專利名稱:磁致伸縮位移傳感器液壓缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及土木工程機(jī)械挖掘機(jī)中的配件液壓缸制造領(lǐng)域，具體 是指磁致伸縮位移傳感器液壓缸。 背聚技術(shù)
液壓缸即液壓油缸，廣泛配套應(yīng)用于挖泥機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、壓路 機(jī)等土木工程機(jī)械。目前主導(dǎo)國(guó)內(nèi)土木工程機(jī)械配套液壓零配件的企業(yè)為
德國(guó)的博世力士樂(lè)、日本的KYB、川崎、不二越、東芝等企業(yè)，他們生產(chǎn)的 液壓缸可承受壓力都在50Mpa以上，我國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的液壓缸可承受壓力為 16Mpa，生產(chǎn)28 Mpa壓力以上的高壓液壓缸都未能過(guò)關(guān)，關(guān)鍵的問(wèn)題是， 在海洋使用時(shí)，海水腐蝕密封的問(wèn)題解決不了，只能全部使用進(jìn)口件。
磁致伸縮位移傳感器是一種精確測(cè)定位移量的新型傳感器，包括磁致 伸縮波導(dǎo)管、保護(hù)套、傳感器、永久磁鐵，傳感器連接信號(hào)處理電路，其 檢測(cè)原理為，當(dāng)磁致伸縮波導(dǎo)管通以短暫的脈沖電流時(shí)，在其周圍產(chǎn)生周 向磁場(chǎng)，在永久磁鐵的磁場(chǎng)的共同作用下，在永久磁鐵附近將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)式 的彈性波，彈性波沿磁致伸縮波導(dǎo)管傳播，到達(dá)傳感器時(shí)，在傳感器中產(chǎn) 生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)由信號(hào)處理電路處理和計(jì)算后，可得出彈性波從永久磁 鐵傳播到傳感器所用的時(shí)間，由于彈性波的傳播速度是與磁致伸縮波導(dǎo)管 的材料有關(guān)的固定量，因而可精確確定永久磁鐵所在的位置和位置變化后 的相對(duì)位移。
目前，電液伺服控制液壓缸系統(tǒng)中，經(jīng)常使用的線位移傳感器有電感 型、電位計(jì)型、電容型等，其維護(hù)和保養(yǎng)非常困難，尤其在惡劣環(huán)境中， 傳感器易受油垢、溶液、塵土等的污染。而帶磁致伸縮位移傳感器液壓缸 采用非接觸技術(shù)，即被監(jiān)控的永久磁鐵和傳感器并不直接接觸，抗污染良 好，易于維修，能承受高溫、高壓和高振蕩的環(huán)境。
磁致伸縮現(xiàn)象和磁致伸縮材料大家都知道物質(zhì)有有熱脹冷縮的現(xiàn)象， 磁場(chǎng)和電場(chǎng)也會(huì)導(dǎo)致物體尺寸的伸長(zhǎng)和縮短。鐵磁性物質(zhì)在外磁場(chǎng)的作用 下，其尺寸伸長(zhǎng)，去掉磁場(chǎng)后，又恢復(fù)原來(lái)的長(zhǎng)度。這種現(xiàn)象又稱為磁致 伸縮現(xiàn)象。此現(xiàn)象的機(jī)理是鐵磁或者亞鐵磁性材料在居里點(diǎn)以下發(fā)生自 發(fā)磁化，形成磁疇。在每個(gè)磁疇內(nèi)，晶格都沿磁化強(qiáng)度方向發(fā)生形變。當(dāng)施加外磁場(chǎng)時(shí)，材料內(nèi)部隨即取向的磁疇發(fā)生旋轉(zhuǎn)，各磁疇磁化方向趨于 一致，物體對(duì)外顯示的宏觀效應(yīng)即沿磁場(chǎng)方向伸長(zhǎng)或縮短。
磁致伸縮材料主要有三大類 一是磁致伸縮金屬或者其合金，二是鐵 氧體磁致伸縮材料，三是近期發(fā)展的稀土金屬或其化合物，稱稀土超磁致 伸縮材料，它是可提高一個(gè)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的材料，是二十一世紀(jì)戰(zhàn)略性功能 材料。
本申請(qǐng)人曾委托廣東省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所，在國(guó)內(nèi)對(duì)磁致伸縮位移
傳感器液壓缸，進(jìn)行科技查新檢索，報(bào)告編號(hào)20082478,檢索出來(lái)的文
獻(xiàn)及結(jié)論如下
文獻(xiàn)1:密封裝置，專利申請(qǐng)?zhí)?8101275，公開(kāi)號(hào)CN88101275，
申請(qǐng)人:美國(guó)采油工具公司。本義報(bào)道了一種密封裝置，每個(gè)密封組件包 括五個(gè)環(huán)形密封件，最外面的是金屬墊圈，墊圈之間是一個(gè)全氟橡膠密封 件， 一個(gè)聚四氟乙烯密封件，和一個(gè)金屬編織網(wǎng)密封件，它用來(lái)消除其它 密封件的擠壓。
文獻(xiàn)2: —種用于超高壓鉆井泥漿泵的新型柱塞密封圈，申請(qǐng)?zhí)?br>200720079915.1,公開(kāi)號(hào)；CN201047346,申請(qǐng)人..西南石油大學(xué)。本義報(bào) 道了 一種用于超高壓鉆井泥漿泵的新型柱塞密封圈。密封圈采用夾布氟橡 膠、填充聚四氟乙烯兩種材料制成，并且交互排列組合在一起使用。
文獻(xiàn)3:具有復(fù)合軟密封結(jié)構(gòu)的燃?xì)忾l閥，申請(qǐng)?zhí)?00720101963.6， 公開(kāi)號(hào)CN201068998，申請(qǐng)人陽(yáng)泉閥門股份有限公司。本義報(bào)道了一種 具有復(fù)合軟密封結(jié)構(gòu)的燃?xì)忾l閥。閘板密封面上鑲嵌聚四氟乙烯墊，聚四 氟乙烯墊上開(kāi)有凹槽，凹槽內(nèi)嵌固有氟橡膠墊。
文獻(xiàn)4:帶磁致伸縮位移傳感器液壓缸，作者嚴(yán)金坤，發(fā)表在《液壓 氣動(dòng)與密封》2003-3，介紹帶磁致伸縮位移傳感器液壓缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。分 析說(shuō)明了磁致伸縮位移傳感器的工作原理及性能。
文獻(xiàn)5:單片機(jī)在大磁致伸縮高精度電反饋同步閥中的應(yīng)用，作者郝 燕文等，發(fā)表在《甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》2002-28，設(shè)計(jì)采用一種新型的功能 材料，即大磁致伸縮材料，作為閥的電機(jī)轉(zhuǎn)換元件，并采用8051單片機(jī)采 集與處理兩液壓缸的位移反饋信號(hào)，從而達(dá)到高精度同步控制。
結(jié)論國(guó)內(nèi)有關(guān)于將氟橡膠與聚四氟乙烯兩種材料用于密封結(jié)構(gòu)的報(bào) 道，但是未見(jiàn)到采用氟橡膠與聚四氟乙烯共混制成密封材料的報(bào)道。國(guó)內(nèi) 有用單片機(jī)控制磁致伸縮高精度電反饋同步閥的報(bào)道，但是未見(jiàn)到"采用IP68防水接頭加硫化接頭加上共混技術(shù)制取成密封的主體材料，解決液壓 缸磁致伸縮位移傳感器在深海作業(yè)時(shí)海水腐蝕密封的問(wèn)題"的報(bào)道。在上 述檢索范圍內(nèi)，未見(jiàn)到國(guó)內(nèi)有與本委托項(xiàng)目的上述技術(shù)特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)相 同的"磁致伸縮位移傳感器液壓缸"的文獻(xiàn)、專利和成果報(bào)道。
實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的液壓缸密封材料差，可承受壓力低，容易受 海水腐蝕問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種配套可高承受壓力的液壓缸密封材 料的磁致伸縮位移傳感器液壓缸。
本實(shí)用新型使用的技術(shù)方案如下
一種磁致伸縮位移傳感器液壓缸，主要由液壓油缸和磁致伸縮位移傳 感器組成，所述磁致伸縮位移傳感器包括磁致伸縮波導(dǎo)管、保護(hù)套、傳感 器、永久磁鐵，傳感器連接信號(hào)處理電路接口，所述液壓油缸與磁致伸縮 位移傳感器接頭的密封圈,采用氟橡膠與聚四氟乙烯共混技術(shù)制成的密封 材料。
所述液壓油缸與磁致伸縮位移傳感器的接頭釆用IP68防水接頭加硫化 接頭；磁致伸縮位移傳感器內(nèi)置安裝于液壓油缸之中。 本實(shí)用新型的有益效果是
1) 使用氟橡膠與聚四氟乙烯共混技術(shù)制成的密封材料，取代傳統(tǒng)的氟
橡膠或者聚四氟乙烯作為密封圈，能承受25Mpa以上的壓力，最高可達(dá) 31.5Mpa，替代進(jìn)口產(chǎn)品。
2) 采用非接觸的磁致伸縮位移傳感器替代普通的線位移傳感器，抗 污染良好，易于維修，能承受高溫、高壓和高振蕩的環(huán)境。
3) 使用IP68防水接頭加硫化接頭，加上氟橡膠與聚四氟乙烯共混技 術(shù)制成的密封圈，解決了磁致伸縮位移傳感器液壓缸在深海作業(yè)時(shí)海水腐 蝕密封的問(wèn)題，可在40M的深海中正常工作。
附田說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型磁致伸縮位移傳感器液壓缸示意圖。 圖中l(wèi)一缸體,2—活塞，3—永久磁鐵，4一保護(hù)套,5—密封圈，6—傳感 器，7—油口， 8—信號(hào)處理電路接口， 9~電纜屏蔽管，10~放氣閥，11— 接線頭，12—磁致伸縮波導(dǎo)管，13--IP68防水接頭，14一活塞伸縮桿連接頭。
具體實(shí)施方式
圖1為本實(shí)用新型MiC伸縮位移傳感器液壓缸示意圖。主要由液壓油缸1和磁致伸縮位移傳感器組成,磁致伸縮位移傳感器包括磁致伸縮波導(dǎo)管
12、保護(hù)套4、傳感器6、永久磁鐵3，傳感器6連接信號(hào)處理電路接口8， 液壓油缸1與磁致伸縮位移傳感器6接頭的密封圈5，采用氟橡膠(FKM)與 聚四氟乙烯(PTFE)共混技術(shù)制成的密封材料。
所述液壓油缸與磁致伸縮位移傳感器的接頭采用IP68防水接頭加硫化 接頭，磁致伸縮位移傳感器內(nèi)置安裝于液壓油缸之中。
磁致伸縮位移傳感器剛性地連接于液壓缸1的無(wú)活塞伸縮桿的一端， 并在空心活塞2內(nèi)完成全行程長(zhǎng)度，永久磁鐵3制成圓圈形，安裝在活塞2 的端部；磁致伸縮波導(dǎo)管12及其保護(hù)套4，穿過(guò)圓圈形永久磁鐵3的中心。 當(dāng)活塞2沿著行程運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器6通過(guò)保護(hù)套4中的磁致伸縮波導(dǎo)管12, 測(cè)量連接永久磁鐵3的活塞2所在的位置。
本實(shí)用新型采用模塊組裝，實(shí)現(xiàn)液壓缸的平穩(wěn)勻速運(yùn)動(dòng)，消除爬行現(xiàn) 象，現(xiàn)場(chǎng)更換磁致伸縮位移傳感器非常簡(jiǎn)單，不用先撤液壓，過(guò)程快捷， 大大減低停產(chǎn)時(shí)間。
本實(shí)用新型應(yīng)用于深海作業(yè)挖泥船、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、壓路機(jī)、礦山 機(jī)械等主機(jī)的配套。
本實(shí)用新型的技術(shù)參數(shù) 非線性誤差<±80um。 重復(fù)性誤差〈土2.5iim。 零點(diǎn)范圍100% F、 S。
液壓缸的工作壓力25Mpa,最高壓力31.5Mpa 工作環(huán)境:海洋深度40M內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種磁致伸縮位移傳感器液壓缸，主要由液壓油缸和磁致伸縮位移傳感器組成，所述磁致伸縮位移傳感器包括磁致伸縮波導(dǎo)管(12)、保護(hù)套(4)、傳感器(6)、永久磁鐵(3)，傳感器(6)連接信號(hào)處理電路接口(8)，其特征在于所述液壓油缸與磁致伸縮位移傳感器接頭的密封圈(5)，采用氟橡膠與聚四氟乙烯共混技術(shù)制成的密封材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種磁致伸縮位移傳感器液壓缸，其特征在 于所述液壓油缸與磁致伸縮位移傳感器的接頭采用IP68防水接頭(13) 加硫化接頭。
3、 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種磁致伸縮位移傳感器液壓缸，其特征在 于磁致伸縮位移傳感器內(nèi)置安裝于液壓油缸之中。
專利摘要
本實(shí)用新型涉及土木工程機(jī)械挖掘機(jī)配件中磁致伸縮位移傳感器液壓缸，由液壓油缸和磁致伸縮位移傳感器組成，磁致伸縮位移傳感器包括磁致伸縮波導(dǎo)管、保護(hù)套、傳感器、永久磁鐵，傳感器連接信號(hào)處理電路接口，液壓油缸與磁致伸縮位移傳感器接頭的密封圈，采用氟橡膠與聚四氟乙烯共混技術(shù)制成的密封材料，以及IP68防水接頭加硫化接頭，能承受25Mpa以上的壓力，解決了磁致伸縮位移傳感器液壓缸在深海作業(yè)時(shí)海水腐蝕密封的問(wèn)題；采用磁致伸縮位移傳感器替代普通的線位移傳感器，抗污染良好，易于維修，能承受高溫、高壓和高振蕩的環(huán)境。
文檔編號(hào)F15B5/00GKCN201407228SQ200920058144
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年6月5日
發(fā)明者王肇智 申請(qǐng)人:王肇智導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan