專利名稱：帶內(nèi)置線性位移傳感器的近程保壓高壓重型液壓缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液壓設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種液壓缸的改良，具體是一種能夠精確檢 測(cè)活塞桿位置和速度的帶內(nèi)置線性位移傳感器的近程保壓高壓重型液壓缸。
背景技術(shù)：
液壓缸是一種將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，使機(jī)械實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的裝置， 其傳動(dòng)工作平穩(wěn)，可靠性高。由于實(shí)際工作要求的復(fù)雜性越來(lái)越大，液壓缸控制精度的要求 越來(lái)越高，現(xiàn)有的普通液壓缸已無(wú)法完全契合生產(chǎn)需要，導(dǎo)致生產(chǎn)效率較低；而且不具有安 全保護(hù)功能，安全性差。為滿足實(shí)際要求，普通液壓缸上通常裝上線性位移傳感器，用來(lái)對(duì) 往復(fù)運(yùn)行的活塞的運(yùn)行位置及速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。目前線性位移傳感器通常是設(shè)置在液壓缸的外部，與裝在該液壓缸內(nèi)的活塞上的 磁鐵對(duì)應(yīng)。由于線性位移傳感器設(shè)置在液壓缸外，不僅占據(jù)空間，而且容易受周圍工作環(huán)境 的影響，如油漬、溶液、塵埃的污染，導(dǎo)致其檢測(cè)精度越來(lái)越低，逐漸無(wú)法滿足自動(dòng)控制的要 求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)巧妙合理的帶內(nèi)置 線性位移傳感器的近程保壓高壓重型液壓缸，該液壓缸占據(jù)空間少，不易受周圍環(huán)境影響， 檢測(cè)精度高，使用壽命長(zhǎng)；同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)保壓鎖緊、精確定位，提高了液壓缸的安全性，實(shí)現(xiàn) 了液壓缸的自動(dòng)化控制。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述帶內(nèi)置線性位移傳感器的近程保壓高壓重型液 壓缸包括缸筒和配裝在缸筒內(nèi)的活塞桿，所述缸筒的前后端分別安裝有缸頭和缸底，缸頭 中心開(kāi)設(shè)有缸頭通孔，活塞桿穿在缸頭通孔內(nèi)，活塞桿與缸頭通孔之間為密封滑動(dòng)配合，所 述活塞桿的內(nèi)端裝有活塞，活塞與缸頭之間形成活塞桿腔，活塞與缸底之間形成活塞腔；其 特征在于所述缸底的外側(cè)安裝有線性位移傳感器，缸底中心開(kāi)設(shè)有缸底通孔，所述活塞桿 中心開(kāi)設(shè)有與缸底通孔相對(duì)應(yīng)的軸向中心孔，活塞桿的內(nèi)端部裝有磁環(huán)，所述線性位移傳 感器的波導(dǎo)桿順次穿過(guò)缸底通孔和磁環(huán)后，插入活塞桿的中心孔內(nèi)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述缸底上安裝具有保壓鎖定功能的功能閥塊，該功 能閥塊一方面通過(guò)管路與活塞桿腔相連通，另一方面通過(guò)缸底上開(kāi)設(shè)的調(diào)節(jié)油孔與活塞腔 相連通。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述活塞桿內(nèi)端面的中心凹設(shè)有安裝室，所述磁環(huán)裝 在第一壓蓋和第二壓蓋之間，第一壓蓋、磁環(huán)和第二壓蓋通過(guò)孔用彈性擋圈封裝在安裝室 內(nèi)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述缸頭通孔的內(nèi)壁上設(shè)有三道周向凹槽，最外的凹 槽裝有防塵圈，中間的凹槽裝有密封圈，最內(nèi)的凹槽裝有導(dǎo)向環(huán)；所述活塞的外壁上開(kāi)設(shè)有 兩道周向凹槽，其中一道凹槽裝有密封圈，另一道凹槽裝有導(dǎo)向環(huán)。優(yōu)選地，所述導(dǎo)向環(huán)采用青銅復(fù)合材料制成。所述活塞桿與缸頭通孔之間裝有三道密封圈，活塞與缸筒之間裝有兩道密封圈。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述功能閥塊由液控單向閥和溢流閥組成；所述液控 單向閥的進(jìn)油口與液壓缸的活塞桿腔通過(guò)第一連接管道連通，所述溢流閥連接在第一連接 管道上；所述液控單向閥的出油口與液壓缸的活塞腔通過(guò)第二連接管道連通，液控單向閥 的控制油口與第二連接管道相連通。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述波導(dǎo)桿螺紋連接在缸底通孔中并利用緊定螺母擰 緊，所述波導(dǎo)桿的根部與缸底通孔邊沿之間，以及緊定螺母與缸底外側(cè)面之間均裝有密封圈。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點(diǎn)在于(1)、線性位移傳感器為內(nèi)置式，占用空間少，受環(huán)境影響小，即使在高溫、高壓、高 振蕩和高沖擊的環(huán)境下也能正常工作；保證了液壓缸的工作精度，能夠?qū)崿F(xiàn)高速、精確的工 業(yè)自動(dòng)控制。(2)、傳感器各元件都是非接觸的，不會(huì)造成任何磨損，提高了設(shè)備的使用壽命。(3)、液壓缸上根據(jù)需要安裝具有保壓鎖定功能的功能閥塊，能夠提高系統(tǒng)安全性 和液壓缸工作的可靠性，而且還能降耗節(jié)能。


圖1為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中A部放大示意圖。圖3為本發(fā)明中功能閥塊的液壓原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖所示實(shí)施例中的帶內(nèi)置線性位移傳感器的近程保壓高壓重型液壓缸主要由 缸頭1、管路2、缸筒3、活塞桿4、活塞5、功能閥塊6、缸底8、線性位移傳感器10、孔用彈性 擋圈11、第一壓蓋12、磁環(huán)13和第二壓蓋14等零部件組成。如圖1所示，活塞桿4配裝在缸筒3內(nèi)，缸筒3的前后端分別利用螺釘和墊圈安裝 缸頭1和缸底8，所述缸頭1中心開(kāi)設(shè)有缸頭通孔，活塞桿4穿在缸頭通孔內(nèi)，活塞桿4與缸 頭通孔之間為密封滑動(dòng)配合；所述活塞桿4的內(nèi)端裝有活塞5，活塞5與缸頭1之間形成活 塞桿腔16，活塞5與缸底8之間形成活塞腔9 ；所述缸底8的外側(cè)利用螺釘固定安裝有線性 位移傳感器10，缸底8中心開(kāi)設(shè)有缸底通孔，所述活塞桿4中心開(kāi)設(shè)有與缸底通孔相對(duì)應(yīng)的 軸向中心孔17，活塞桿4的內(nèi)端部裝有磁環(huán)13，所述線性位移傳感器10的波導(dǎo)桿15順次 穿過(guò)缸底通孔、磁環(huán)13后，插入活塞桿4的中心孔17內(nèi)。如圖1所示，所述缸底8上安裝具有保壓鎖定功能的功能閥塊6，該功能閥塊6 — 方面通過(guò)管路2與活塞桿腔16相連通，另一方面通過(guò)缸底8上開(kāi)設(shè)的調(diào)節(jié)油孔7活塞腔9 相連通。所述功能閥塊6由液控單向閥6a和溢流閥6b組成(如圖3所示)；所述液控單向 閥6a的進(jìn)油口與液壓缸的活塞桿腔16通過(guò)第一連接管道6c連通，所述溢流閥6b連接在 第一連接管道6c上；所述液控單向閥6a的出油口與液壓缸的活塞腔9通過(guò)第二連接管道
46d連通，液控單向閥6a的控制油口與第二連接管道6d相連通。液控單向閥6a具有保壓鎖 緊功能，溢流閥6b具有超壓泄壓功能，兩閥同時(shí)使用就能做到既能在設(shè)定壓力下保壓，又 能在超出設(shè)定壓力后泄壓到設(shè)定壓力。本發(fā)明直接將功能閥塊6安裝于液壓缸上，這樣控 制液壓缸的各閥與液壓缸之間的連接管道相當(dāng)短，在高壓狀態(tài)下，管道不易泄露，液壓缸較 容易保壓，從而克服了閥塊與液壓缸之間的管路較長(zhǎng)，管道長(zhǎng)期處于高壓狀態(tài)下，管道的焊 接處易破損，液壓缸容易瀉壓，繼而會(huì)影響液壓缸正常使用等缺陷。如圖1、圖2所示，由于活塞桿4在往復(fù)運(yùn)行時(shí)不可避免地會(huì)撞擊到缸底8，磁環(huán)13 如果直接安裝在活塞桿4的內(nèi)端面上，容易受到撞擊而損壞。本發(fā)明通過(guò)在活塞桿4內(nèi)端 面的中心凹設(shè)一個(gè)安裝室，所述磁環(huán)13裝在第一壓蓋12和第二壓蓋14之間，第一壓蓋12、 磁環(huán)13和第二壓蓋14通過(guò)孔用彈性擋圈11封裝在安裝室內(nèi)，從而有效避免了磁環(huán)13受 到碰撞而損壞情況的發(fā)生。如圖1所示，本發(fā)明中的活塞桿4與缸頭通孔之間、活塞5與缸筒3之間均為密封 滑動(dòng)配合，為提高密封效果和滑動(dòng)準(zhǔn)確性，所述缸頭通孔的內(nèi)壁上設(shè)有三道周向凹槽，最外 的凹槽裝有防塵圈，中間的凹槽裝有密封圈，最內(nèi)的凹槽裝有導(dǎo)向環(huán)；所述活塞5的外壁上 開(kāi)設(shè)有兩道周向凹槽，其中一道凹槽裝有密封圈，另一道凹槽裝有導(dǎo)向環(huán)。所述導(dǎo)向環(huán)優(yōu)選 采用耐磨性能好的青銅復(fù)合材料制成。如圖2所示，所述波導(dǎo)桿15螺紋連接在缸底通孔中并利用緊定螺母18擰緊，為防 止漏油，所述波導(dǎo)桿15的根部與缸底通孔邊沿之間，以及緊定螺母18與缸底8外側(cè)面之間 均裝有密封圈。本發(fā)明中的線性位移傳感器10優(yōu)選采用美國(guó)MTS公司生產(chǎn)的LHMRA00M0170R0，其 按照公知方式安裝使用。本發(fā)明的工作過(guò)程和工作原理如下工作時(shí)，活塞桿4在液壓油的壓力作用下在缸筒3內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)安 裝于其內(nèi)端的磁環(huán)13沿著線性位移傳感器10上的波導(dǎo)桿15作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，線性位移傳感器 10利用兩個(gè)不同磁場(chǎng)相交而產(chǎn)生的應(yīng)變脈沖信號(hào)來(lái)計(jì)算活塞桿4運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確位置和運(yùn)行 速度。當(dāng)負(fù)載產(chǎn)生變化而引起液壓缸位移變化時(shí)，液壓控制系統(tǒng)會(huì)馬上動(dòng)作，將液壓缸 調(diào)整到設(shè)定位置。當(dāng)液壓控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)(如系統(tǒng)故障、斷電、缸外管路2破裂或制 動(dòng)失靈等情況)，所述功能閥塊6上能保持必需的液壓壓力，降低液壓控制系統(tǒng)故障時(shí)的損 失。經(jīng)實(shí)際使用，在20MPa壓力下，本發(fā)明的液壓缸能在系統(tǒng)意外情況暫停供給壓力油時(shí)保 證在10分鐘內(nèi)壓力下降不超過(guò)4%，極大的提高了液壓缸工作的可靠性和安全性。
權(quán)利要求
帶內(nèi)置線性位移傳感器的近程保壓高壓重型液壓缸，包括缸筒(3)和配裝在缸筒(3)內(nèi)的活塞桿(4)，所述缸筒(3)的前后端分別安裝有缸頭(1)和缸底(8)，缸頭(1)中心開(kāi)設(shè)有缸頭通孔，活塞桿(4)穿在缸頭通孔內(nèi)，活塞桿(4)與缸頭通孔之間為密封滑動(dòng)配合；所述活塞桿(4)的內(nèi)端裝有活塞(5)，活塞(5)與缸頭(1)之間形成活塞桿腔(16)，活塞(5)與缸底(8)之間形成活塞腔(9)；其特征在于所述缸底(8)的外側(cè)安裝有線性位移傳感器(10)，缸底(8)中心開(kāi)設(shè)有缸底通孔，所述活塞桿(4)中心開(kāi)設(shè)有與缸底通孔相對(duì)應(yīng)的軸向中心孔(17)，活塞桿(4)的內(nèi)端部裝有磁環(huán)(13)，所述線性位移傳感器(10)的波導(dǎo)桿(15)順次穿過(guò)缸底通孔和磁環(huán)(13)后，插入活塞桿(4)的中心孔(17)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)置線性位移傳感器的近程保壓高壓重型液壓缸，其特征在 于所述缸底(8)上安裝具有保壓鎖定功能的功能閥塊(6)，該功能閥塊(6) —方面通過(guò)管 路(2)與活塞桿腔(16)相連通，另一方面通過(guò)缸底(8)上開(kāi)設(shè)的調(diào)節(jié)油孔(7)與活塞腔 (9)相連通。
3.如權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)置線性位移傳感器的近程保壓高壓重型液壓缸，其特征在 于所述活塞桿(4)內(nèi)端面的中心凹設(shè)有安裝室，所述磁環(huán)(13)裝在第一壓蓋(12)和第二 壓蓋(14)之間，第一壓蓋(12)、磁環(huán)(13)和第二壓蓋(14)通過(guò)孔用彈性擋圈(11)封裝在 安裝室內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)置線性位移傳感器的近程保壓高壓重型液壓缸，其特征在 于所述缸頭通孔的內(nèi)壁上設(shè)有三道周向凹槽，最外的凹槽裝有防塵圈，中間的凹槽裝有密 封圈，最內(nèi)的凹槽裝有導(dǎo)向環(huán)；所述活塞(5)的外壁上開(kāi)設(shè)有兩道周向凹槽，其中一道凹槽 裝有密封圈，另一道凹槽裝有導(dǎo)向環(huán)。
5.如權(quán)利要求2所述的帶內(nèi)置線性位移傳感器的近程保壓高壓重型液壓缸，其特征在 于所述功能閥塊(6)由液控單向閥(6a)和溢流閥(6b)組成；所述液控單向閥(6a)的進(jìn) 油口與液壓缸的活塞桿腔(16)通過(guò)第一連接管道(6c)連通，所述溢流閥(6b)連接在第一 連接管道(6c)上；所述液控單向閥(6a)的出油口與液壓缸的活塞腔(9)通過(guò)第二連接管 道(6d)連通，液控單向閥(6a)的控制油口與第二連接管道(6d)相連通。
6.如權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)置線性位移傳感器的近程保壓高壓重型液壓缸，其特征在 于所述波導(dǎo)桿(15)螺紋連接在缸底通孔中并利用緊定螺母(18)擰緊，所述波導(dǎo)桿(15) 的根部與缸底通孔邊沿之間，以及緊定螺母(18)與缸底(8)外側(cè)面之間均裝有密封圈。
7.如權(quán)利要求4所述的帶內(nèi)置線性位移傳感器的近程保壓高壓重型液壓缸，其特征在 于所述導(dǎo)向環(huán)采用青銅復(fù)合材料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶內(nèi)置線性位移傳感器的近程保壓高壓重型液壓缸。其包括缸筒和配裝在缸筒內(nèi)的活塞桿，缸筒的前后端分別安裝有缸頭和缸底，缸頭中心開(kāi)設(shè)有缸頭通孔，活塞桿穿在缸頭通孔內(nèi)，活塞桿與缸頭通孔之間為密封滑動(dòng)配合，所述活塞桿的內(nèi)端裝有活塞；其特征在于所述缸底的外側(cè)安裝有線性位移傳感器，缸底中心開(kāi)設(shè)有缸底通孔，所述活塞桿中心開(kāi)設(shè)有與缸底通孔相對(duì)應(yīng)的軸向中心孔，活塞桿的內(nèi)端部裝有磁環(huán)，所述線性位移傳感器的波導(dǎo)桿順次穿過(guò)缸底通孔和磁環(huán)后，插入活塞桿的中心孔內(nèi)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)巧妙合理，占據(jù)空間少，不易受周圍環(huán)境影響，檢測(cè)精度高，使用壽命長(zhǎng)；同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)保壓鎖緊、精確定位，提高了液壓缸的安全性。
文檔編號(hào)F15B15/28GK101922483SQ201010230458
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月12日
發(fā)明者宋國(guó)裕, 殷嘉壽, 潘志榮 申請(qǐng)人:無(wú)錫市長(zhǎng)江液壓缸廠