內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)，包括：液壓缸組件，液壓缸組件具有高壓缸體、液壓柱塞以及殼體，在高壓缸體的底部設(shè)置有一個(gè)軸向孔，該軸向孔與液壓柱塞底部下方的腔體相通，在高壓缸體的靠近底部的位置還設(shè)置有至少一個(gè)徑向油孔，這些徑向油孔與軸向孔相交，液壓柱塞在高壓缸體內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，殼體包圍高壓缸體并在其外側(cè)形成密封的內(nèi)循環(huán)油腔，該內(nèi)循環(huán)油腔能通過至少一個(gè)徑向油孔與軸向孔相通，進(jìn)而連通至液壓柱塞底部下方的腔體，在殼體的上部設(shè)置有壓縮空氣入口；以及加壓閥組件，其設(shè)置在液壓缸組件的下方，該加壓閥組件包括加壓伺服電機(jī)和加壓柱塞，加壓柱塞能由加壓伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)而在設(shè)置于高壓缸體底部的軸向孔內(nèi)上下移動(dòng)。
【專利說明】?jī)?nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型總的涉及液壓伺服系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)，其是以內(nèi)循環(huán)的方式高速地進(jìn)行液壓動(dòng)作。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的液壓伺服系統(tǒng)，基本上由液壓泵、液壓缸、伺服閥、蓄能系統(tǒng)及管路等組成。此類傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)的構(gòu)件眾多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此維護(hù)成本很高，同時(shí)還存在效率低和噪聲大的缺陷。
[0003]另外，目前現(xiàn)有的液壓伺服系統(tǒng)還不能使液壓動(dòng)作同時(shí)滿足高速度、高壓力和高精度這三方面的需求，也不能對(duì)液壓動(dòng)作的加壓時(shí)間進(jìn)行精確地控制和調(diào)整，因此有進(jìn)一步改進(jìn)的余地。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)上述缺陷，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且高效的內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)，包括:液壓缸組件，液壓缸組件具有高壓缸體、液壓柱塞以及殼體，在高壓缸體的底部設(shè)置有一個(gè)軸向孔，該軸向孔與液壓柱塞底部下方的腔體相通，在高壓缸體的靠近底部的位置還設(shè)置有至少一個(gè)徑向油孔，這些徑向油孔與軸向孔相交，液壓柱塞在高壓缸體內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，殼體包圍高壓缸體并在其外側(cè)形成密封的內(nèi)循環(huán)油腔，該內(nèi)循環(huán)油腔能通過至少一個(gè)徑向油孔與軸向孔相通，進(jìn)而連通至液壓柱塞底部下方的腔體，在殼體的上部設(shè)置有壓縮空氣入口 ；以及加壓閥組件，其設(shè)置在液壓缸組件的下方，該加壓閥組件包括加壓伺服電機(jī)和加壓柱塞，加壓柱塞能由加壓伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)而在設(shè)置于高壓缸體底部的軸向孔內(nèi)上下移動(dòng)。
[0006]較佳的是，液壓柱塞的上端連接至動(dòng)作元件,動(dòng)作元件是動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)臺(tái)板。
[0007]較佳的是，液壓系統(tǒng)還包括:動(dòng)臺(tái)板升降組件，動(dòng)臺(tái)板升降組件連接至動(dòng)臺(tái)板，并包括:升降伺服電機(jī)和升降機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)可由升降伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)而使得動(dòng)臺(tái)板按預(yù)設(shè)的升降曲線作升降運(yùn)動(dòng)。
[0008]較佳的是，升降機(jī)構(gòu)包括:升降滾珠絲桿和與升降滾珠絲桿嚙合而移動(dòng)的升降螺母，升降滾珠絲桿連接至升降伺服電機(jī)，而升降螺母則連接至動(dòng)臺(tái)板。
[0009]較佳的是，在加壓伺服電機(jī)和加壓柱塞之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0010]較佳的是，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:同步帶、加壓滾珠絲桿和與加壓滾珠絲桿嚙合而移動(dòng)的加壓螺母，加壓滾珠絲桿通過同步帶連接至加壓伺服電機(jī)，加壓螺母連接至加壓柱塞。
[0011]較佳的是，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括電機(jī)連接板。
[0012]較佳的是，加壓柱塞由直線伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。
[0013]本實(shí)用新型的內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)是將伺服電機(jī)技術(shù)與內(nèi)循環(huán)加壓技術(shù)結(jié)合。借助本實(shí)用新型的液壓系統(tǒng)，可省去傳統(tǒng)技術(shù)中的液壓泵、伺服閥、蓄能系統(tǒng)及全部液壓管路。由于本實(shí)用新型的系統(tǒng)沒有傳統(tǒng)技術(shù)中所有管路及伺服閥，所以其液壓損失極小，運(yùn)行效率遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)。另外，本實(shí)用新型的系統(tǒng)所使用的另部件僅為現(xiàn)有技術(shù)的五分之一，故成本很低。
[0014]重要的是，借助本實(shí)用新型的系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)高速度(例如高達(dá)13000次/小時(shí)的動(dòng)作速率)、高壓力(例如高達(dá)200kg / cm2的缸內(nèi)壓力)、以及高精度(例如高達(dá)±0.0lmm的重復(fù)精度)的動(dòng)作。而且，可根據(jù)需要精確地控制和調(diào)整加壓時(shí)間。因此，可將本實(shí)用新型的這種技術(shù)很好地應(yīng)用于動(dòng)作頻率高達(dá)8000次/小時(shí)的燙金模切機(jī)上，同時(shí)在其它需要高速度、高壓力、高精度的加壓設(shè)備上也有著非常廣泛的用途。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過以下結(jié)合附圖描述變得更加清楚，附圖中:
[0016]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)的靜態(tài)示意圖；
[0017]圖2是上述內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)在上升加壓狀態(tài)時(shí)的示意圖；
[0018]圖3是上述內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)在開始下降狀態(tài)時(shí)的示意圖；以及
[0019]圖4是上述內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)在下降回歸靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)的靜止?fàn)顟B(tài)。如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的液壓系統(tǒng)主要包括:液壓缸組件5、加壓閥組件4和動(dòng)臺(tái)板升降組件10。
[0021]液壓缸組件5包括:高壓缸體11、液壓柱塞8以及殼體21。在高壓缸體11的底部設(shè)置有一個(gè)軸向孔，該軸向孔與液壓柱塞8底部下方的腔體相通。在高壓缸體11的靠近底部的位置還設(shè)置有至少一個(gè)(在該實(shí)施例中是30個(gè))徑向油孔9，這些徑向油孔9與所述軸向孔相交。液壓柱塞8在高壓缸體11內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，液壓柱塞8的上端可連接至動(dòng)作元件，在該較佳實(shí)施例中，動(dòng)作元件是一個(gè)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)臺(tái)板17。殼體21包圍高壓缸體11并在其外側(cè)形成密封的內(nèi)循環(huán)油腔19，該內(nèi)循環(huán)油腔19可通過前述的至少一個(gè)徑向油孔9與軸向孔相通，進(jìn)而可連通至液壓柱塞8的底部。另外，在殼體21的上部設(shè)置有壓縮空氣入口16,用于引入壓縮空氣G。
[0022]加壓閥組件4設(shè)置在液壓缸組件5的下方，該加壓閥組件4包括:加壓伺服電機(jī)I和加壓柱塞13。加壓柱塞13可由加壓伺服電機(jī)I驅(qū)動(dòng)而在設(shè)置于高壓缸體11底部的所述軸向孔內(nèi)上下移動(dòng)。在該實(shí)施例中，在加壓伺服電機(jī)I和加壓柱塞13之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:同步帶2、加壓滾珠絲桿3和與加壓滾珠絲桿3嚙合而移動(dòng)的加壓螺母14。加壓滾珠絲桿3通過同步帶2連接至加壓伺服電機(jī)I并支承在軸承15上旋轉(zhuǎn)，加壓螺母14連接至加壓柱塞13。另外，出于結(jié)構(gòu)支承的需要，還可以設(shè)置電機(jī)連接板18。
[0023]應(yīng)該理解的是，如果需要，可采用由直線伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)加壓柱塞的方式。
[0024]加壓閥組件4的作用如下。由加壓伺服電機(jī)1，根據(jù)接收控制系統(tǒng)發(fā)來的指令，使加壓柱塞13適時(shí)關(guān)閉液壓缸組件5上的至少一個(gè)(例如30個(gè))徑向油孔9中的液壓油，繼而使加壓柱塞13進(jìn)入液壓柱塞8的底部。當(dāng)加壓柱塞13繼續(xù)向上移動(dòng)時(shí)，將會(huì)壓縮液壓柱塞8底部的液壓油，從而使密封腔內(nèi)的壓強(qiáng)增高，例如增高至400kg / cm2,在液壓柱塞8上產(chǎn)生巨大的推力。只要控制加壓柱塞13向液壓柱塞8底部的移動(dòng)距離，即可控制液壓柱塞8所產(chǎn)生的推力和高精度的位置，例如達(dá)到±0.0lmm的位置重復(fù)精度。
[0025]較為理想的是，在該實(shí)施例中設(shè)置有動(dòng)臺(tái)板升降組件10。該動(dòng)臺(tái)板升降組件10連接至前述動(dòng)臺(tái)板17，動(dòng)臺(tái)板升降組件10包括:升降伺服電機(jī)6和升降機(jī)構(gòu)。升降機(jī)構(gòu)可由升降伺服電機(jī)6驅(qū)動(dòng)而使得動(dòng)臺(tái)板17按預(yù)設(shè)的升降曲線作升降運(yùn)動(dòng)。在該實(shí)施例中，升降機(jī)構(gòu)包括:升降滾珠絲桿20和與升降滾珠絲桿20嚙合而移動(dòng)的升降螺母12。升降滾珠絲桿20連接至升降伺服電機(jī)6，而升降螺母12則連接至動(dòng)臺(tái)板17。
[0026]以下將結(jié)合圖1 一 4來描述根據(jù)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的液壓系統(tǒng)的動(dòng)作過程。
[0027]在圖1中，液壓系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。在此狀態(tài)下，低壓壓縮空氣G從壓縮空氣入口16進(jìn)入內(nèi)循環(huán)油腔19，使液壓油L沿油流方向A，經(jīng)過例如30個(gè)徑向油孔9進(jìn)入液壓柱塞8的底部，從而使液壓柱塞8產(chǎn)生向上的低壓推力。此時(shí)，動(dòng)臺(tái)板升降組件10受到升降伺服電機(jī)6所產(chǎn)生的原點(diǎn)靜止時(shí)的靜轉(zhuǎn)矩的制約，從而對(duì)動(dòng)臺(tái)板17，進(jìn)而對(duì)液壓柱塞8加以約束，于是停留在如圖1所示的靜止?fàn)顟B(tài)。此狀態(tài)為本實(shí)用新型的液壓系統(tǒng)的“原點(diǎn)狀態(tài)”。
[0028]參見圖2，被低壓壓縮空氣G所推動(dòng)的液壓油L，經(jīng)徑向油孔9進(jìn)入液壓柱塞8的底部。此時(shí)，升降伺服電機(jī)6根據(jù)控制系統(tǒng)發(fā)出的指令而正轉(zhuǎn)，使升降滾珠絲桿20帶動(dòng)升降螺母12，進(jìn)而推動(dòng)與液壓柱塞8相固定的動(dòng)臺(tái)板17以預(yù)設(shè)的上升曲線向上朝著一個(gè)固定平臺(tái)7運(yùn)行，無沖擊地接近并壓緊到固定平臺(tái)7。這樣就完成了 “低壓充液”的動(dòng)作。隨后，加壓伺服電機(jī)I啟動(dòng)，經(jīng)同步帶2，驅(qū)動(dòng)加壓滾珠絲桿3旋轉(zhuǎn)，使加壓螺母14推動(dòng)加壓柱塞13，向圖中上部移動(dòng)。在加壓柱塞13的移動(dòng)過程中，其首先會(huì)將進(jìn)入液壓柱塞8底部的徑向油孔9關(guān)閉，從而在液壓柱塞8底部的下方形成了一個(gè)密閉的“高壓腔體”。當(dāng)加壓柱塞13繼續(xù)向上移動(dòng)時(shí)，密閉的高壓腔體內(nèi)的液壓油被壓縮，從而使該高壓腔體內(nèi)產(chǎn)生很高的壓強(qiáng)(例如400kg/cm2)，進(jìn)而使液壓柱塞8產(chǎn)生很大的推力。只要改變加壓伺服電機(jī)I的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，就能改變加壓柱塞13的移動(dòng)位置，相應(yīng)也改變液壓柱塞的推力或位置。
[0029]參見圖3，當(dāng)動(dòng)臺(tái)板17需要下落回歸到圖1中的靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，加壓伺服電機(jī)1，經(jīng)同步帶2，使加壓滾珠絲桿3反轉(zhuǎn)，于是加壓螺母14會(huì)拉著加壓柱塞13向下移動(dòng)。當(dāng)加壓柱塞13移動(dòng)至使徑向油孔9開始暴露的位置時(shí)，前述“高壓腔體”內(nèi)的高壓油，開始沿油流方向B，向內(nèi)循環(huán)油腔19泄油。
[0030]參見圖4,此時(shí),升降伺服電機(jī)6反轉(zhuǎn),拉著動(dòng)臺(tái)板17和液壓柱塞8 一起向下移動(dòng)，并使液壓油L經(jīng)徑向油9完全泄出。這樣就完成了一個(gè)行程的全部動(dòng)作，回歸至圖1中的狀態(tài)，并等待下一次動(dòng)作指令的到來。
[0031]本實(shí)用新型中的關(guān)于“上”、“下”和其它類似的表述，例如“上方”、“下方”等，并不意味著限制附圖中各部件在使用時(shí)的方向。
[0032]另外，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，還可以將本實(shí)用新型的內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)上下顛倒地設(shè)置，從而至上而下地動(dòng)作。在此其情況下，只要將殼體21上的壓縮空氣入口 16保留在殼體上方即可，其余結(jié)構(gòu)均保持不變。
[0033]雖然以上結(jié)合一個(gè)較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但應(yīng)理解的是，熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員應(yīng)該可以在上述揭示內(nèi)容的基礎(chǔ)上作出各種等同的變型和改動(dòng)而不偏離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)，因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附權(quán)利要求書來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)，包括: 液壓缸組件(5)，所述液壓缸組件(5)具有高壓缸體(11)、液壓柱塞(8)以及殼體(21)，在所述高壓缸體(11)的底部設(shè)置有一個(gè)軸向孔，該軸向孔與所述液壓柱塞(8 )底部下方的腔體相通，在所述高壓缸體(11)的靠近底部的位置還設(shè)置有至少一個(gè)徑向油孔(9)，這些徑向油孔(9 )與所述軸向孔相交，所述液壓柱塞(8 )在高壓缸體(11)內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述殼體(21)包圍高壓缸體(11)并在其外側(cè)形成密封的內(nèi)循環(huán)油腔(19)，該內(nèi)循環(huán)油腔(19)能通過所述至少一個(gè)徑向油孔(9)與所述軸向孔相通，進(jìn)而連通至所述液壓柱塞(8)底部下方的所述腔體，在所述殼體(21)的上部設(shè)置有壓縮空氣入口(16);以及 加壓閥組件(4)，其設(shè)置在所述液壓缸組件(5)的下方，該加壓閥組件(4)包括加壓伺服電機(jī)(I)和加壓柱塞(13 )，所述加壓柱塞(13 )能由所述加壓伺服電機(jī)(I)驅(qū)動(dòng)而在設(shè)置于高壓缸體(11)底部的所述軸向孔內(nèi)上下移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓柱塞(8)的上端連接至動(dòng)作元件，所述動(dòng)作元件是動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)臺(tái)板(17 )。
3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)還包括:動(dòng)臺(tái)板升降組件(10)，所述動(dòng)臺(tái)板升降組件(10)連接至所述動(dòng)臺(tái)板(17)，并包括:升降伺服電機(jī)(6)和升降機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)可由所述升降伺服電機(jī)(6)驅(qū)動(dòng)而使得動(dòng)臺(tái)板(17)按預(yù)設(shè)的升降曲線作升降運(yùn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述升降機(jī)構(gòu)包括:升降滾珠絲桿(20)和與升降滾珠絲桿(20)嚙合而移動(dòng)的升降螺母(12)，所述升降滾珠絲桿(20)連接至升降伺服電機(jī)(6)，而所述升降螺母(12)則連接至所述動(dòng)臺(tái)板(17)。
5.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)，其特征在于，在所述加壓伺服電機(jī)(I)和所述加壓柱塞(13)之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:同步帶(2)、加壓滾珠絲桿(3)和與加壓滾珠絲桿(3)嚙合而移動(dòng)的加壓螺母(14)，所述加壓滾珠絲桿(3)通過同步帶(2)連接至所述加壓伺服電機(jī)(1)，所述加壓螺母(14)連接至所述加壓柱塞(13 ) ο
7.如權(quán)利要求6所述的內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括電機(jī)連接板(18)。
8.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)循環(huán)高速液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述加壓柱塞(13)由直線伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F15B11/08GK203614478SQ201320823743
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】鄭驊 申請(qǐng)人:上海旭恒精工機(jī)械制造有限公司