CN107917117A

CN107917117A - 一种机液伺服缸

Info

Publication number: CN107917117A
Application number: CN201610886674.5A
Authority: CN
Inventors: 张利
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-10-11
Filing date: 2016-10-11
Publication date: 2018-04-17

Abstract

本发明公开了一种机液伺服缸，它包括缸体、活塞杆，缸底，缸头，电机，空心螺旋杆，阀芯，阀套，导向滑块，回油口，进油口，通后腔油路，通待分配区油路组成，当电机旋转驱动空心螺旋杆旋转运动，带动阀芯作直线运动，打开阀口，活塞杆在液压油压力的作用下跟踪阀芯运动，与阀口开度形成闭环。这样只需要控制电机的旋转方向、转速、转角，就实现了控制活塞杆的运动方向、速度、位置。

Description

一种机液伺服缸

技术领域

发明属于流体工作系统领域，具体地说，特别是涉及一种高频响、大流量、长行程的，同时具有精准的速度、位置控制的一种机液伺服缸。

背景技术

流体缸用于驱动定位，在工业领域内得到了广泛的应用和发展，液压缸只作为简单的执行元件，它的精确的速度控制和位置控制，普遍采用液压伺服控制技术。安装油缸位移传感器，由传感器检测油缸的实际位置、速度信号，送给控制器，控制器通过运算，输出调节信号控制伺服阀的阀口开度，从而改变其流量的变化，达到控制油缸位置，速度的目的。这套系统价格高，调试困难，抗污染能力差。传统伺服阀，喷嘴挡板伺服阀对油液清洁度要求较高，一般要求清洁度达到NAS5-6级。极容易出现喷嘴挡板堵塞故障。机液伺服缸以电机为驱动源，不存在以喷嘴节流的易污染结构，因此抗污染能力大大提高。目前市场高端伺服控制技术为了追求更高的速度、位置控制精度而不断提高控制器的运算速度（毫秒）和伺服阀的高频相应（500Hz）。而在大流量液压伺服控制系统中，大流量势必会增大伺服阀阀芯的直径，使阀芯运动的惯性力加大，从而降低伺服阀的频响。目前高端伺服阀被国外公司所垄断。国产伺服阀的品质一直落后于进口产品，严重制约中国液压产业的发展。因此研究一种高频响、大流量、长行程的，同时具有精准的速度、位置控制的伺服缸迫在眉睫。

发明内容

本发明是针对传统伺服控制技术中存在的问题，发明的具有高频响、大流量、长行程的，同时具有精准的速度、位置控制的一种机液伺服缸。

本发明是这样实现的，一种机液伺服缸，它包括缸体、活塞杆，缸底，缸头，电机，空心螺旋杆，阀芯，阀套，导向滑块，回油口，进油口，通后腔油路，通待分配区油路组成的一个整体，所述的缸头、缸底固定在缸筒两侧，所述的活塞杆设置于缸筒的内壁中，将缸筒内腔分割为有杆腔和无杆腔。无杆腔又被阀芯、阀套分割出一部分区域杆内腔。

特别地，阀芯上有均压台阶，平衡阀芯上的不均衡力。

特别地，阀芯上固定有导向滑块它使阀芯不能产生旋转运动，只产生直线移动。

特别地，阀芯上有内螺纹，空心螺旋杆上有外螺纹，空心螺旋杆的外螺纹和阀芯的内螺纹组成螺旋副。

特别地，空心螺旋杆内部为空心，它通过缸底回油口接通油箱。

特别地，空心螺旋杆穿过缸底与电机相连接。

特别地，所述的电机为步进电机、伺服电机。

本发明的有益效果为，空心螺旋杆和阀芯组成的螺旋副可以实现长行程、大导程，阀芯与活塞杆直接位置闭环反馈，结构简单，频响高，增益大。实现了油缸高频响、大流量、长行程的，同时具有精准的速度、位置控制。

附图说明

图1是本发明一种机液伺服缸的典型结构示意图。

图中：1-电机；2-空心螺旋杆；3-阀芯；4-导向滑块；5-阀套；6-通后腔油路；7-通待分区油路；8-高压油待分区；9-中空活塞杆；10-缸头；11-缸体；12-缸底；13-油缸后腔；14-油缸前腔；15-回油口；16-进油口；17-杆内腔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明：

本发明中，阀芯3上有内螺纹，空心螺旋杆2上有外螺纹并且与阀芯3组成螺旋副。空心螺旋杆2内部为空心，它通过缸底12上回油口15接通油箱。阀芯3上固定有导向滑块4它使阀芯不能产生旋转运动，只产生直线移动。

当油缸接通油源，高压油经进油口16进入油缸前腔14，后经通待分区油路7进入待高压油待分区8。电机1旋转驱动空心螺旋杆2旋转运动，带动阀芯3作直线运动，当阀芯3向左移动时，打开阀口，高压油待分配区8的高压油经阀口、通后腔油路6 接通油缸后腔13，因油缸后腔13面积大于油缸前腔面积14，活塞杆9在压力的作用下向左运动，直到阀口关闭。当阀芯3向右移动时，打开阀口，油缸后腔13高压油经通后腔油路6、阀口、杆内腔17、空心螺旋杆2的空心接通回油口15，活塞杆9在油缸前腔14高压油的作用下向右移动，直到阀口关闭。

如果电机连续旋转，使阀芯3持续向左运动时，则活塞杆9持续跟踪不断向左运动的阀芯3。反之，也相同。这样只需要控制电机的旋转方向、转速、转角，就实现了控制活塞杆的运动的方向、速度、位置。

Claims

1.一种机液伺服缸，包括缸体11，中空活塞杆9，缸底12，缸头10，电机1，以及各个流道和进回油口，其特征是还包括中空螺旋杆2，阀芯3，阀套5，导向滑块4，回油口15，进油口16，通后腔油路6，通待分配区油路7。

2.阀套5与中空活塞杆9固定为一个整体，中空活塞杆9在缸体11中只作直线运动，导向滑块4固定在阀芯3上，其探出端可在阀套5的滑槽内延中空活塞杆运动方向直线滑动。

3.空心螺旋杆2与阀芯3组成螺旋副，空心活塞杆9的头部穿过缸底12与电机1相连接。

4.阀芯3中间为油路的密封和切换作用的凸台，高压油经进油口16进入油缸前腔14，后经通待分区油路7进入高压油待分区8，待分配。

5.电机1转动中空螺旋杆2，带动阀芯3在导向滑块4的作用下运动，切换油路。

6.回油通过杆内腔17，流经中空螺旋杆2的空心，穿过缸底12回油管路，从回油口15回油。

7.根据权利要求1所述的机液伺服缸，其特征在于空心螺旋杆2，阀芯3组成螺旋副，与导向滑块4配合，将空心螺旋杆2的旋转运动转换成阀芯3的直线运动。

8.根据权利要求2所述的机液伺服缸，其特征在外螺纹中空螺旋杆2，阀芯3的螺纹可以是螺纹、可以是丝杠，可以是滚珠丝杠。

9.根据权利要求1所述的机液伺服缸，其特征在于电机1是步进电机，也可以是伺服电机。

10.根据权利要求1所述的机液伺服缸，其特征在于流体介质可以是各种液体或气体介质。

11.根据权利要求1所述的机液伺服缸，其特征在于阀套5，可以是独立的阀套，也可以在中空活塞杆9上直接加工而成。

12.根据权利要求1所述的机液伺服缸，其特征在于导向滑块4，可以固定在阀芯3上，其探出端在阀套5的滑槽内滑动。

13.也可以固定在阀套5上，其探出端在阀芯3的滑槽内滑动。