專利名稱：一種高速液壓伺服缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液壓伺服缸技術(shù)領(lǐng)域。
為實現(xiàn)脈沖油缸結(jié)構(gòu)簡單緊湊，設(shè)計合理，一般采用油缸內(nèi)部實現(xiàn)機械位置反饋的機構(gòu)，如日本專利《液壓伺服缸》(特許號昭和58年27121)，其結(jié)構(gòu)由圓筒、柱塞、柱塞桿、絲杠、螺母、閥芯、閥體、壓力平衡室、大小齒輪及脈沖馬達(dá)組成，其特點是其中的絲杠與閥芯為一體結(jié)構(gòu)，對伺服電機負(fù)載而言，需有較大的轉(zhuǎn)動慣量，如需正常工作則需加大電功率，若遇超載時，活塞突停，而絲杠卻繼續(xù)在活塞上的螺母中旋轉(zhuǎn)。由此，閥芯就會在軸向產(chǎn)生移動，會造成與其它機械部件相碰，運動失靈，甚至發(fā)生機件損壞事故。
為解決以上結(jié)構(gòu)之不足，本發(fā)明者在前不久提供一種新的脈沖油缸的機械位置反饋機構(gòu)(中國實用新型專利，申請?zhí)?9209447)。該技術(shù)中將轉(zhuǎn)動閥芯與螺桿分為兩體，且螺桿與閥套結(jié)為一體，這樣大大減小了電機拖動轉(zhuǎn)動慣量，而長螺桿的慣量加到拖動載荷的活塞上，影響甚微，當(dāng)超載時，活塞桿不動，閥芯只做圓周旋轉(zhuǎn)，沒有軸向移動，避免碰撞，從而實現(xiàn)控制靈活，節(jié)省功率。這種設(shè)計雖然克服了通常使用的高速液壓伺服缸的主要缺點，但是閥套與油缸內(nèi)及油缸與活塞桿空腔之間仍需要高壓密封，其加工仍然難度很大，伺服缸造價仍然很高。
本發(fā)明的目的是在上述中國實用新型專利89209447號技術(shù)的基礎(chǔ)上再進(jìn)行改進(jìn)，使油缸的機械位置反饋機構(gòu)更加靈活，提高脈沖油缸的速度，并安全可靠，同時降低伺服缸的成本。
本發(fā)明的液壓伺服缸將閥體和閥套合為一個部件使閥結(jié)構(gòu)簡化，將原設(shè)計的單頭三角螺紋的螺桿改為多頭梯形螺紋，矩形螺紋或多滾珠絲杠;由螺桿和閥套結(jié)為一體改為絲杠與閥芯采用分離兩結(jié)構(gòu)之間用螺紋付聯(lián)接，并在絲杠靠近閥芯一端裝有軸承，軸承即起支承螺桿的作用，又減少絲杠與閥體間的摩擦;此外在活塞上固定的螺母中設(shè)計了一個通孔，由于高壓油缸和活塞桿空腔之間有一通孔成等壓，取消了螺母和絲杠間高壓密封，大大降低了加工難度。
本發(fā)明具體結(jié)構(gòu)形式如下，所采用的部件有差動油缸，滑動閥芯，閥芯外面套有閥體，其之間有一定間隙，閥芯在閥體內(nèi)可任意轉(zhuǎn)動。在閥體對應(yīng)另一端有缸體，活塞，螺母及絲杠組成，閥體與活塞之間為一可伸縮的空腔(B腔)，在活塞桿中間有空腔(D腔)。其結(jié)構(gòu)特征在于(1)閥芯和絲杠為兩體結(jié)構(gòu)，在同一軸線上相互分開。(2)絲杠和閥芯之間用螺紋付聯(lián)接。(3)絲杠可采用多頭梯形螺紋，矩形螺紋或分頭滾珠絲杠，絲杠靠近閥芯一端裝有軸承，軸承的外環(huán)與閥體過渡配合，軸向固定右側(cè)靠擋板，左側(cè)靠閥體上的平臺實現(xiàn)，內(nèi)環(huán)與絲杠緊密配合起支撐絲杠的作用，并減少絲杠轉(zhuǎn)動時與閥體之間的摩擦力，軸向兩側(cè)靠絲杠上凸臺和緊固螺母固定。(4)與絲杠另一端螺紋配合的螺母裝在活塞的中心，與活塞結(jié)為一體，螺母和絲杠間螺旋機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)可逆動作，在活塞作前后運動時，在螺母內(nèi)的絲杠也同時徑向左右旋轉(zhuǎn)，結(jié)果將螺母的直線運動變成絲杠的旋轉(zhuǎn)運動。(5)B腔和D腔由通孔聯(lián)通。
其工作原理步進(jìn)電機帶動滑動閥芯，當(dāng)逆時針轉(zhuǎn)動閥芯，閥芯向右軸向移動，打開油口C，使高壓油P進(jìn)入B腔，油缸活塞受力后向左移動，由于活塞上的螺母也隨之移動，迫使絲杠逆時針轉(zhuǎn)動，因閥芯和絲杠螺紋付聯(lián)接，故同時帶動閥芯向左軸向移動，使油口C減小直至關(guān)閉，從而實現(xiàn)位置反饋。
本發(fā)明的優(yōu)點(1)由于閥芯和絲杠分離，閥芯僅是原電機所帶部件總長度的五分之一，故大大減小了電機拖動的轉(zhuǎn)動慣量，用小電機即可帶動閥芯，如電機大小不變則轉(zhuǎn)速提高;
(2)由于閥芯和絲杠間采用了螺紋付聯(lián)接，當(dāng)超載時盡管閥芯有軸向移動，但向右移一定距離后便于絲杠脫開，向左移一定距離后便于電機脫開，從而避免了干涉和破壞;
(3)絲杠由原來的單頭三角螺紋小螺距，改變成多頭大螺距梯形或矩形螺紋或多頭滾珠絲杠，使得絲杠承受負(fù)荷強度及導(dǎo)程加大，從而大大提高了脈沖油缸的速度;
(4)絲杠與靠近閥體一端裝有軸承，減少了絲杠與閥體之間的摩擦力;
(5)由于B腔和D腔設(shè)計成聯(lián)通型，使得兩腔受同一壓力，從而取消了螺母和絲杠間高壓密封，大大降低了加工難度，使得本油缸易于工程化，造價低廉。
結(jié)合


其實施例附圖為高速脈沖油缸的順向剖面圖。
圖中1為活塞桿;2為缸筒;3為活塞;4為螺母;3、4結(jié)為一體;5為絲杠與螺母4過渡配合;6為軸承其外環(huán)和閥體8過渡配合;內(nèi)環(huán)與絲杠5緊密配合，7為緊固螺母，8為閥體。與缸筒2對應(yīng)，9為閥芯，閥芯和絲杠5分離，其之間用螺紋付聯(lián)接，為此反饋機構(gòu)采用滑動閥芯;10為通孔，A、P為高壓油泵、T為低壓油箱、C為油口、B為油缸空腔、D為活塞桿空腔、B、D空腔通過通孔10連通。
權(quán)利要求
1.一種高速液壓伺服油缸，由活塞桿、缸筒、活塞、螺母、絲杠、軸承、緊因螺母、閥體、閥芯組成，本發(fā)明特征在于絲杠5和閥芯9為兩本結(jié)構(gòu)，在同一軸線上相互分開，絲杠5和閥體9之間用螺紋付聯(lián)接。
2.按權(quán)利要求1所述之伺服缸，其特征在于絲杠5可采用多頭梯形螺紋，矩形螺紋或多頭滾珠絲杠。
3.按權(quán)利要求1所述之伺服缸，其特征在于絲杠5靠近閥芯一端裝有軸承6。
4.按權(quán)利要求1所述之伺服缸，其特征在于油缸空腔B和活塞桿空腔D之間有通孔聯(lián)通。
5.按權(quán)利要求4所述之伺服缸，其特征在于油缸空腔B和活塞桿空腔D之間的通孔是指在固定在活塞3中螺母4上的通孔10。
全文摘要
一種高速液壓伺服缸，由活塞桿、缸筒、活塞、螺母、絲杠、軸承、緊固螺母、閥體和閥芯組成，其中螺母，活塞和絲杠為前體結(jié)構(gòu)，閥體，閥芯和軸承為后體結(jié)構(gòu)，絲杠與閥芯為兩體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明由于閥芯和絲杠分離，大大減小了電機拖動的轉(zhuǎn)動慣量，當(dāng)超載時，活塞桿不動，閥芯盡管有軸向移動，但由于它和絲杠是螺紋副聯(lián)結(jié)，故避免了干涉破壞。同時由于絲杠采用了多頭大螺距梯形或矩形螺紋，使得其承受負(fù)荷強度及導(dǎo)程加大，從而大大提高了脈沖油缸的速度。
文檔編號F15B15/17GK1051612SQ8910733
公開日1991年5月22日 申請日期1989年11月8日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月8日
發(fā)明者原培章, 修道喜, 李曉凡, 唐杰, 歸彤 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所