高頻加載伺服振動液壓缸的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高頻加載伺服振動液壓缸，包括相互連接的缸筒和缸頭，以及設(shè)置在缸筒內(nèi)的活塞和活塞桿，活塞桿兩端采用液體靜壓軸承支撐結(jié)構(gòu)，靜壓軸承固定于缸頭上，并支撐活塞桿；缸筒上方設(shè)置有伺服閥塊，伺服閥塊上安裝有兩個并聯(lián)的伺服閥；液壓缸缸筒一側(cè)設(shè)置有位移傳感器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果為：本發(fā)明的高頻加載伺服振動液壓缸解決了在特殊條件下傳統(tǒng)缸的弊端，其優(yōu)點(diǎn)突出表現(xiàn)為摩擦阻力小、啟動壓力降低、響應(yīng)時間短、抗振性能好、運(yùn)動平穩(wěn)，控制油液溫度性能良好等。
【專利說明】高頻加載伺服振動液壓缸
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械制造【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種高頻加載伺服振動液壓缸。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的雙出桿液壓缸活塞桿的支撐結(jié)構(gòu)一般采用銅導(dǎo)向或?qū)驇?、?dǎo)向環(huán)，活塞采用密封圈。而現(xiàn)場使用的高頻伺服振動缸的使用要求:(1)最大加速度30g;⑵使用頻率20-350Ηζ ;(3)在100g離心場下正常工作；(4)地震波失真度(反應(yīng)譜面積):
< 5% ;(5)供油壓力 21Mpa。
[0003]針對高頻伺服振動缸的具體要求，傳統(tǒng)雙出桿液壓缸存在的如下弊端:活塞桿與導(dǎo)向的接觸為固體與固體的接觸，摩擦阻力大，液壓缸的啟動壓力大，響應(yīng)時間長，抗震性能差，在高重力加速度下工作時導(dǎo)向受力不均，增大摩擦，穩(wěn)定性降低。在高頻下工作，油液溫度升高，固固直接接觸造成磨損，降低使用壽命。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種高頻加載伺服振動液壓缸。
[0005]本發(fā)明為解決這一問題所采取的技術(shù)方案是:
本發(fā)明的高頻加載伺服振動液壓缸，包括相互連接的缸筒和缸頭，以及設(shè)置在缸筒內(nèi)的活塞和活塞桿，活塞桿兩端采用液體靜壓軸承支撐結(jié)構(gòu)，靜壓軸承固定于缸頭上，并支撐活塞桿；缸筒上方設(shè)置有伺服閥塊，伺服閥塊上安裝有兩個并聯(lián)的伺服閥；液壓缸缸筒一側(cè)設(shè)置有位移傳感器。
[0006]所述的靜壓軸承為四腔液體靜壓軸承，通過位于伺服閥塊上的減壓閥和位于缸頭上的固定節(jié)流孔控制靜壓軸承的壓力和液體流量。
[0007]所述的第一伺服閥和第二伺服閥均為大流量伺服閥，流量最大達(dá)2000L/min。
[0008]所述的液壓缸采用雙出桿液壓缸，缸筒內(nèi)部被活塞分隔為兩個腔體，兩個腔體之間通過與兩個伺服閥連接的節(jié)流閥相通。
[0009]所述的活塞與缸筒之間為間隙密封。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果為:
本發(fā)明的高頻加載伺服振動液壓缸采用靜壓軸承來支撐活塞桿，靜壓軸承始終處于純液體潤滑狀態(tài)下，摩擦阻力小，在高頻振動時不會發(fā)生金屬之間的直接接觸，所以不會造成磨損，使用壽命長。液壓缸配有伺服閥塊和高性能位移傳感器，利用傳感器對液壓缸的位置進(jìn)行檢測和反饋，采用伺服閥自動調(diào)節(jié)流量，伺服閥起到換向閥和流量控制閥的作用，從而實(shí)現(xiàn)位置、速度、加速的、力和壓力等各種物理量的控制。本發(fā)明的高頻加載伺服振動液壓缸解決了在特殊條件下傳統(tǒng)缸的弊端，其優(yōu)點(diǎn)突出表現(xiàn)為摩擦阻力小、啟動壓力降低、響應(yīng)時間短、抗振性能好、運(yùn)動平穩(wěn)，控制油液溫度性能良好等。
【專利附圖】

【附圖說明】[0011]圖1是本發(fā)明的高頻加載伺服振動液壓缸的主視圖；
圖2是本發(fā)明的高頻加載伺服振動液壓缸的俯視圖；
圖3是本發(fā)明的高頻加載伺服振動液壓缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的靜壓軸承的剖視圖；
圖5是本發(fā)明的靜壓軸承的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中主要部件標(biāo)號說明:
1:第一伺服閥2:伺服閥塊
3:工藝堵4:壓蓋
5:缸頭6:工藝堵
7:螺釘8:活塞桿
9:防塵圈10:桿用Y型圈
11:0型圈12:止動墊圈
13:擋圈14: O型圈
15:0型圈16:擋圈
17:油口法蘭21:測壓排氣接頭
24:缸筒25:位移傳感器
26:傳感器支架27:減壓閥
28:第二伺服閥29:節(jié)流閥
30:固定節(jié)流孔31:靜壓軸承
18，19，20，22，23:油管接頭。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，附圖中與現(xiàn)有技術(shù)相同的部件采用了相同的標(biāo)號。下述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而并非對本發(fā)明的限制。
[0013]圖1是本發(fā)明的高頻加載伺服振動液壓缸的主視圖；圖2是本發(fā)明的高頻加載伺服振動液壓缸的俯視圖。如圖1至圖2所示，本發(fā)明的高頻加載伺服振動液壓缸，包括相互連接的缸筒24和缸頭5，以及設(shè)置在缸筒24內(nèi)的活塞和活塞桿8。
[0014]活塞桿8兩端采用液體靜壓軸承支撐結(jié)構(gòu)，靜壓軸承31固定于缸頭5上，用于支撐活塞桿8。缸筒24上方設(shè)置有伺服閥塊2，伺服閥塊2上安裝有兩個并聯(lián)的伺服閥，第一伺服閥I和第二伺服閥28。
[0015]第一伺服閥和第二伺服閥均為大流量伺服閥，流量最大達(dá)2000L/min。大流量伺服閥可以提聞系統(tǒng)頻率。
[0016]液壓缸缸筒24的外部一側(cè)設(shè)置有位移傳感器25,位移傳感器25的活塞桿前端通過傳感器支架26連接在活塞桿8的端部上。
[0017]利用位移傳感器25對液壓缸的位置進(jìn)行檢測和反饋，采用伺服閥自動調(diào)節(jié)流量，伺服閥起到換向閥和流量控制閥的作用，從而實(shí)現(xiàn)對位置、速度、加速度、力和壓力等各種物理量的控制。伺服閥的頻率高，液壓諧振頻率也很高，因此系統(tǒng)響應(yīng)速度高，控制精度高，穩(wěn)定性各易保證。
[0018]通過伺服閥和位移傳感器的作用，保證液壓缸有穩(wěn)定的輸出，同時得到穩(wěn)定的波形圖。
[0019]圖3是本發(fā)明的高頻加載伺服振動液壓缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，液壓缸采用雙出桿液壓缸，缸筒24內(nèi)部被活塞分隔為兩個腔體，兩個腔體之間通過與兩個伺服閥連接的節(jié)流閥29相通?；钊c缸筒之間為間隙密封。
[0020]圖4是本發(fā)明的靜壓軸承的剖視圖；圖5是本發(fā)明的靜壓軸承的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4和圖5所示，靜壓軸承為四腔液體靜壓軸承，通過位于伺服閥塊2上的減壓閥27和位于缸頭5上的固定節(jié)流孔30控制靜壓軸承的壓力和液體流量。靜壓軸承所需壓力油經(jīng)過減壓閥27減壓，再經(jīng)過固定節(jié)流孔30進(jìn)入靜壓軸承31。
[0021]采用靜壓軸承來支撐活塞桿將帶來極高的側(cè)向載荷能力。四個靜壓腔室從四面對活塞桿形成支撐，通過四個小孔由高壓油供壓。當(dāng)有側(cè)向載荷施加在活塞桿上時，相對面的液壓通路被擠壓，流量降低，供油小孔的壓降將降低，靜壓腔室內(nèi)的壓力則上升。該腔室對面的靜壓腔室則會因與活塞桿間隙增大而流量上升，靜壓腔室的壓力則下降。因此可見，靜壓軸承是“自我補(bǔ)償”的，液壓壓力將反作用于任何側(cè)向載荷，維持活塞桿的潤滑。靜壓軸承始終處于純液體潤滑狀態(tài)下，摩擦阻力小。在高頻振動時不會發(fā)生金屬之間的直接接觸，所以不會造成磨損，使用壽命長。油膜剛度有良好的抗震性。
[0022]經(jīng)過精密計(jì)算得出的靜壓軸承結(jié)構(gòu)，可以保證伺服加載缸筒具有極低的啟動摩擦和滑動摩擦，最大啟動壓力不超過0.05MPa，使伺服加載缸筒具有良好的高速、低速動態(tài)性能指標(biāo)。
[0023]采用的四腔靜壓軸承設(shè)計(jì)，提高了伺服缸的抗側(cè)向力能力和動態(tài)響應(yīng)及使用壽命。靜壓軸承單獨(dú)供油，泄油管直接回油箱。
[0024]本發(fā)明的高頻加載伺服振動液壓缸的工作原理為:
①缸筒的控制壓力油P，通過伺服閥28進(jìn)入缸筒，缸筒兩腔之間通過節(jié)流閥29相通，通過控制節(jié)流閥29的通流量，可以有效控制液壓缸的穩(wěn)定性，得到更好的工作波形。
[0025]②靜壓軸承供油P1，通過減壓閥27和固定節(jié)流孔30控制，可以實(shí)現(xiàn)靜壓軸承的壓力和流量德的控制，從而使靜壓軸承得到更好的承載能力、油膜剛度等。靜壓軸承的泄油則通過泄油口 L直接回油箱。
[0026]③控制壓力油P2，伺服閥為外空外泄式，通過P2壓力油控制伺服閥，伺服閥的泄油口 Y單獨(dú)回油箱。
[0027]④液壓缸上配有壓力檢測口，可隨時監(jiān)測缸筒的壓力變化。
【權(quán)利要求】
1.一種高頻加載伺服振動液壓缸，包括相互連接的缸筒(24)和缸頭(5)，以及設(shè)置在缸筒(24)內(nèi)的活塞和活塞桿(8)，其特征在于:活塞桿(8)兩端采用液體靜壓軸承支撐結(jié)構(gòu)，靜壓軸承(31)固定于缸頭(5)上，并支撐活塞桿(8);缸筒(24)上方設(shè)置有伺服閥塊(2)，伺服閥塊(2)上安裝有兩個并聯(lián)的伺服閥；液壓缸缸筒(24) —側(cè)設(shè)置有位移傳感器(25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻加載伺服振動液壓缸，其特征在于:靜壓軸承(31)為四腔液體靜壓軸承，通過位于伺服閥塊(2)上的減壓閥(27)和位于缸頭(5)上的固定節(jié)流孔(30)控制靜壓軸承的壓力和液體流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻加載伺服振動液壓缸，其特征在于:第一伺服閥(I)和第二伺服閥(28)均為大流量伺服閥，流量最大達(dá)2000L/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻加載伺服振動液壓缸，其特征在于:液壓缸采用雙出桿液壓缸，缸筒內(nèi)部被活塞分隔為兩個腔體，兩個腔體之間通過與兩個伺服閥連接的節(jié)流閥(29)相通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻加載伺服振動液壓缸，其特征在于:活塞與缸筒之間為間隙密封。
【文檔編號】F15B15/20GK103511385SQ201310401996
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】王建中, 劉兵, 徐海洋, 趙斌 申請人:天津優(yōu)瑞納斯液壓機(jī)械有限公司