专利名称：一种双级伺服液压缸的制作方法
技术领域：
本发明属于液压缸技术领域，具体涉及一种双级伺服液压缸。
背景技术：
在某些工况下，需要输出在一较大恒力附近按一定规律上下变化的高频力，例如 200kN士 IOOsin ω tkN, 200kN为较大恒力，IOOsin ω tkN为按一定规律变化的高频动态力， 普通液压缸在输出这种力时，存在以下几个问题1.由于负载较大，液压缸的固有频率变小，响应速度差，难以满足输出高频率变化力的要求；2、液压缸工作腔压力大，液压缸活塞与缸体之间的密封圈变形量大，活塞与缸体之间的摩擦力大，增加活塞运行阻力，难以满足输出高频率变化力的要求；3、由于输出高频且较大的力，液压缸活塞面积大，活塞最大运行速度大，液压缸所需要的工作流量大，不利于节能。基于以上几方面原因，普通液压缸由于摩擦力大和动态响应差，不能满足输出在一较大恒力附近按一定规律上下变化的高振频、高激振力的要求。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种摩擦力小、动态响应高、节省能源和能够输出在一较大恒力附近按一定规律上下变化的高振频、高激振力的双级伺服液压缸。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是双级伺服液压缸由静压缸和动压缸组成。静压缸和动压缸的缸体为一整体，缸体的前半部分为静压缸，后半部分为动压缸，静压缸和动压缸之间设有缸体隔断墙。静压缸包括左端盖、静压活塞和静压活塞杆。静压活塞杆为空心圆柱体，静压活塞杆同中心地安装在静压缸的静压腔内，静压活塞杆的工作端穿过左端盖，静压活塞安装在静压活塞杆上，静压活塞的一侧紧贴静压活塞杆的轴肩，静压活塞另一侧的静压活塞杆上装有弹簧垫圈和螺母。动压缸包括右端盖、动压活塞和动压活塞杆，动压活塞杆同中心地安装在动压缸的动压腔内，动压活塞安装在动压活塞杆上，动压活塞的一侧紧贴动压活塞杆的轴肩，动压活塞另一侧的动压活塞杆上装有弹簧垫圈和螺母。动压活塞杆的工作端穿过缸体隔断墙中心的通孔和静压活塞杆的中心通孔，动压活塞杆工作端密封槽内装有第九密封圈。动压活塞杆的末端穿过右端盖，安装罩安装在右端盖的中心位置处。位移传感器的一端固定在安装罩上，位移传感器的另一端置入动压活塞杆末端的孔内。静压缸的缸体上分别设有与静压腔两侧相通的第一工作油口和第二工作油口，动压缸的缸体上分别设有与动压腔两侧相通的第三工作油口和第四工作油口。在缸体隔断墙中心通孔的内壁开有第三泄漏油环形槽，缸体隔断墙的中间位置处设有与第三泄漏油环形槽相通的泄漏油口。第一工作油口、第二工作油口、第三工作油口、第四工作油口和泄漏油口分别与伺服阀座对应的阀口相通。左端盖的通孔内壁设有第一泄漏油环形槽，第一泄漏油环形槽通过左端盖上的第一泄漏油通道和静压缸的缸体上的第二泄漏油通道与第三泄漏油环形槽相通。在第一泄漏油环形槽对应的静压活塞杆的内壁处设有第二泄漏油环形槽，第二泄漏油环形槽通过第三泄漏油通道与第一泄漏油环形槽相通。第一泄漏油环形槽的宽度为静压活塞行程的1. 3 2倍。所述的动压活塞和缸体之间采用间隙密封，动压活塞杆和缸体隔断墙内壁之间采用间隙密封，动压活塞杆和静压活塞杆之间采用间隙密封。所述的动压活塞的外壁开有3 5个第一平衡槽，在动压活塞杆和缸体隔断墙的中心通孔接触部分的动压活塞杆上开有4 6个第二平衡槽。由于采用上述技术方案，本发明具有如下积极效果1、本发明将液压缸分为静压缸和动压缸两大部分，静压缸输出较大的恒定力，动压缸输出上下变化的动态力，例如输出200kN 士 IOOsin cotkN的力，静压缸输出200kN较大的恒定力，动压缸输出较小的士 IOOsin ω tkN动态力，虽然静压缸恒定负载大，由于静压缸为静态加载对液压缸的响应频率无要求，动压缸的动负载较小，动态响应高，容易实现较高频率输出。2、本发明将动压活塞杆穿过静压活塞杆空心部分，其间采用间隙密封，泄漏油通过第一泄漏油环形槽、第二泄漏油环形槽、第三泄漏油环形槽、第一泄漏油通道、第二泄漏油通道和第三泄漏油通道从泄漏油口引回油箱，在动压活塞杆和静压活塞杆的工作端部分形成低压区，由于压力低，静压活塞杆和动压活塞杆之间用于低压动密封的第九密封圈变形小，动压活塞杆与静压活塞杆之间摩擦力小；另外，由于动压活塞杆与缸体隔断墙、动压活塞与缸体之间均采用间隙密封，动压缸摩擦力小，动态响应高。3、本发明将液压缸分为静压缸和动压缸两大部分，静压缸通过恒压油源(蓄能器)供油给定恒定的压力，动压缸由油泵供油，由于动负载较小，动压活塞面积小，所需要的工作流量小，具有节省能源的效果。因此，本发明具有摩擦力小、动态响应高、节省能源和能够输出在一较大恒力附近按一定规律上下变化的高振频、高激振力的特点。
图1是本发明的一种结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限制实施例1一种双级伺服液压缸。该双级伺服液压缸如图1所示，由静压缸和动压缸组成。静压缸和动压缸的缸体2为一整体，缸体2的前半部分为静压缸，后半部分为动压缸，静压缸和动压缸之间设有缸体隔断墙。静压缸包括左端盖1、静压活塞5和静压活塞杆33。静压活塞杆33为空心圆柱体，
4静压活塞杆33同中心地安装在静压缸的静压腔27内，静压活塞杆33的工作端穿过左端盖 1，静压活塞5安装在静压活塞杆33上，静压活塞5的一侧紧贴静压活塞杆33的轴肩，静压活塞5另一侧的静压活塞杆33上装有弹簧垫圈25和螺母26。动压缸包括右端盖12、动压活塞9和动压活塞杆34，动压活塞杆34同中心地安装在动压缸的动压腔20内，动压活塞9 安装在动压活塞杆34上，动压活塞9的一侧紧贴动压活塞杆34的轴肩，动压活塞9另一侧的动压活塞杆；34上装有弹簧垫圈18和螺母17。动压活塞杆34的工作端穿过缸体隔断墙中心的通孔和静压活塞杆33的中心通孔，动压活塞杆34工作端密封槽内装有第九密封圈 35。动压活塞杆34的末端穿过右端盖12，安装罩15安装在右端盖12的中心位置处；位移传感器16的一端固定在安装罩15上，位移传感器16的另一端置入动压活塞杆34末端的孔内。静压缸的缸体2上分别设有与静压腔27两侧相通的第一工作油口 3和第二工作油口 6，动压缸的缸体2上分别设有与动压腔20两侧相通的第三工作油口 8和第四工作油口 11。在缸体隔断墙中心通孔的内壁开有第三泄漏油环形槽21，缸体隔断墙的中间位置处设有与第三泄漏油环形槽21相通的泄漏油口 7。第一工作油口 3、第二工作油口 6、第三工作油口 8、第四工作油口 11和泄漏油口 7分别与伺服阀座4对应的阀口相通。左端盖1的通孔内壁设有第一泄漏油环形槽32，第一泄漏油环形槽32通过左端盖1上的第一泄漏油通道31和静压缸的缸体2上的第二泄漏油通道四与第三泄漏油环形槽21相通；在第一泄漏油环形槽32对应的静压活塞杆33的内壁处设有第二泄漏油环形槽 36，第二泄漏油环形槽36通过第三泄漏油通道38与第一泄漏油环形槽32相通。第一泄漏油环形槽32的宽度为静压活塞5行程的1. 3 1. 5倍。动压活塞9的外壁开有4个第一平衡槽10，在动压活塞杆34和缸体隔断墙的中心通孔接触部分的动压活塞杆34上开有4个第二平衡槽22。在本实施例中动压活塞9和缸体2之间采用间隙密封，动压活塞杆34和缸体隔断墙内壁之间采用间隙密封，动压活塞杆34和静压活塞杆33之间采用间隙密封。左端盖1的环状凸台外壁的密封槽装有第六密封圈观；在左端盖1端面的第一泄漏油通道31的密封孔内装有第八密封圈30，该密封孔的直径大于或等于第八密封圈30的外径，第八密封圈30的内径大于或等于第一泄漏油通道31的直径；左端盖1内孔壁上的第一泄漏油环形槽32两侧的密封槽内分别装有第七密封圈37。静压活塞5外壁的两个密封槽内分别装有第五密封圈23，静压活塞5内孔壁的密封槽内装有第四密封圈对。动压活塞9内孔壁的密封槽内装有第三密封圈19。右端盖12的环状凸台外壁的密封槽内装有第一密封圈13 ；右端盖12内孔壁的两个密封槽内分别装有第二密封圈14。实施例2一种双级伺服液压缸。除下述技术参数外，其余同实施例1。第一泄漏油环形槽32的宽度为静压活塞5行程的1. 5 2倍。动压活塞9的外壁开有3个第一平衡槽10，在动压活塞杆34和缸体隔断墙的中心通孔接触部分的动压活塞杆34上开有5个第二平衡槽22。实施例3
一种双级伺服液压缸。除下述技术参数外，其余同实施例1。第一泄漏油环形槽32的宽度为静压活塞5行程的1. 4 1. 8倍。动压活塞9的外壁开有5个第一平衡槽10，在动压活塞杆34和缸体隔断墙的中心通孔接触部分的动压活塞杆34上开有6个第二平衡槽22。本具体实施方式
具有如下积极效果由于采用上述技术方案，本具体实施方式
具有如下积极效果1、本具体实施方式
将液压缸分为静压缸和动压缸两大部分，静压缸输出较大的恒定力，动压缸输出上下变化的动态力，例如输出200kN士 IOOsin ω tkN的力，静压缸输出 200kN较大的恒定力，动压缸输出较小的士 IOOsin ω tkN动态力，虽然静压缸恒定负载大， 由于静压缸为静态加载对液压缸的响应频率无要求，动压缸的动负载较小，动态响应高，容易实现较高频率输出。2、本具体实施方式
将动压活塞杆34穿过静压活塞杆33空心部分，其间采用间隙密封，泄漏油通过第一泄漏油环形槽32、第二泄漏油环形槽36、第三泄漏油环形槽21、第一泄漏油通道31、第二泄漏油通道四和第三泄漏油通道38从泄漏油口 7引回油箱，在动压活塞杆34和静压活塞杆33的工作端部分形成低压区，由于压力低，静压活塞杆33和动压活塞杆34之间的用于低压动密封的第九密封圈35变形小，动压活塞杆34与静压活塞杆33 之间摩擦力小；另外，由于动压活塞杆34与缸体隔断墙、动压活塞9与缸体2之间均采用间隙密封，动压缸摩擦力小，动态响应高。3、本具体实施方式
将液压缸分为静压缸和动压缸两大部分，静压缸可以通过恒压油源，例如蓄能器给定恒定的压力，动态缸动负载小，所需要的流量小，因此液压缸所需要的工作流量较小，具有节省能源的效果。本具体实施方式
具有摩擦力小、动态响应高、节省能源和能输出在一较大恒力附近按一定规律上下变化的高振频、高激振力的特点。
权利要求
1.一种双级伺服液压缸，其特征在于双级伺服液压缸由静压缸和动压缸组成，静压缸和动压缸的缸体O)为一整体，缸体O)的前半部分为静压缸，后半部分为动压缸，静压缸和动压缸之间设有缸体隔断墙；静压缸包括左端盖(1)、静压活塞( 和静压活塞杆(3 ；静压活塞杆(3 为空心圆柱体，静压活塞杆(3 同中心地安装在静压缸的静压腔(XT)内，静压活塞杆(3 的工作端穿过左端盖(1)，静压活塞( 安装在静压活塞杆(3 上，静压活塞( 的一侧紧贴静压活塞杆(3 的轴肩，静压活塞( 另一侧的静压活塞杆(3 上装有弹簧垫圈0 和螺母 (26)；动压缸包括右端盖(12)、动压活塞(9)和动压活塞杆(34)，动压活塞杆(34)同中心地安装在动压缸的动压腔OO)内，动压活塞(9)安装在动压活塞杆(34)上，动压活塞(9) 的一侧紧贴动压活塞杆(34)的轴肩，动压活塞(9)另一侧的动压活塞杆(34)上装有弹簧垫圈(18)和螺母(17)；动压活塞杆(34)的工作端穿过缸体隔断墙中心的通孔和静压活塞杆(3 的中心通孔，动压活塞杆(34)工作端密封槽内装有第九密封圈(3 ；动压活塞杆 (34)的末端穿过右端盖(12)，安装罩(15)安装在右端盖(12)的中心位置处；位移传感器 (16)的一端固定在安装罩(1 上，位移传感器(16)的另一端置入动压活塞杆(34)末端的孔内；静压缸的缸体( 上分别设有与静压腔07)两侧相通的第一工作油口( 和第二工作油口(6)，动压缸的缸体(2)上分别设有与动压腔OO)两侧相通的第三工作油口(8)和第四工作油口(11)；在缸体隔断墙中心通孔的内壁开有第三泄漏油环形槽(21)，缸体隔断墙的中间位置处设有与第三泄漏油环形槽相通的泄漏油口(7)；第一工作油口(3)、 第二工作油口(6)、第三工作油口(8)、第四工作油口(11)和泄漏油口(7)分别与伺服阀座 (4)对应的阀口相通；左端盖(1)的通孔内壁设有第一泄漏油环形槽(32)，第一泄漏油环形槽(3 通过左端盖(1)上的第一泄漏油通道(31)和静压缸的缸体( 上的第二泄漏油通道09)与第三泄漏油环形槽相通；在第一泄漏油环形槽(3 对应的静压活塞杆(3 的内壁处设有第二泄漏油环形槽(36)，第二泄漏油环形槽(36)通过第三泄漏油通道(38)与第一泄漏油环形槽(32)相通；第一泄漏油环形槽(32)的宽度为静压活塞(5)行程的1. 3 2倍。
2.根据权利要求1所述的双级伺服液压缸，其特征在于所述的动压活塞(9)和缸体 (2)之间采用间隙密封，动压活塞杆(34)和缸体隔断墙内壁之间采用间隙密封，动压活塞杆(34)和静压活塞杆(33)之间采用间隙密封。
3.根据权利要求1或2所述的双级伺服液压缸，其特征在于所述的动压活塞(9)的外壁开有3 5个第一平衡槽(10)，在动压活塞杆(34)和缸体隔断墙的中心通孔接触部分的动压活塞杆(34)上开有4 6个第二平衡槽02)。
全文摘要
本发明涉及一种双级伺服液压缸。其技术方案是该液压缸由静压缸和动压缸组成，静压缸和动压缸的缸体(2)为一整体。静压活塞杆(33)同中心地安装在静压缸的静压腔(27)内，静压活塞杆(33)的工作端穿过左端盖(1)，静压活塞(5)安装在静压活塞杆(33)上。动压活塞杆(34)同中心地安装在动压缸的动压腔(21)内，动压活塞(9)安装在动压活塞杆(34)上；动压活塞杆(34)的工作端穿过缸体隔断墙和静压活塞杆(33)的空心部分。左端盖(1)的通孔内壁设有的第一泄漏油环形槽(32)的宽度为静压活塞(5)行程的1.3～2倍。本发明具有摩擦力小、动态响应高、节省能源和能够输出在一较大恒力附近按一定规律上下变化的高振频、高激振力的特点。
文档编号F15B15/08GK102207114SQ20111014950
公开日2011年10月5日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日
发明者万园, 余飞, 傅连东, 姜领发, 曾良才, 湛从昌, 秦尚林, 许锡昌, 郑飞龙, 陈善雄, 陈新元, 陈昶龙, 雷斌 申请人:中国科学院武汉岩土力学研究所, 武汉科技大学