一种数字液压缸制造技术

本发明专利技术涉及液压技术领域，更具体而言，涉及一种数字液压缸，包括滑动套接的外缸体和外活塞杆，外缸体内固设有内活塞杆，外活塞杆下端固设有活塞Ⅰ，活外活塞杆外壁将外缸体内腔分割为空腔A和空腔B，外活塞杆中部设置有下端开口的空腔，内活塞杆上端固设有活塞Ⅱ且活塞Ⅱ的外侧壁与外活塞杆的内壁滑动连接，内活塞杆外壁将外活塞杆内腔分割为空腔C和空腔D，内活塞杆内部沿轴向设置有圆柱腔，外缸体内部固设柱塞，所述柱塞与圆柱腔配合并形成空腔E，所述空腔A、空腔B、空腔C、空腔D或空腔E均连接有独立油口，本发明专利技术采用包含五个工作腔的数字液压缸，最大面积与最小面积比值与四腔数字缸相比，该比值可提高一倍。该比值可提高一倍。该比值可提高一倍。

【技术实现步骤摘要】
一种数字液压缸


[0001]本专利技术涉及液压
，更具体而言，涉及一种数字液压缸。

技术介绍

[0002]工程机械装备一般具有多个液压缸，诸如挖掘机、装载机等，在工作过程中液压缸的负载压力和流量需求是实时变化的，单个液压泵供应两个以上的液压缸时，高负载的执行机构导致液压泵输出压力升高，并且低负载执行机构的控制阀节流压力损失很大。随着微计算机和传感器技术的发展，采用数字控制的液压元件和液压系统越来越多。
[0003]太原理工大学权龙教授专利技术了三腔液压缸，用于挖掘机动力势能回收，提高了能量利用率。Volvo公司专利技术了一种NorrDigi液压缸，该数字缸包含四个工作腔，四个工作腔的面积比按照等比数列设计，即8：4：2：1，通过8个二位二通阀对四个工作腔的进、回油进行独立控制，形成了16种不同的面积组合。挖掘机在工作过程中，根据数字缸的负载压力，实时调节三个数字缸的工作面积，减小了三个数字缸间的高、低压差导致的节流压力损失，提高了能量利用率；然而，四个工作腔的工作缸在活塞杆收回时仅有五种不同的工作面积，当三个数字缸工作压力相差比较悬殊的时候，通过数字缸工作面积变化无法弥补压力的差值，与恒压网络压力设定值有所差距，导致速度不易控制和浪费能量。

技术实现思路

[0004]为了至少解决上述多腔式数字缸应用中的问题，提出了一种包含五个工作腔的数字液压缸，当工作面积按照等比数列设计时，数字缸伸出或收回时，最大面积与最小面积比值与四腔数字缸相比，该比值可提高一倍，当三个数字缸工作压力相差比较悬殊的时候，通过数字缸面积变化可以完全弥补压力的差值。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种数字液压缸，包括滑动套接的外缸体和外活塞杆，所述外缸体中部沿轴线方向固设有内活塞杆，外活塞杆下端固设有活塞Ⅰ，活塞Ⅰ的内壁与内活塞杆外壁滑动连接，活塞Ⅰ的外壁与外缸体滑动连接，外活塞杆外壁将外缸体内腔分割为空腔A和空腔B，外活塞杆中部设置有下端开口的空腔，所述内活塞杆上端固设有活塞Ⅱ且活塞Ⅱ的外侧壁与外活塞杆的内壁滑动连接，内活塞杆外壁将外活塞杆内腔分割为空腔C和空腔D，所述内活塞杆内部沿轴向设置有圆柱腔，所述外缸体内部固设柱塞，所述柱塞与圆柱腔配合并形成空腔E；
[0007]所述空腔A、空腔B、空腔C、空腔D或空腔E均连接有独立油口。
[0008]进一步的，所述空腔A、空腔B的独立油口a、独立油口b均设置在外缸体侧壁；所述空腔C、空腔D的独立油口c、独立油口d均设置在外缸体的下端，独立油口c、独立油口d分别通过设置在内活塞杆中的油道Ⅰ、油道Ⅱ与空腔C、空腔D连通；所述圆柱腔相对内活塞杆偏心设置。
[0009]进一步的，任一独立油口均连接有二通阀组，所述二通阀组包括两个B口相互连通的二通阀，所述独立油口与二通阀的B口连通，二通阀组的其中一个A口与数字液压缸的进
油口连通，另一个A口与数字液压缸回油口连通；
[0010]所述数字液压缸的进油口、回油口均设置有压力传感器。
[0011]为了精确监测外活塞杆的运动，所述外活塞杆连接有位移传感器。
[0012]进一步的，任一独立油口连接有一个包含补油单向阀的溢流阀，包含补油单向阀的溢流阀通过背压阀与低压油源连通。
[0013]进一步的，其中一个独立油口与二通阀组之间设置有单向阀组和一个流量传感器；
[0014]所述单向阀组包括单向阀Ⅰ(17.1)、单向阀Ⅱ(17.2)、单向阀Ⅲ(17.3)和单向阀Ⅳ(17.4)，单向阀Ⅰ(17.1)进油口与单向阀Ⅱ(17.2)出油口连通，单向阀Ⅲ(17.3)出油口与单向阀Ⅳ(17.4)进油口连通，单向阀Ⅰ(17.1)、单向阀Ⅳ(17.4)的出油口连通，单向阀Ⅱ(17.1)、单向阀Ⅲ(17.3)的进油口连通，单向阀Ⅰ(17.1)或单向阀Ⅳ(17.4)的出油口与单向阀Ⅱ(17.2)或单向阀Ⅲ(17.3)的进油口连通，单向阀Ⅰ(17.1)或单向阀Ⅳ(17.4)的出油口与单向阀Ⅱ(17.2)或单向阀Ⅲ(17.3)的进油口之间设置有流量传感器；
[0015]单向阀Ⅲ(17.3)的出油口或单向阀Ⅳ(17.4)的进油口与二通阀组Ⅱ连通，单向阀Ⅰ(17.1)的进油口或单向阀Ⅱ(17.2)的出油口与独立油口连通。
[0016]优选的，所述空腔A、空腔B、空腔C、空腔D、空腔E的工作面积关系为A>B>C>E>D或A>B>C>D>E。
[0017]优选的，所述空腔A、空腔B、空腔C、空腔D、空腔E的工作面积比值为m：8：n：2：1或m：8：n：1：2；
[0018]其中：m为16或17或18,n等于4或5。
[0019]本专利技术与现有技术相比所具有的有益效果为：
[0020]1、本专利技术采用包含五个工作腔的数字液压缸，当工作面积按照等比数列设计时，数字缸伸出或收回时，最大面积与最小面积比值与四腔数字缸相比，该比值可提高一倍，当三个数字缸工作压力相差比较悬殊的时候，通过数字缸面积变化可以完全弥补压力的差值。
[0021]2、为了控制五腔液压缸的体积和重量，柱塞与内活塞缸采用具有一个偏心距的结构，或将工作腔D设置为最小工作腔，可以有效减小多腔缸的直径、体积和重量；为了更好的控制油缸速度，提出了通过在较小的工作腔处安装流量传感器的或在液压缸上安装位移传感器的方式来监测多腔液压缸的流量和速度。
附图说明
[0022]下面将通过附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。
[0023]图1为本专利技术结构示意图；
[0024]图2为数字液压缸缸体横截面示意图；
[0025]图3为图2中A
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A向剖面图；
[0026]图4为图2中B
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B向剖面图；
[0027]图5为本专利技术于液压泵连接时的结构示意图。
[0028]图中：1
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外缸体，2
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外活塞杆，3
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内活塞杆，4
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活塞Ⅰ，5
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活塞Ⅱ，6
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柱塞，7
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油道Ⅰ，8
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油道Ⅱ，9
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二通阀组，10
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进油口，11
‑
回油口，12
‑
压力传感器，13
‑
位移传感器，14
‑
包含补
油单向阀的溢流阀，15
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背压阀，16
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低压油源，17
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单向阀组，17.1
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单向阀Ⅰ，17.2
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单向阀Ⅱ，17.3
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单向阀Ⅲ，17.4
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单向阀Ⅳ，18
‑
流量传感器，19
‑
数字泵，20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字液压缸，其特征在于：包括滑动套接的外缸体(1)和外活塞杆(2)，所述外缸体(1)中部沿轴线方向固设有内活塞杆(3)，外活塞杆(2)下端固设有活塞Ⅰ(4)，活塞Ⅰ(4)的内壁与内活塞杆(3)外壁滑动连接，活塞Ⅰ(4)的外壁与外缸体(1)滑动连接，外活塞杆(2)外壁将外缸体(1)内腔分割为空腔A和空腔B，外活塞杆(2)中部设置有下端开口的空腔，所述内活塞杆(3)上端固设有活塞Ⅱ(5)且活塞Ⅱ(5)的外侧壁与外活塞杆(2)的内壁滑动连接，内活塞杆(3)外壁将外活塞杆(2)内腔分割为空腔C和空腔D，所述内活塞杆(3)内部沿轴向设置有圆柱腔，所述外缸体(1)内部固设柱塞(6)，所述柱塞(6)与圆柱腔配合并形成空腔E；所述空腔A、空腔B、空腔C、空腔D或空腔E均连接有独立油口。2.根据权利要求1所述的一种数字液压缸，其特征在于：所述空腔A、空腔B的独立油口a、独立油口b均设置在外缸体(1)侧壁；所述空腔C、空腔D的独立油口c、独立油口d均设置在外缸体(1)的下端，独立油口c、独立油口d分别通过设置在内活塞杆(3)中的油道Ⅰ(7)、油道Ⅱ(8)与空腔C、空腔D连通；所述圆柱腔相对内活塞杆(3)偏心设置。3.根据权利要求1所述的一种数字液压缸，其特征在于：任一独立油口均连接有二通阀组(9)，所述二通阀组(9)包括两个B口相互连通的二通阀，所述独立油口与二通阀的B口连通，二通阀组(9)的其中一个A口与数字液压缸的进油口(10)连通，另一个A口与数字液压缸回油口(11)连通；所述数字液压缸的进油口(10)、回油口(11)均设置有压力传感器(12)。4.根据权利要求1所述的一种数字液压缸，其特征在于：所述外活塞杆(2)连接有位移传感器(13)。5.根据权利要求1所述的一种数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：仉志强，边斌，李阳，刘志奇，金坤善，齐会萍，宋建丽，李坤，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：