[發明專利]一種交流伺服直驅增壓式帶油箱電動液壓缸及其增壓方法

有效

• 申請號: 201310080779.8
• 申請日: 2013-03-14
• 公開（公告）號: CN103185046A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 范淑琴;趙升噸;李靖祥;趙永強;徐凡;陳超
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F15B15/08
• 分類號: F15B15/08;F15B3/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

技術領域

本發明屬于液壓缸制造技術領域，具體涉及一種交流伺服直驅增壓式帶油箱電動液壓缸及其增壓方法。

背景技術

傳統的液壓缸需要帶有液壓泵站、若干個液壓閥、液壓管路以及電控系統等，結構復雜，占地面積大，并且故障率高；電動缸是將電動機與絲杠一體化設計的模塊化產品，結構簡單，輸出力小，也不具備增壓功能，要實現規定輸出力的閉環控制，往往需要添加荷重式壓力傳感器。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種交流伺服直驅增壓式帶油箱電動液壓缸及其增壓方法，系統中沒有液壓泵站、繁雜的液壓管路和液壓閥，結構簡單，故障率低，如果在活塞桿輸出端安裝位移傳感器，以及在高壓油腔內安裝壓力傳感器，即可方便地通過對交流伺服電機的控制來實現位移、輸出力的閉環控制；交流伺服電機直驅絲杠帶動活塞直線運動，采用兩層活塞獲得增壓效果。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種交流伺服直驅增壓式帶油箱電動液壓缸，包括交流伺服電動機1以及電機轉軸上連接的電機減速器2，電機減速器2的輸出軸上連接一個小帶輪3，小帶輪3通過齒形帶4連接一個大帶輪5，大帶輪5通過兩個大圓螺母6與滾珠絲杠7聯結為一體，大帶輪5帶動滾珠絲杠7一起旋轉，滾珠絲杠7上裝有滾珠絲杠螺母10，滾珠絲杠螺母10與第一層活塞11徑向配合聯結為一體，第一層活塞11與缸體16上端面之間構成A腔9，第一層活塞11的活塞桿與滾珠絲杠7之間構成B腔14，第一層活塞11下方的缸體16上加工有小活塞腔15，小活塞腔15所在缸體與第一層活塞11之間構成C腔12，小活塞腔15下方有第二層活塞18，第二層活塞18的活塞桿能夠穿過缸底31在液壓缸工作時對外施力，第二層活塞18的面積大于第一層活塞11的活塞桿面積，第二層活塞18與小活塞腔15所在缸體之間為D腔17，D腔17為高壓油腔，第二層活塞18與缸底31之間的空間為E腔19，液壓缸工作時A腔9、B腔14、C腔12、D腔17、E腔19以及小活塞腔15內均充滿了液壓油；

在E腔19與A腔9之間連接有液壓管路13，液壓缸活塞快速下行和慢速增壓階段E腔19內的液壓油通過液壓管路13流入A腔9和B腔14，液壓缸活塞回程階段A腔9和B腔14中的液壓油通過液壓管路13流入E腔19里；

在缸體16的下方裝有第一背壓閥20，第一背壓閥20兩端分別連接E腔19和油箱21，油箱21是固定在缸體16內的，在液壓缸活塞回程階段，第一背壓閥20開啟，E腔19內所容納不了的液壓油通過第一背壓閥20流入到油箱21，在缸體16的中部裝有第二背壓閥22和第一單向閥23，第二背壓閥22兩端分別連接C腔12和油箱21，在液壓缸慢速增壓階段第一層活塞11的活塞桿堵住了小活塞腔15，第一層活塞11下行時，第二背壓閥22開啟，C腔12的液壓油通過第二背壓閥22流入油箱21，第一單向閥23兩端也分別連接C腔12和油箱21，在液壓缸活塞回程時，第一層活塞11的活塞桿開始上行直到離開小活塞腔15的行程中，第一單向閥23開啟，油箱21通過第一單向閥23給C腔12補充液壓油；在缸體16的上部裝有第二單向閥24，第二單向閥24的兩端分別連接A腔9和油箱21，在液壓缸活塞快速下行階段A腔9內油壓不足降低時，第二單向閥24開啟，油箱21給A腔9補充液壓油。

在上述結構的基礎上去掉小帶輪3、齒形帶4、大帶輪5，電機減速器2的輸出軸通過聯軸器28與滾珠絲杠7聯結，工作時交流伺服電機1通過電機減速器2、聯軸器28直接驅動滾珠絲杠7轉動。

為了提高液壓缸的承載能力，將滾珠絲杠7和滾珠絲杠螺母10分別用行星滾柱絲杠25、行星滾柱絲杠螺母26替換，行星滾柱絲杠螺母26通過滾柱27與行星滾柱絲杠25徑向配合。

在第二層活塞18的活塞桿的輸出端安裝位移傳感器，以及在高壓油腔D腔17上安裝壓力傳感器，即可方便地通過對交流伺服電動機1的控制來實現位移、輸出力的閉環控制。