微型数字油缸制造技术

本实用新型专利技术涉及一种微型数字油缸，缸体内配合连接安装旋转密封圈的阀套，活塞后部圆形槽端面与阀套内孔端面之间设有波形弹簧，阀套后端的连接轴通过联轴器与电机的输出轴连接，电机通过安装座与缸体固定连接；阀套内配合连接有活塞，活塞前端通过垫套与缸体连接，活塞与垫套之间相对运动，活塞与阀套两端之间分别形成一个回油腔和一个压力油腔，活塞上开有两根螺旋槽和小孔，一个小孔连通回油腔T作为活塞的T口，另一个小孔连通压力油腔P作为活塞P口，两条螺旋槽与P口相连通；阀套上开有小孔，一个小孔接通的回油腔作为阀套T口，另一个小孔接通压力油腔P腔作为阀套P口；缸体端面开有压力油进油口，压力油进油口通过活塞P口与压力油腔P相连通。

Micro digital cylinder

【技术实现步骤摘要】
微型数字油缸
本技术涉及一种微型液压缸数字控制元件，尤其是一种微型数字油缸。
技术介绍
传统液压滑阀阀芯控制采用电磁铁或力矩马达控制阀芯位移，它们输出的力或力矩精度都很差(10％左右)，要达到高精度控制必须通过反馈(位置电反馈LVDT，或弹簧反馈)修正，另外电磁铁或力矩马达输出功率非常小，无法直接驱动大流量阀芯，只能通过多级控制来解决问题，能耗大。尤其是油泵的排量控制，利用弹簧和阀的复杂结构达到控制的目的，能耗更大，精度更差，调节很困难，无法达到精确控制目的。众所周知，近几年电气控制技术的进步速度远远比机械液压控制技术快得多，已经到了不得不把电气控制技术应用到液压技术中，真正实现把能量传递(传动)由液压完成，控制完全交给电来完成；如果不这样，液压传动应用领域会进一步被电传动大幅度压缩(近几年这种情况愈演愈烈，例如电动缸等)。基于现有油缸的数字控制技术，需要设计一种新的油缸结构，利用电机的步进(或伺服)控制，通过电机的微小信号输出，带动油缸活塞产生微小的直线位移，从而实现了数字油缸的微型化。
技术实现思路
本技术是要提供一种微型数字油缸，该油缸可以实现电液一体化控制，主要利用电机的步进(或伺服)控制，电机的转角和转速都可以实现微小的数字信号输出，通过电机输出轴带动阀套转动，接通高压油路，高压油路进入活塞的两腔产生压力差，从而推动活塞进行往复直线运动；电机输出的数字信号和油缸活塞实现微小的直线运动距离(位置)成一定比例关系，最终实现油缸活塞数字化位移输出；在实际应用中，可以替代电磁铁、力马达的控制功能，输出精度及输出功率均高于电磁铁、力马达控制。为实现上述目的，本技术的技术方案是：一种微型数字油缸，包括电机、缸体、阀套、活塞，所述缸体内配合连接安装旋转密封圈的阀套阀套通过卡环与缸体轴向固定连接，阀套后端的连接轴通过联轴器与电机的输出轴连接，电机通过安装座与缸体固定连接；安装座通过安装板与电机固定；所述阀套内配合连接有活塞，所述活塞后部圆形槽端面与阀套内孔端面之间设有波形弹簧，活塞前端通过垫套与缸体连接，且活塞与垫套之间相对运动，活塞与垫套之间装有多个钢球，所述活塞与阀套两端之间分别形成一个回油腔和一个压力油腔，所述活塞上开有两根螺旋槽和小孔，一个小孔连通回油腔T作为活塞的T口，另一个小孔连通压力油腔P作为活塞P口，两条螺旋槽与活塞P口相连通；所述阀套上开有小孔，一个小孔接通回油腔作为阀套T口，另一个小孔接通压力油腔P腔作为阀套P口；所述缸体端面开有压力油进油口，压力油进油口通过活塞P口与压力油腔P相连通。进一步，所述电机为含有驱动器的步进电机或伺服电机。进一步，所述微型数字油缸通过螺钉连接被控制元件，通过电机转角、转速的数字量输出来控制活塞直线运动的数字量输出，并由活塞推动被控制元件实现数字位移量移动。进一步，在微型数字油缸不工作时，压力油从被控制元件的压力油输出口进入到阀套的压力油腔，所述阀套P口和阀套T口分别与活塞的螺旋槽相切，压力油进入螺旋槽后分两路，一路通过螺旋槽、阀套T口进入回油腔T，另一路通过活塞P口进入压力油腔P，压力油腔P压力为进油压力的一半，被控制元件的阀芯压力与压力油腔P压力相等，使活塞不运动。进一步，在微型数字油缸工作时，所述电机按指令旋转一个角度，电机带动活塞旋转一个同样的转角，压力油进入活塞螺旋槽、活塞P口油全部进入压力油腔P，此时阀套T口与螺旋槽不通，回油口封闭，压力油腔P压力推动活塞及被控制元件的阀芯移动；在活塞移动后，活塞的螺旋槽运动到和阀套P、T口相切的位置，活塞两端压力重新活动平衡，活塞停止运动。进一步，在电机反转时，压力油口封闭，所述压力油腔P通过螺旋槽与回油腔T相通，被控元件的阀芯压力大于压力油腔P压力，阀芯推动活塞移动，当活塞的螺旋槽运动到与阀套P、T口相切的位置时，活塞两端压力重新活动平衡，活塞停止运动。本技术的有益效果是：本技术将电液一体化控制与机械结构有机的结合在一起，充分利用电控、液压、机械结构的优点，以较低的成本实现数字油缸控制功能。通过步进(或伺服)电机控制，输出高控制精度的数字信号，通过控制电机转速与活塞工作行程的关系，来控制油缸活塞动态响应时间，从而控制活塞工作频率，实现油缸活塞快速响应。同时电机控制信号还可以通过PLC闭环控制，与系统其他控制要求相结合，全面实现人工智能化控制。利用液压流体力学相切节流边工作原理，以及液压流体流量与压力关系、压力与面积的关系，通过控制活塞两端面积差来产生活塞两端压力差，实现活塞往复运动。利用螺旋线工作原理及特点，通过周密计算，通过控制活塞螺旋槽起始位置、槽宽、螺距以及阀套小孔与活塞螺旋槽起始角度、全重叠旋转角度、全重叠轴向位移之间相互关系、在活塞全工作行程下实现电机输出的数字信号与活塞位移数值相互对应，从而实现油缸活塞数字化位移量输出。综上所述，本技术的微型数字油缸采用全新的设计理念，油缸整体结构紧凑、控制便捷、成本较低，适用范围广，便于安装调试，充分利用机电液一体化优势，实现了油缸的微型化及数字量输出，同时控制精度及输出位移精度较高，动态响应快，运动平稳可靠，具有很强的创新性、实用性，在实际应用中取得良好的效果。附图说明图1为本技术的微型数字油缸主视图；图2为微型数字油缸左视图(去掉防护板)；图3为阀套结构示意图；其中：(a)主剖视图，(b)A1-A1剖视图,(c)A2-A2剖视图,(d)A3-A3剖视图；图4为活塞结构示意图；其中：(a)主视图，(b)A-A剖视图,(c)俯视图，(d)B1-B1剖视图，(e)B2-B2剖视图，(f)剖视图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本技术作进一步说明。如图1，2所示，本技术的微型数字油缸，包括步进(或伺服)电机1(含驱动器)、安装座2、安装板3、螺钉4、联轴器5、缸体6、阀套7、活塞8、垫套9、密封圈10、密封圈11、螺钉12、钢球13、螺塞14、紧定螺钉15、对顶波形弹簧16、旋转密封圈17、卡环18、防护板19、螺母20。缸体6内装有阀套7，阀套7的密封槽内安装旋转密封圈17，阀套7后端的的卡环槽内卡入卡环18与缸体6轴向固定连接，阀套7后端的连接轴通过联轴器5与步进(或伺服)电机1的输出轴连接，步进(或伺服)电机1通过安装板3固定连接在安装座2上，并通过安装座2与缸体6连接。阀套7内配合连接有活塞8，活塞8后部圆形槽端面与阀套7内孔端面之间设有对顶波形弹簧16，活塞8前端通过垫套9与缸体6连接，且活塞8与垫套9之间相对运动，活塞8与垫套9之间装有多个钢球13，活塞8与阀套7两端之间分别具有一个T腔(回油腔)和一个P腔(压力油腔)，活塞8上开有两根螺旋槽和小孔，一个孔通数字油缸的T腔(回油腔)，另一个孔通数字油缸P腔(压力油腔)，阀套7上开有小孔，一个孔接通数字油缸的T腔(回油腔)，另一个孔通数字油缸P腔(压力油腔)。该微型数字油缸是作为控制部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型数字油缸，包括电机、缸体、阀套、活塞，其特征在于：所述缸体内配合连接安装旋转密封圈的阀套，阀套通过卡环与缸体轴向固定连接，阀套后端的连接轴通过联轴器与电机的输出轴连接，电机通过安装座与缸体固定连接；安装座通过安装板与电机固定；所述阀套内配合连接有活塞，所述活塞后部圆形槽端面与阀套内孔端面之间设有波形弹簧，活塞前端通过垫套与缸体连接，且活塞与垫套之间相对运动，活塞与垫套之间装有多个钢球，所述活塞与阀套两端之间分别形成一个回油腔和一个压力油腔，所述活塞上开有两根螺旋槽和小孔，一个小孔连通回油腔T作为活塞的T口，另一个小孔连通压力油腔P作为活塞P口，两条螺旋槽与活塞P口相连通；所述阀套上开有小孔，一个小孔接通回油腔作为阀套T口，另一个小孔接通压力油腔P腔作为阀套P口；所述缸体端面开有压力油进油口，压力油进油口通过活塞P口与压力油腔P相连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种微型数字油缸，包括电机、缸体、阀套、活塞，其特征在于：所述缸体内配合连接安装旋转密封圈的阀套，阀套通过卡环与缸体轴向固定连接，阀套后端的连接轴通过联轴器与电机的输出轴连接，电机通过安装座与缸体固定连接；安装座通过安装板与电机固定；所述阀套内配合连接有活塞，所述活塞后部圆形槽端面与阀套内孔端面之间设有波形弹簧，活塞前端通过垫套与缸体连接，且活塞与垫套之间相对运动，活塞与垫套之间装有多个钢球，所述活塞与阀套两端之间分别形成一个回油腔和一个压力油腔，所述活塞上开有两根螺旋槽和小孔，一个小孔连通回油腔T作为活塞的T口，另一个小孔连通压力油腔P作为活塞P口，两条螺旋槽与活塞P口相连通；所述阀套上开有小孔，一个小孔接通回油腔作为阀套T口，另一个小孔接通压力油腔P腔作为阀套P口；所述缸体端面开有压力油进油口，压力油进油口通过活塞P口与压力油腔P相连通。


2.根据权利要求1所述的微型数字油缸，其特征在于：所述电机为含有驱动器的步进电机或伺服电机。


3.根据权利要求1所述的微型数字油缸，其特征在于：所述微型数字油缸通过螺钉连接被控制元件，通过电机转角、转速的数字量输出来控制活塞直线运动的数字量输出，并由活塞推动被控制元件实现...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄增，陆军，张鸿博，丁建军，阮建斌，
申请(专利权)人：上海衡拓液压控制技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31