组件控制油压装置，然后联接到油压缸55，该油压缸55的活塞杆551与主轴头56相螺固，并带动其运动。当马达52驱动时，油压电磁阀54控制液压油511由B推进，由A泄气，将活塞杆551向上提升，从而达到带动主轴头56上升的目的。再以其控制B泄油，A吸气，使活塞杆551向下降，带动主轴头56达到下降的目的。

该油压动力配重装置与早期的配重块配重装置相比较，确有改善，但在使用时所暴露的缺点是：其一，该装置油箱51的设置造成空间的浪费，且其油压装置常有漏油及噪音的现象，产生环境污染；其二，以油压动力配合油压电磁阀54控制不但耗电，而其升降的反应速度不灵敏，常有时间延迟的缺陷；其三，油压控制组件太多，构造繁杂，易造成故障，且不易找出故障原因，因此较难以排除。此外，上述装置的成本也较高，事实上，为本实用新型的两倍金额。

本实用新型的目的是要提供一种自动补偿式平衡装置，该装置利用氮气做为动力，控制液压油推动液压缸，平衡重量高达约一吨的主轴头，即当主轴头升降时，借助于驱动马达通过滚珠导螺杆，达到瞬间升降灵敏的目的，解决了公知技术中平衡配重装置的缺陷，达到过去无法达到的灵敏度。

本实用新型的目的是这样实现的：一种自动补偿式平衡装置，其中：该装置设一储装惰性气体及液压油的圆桶，设有一液压控制开关，接设一高压油管再装设一安全装置，连接设置一液压缸，该液压缸的活塞杆尾部与主轴头螺固，最后设一升降伺服马达及一滚珠导螺杆。

其中一液压控制开关，设有一控制其压力的压力开关，设一可得知液压油的压力指数的压力表，一可加入惰性气体的排\加气嘴，一释压泄气及补充惰性气体用的泄压针阀，设有一为液压油流导的钢管，一加油口接设高压油管。

其中一安全装置，设有一防落安全阀及球阀。

其中排\加气嘴流入液压控制开关内的流量可由泄压针阀来控制。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型提出的自动补偿式平衡装置，针对工作主机以重负荷的主轴头在升降时，常发生动作不灵活，升降速度缓慢，或时间延迟的不正常升降的问题，利用惰性气体的高压结合液压的推动，使液压缸内的活塞杆得以迅速带动平衡主轴头，达到瞬间升降的动作目的，克服了公知技术中配重装置无法达到的瞬间灵活动作的缺陷，使大型的工作主机不再因构件为重负荷，而造成动作困难，无法如预期进行加工。且其利用惰性气体的其中一种实施例″氮气″，做为动力控制，与液压的推进相结合，将为机械工业中，大型的工作主机的加工带来莫大的方便性。

2、本实用新型提出的自动补偿式平衡装置，是以惰性气体氮气为动力控制，液压油为辅助推进，且其储置在无缝钢管的圆桶内，流动于高压油管及液压缸中，不会有油压控制中的漏油现象；因其液压缸上装有一消音器，可发挥其防尘及排、吸气的作用，不但没有噪音及环境污染的危害，也克服了过去工作环境总是满处油污的现象，相当具有环保意识，及方便性。

3、本实用新型提出的自动补偿式平衡装置，克服了以往油压控制的缺陷，在构造上较为简易；因其为惰性气体动力控制，不需装设太多的油压组件，从而克服了公知技术中故障不易排除的问题。本实用新型不但构造简单，而且各个构件划分明确，因此，不但不会发生故障问题，而且更易于平日的维修及保养。

4、本实用新型提出的自动补偿式平衡装置，其配重装置所使用的圆桶重量较轻、体积小，因此占空间很小，因其与高压油管的安装简单，尤其是与高压油管及液压缸之间设有一安全装置：防落安全阀及针阀，为此，该装置多了一层安全防护，所以无危险性，不但彻底解决了安装在工作主机上的问题，更可减少不必要的安装时间，也为操作者的安全多一层保障。

5、本实用新型提出的自动补偿式平衡装置，因其主要是采用惰性气体做为动力控制，不像油压控制非常耗电，所使用组件非常简单，也节省许多不必要组件的费用，因此，该装置成本低、配重的效率高，非常具有经济效益。

6、本实用新型提出的自动补偿式平衡装置，结构虽然相当精简，但在机械工业中可供工作主机的主轴头能以瞬间的升降达来达到良好的加工效果，克服了因重负荷的主轴头无法灵活升降、易发生问题的麻烦及不便，且其排\加气嘴流入液压控制开关内的流量可由泄压针阀来控制，非常具有产业利用性。

附图说明如下：

图1为本实用新型的自动补偿式平衡装置的主轴头上升状态图；

图2为本实用新型的自动补偿式平衡装置的主轴头下降状态图；

图3为本实用新型的自动补偿式平衡装置的液压控制开关示意图；

图4为图3的A-A剖视图(一)；

图5为图3的A-A剖视图(二)；

图6为惯用配重块配重系统的装置图；

图7为惯习用油压动力控制配重装置的示意图。

附图标号说明：

10、工作主机          11、主轴头            12、圆桶

121、固定螺           13、液压控制开关      131、钢管

132、压力表           133、排、加气嘴       134、加油口

135、压力开关         136、泄压针阀         137、球阀

138、气道             14、高压油管          15、安全装置

151、防落安全阀       152、球阀             16、液压缸

161、活塞及活塞杆     162、消音器           163、螺牙

164、螺帽             17、升降伺服马达      18、滚珠导螺杆

20、氮气              30、液压油            40、工作主机

41、配重块            42、齿轮              43、链条

44、主轴头            50、工作主机          51、油箱

511、液压油           52、马达              53、泵

54、油压电磁阀        55、油压缸            551、活塞杆

56、主轴头

有关本实用新型所采用的技术、手段及其功效，现举一最佳实施例并配合附图详述如后：

请参阅图1～图5，图中所示为本实用新型所选用的一种实施例的结构，仅供说明之用，在专利保护范围上不受此种结构的限制。

本实用新型是提供一种自动补偿式平衡装置，请参阅图1、2所示，本实用新型在工作主机10上设一自动补偿式平衡装置，其结构是，设一圆桶12，该圆桶12为无缝钢管并储装氮气20及液压油30，其底部设一固定螺丝121，顶部则设一液压控制开关13，用以控制液压油30的流量，该液压控制开关13下端设一钢管131插入圆桶12内，为受压液压油30的引导入口，而液压控制开关13的上端与高压油管14连接，其一端与钢管131连续，另一端与液压缸16相连接，在高压油管14与液压缸16的接合处设一安全装置15，液压缸16的另一端设一消音器162，以消除液压缸16内的空气，该液压缸16内设一活塞及活塞杆161，其尾部设螺牙163并穿设过主轴头11与螺帽164螺固，最后设一升降伺服马达17配合一滚珠导螺杆18，该滚珠导螺杆18穿设在主轴头11，以控制其升降。

请再参阅图3，为本实用新型的液压控制开关13的示意图，其结构包括一压力表132、压力开关135、泄压针阀136、排\加气嘴133、球阀137及一加油口134，其为一控制液压油30的重要构件，通过压力开关135控制液压油30，由压力表132可得知其压力，第一次加气时的压力应大于主轴头11的重量，再以泄压针阀136降压至与主轴头11重量相等的压力，上端加油口134接于高压油管14，下端与钢管131装设在圆桶12上，并与之相固定联接。其中加油口134上接一球阀137，再接油管14连接至液压缸16，而压力开关135则是接至CNC中心切削机计算机或电控箱。

请参阅图4所示，其排\加气嘴133借助于一气道138与泄压针阀136相连通，而非直接连通在液压控制开关13内，因此，排\加气嘴133流入液压控制开关13内的流量可由泄压针阀136来控制，当若需补充氮气时，先将排\加气嘴133的螺帽取下，再连接氮气瓶的阀门，将泄压针阀136逆时针旋转，使泄压针阀136退位，氮气即可经由气道138而进入圆桶12内，当达到所需压力时，请参阅图5所示，可把泄压针阀136顺时针旋紧进位，将气道138封闭后，再关氮气瓶阀门，拆下氮气瓶上的连接管后，重新将排、加气嘴133的螺帽锁紧。本实用新型使用惰性气体做为压力源，只要在组装完成后，补充入需要的压力即可，操作方法为取一氮气瓶及管路连接至排\加气嘴133，打开氮气瓶再将泄压针阀136逆时针转开，氮气就会由氮气瓶输送至本实用新型的圆桶12中，再由压力表132得知本装置的压力高低，当装置中的压力达到所需压力时，将泄压针阀136顺时针转紧，关氮气瓶，拆开连结管路，排、加气嘴133用螺帽锁固，使本装置内的压力源不会外漏。

本实用新型提出的自动补偿式平衡装置，是利用受压缩的惰性气体产生的高压能瞬间推动液压油30进入液压缸16，使其与主轴头11产生平衡，当驱动升降伺服马达17通过滚珠导螺杆18带动其升降，即能瞬间控制主轴头11的升降，该平衡装置的力量是以第一次加气时的压力乘以液压缸的截面积超过主轴头11的重量，其约为主轴头11的1.05倍，而圆桶12内受高压推挤的液压油30立即冲上钢管131通过高压油管14的传导，液压油30进入液压缸16将活塞及活塞杆161推向上，同时由消音器162将液压缸16内的空气排出，瞬间上升了主轴头11，再以液压控制开关13的泄压针阀136降压至与主轴头11的重量接近而达到一平衡状态，另外，还有安全装置15的防落安全阀151及球阀152的加强，使两相制衡，再驱动升降伺服马达17以滚珠导螺杆18带动主轴头11上升，即能通过氮气20的高压推动，使主轴头11产生平衡。反之，升降伺服马达17以滚珠导螺杆18带动主轴头11下降，在平衡状态下通过主轴头11本身重量的重力，使主轴头11在瞬间下降，能令主轴头11灵活操作。

以上所述，仅为本实用新型的最佳实施例，不能以此的限定本实用新型实施的范围，即凡根据本实用新型权利要求书及说明书内容所作的任何等同替换或修改，皆应仍属本实用新型专利保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种自动补偿式平衡装置，其特征在于：该装置设一储装惰性气体及液压油的圆桶，设有一液压控制开关，接设一高压油管再装设一安全装置，连接设置一液压缸，该液压缸的活塞杆尾部与主轴头螺固，最后设一升降伺服马达及一滚珠导螺杆。

2.根据权利要求1所述的自动补偿式平衡装置，其特征在于：其中一液压控制开关，设有一控制其压力的压力开关，设一可得知液压油的压力指数的压力表，一可加入惰性气体的排\加气嘴，一释压泄气及补充惰性气体用的泄压针阀，设有一为液压油流导的钢管，一加油口接设高压油管。

3.根据权利要求1所述的自动补偿式平衡装置，其特征在于：其中一安全装置，设有一防落安全阀及球阀。

4.根据权利要求1所述的自动补偿式平衡装置，其特征在于：其中排\加气嘴流入液压控制开关内的流量可由泄压针阀来控制。

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