双作用柱塞式往复运动液压缸

摘要

本发明涉及一种液压动力装置，特别是一种驱动机械构件进行往复运动的双作用柱塞式往复运动液压缸，它至少包括缸筒、柱塞及柱塞密封件(12)，其特征是：缸筒为上下缸筒，在上下缸筒内部有通过柱塞密封件(12)密封的柱塞，柱塞两侧伸出双翼形板(6)，两侧伸出的双翼形板(6)通过框架(3)和连接板(1)与外部机械部件连接；上下缸筒与柱塞上下面形成上下封闭油腔，上下封闭油腔有液压油进出孔。它可靠性好、使用寿命长、灵敏度高。

权利要求

1.双作用柱塞式往复运动液压缸，它至少包括缸筒、柱塞及柱塞密封件(12)，其特征是：缸筒为上下缸筒，在上下缸筒内部有通过柱塞密封件(12)密封的柱塞，柱塞两侧伸出双翼形板(6)，两侧伸出的双翼形板(6)通过框架(3)和连接板(1)与外部机械部件连接；

上下缸筒与柱塞上下面形成上下封闭油腔，上下封闭油腔有液压油进出孔；所述的柱塞伸出的双翼形板(6)和柱塞做成一个整体；所述的柱塞与双翼形板(6)通过连接件连接为一个整体；所述的柱塞密封件(12)包括两套主密封、副密封和防尘密封，两套密封分别套装在柱塞两端；所述的缸筒上安装一个控制阀块，控制阀块上有伺服控制元件电液伺服阀，液压缸的上腔进出油孔(A)、下腔进出油孔(B)和电液伺服阀的输出油孔的上腔进出油孔(A)、下腔进出油孔(B)通过控制阀块直接连通，形成液压伺服系统正常工作的液压回路；

所述的框架(3)有两个臂用螺钉连接在双翼形板(6)上和柱塞一起运动；所述的框架(3)的两个臂和连接板(1)的两个臂用螺钉连接并跟随柱塞一起运动；所述的框架(3)的一个臂上安装两套导向轴承(4)；所述的液压缸的外部固定有位移传感器(9)，它和柱塞平行装在框架(3)的另一臂上。

说明书

双作用柱塞式往复运动液压缸

技术领域

[0001] 本发明涉及一种液压动力装置，特别是一种驱动机械构件进行往复运动的双作用柱塞式往复运动液压缸。

背景技术

[0002] 液压缸装置通常由以下几部分组成：装在缸筒内部的活塞，伸出缸体外部的活塞杆，前后缸盖，密封件。密封件有动密封和静密封。静密封防止液体从缸盖处向外泄漏，活塞动密封防止液压缸两个油腔之间的泄漏，活塞杆动密封防止液体从活塞杆处向外泄漏。往复运动的活塞杆和密封件产生摩檫磨损，这种摩檫磨损随着压力波动和使用时间延长而加剧。造成密封失效，活塞杆磨损，液体从活塞杆处向外泄漏，液压缸不能继续使用。缸盖处的静密封也会因密封处间隙过大密封件在交变冲击压力下被挤出沟槽而损坏，长期使用也会因密封件老化变质而损坏，造成液体向外泄漏。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种可靠性好、使用寿命长、灵敏度高的双作用柱塞式往复运动液压缸。

[0004] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：双作用柱塞式往复运动液压缸，它至少包括缸筒、柱塞及柱塞密封件，其特征是：缸筒为上下缸筒，在上下缸筒内部有通过柱塞密封件密封的柱塞，柱塞两侧伸出双翼形板，两侧伸出的双翼形板通过框架和连接板与外部机械部件连接；上下缸筒与柱塞上下面形成上下封闭油腔，上下封闭油腔有液压油进出孔。

[0005] 所述的柱塞两侧伸出双翼形板与外部机械部件通过框架连接。

[0006] 所述的柱塞伸出的双翼形板和柱塞做成一个整体。

[0007] 所述的柱塞与双翼形板通过连接件连接为一个整体。

[0008] 所述的密封件包括两套主密封、副密封和防尘密封，两套密封分别套装在两端。

[0009] 所述的缸筒上安装一个控制阀块，阀块上有伺服控制元件电液伺服阀，液压缸的上腔进出油孔A、下腔进出油孔B和电液伺服阀的输出油孔上腔进出油孔A、下腔进出油孔B通过控制阀块直接连通，形成液压伺服系统正常工作的液压回路。

[0010] 所述的框架有两个臂用螺钉连接在双翼形板上和柱塞一起运动。

[0011] 所述的连接板和框架的两个臂用螺钉连接并跟随柱塞一起运动。

[0012] 所述的框架的一个臂上安装两套导向轴承。

[0013] 本发明的优点是：用两柱塞作为活塞，应用了与活塞动密封相同的柱塞动密封。取消了活塞杆和缸盖，不存在活塞杆动密封缸盖静密封，避免了活塞杆和活塞杆动密封的摩檫磨损，避免了缸盖静密封的失效。有效的防止液压缸活塞杆和缸盖处液体的泄漏，提高了液压缸的可靠性和灵敏度，延长了液压缸使用寿命。

附图说明

[0014] 下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。

[0015] 图1是本发明实施例结构主视图示意图；

[0016] 图2是图1的俯视图。

[0017] 图中：1、连接板；2、缸筒固定法兰；3、框架；4、导向轴承；5、上缸筒；6、双翼形板；7、下缸筒；8、通气管；9、位移传感器；10、防护罩；11、下柱塞；12、柱塞密封件；13、柱塞导向环；14、上柱塞；A、上腔进出油孔；B、下腔进出油孔；CA、气孔；M、控制阀板连接螺孔。

具体实施方式

[0018] 如图1所示，双作用柱塞式往复运动液压缸，它至少包括缸筒、柱塞及柱塞密封件12，缸筒为上下缸筒，在上下缸筒内部有通过柱塞密封件12密封的柱塞，柱塞两侧伸出双翼形板6，两侧伸出的双翼形板6通过框架3和连接板1与外部机械部件连接；上下缸筒与柱塞上下面形成上下封闭油腔，上下封闭油腔有液压油进出孔。液压油可以是液体介质。

[0019] 缸筒固定法兰2固定在基础上，并和上缸筒5用螺钉连接，上缸筒5用螺钉连接着下缸筒7。柱塞在上缸筒5与下缸筒7内，柱塞可由上柱塞14和下柱塞11连接构成，连接有翼板的柱塞在上下缸筒中做往复运动。上柱塞14、下柱塞11和双翼板6可做成一个整体或独立部件连接为一体。

[0020] 双翼形板6用螺钉与框架3的两个臂用螺钉连接，框架3两个臂和连接板1用螺钉连接并跟随柱塞一起运动。通过连接板1中部的螺纹连接被驱动的机械构件做上下往复运动。

[0021] 柱塞液压缸做往复运动时，为了防止柱塞(上柱塞14、下柱塞11)转动，在框架3的一个臂上安装两套导向轴承4(滚动轴承)，轴承在上缸筒5的Q平面上滚动时摩檫力很小，限制了柱塞转动的自由度。

[0022] 上柱塞14、下柱塞11在上缸筒5和下缸筒7的密封由柱塞密封件12(包括主密封、副密封和防尘密封)和柱塞导向环13组成。设计主密封、副密封及防尘密封和柱塞之间的初始压缩量，使之产生合适的初始接触应力。这样的设计方法既能使密封阻止流体的泄漏，又可避免过大的摩擦损失和过快的磨损。这种密封系统使伺服液压缸具有无泄漏、摩擦力低、可靠性高、寿命长的特点。

[0023] 位移传感器9也可以装在液压缸外部。例如和柱塞平行装在框架的另一臂上(一个臂装有滚动轴承)，不和油液接触，性能可靠，拆卸维护容易(即不拆开液压缸，就可以装拆位移传感器和磁环)。

[0024] 本发明用做伺服控制的液压缸。位移传感器9可以和柱塞同轴装在缸筒底部(如附图)。通气管8用于传送气体保护位移传感器9。防护罩10防止位移传感器9机械损伤。

[0025] 作为伺服液压缸使用时，P平面上通过四个控制阀板连接螺孔M安装一个控制阀块，阀块上有伺服控制元件电液伺服阀，液压缸的两腔油孔上腔进出油孔A、下腔进出油孔B和电液伺服阀的输出油孔上腔进出油孔A、下腔进出油孔B通过控制阀块直接连通，形成液压伺服系统正常工作的液压回路。气孔CA通入带压气体对上下柱塞露出缸筒的部位进行吹扫，防止灰尘和污物进入上下柱塞和缸筒。

[0026] 附图所示液压缸为用做伺服控制的液压缸。缸筒固定，柱塞框架运动。两柱塞是等径的。缸筒头部法兰式垂直安装。位移传感器可以和柱塞同轴装在下缸筒底部。

[0027] 液压缸做往复运动时，为了防止柱塞转动，在框架3的一个臂上安装两套导向轴承4(滚动轴承)，轴承在上缸筒5的Q平面上滚动时摩檫力很小，限制了柱塞转动的自由度。

[0028] 附图所示液压缸为用做伺服控制的液压缸。缸筒固定，柱塞框架运动。两柱塞是等径的。缸筒头部法兰式垂直安装。位移传感器9可以和柱塞同轴装在缸筒底部。

[0029] 根据反映液压缸的动态性能(响应的灵敏度和快速性)公式：

[0030]

[0031] 式中

[0032] βe-封闭油腔中液体、密封件、缸筒材料的综合弹性摸量。

[0033] A-柱塞的有效作用面积。

[0034] M-柱塞(活塞)及连接部件的质量。

[0035] V-封闭油腔中液体的有效体积。

[0036] ωh-动力系统固有频率。

[0037] 相同作用面积A和行程S，本发明液压缸的柱塞和缸筒形成的封闭油腔中液体的体积V，要小于具有活塞杆和缸盖的液压缸封闭油腔液体的体积V。由于本发明液压缸只有一个密封(柱塞主密封)和液体接触，而具有活塞杆和缸盖的液压缸有3个密封(活塞主密封、活塞杆主密封和缸盖静密封)和液体接触。密封件的变形会减小综合弹性摸量βe。本发明液压缸封闭油腔中综合弹性摸量βe要大于具有活塞杆和缸盖的液压缸封闭油腔液体的综合弹性摸量βe。这两个因素都使反映液压缸的动态性能(响应的灵敏度和快速性)的ωh增大。因此，本发明液压缸的动态性能(响应的灵敏度和快速性)比较具有活塞杆和缸盖的液压缸有所提高。

[0038] 本发明液压缸具有良好工作性能和长久的使用寿命，可以用做普通往复运动的液压缸，也可以用做伺服控制的液压缸。在温度较高有粉尘和蒸汽的环境中能长期稳定的工作。

[0039] 根据被驱动机械部件的运动方向该液压缸可垂直安装、水平安装或倾斜安装使用。

[0040] 按照运动方式可以缸筒固定，柱塞框架运动；也可以柱塞框架固定，缸筒运动。

[0041] 改变外部连接结构能够实现各种连接方式：缸筒底部铰接式；缸筒底部法兰式；缸筒头部法兰式；缸筒中部耳轴式；缸筒底座式。根据被驱动机械部件的负载要求，两柱塞可以是等径的，也可以是异径的。