專利名稱：液壓微調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液壓微調(diào)器，屬于液壓系統(tǒng)的一個(gè)輔助裝置，但 它有別于通用液壓元件，主要用于疊加式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，測(cè)力系統(tǒng)及它的校準(zhǔn) 裝置，稱重系統(tǒng)的校準(zhǔn)裝置。也可屬于計(jì)量領(lǐng)域的力學(xué)范疇。
技術(shù)背景通過(guò)對(duì)液壓缸介質(zhì)增壓，使活塞產(chǎn)生作用力，向給定物體施加載荷的 液壓加載方式得到廣泛應(yīng)用。液壓加載無(wú)級(jí)可調(diào)，施加載荷平穩(wěn)無(wú)沖擊， 載荷范圍寬，裝置體積小、重量輕，對(duì)于計(jì)量測(cè)力技術(shù)有非常重要的實(shí)用意義。但計(jì)量測(cè)力技術(shù)要求力值精度高(如0 . 03% 0 . 01%或更高)， 并且要求力值穩(wěn)定。液壓加載雖然可以施加任意一個(gè)力值，但載荷加上后 不能保持穩(wěn)定，力值很快就要發(fā)生變化，甚至保持零點(diǎn)幾秒這樣短時(shí)間的 高穩(wěn)定度(0.03%以上)都很難做到。這對(duì)液壓加載在測(cè)力技術(shù)上應(yīng)用 是一個(gè)很大的障礙，解決液壓加載穩(wěn)定問(wèn)題是它在高精度測(cè)力技術(shù)上應(yīng)用 的前提條件。液壓加載不穩(wěn)定的原因， 一般都認(rèn)為是液壓系統(tǒng)泄漏造成的。但只從 密封上釆取措施并不能解決問(wèn)題。通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和理論分析，認(rèn)為在現(xiàn)代 密封技術(shù)己達(dá)到相當(dāng)高的水平情況下，液壓加載不穩(wěn)定不是泄漏引起的， 而是液壓介質(zhì)本身性能引起的，即性能參數(shù)變化引起的。具體地說(shuō)加載 時(shí)，隨著介質(zhì)壓強(qiáng)升高，它的溫度也要升高；加載停止，關(guān)閉閥門，液壓 缸內(nèi)介質(zhì)溫度高于外界溫度，要向外界放熱，使它的溫度下降。隨著介質(zhì)溫度降低，它的體積要發(fā)生收縮，而此時(shí)介質(zhì)是在一個(gè)封閉系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng) 容積是不變的。而液壓介質(zhì)始終要充滿整個(gè)容積，這時(shí)它的體積不會(huì)變小， 而是產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上的膨脹。繼而帶來(lái)自身壓強(qiáng)的降低，引起活塞輸出力的不 斷下降。卸載情況正好相反，載荷卸到某一值時(shí)停止卸載，缸內(nèi)介質(zhì)溫度 低于外界溫度，要向外界吸熱，介質(zhì)體積發(fā)生膨脹。由于容積不變，則出 現(xiàn)實(shí)質(zhì)上的壓縮。壓強(qiáng)升高，活塞輸出力上升。這就是液壓加載不穩(wěn)定的 原因。它是液壓介質(zhì)本身性能決定的，解決的辦法不是通過(guò)改變介質(zhì)的性 質(zhì)來(lái)消除熱效應(yīng)，而是順應(yīng)液壓介質(zhì)性能特點(diǎn)采取補(bǔ)償措施，目前補(bǔ)償辦 法有流量補(bǔ)償和外部補(bǔ)償?shù)?，但效果不理想。因此，探索一種新的補(bǔ)償辦 法來(lái)解決液壓加載穩(wěn)定性是急待解決的問(wèn)題。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于容積補(bǔ)償法的液壓微調(diào)器，來(lái)解 決液壓加載穩(wěn)定性問(wèn)題并使它在高精度測(cè)力技術(shù)上得以應(yīng)用，它是裝在增 壓閥(進(jìn)口閥)至液壓缸缸體之間的管路上，閥后管路、液壓微調(diào)器內(nèi)腔 與液壓缸的壓力腔共同組成一個(gè)密封腔體，用液壓微調(diào)器中的調(diào)節(jié)桿的升 降來(lái)改變腔內(nèi)的容積，以補(bǔ)償介質(zhì)體積的變化，從而實(shí)現(xiàn)液壓加載的穩(wěn)定。由于液體壓縮率很小，其體積壓縮系數(shù) 一般液壓油為5 7X10-1QmVN。 很小容積變化可引起較大的壓強(qiáng)變化，因此，采用本實(shí)用新型液壓微調(diào)器 對(duì)容積做微小的改變，就能取得滿意的調(diào)節(jié)效果。本實(shí)用新型的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它包括殼體、調(diào)節(jié)桿、 密封圈、諧波減速機(jī)、齒輪副、旋轉(zhuǎn)螺母、上罩、上板、下板和手輪，手 輪與諧波減速機(jī)輸入軸相連，諧波減速機(jī)輸出軸與齒輪副的主動(dòng)齒輪相連，主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪嚙合，從動(dòng)齒輪中間固裝旋轉(zhuǎn)螺母，旋轉(zhuǎn)螺母內(nèi) 插裝調(diào)節(jié)桿，調(diào)節(jié)桿中部為螺紋結(jié)構(gòu)，與旋轉(zhuǎn)螺母螺紋配合，調(diào)節(jié)桿下部為光桿，插入殼體腔內(nèi)，調(diào)節(jié)桿與殼體之間設(shè)有密封圈，用于密封；調(diào)節(jié)桿上部裝在上罩內(nèi)，上罩固裝在上板上，殼體固裝在下板上，諧波減速機(jī)通過(guò)安裝座裝于上板上，齒輪副通過(guò)徑向軸承安裝在上、下板之間，上、下板由支柱和螺桿固接。殼體下端設(shè)一進(jìn)口，其中部側(cè)面設(shè)一出口，使用時(shí)分別與加載閥和液壓缸相連，這樣，加載閥至液壓缸間就形成一個(gè)密閉系統(tǒng)。工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，通過(guò)諧波減速機(jī)帶動(dòng)齒輪副轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)螺母隨著旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)調(diào)節(jié)桿升降，從而改變殼體內(nèi)容積，實(shí)施體積補(bǔ)償。上罩內(nèi)裝有導(dǎo)向鍵，導(dǎo)向鍵與調(diào)節(jié)桿鍵槽配合，防止調(diào)節(jié)桿升降過(guò)程中出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使之只作上下直線運(yùn)動(dòng)。在旋轉(zhuǎn)螺母的兩端裝有推力軸承，以承受調(diào)節(jié)桿在介質(zhì)壓力下產(chǎn)生的軸向力；調(diào)節(jié)桿與殼體之間所設(shè)的密封圈為兩道斯特密封圈。上、下板與支柱之間用螺母固定；上、下板與螺桿之間用螺母固定。 殼體用螺釘固定在下板上；上罩用螺栓固定在上板上。 手輪與諧波減速機(jī)輸入軸用鍵連接；諧波減速機(jī)輸出軸與主動(dòng)齒輪用鍵連接；用鍵和擋圈將旋轉(zhuǎn)螺母固裝在從動(dòng)齒輪中間；上罩與導(dǎo)向鍵之間用螺釘固定；安裝座用螺釘固定在上板上。 推力軸承和徑向軸承之間用軸套隔開。 螺釘、螺栓下面均墊有彈簧墊圈。為適應(yīng)不同載荷的加載需要，研制出了不同規(guī)格的液壓微調(diào)器。按調(diào)節(jié)桿的直徑不同，分別為020、 030、 050的微調(diào)器。施加的載荷大，缸體 直徑大，所需調(diào)節(jié)量大，用大直徑的。所加載荷小，用小直徑的。微調(diào)器的工作壓強(qiáng)為0 26MP a ，用于最大載荷為100T 3000T的加 載。調(diào)節(jié)量為所加載荷的1%，調(diào)節(jié)精度為所加最大載荷的0 001%。加 載穩(wěn)定性達(dá)到每30秒(或更長(zhǎng)時(shí)間)0.002%RS.。設(shè)計(jì)原理因?yàn)槲⒄{(diào)器的工作壓強(qiáng)較高，調(diào)節(jié)桿直徑相對(duì)來(lái)說(shuō)較大，工作腔內(nèi)介 質(zhì)壓強(qiáng)對(duì)桿產(chǎn)生較大軸向力，轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩大。而且，調(diào)節(jié)桿直徑較大，同一 轉(zhuǎn)動(dòng)角度產(chǎn)生的容積變化大。為了細(xì)微調(diào)節(jié)和易于操作，采用了手輪通過(guò) 諧波減速機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪副，進(jìn)而帶動(dòng)調(diào)節(jié)桿升降的機(jī)構(gòu)，使操作省力且調(diào)節(jié) 性能好。為保證好的操作性能和調(diào)節(jié)性能，微調(diào)器技術(shù)參數(shù)按以下范圍選取 手輪直徑0l2O 0l5O，諧波減速機(jī)速比i=40 250，齒輪副速比1~2，調(diào)節(jié)桿螺紋螺距S=4 8，調(diào)節(jié)桿截面積與液壓缸活塞面積的面積比A=100 500。按手輪最小轉(zhuǎn)角為2。計(jì)，各參數(shù)需滿足下面關(guān)系式^^ = (2~6) X 10-6mm 180"本實(shí)用新型的關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)是通過(guò)諧波減速機(jī)的高減速比，調(diào)節(jié)桿 與液壓缸大面積比，實(shí)現(xiàn)了精細(xì)調(diào)節(jié)；通過(guò)諧波減速機(jī)和齒輪副實(shí)現(xiàn)了精 確傳動(dòng)；采用低摩擦的斯特封防止調(diào)節(jié)桿運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生爬行；采用斯特封和 錐面對(duì)球面的硬密封防止了泄漏。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、 結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，簡(jiǎn)單實(shí)用。2、 不用改動(dòng)液壓缸，只需在增壓閥與液壓缸之間的管路上加裝本實(shí)用新型液壓微調(diào)器，就能達(dá)到容積補(bǔ)償?shù)哪康摹?、 能達(dá)到液壓加載的高精度、高穩(wěn)定性，適用于疊加式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)， 測(cè)力系統(tǒng)及它的校準(zhǔn)裝置，稱重系統(tǒng)的校準(zhǔn)裝置。


圖1為液壓微調(diào)器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為液壓微調(diào)器應(yīng)用原理圖。圖中l(wèi).殼體、2.調(diào)節(jié)桿、3.密封圈、4.螺母、5.推力軸承、6.軸套、 7.下板、8.徑向軸承、9.支柱、IO.從動(dòng)齒輪、ll.進(jìn)口、 12.出口、 13.鍵、 14.擋圈、15.旋轉(zhuǎn)螺母、16.上板、17.螺釘、18.導(dǎo)向鍵、19.上罩、20.鍵、 21.手輪、22.諧波減速機(jī)、23.安裝座、24.鍵、25.主動(dòng)齒輪、26.螺釘、 27.螺栓、28.螺母、29.螺桿、30.螺釘、31.泵站、32.加載閥、33.卸載閥、 34.液壓缸、35.液壓微調(diào)器。
具體實(shí)施方式
圖l、圖2所示為本實(shí)用新型液壓微調(diào)器的實(shí)施例，手輪21連接諧波 減速機(jī)22輸入軸，諧波減速機(jī)22輸出軸連接齒輪副的主動(dòng)齒輪25，主動(dòng) 齒輪25與從動(dòng)齒輪10嚙合，從動(dòng)齒輪10中間固裝旋轉(zhuǎn)螺母15，旋轉(zhuǎn)螺 母15內(nèi)插裝調(diào)節(jié)桿2，調(diào)節(jié)桿2中部為螺紋結(jié)構(gòu)，與旋轉(zhuǎn)螺母15螺紋配 合，調(diào)節(jié)桿2下部為光桿，插入殼體l腔內(nèi)，調(diào)節(jié)桿2與殼體1之間設(shè)有 密封圈3，本實(shí)施例中，密封圈3為兩道斯特密封圈；調(diào)節(jié)桿2上部裝在上罩19內(nèi)，上罩19固裝在上板16上，殼體1固裝在下板7上，諧波減 速機(jī)22通過(guò)安裝座23裝于上板16上，齒輪副通過(guò)徑向軸承8安裝在上 板16和下板7之間，上板16和下板7由支柱9和螺桿29固接。殼體1下端設(shè)一進(jìn)口 11，其中部側(cè)面設(shè)一出口 12，使用時(shí)分別與加 載閥32和液壓缸34相連，這樣，加載閥32至液壓缸34間就形成一個(gè)密 閉系統(tǒng)。工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪21，通過(guò)諧波減速機(jī)22帶動(dòng)齒輪副轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn) 螺母15隨著旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)調(diào)節(jié)桿2升降，從而改變殼體l內(nèi)容積，實(shí)施體 積補(bǔ)償。上罩19內(nèi)裝有導(dǎo)向鍵18，導(dǎo)向鍵18與調(diào)節(jié)桿2鍵槽配合，防止調(diào)節(jié) 桿2升降過(guò)程中出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使之只作上下直線運(yùn)動(dòng)；在旋轉(zhuǎn)螺母15的兩端裝有推力軸承5，以承受調(diào)節(jié)桿2在介質(zhì)壓力下 產(chǎn)生的軸向力；調(diào)節(jié)桿2與殼體1之間采用兩道斯特密封圈密封，密封采 用兩道以保證密封的可靠性，密封件用美國(guó)SHAMBAN公司的斯特密封 圈，該密封件性能可靠且摩擦小，可有效防止爬行。上板16、下板7與支柱9之間用螺母4固定；上板16、下板7與螺桿 29之間用螺母28固定。殼體1用螺釘30固定在下板7上；上罩19用螺栓27固定在上板16上。手輪21與諧波減速機(jī)22輸入軸用鍵20連接；諧波減速機(jī)22輸出軸 與主動(dòng)齒輪25用鍵24連接；用鍵13和擋圈14將旋轉(zhuǎn)螺母15固裝在從 動(dòng)齒輪10中間；上罩19與導(dǎo)向鍵18之間用螺釘17固定；安裝座23用 螺釘26固定在上板15上。推力軸承5和徑向軸承8之間用軸套6隔開。 螺釘、螺栓下面均墊有彈簧墊圈。使用原理如圖3所示，液壓微調(diào)器使用時(shí)安裝在加載閥32至液壓缸 34之間的管路上，其進(jìn)口與加載閥32 (進(jìn)口閥)連接，出口與液壓缸34 的壓力腔連接，出口在上是為了排凈腔內(nèi)氣體。進(jìn)、出口接頭采用錐面對(duì) 球面的硬密封連接，可保證不發(fā)生泄漏。本實(shí)用新型液壓微調(diào)器為手動(dòng)部 件，具體使用時(shí)由加載閥32向液壓缸34增壓加載，加到預(yù)定值的99%以 上時(shí)，關(guān)閉加載閥32，再用液壓微調(diào)器精確加到所需力值。以后，根據(jù)力 值變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，使力值保持穩(wěn)定，調(diào)節(jié)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)輪來(lái)解決，轉(zhuǎn)動(dòng)方 向，角度大小，速度快慢，都由人根據(jù)力值變化趨勢(shì)來(lái)確定。
權(quán)利要求1、一種液壓微調(diào)器，其特征在于它包括殼體(1)、調(diào)節(jié)桿(2)、密封圈(3)、諧波減速機(jī)(22)、齒輪副、旋轉(zhuǎn)螺母(15)、上罩(19)、上板(16)、下板(7)和手輪(21)，手輪(21)與諧波減速機(jī)(22)輸入軸相連，諧波減速機(jī)(22)輸出軸與齒輪副的主動(dòng)齒輪(25)相連，主動(dòng)齒輪(25)與從動(dòng)齒輪(10)嚙合，從動(dòng)齒輪(10)中間固裝旋轉(zhuǎn)螺母(15)，旋轉(zhuǎn)螺母(15)內(nèi)插裝調(diào)節(jié)桿(2)，調(diào)節(jié)桿(2)中部為螺紋結(jié)構(gòu)，與旋轉(zhuǎn)螺母(15)螺紋配合，調(diào)節(jié)桿(2)下部為光桿，插入殼體(1)腔內(nèi)，調(diào)節(jié)桿(2)與殼體(1)之間設(shè)有密封圈(3)，調(diào)節(jié)桿(2)上部裝在上罩(19)內(nèi)，上罩(19)固裝在上板(16)上，殼體(1)固裝在下板(7)上，諧波減速機(jī)(22)通過(guò)安裝座(23)裝于上板(16)上，齒輪副通過(guò)徑向軸承(8)安裝在上板(16)和下板(7)之間，上板(16)、下板(7)之間由支柱(9)和螺桿(29)固接。
2、 如權(quán)利要求1所述的液壓微調(diào)器，其特征在于手輪直徑為0120 0150，諧波減速機(jī)速比為1=40~250，齒輪副速比為1 2，調(diào)節(jié)桿螺紋螺距 S=4 8，調(diào)節(jié)桿截面積與液壓缸活塞面積的面積比為A=100 500;各參數(shù)需滿足下面關(guān)系式<formula>formula see original document page 2</formula>
3、 如權(quán)利要求1所述的液壓微調(diào)器，其特征在于殼體(1)下端設(shè) 一進(jìn)口 (11)，其中部側(cè)面設(shè)一出口 (12)。
4、 如權(quán)利要求1所述的液壓微調(diào)器，其特征在于上罩(19)內(nèi)裝有導(dǎo)向鍵(18)，導(dǎo)向鍵(18)與調(diào)節(jié)桿(2)鍵槽配合。
5、 如權(quán)利要求1所述的液壓微調(diào)器，其特征在于在旋轉(zhuǎn)螺母(15)的兩端裝有推力軸承(5)。
6、 如權(quán)利要求1所述的液壓微調(diào)器，其特征在于調(diào)節(jié)桿(2)與殼體(1)之間所設(shè)的密封圈(3)為兩道斯特密封圈。
7、如權(quán)利要求1所述的液壓微調(diào)器，其特征在于用鍵(13)和擋圈(14)將旋轉(zhuǎn)螺母(15)固裝在從動(dòng)齒輪(10)中間。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種液壓微調(diào)器，屬于液壓系統(tǒng)的一個(gè)輔助裝置，它由手輪連接諧波減速機(jī)輸入軸，諧波減速機(jī)輸出軸連接齒輪副的主動(dòng)齒輪，從動(dòng)齒輪中間固裝旋轉(zhuǎn)螺母，旋轉(zhuǎn)螺母內(nèi)插裝調(diào)節(jié)桿，調(diào)節(jié)桿中部為螺紋結(jié)構(gòu)，與旋轉(zhuǎn)螺母螺紋配合，調(diào)節(jié)桿下部為光桿，插入殼體腔內(nèi)，調(diào)節(jié)桿與殼體之間設(shè)有密封圈；調(diào)節(jié)桿上部裝在上罩內(nèi)，殼體固裝在下板上，諧波減速機(jī)通過(guò)安裝座裝于上板上，齒輪副安裝在上、下板之間；上、下板由支柱和螺桿固接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，簡(jiǎn)單實(shí)用；只需在增壓閥與液壓缸之間的管路上加裝本實(shí)用新型，就能達(dá)到液壓加載高精度、高穩(wěn)定性的目的，適用于疊加式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，測(cè)力系統(tǒng)及它的校準(zhǔn)裝置，稱重系統(tǒng)的校準(zhǔn)裝置。
文檔編號(hào)G01L25/00GK201096583SQ20072017391
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2007年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月31日
發(fā)明者謝顯奇 申請(qǐng)人:謝顯奇