缓冲缸串联增程式液压振荡油缸制造技术

一种将两个独立运动的活塞杆与活塞组串联连接在一起，两个缸筒固连在一起的，由上边的主油缸与下边的缓冲油缸分别独立工作的特殊液压振荡油缸装置。液压油源仅给主油缸提供动力，换向控制信号来源于主油缸的缓冲腔。当主油缸上行工作行程达到终端时，负载的惯性动能会推动主油缸活塞及缸筒继续上移一小段距离ΔＬ；因此，本油缸会额外增加一个缓冲油缸行程，主活塞下行工况亦相同。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术与液压传动往复机构换向时的动能回收与利用有关。液压油缸是将液压能转换为直线运动机械能的执行元件。液压油缸的工作压力、工作流量、输出力、输出速度是液压油缸的主要性能参数。由于液压油缸的活塞杆一般是用来拖动负载作功的。因此，当活塞杆运行到行程的终端时，缸筒端盖会阻止活塞杆继续运动，这时负载的质量与运动速度便构成等效载荷(指活塞和活塞杆及被推动负载等所有运动部件质量总和的简称)的动能，可用(1/2)MVV来度量。该动能对系统换向是十分不利的，它会在换向的瞬间使液压系统产生液压冲击和机械振动，直接损害活塞杆及缸筒端盖。使工作条件恶化。为了克服上述缺点一般液压系统采用流量控制阀来控制工作流量，或在油缸端部增设缓冲装置，利用液压缓冲器的阻尼孔将系统等效载荷的动能转换成缓冲腔液压油的压力能来减缓冲击能量，最终转换成热能散发到大气中。对于一个换向频繁的液压传动系统来讲，由等效载荷的动能经缓冲装置转换的热能不会马上散发到大气中，这会使液压油的油温上升很快，甚至使液压系统不能正常工作。本技术的目的在于提供一种由两个油缸串联连接的特殊液压振荡油缸装置。总行程由主油缸的行程加上缓冲缸的行程，油源仅给主油缸提供动力；缓冲油缸的动力来自于被推动的负载的动能。因此，本技术的液压振荡油缸其缓冲油缸的行程相对于液压油源提供动力的主油缸而言，额外增加了一个缓冲油缸行程，因此称为增程式液压振荡油缸。其中行程较长的油缸是主油缸，其工作行程视工作对象的具体要求而定。另一个行程较短的油缸是缓冲油缸，其行程视工作对象的动能大小而定。缓冲油缸的进出油口分别连接到主油路系统的回油口或油箱及蓄能器。本技术是由五个部分，共十五个部件组成。1.油源部分油源是将动力机的旋转机械能转换为液体的压力能。2.控制系统部分控制系统是将油源提供的液压能按工作需要分配到执行元件的相应工作腔。3.主油缸主油缸是将液压能转换成机械能的执行元件。4.缓冲油缸缓冲油缸是将换向时运动部件的动能转换成液体压力能的转换元件，由它将液压油压缩增压并送入蓄能器。5.缓冲能量控制部分它由十一个元件组成。主要完成缓冲能量的贮存与有控释放，它以缓冲能量作动力源，帮助主油路推动负载起步作功。缓冲缸串联增程式液压振荡油缸的基本结构和工作原理如附图所示(1)油箱(2)恒功率变量泵(3)伺服控制阀(4)主油缸(5)缓冲油缸(6)缓冲缸上腔补油单向阀(7)缓冲缸下腔补油单向阀(8)缓冲缸上腔排油单向阀(9)缓冲缸下腔排油单向阀(10)蓄能器排油单向阀(11)蓄能器(12)调速阀(13)三位三通液控换向阀(14)主油缸下腔可调单向节流阀(15)主油缸上腔可调单向节流阀(16)等效载荷(17)球铰耳环组整个工作过程可分成五个工况一、起步能量转换工况当伺服控制阀(3)将油泵(2)的高压液压油分配到主油缸(4)的下腔时，进入主油缸(4)下腔的高压液压油使主油缸(4)的活塞受到一个向上的推力，迫使等效载荷(16)向上运动；同时，高压油也在主油缸(4)的端盖B上产生向下的推力，由于缓冲缸(5)的活塞杆与基础铰接，缓冲缸活塞与端盖C之间的密闭容腔里的液压油被压出C腔。C腔与外界的通道只有两条，分别安装有缓冲缸上腔补油单向阀(6)和缓冲缸上腔排油单向阀(8)。因此，C腔被压出的液压油只能经单向阀(8)进入蓄能器(11)，压缩蓄能器(11)内的惰性气体。上述物理过程中，等效载荷(16)因缓冲油缸(5)的位移，减少的位移量(位能)被变成了C腔内液体的压力能，又变成了气体弹性势能。在缓冲缸(5)D腔负压的抽吸下，液压油经缓冲缸下腔补油单向阀(7)补充进D腔，为下一次缓冲准备了条件。二、能量储存与释放作功工况储存在蓄能器(11)内的液压油只有三条通道，其中两条已被单向阀(8)和(9)封死，不能反向流动，所以仅可以通过单向阀(10)和调速阀(12)及三位三通液控换向阀(13)进入主回路与恒功率变量泵(2)输出的液压油合并，给主油路提供高压液压油。由于三位三通液控换向阀(13)受主油缸(4)的控制，所以主油缸的B腔的压力油经可调节流阀(14)进入三位三通液控换向阀(13)的下控制腔，液控换向阀(13)便工作在下方块的工况将蓄能器(11)经调速阀(12)与主油路连通。气体的弹性势能推出的液压油便进入主油路，与主油路的液压油一起推动主油缸(4)的活塞作功。起步时的等效载荷(16)损失的位移量ΔL，因蓄能器储存的能量作功在主油缸上行过程中得到了补偿。三、终端缓冲制动工况当活塞运行到终端碰到端盖时，主油缸(4)行程已走完，A腔的缓冲腔输出换向控制信号，传递到伺服控制阀(3)，伺服控制阀(3)在接到活塞到终端的换向控制信号后立即响应换向，使B腔与油箱(1)连通，A腔与油泵(2)连通，主油缸(4)的活塞开始向下运动。负载(16)在惯性力的作用下会继续上行，这时高压油已进入A腔，除作用在活塞上产生向下的力外还会作用在端盖A面上产生向上的力。由于主油缸(4)与缓冲缸(5)是串联固定在一起的，该力传递到缓冲缸的端盖D上压缩D腔内的液压油，受压的液压油通过单向阀(9)进入蓄能器(11)，压缩蓄能器(11)内的惰性气体，变成了气体的弹性势能储存起来。C腔的容积增大形成负压，通过补油单向阀(7)补进液压油。随着蓄能器(11)内气压升高，缓冲缸(5)D腔的压力亦增大，直达某个平衡点，这时等效载荷(16)的向上速度为零。在A腔主路压力的作用下主油缸(4)的活塞受力向下运行。换向工况完成。四、下行能量释放作功工况与第二工况相反，这时主油缸(4)的A腔变成高压腔，A腔的高压油经可调节流阀(15)进入三位三通液控换向阀(13)的上控制腔，液控换向阀(13)便工作在上方块的工况，将蓄能器(11)经调速阀(12)与主油路连通。蓄能器(11)中的气体弹性势能推出的液压油便进入主油路，与主油路的液压油一起推动等效载荷(16)下行作功。五、下行终端缓冲制动工况本工况与上行终端缓冲制动工况相拟。主油缸(4)的活塞运行到终端时等效载荷(16)的掼性动能将缓冲油缸(5)C腔的液压油压入蓄能器(11)内贮存，待换向后主油缸(4)活塞上行时，在缓冲能量控制装置的控制下进入主油路与主油路的液压油一起推动等效载荷(16)上行作功。本技术将一般液压油缸的缓冲功能用一个专门的缓冲油缸来实现。因此将主油缸的作功功能与换向缓冲制动功能分离，对于等效载荷来讲，缓冲缸串联增程式液压振荡油缸有两个活塞及活塞杆，一边与负载连接，一边固定，两个活塞分别运动。当等效载荷还在继续减速运动时换向已经完成。不同的主油缸与缓冲油缸的面积比与蓄能器容量的匹配可构成多种过渡过程。为不同的工作机构需要提供了多种可选择方案。但其中有一个基本特点就是主油缸的有效工作面积大于相对应的缓冲油缸有效工作面积。在本技术中采用了缓冲油缸替代一般油缸中的缓冲腔。缓冲液压能不是通过阻尼间隙或阻尼孔释放掉；而是由蓄能器全部贮存起来，在下一个起步工况中，用来对负载反相加速运动作功，假如这种转换效率为90％，则等效载在正方向运动时速度为1米/秒情况下；换向后，等效载荷在反方向可获得0.9米/秒的运动速度，设计人员可选用较小的动力机便能满足液压传动系统推动负载作功的工作要求。因此，本技术是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由两个油缸串联连接的缓冲缸串联增程式液压振荡油缸，其特征是：有两个活塞和两个活塞杆及两个油缸筒，其中一个活塞杆与负载连接，另一个活塞杆与底座固定，两个油缸筒是串联连接，两个活塞可分别运动，组成主油缸和缓冲油缸两大部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许昕中，
申请(专利权)人：独山子中兴石化有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：65[中国|新疆]