專利名稱：一種高速液壓伺服缸的制作方法
技術領域：
本發明屬于液壓伺服缸技術領域。
為實現脈沖油缸結構簡單緊湊，設計合理，一般采用油缸內部實現機械位置反饋的機構，如日本專利《液壓伺服缸》(特許號昭和58年27121)，其結構由圓筒、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組成，其特點是其中的絲杠與閥芯為一體結構，對伺服電機負載而言，需有較大的轉動慣量，如需正常工作則需加大電功率，若遇超載時，活塞突停，而絲杠卻繼續在活塞上的螺母中旋轉。由此，閥芯就會在軸向產生移動，會造成與其它機械部件相碰，運動失靈，甚至發生機件損壞事故。
為解決以上結構之不足，本發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(中國實用新型專利，申請號89209447)。該技術中將轉動閥芯與螺桿分為兩體，且螺桿與閥套結為一體，這樣大大減小了電機拖動轉動慣量，而長螺桿的慣量加到拖動載荷的活塞上，影響甚微，當超載時，活塞桿不動，閥芯只做圓周旋轉，沒有軸向移動，避免碰撞，從而實現控制靈活，節省功率。這種設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。
本發明的目的是在上述中國實用新型專利89209447號技術的基礎上再進行改進，使油缸的機械位置反饋機構更加靈活，提高脈沖油缸的速度，并安全可靠，同時降低伺服缸的成本。
本發明的液壓伺服缸將閥體和閥套合為一個部件使閥結構簡化，將原設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;由螺桿和閥套結為一體改為絲杠與閥芯采用分離兩結構之間用螺紋付聯接，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。
本發明具體結構形式如下，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，閥芯在閥體內可任意轉動。在閥體對應另一端有缸體，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)。其結構特征在于(1)閥芯和絲杠為兩體結構，在同一軸線上相互分開。(2)絲杠和閥芯之間用螺紋付聯接。(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，軸承的外環與閥體過渡配合，軸向固定右側靠擋板，左側靠閥體上的平臺實現，內環與絲杠緊密配合起支撐絲杠的作用，并減少絲杠轉動時與閥體之間的摩擦力，軸向兩側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，與活塞結為一體，螺母和絲杠間螺旋機構能夠實現可逆動作，在活塞作前后運動時，在螺母內的絲杠也同時徑向左右旋轉，結果將螺母的直線運動變成絲杠的旋轉運動。(5)B腔和D腔由通孔聯通。
其工作原理步進電機帶動滑動閥芯，當逆時針轉動閥芯，閥芯向右軸向移動，打開油口C，使高壓油P進入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，迫使絲杠逆時針轉動，因閥芯和絲杠螺紋付聯接，故同時帶動閥芯向左軸向移動，使油口C減小直至關閉，從而實現位置反饋。
本發明的優點(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動慣量，用小電機即可帶動閥芯，如電機大小不變則轉速提高;
(2)由于閥芯和絲杠間采用了螺紋付聯接，當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，使得絲杠承受負荷強度及導程加大，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腔設計成聯通型，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結為一體;5為絲杠與螺母4過渡配合;6為軸承其外環和閥體8過渡配合;內環與絲杠5緊密配合，7為緊固螺母，8為閥體。與缸筒2對應，9為閥芯，閥芯和絲杠5分離，其之間用螺紋付聯接，為此反饋機構采用滑動閥芯;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，本發明特征在于絲杠5和閥芯9為兩本結構，在同一軸線上相互分開，絲杠5和閥體9之間用螺紋付聯接。
2.按權利要求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之間有通孔聯通。
5.按權利要求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構，閥體，閥芯和軸承為后體結構，絲杠與閥芯為兩體結構。本發明由于閥芯和絲杠分離，大大減小了電機拖動的轉動慣量，當超載時，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結，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，使得其承受負荷強度及導程加大，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 優先權日1989年11月8日
發明者原培章, 修道喜, 李曉凡, 唐杰, 歸彤 申請人:中國科學院沈陽自動化研究所