專(zhuān)利名稱(chēng)：靜壓支撐導(dǎo)向液壓缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該技術(shù)廣泛應(yīng)用于液壓驅(qū)動(dòng)用液壓缸、伺服缸及其類(lèi)似執(zhí)行元件使用場(chǎng)所。由于其壽命長(zhǎng)，尤其適合在環(huán)境惡劣、更換不便的冶金行業(yè)中應(yīng)用。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)外液壓缸、伺服缸等普遍采用的導(dǎo)向多數(shù)為密封圈，只是不斷地改進(jìn)密封材質(zhì)及加工、處理方法來(lái)提高壽命，基本能夠滿(mǎn)足使用要求。采用材質(zhì)及工藝精良的優(yōu)質(zhì)密封圈，在通常情況下，壽命也能達(dá)到較長(zhǎng)，但在高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)情況下，如80Hz頻率下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，就很難滿(mǎn)足高頻、高作業(yè)率、無(wú)金屬接觸的使用要求，密封圈導(dǎo)向會(huì)出現(xiàn)磨損、發(fā)熱，直至損壞的現(xiàn)象，而采用靜壓支撐油膜導(dǎo)向卻能很好解決此問(wèn)題。將缸內(nèi)傳統(tǒng)密封圈導(dǎo)向改用靜壓支撐油膜導(dǎo)向替代，使得導(dǎo)向更為平穩(wěn)、無(wú)磨損、無(wú)發(fā)熱，實(shí)現(xiàn)高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)、長(zhǎng)壽的效果。靜壓支撐油膜是利用成熟靜壓軸承原理，結(jié)合液壓缸的工作實(shí)際條件，只需保持供給油壓與油腔油壓保持最佳比值引入壓力油便可輕松實(shí)現(xiàn)，目前未見(jiàn)國(guó)內(nèi)有相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種靜壓支撐導(dǎo)向液壓缸，取消傳統(tǒng)密封圈導(dǎo)向，借助靜壓支撐油膜來(lái)實(shí)現(xiàn)活塞桿與缸套導(dǎo)向，消除摩擦，提高導(dǎo)向精度，實(shí)現(xiàn)高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且壽命長(zhǎng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案一種靜壓支撐導(dǎo)向液壓缸，包含活塞桿1、缸套2、前壓蓋3、缸筒4，其特征在于缸套2與活塞桿之間構(gòu)成靜壓油腔5和封油面9，油腔5沿徑向等分布置，等分的油腔個(gè)數(shù)大于等于4個(gè)，油腔5沿軸向的排數(shù)大于等于2排；毛細(xì)管6-2一端與油腔5和/或封油面9連通，另一端與供油系統(tǒng)的油管連通；缸套2上布有與供油系統(tǒng)的油箱相通的周向通道7和溝通毛細(xì)管6-2和油腔5的徑向通道8，周向通道7和封油面9相連通，油腔5和封油面9相連通。
如上所述的靜壓支撐導(dǎo)向液壓缸，其特征在于油腔5沿徑向偶數(shù)等分布置。
如上所述的靜壓支撐導(dǎo)向液壓缸，其特征在于油腔5沿徑向4等分布置，沿軸向的排數(shù)為2排。
如上所述的靜壓支撐導(dǎo)向液壓缸，其特征在于油腔5沿徑向?qū)ΨQ(chēng)等面積分布。
本發(fā)明用靜壓支撐導(dǎo)向油膜替代密封圈導(dǎo)向、提高導(dǎo)向精度且適應(yīng)高頻運(yùn)動(dòng)的液壓缸。靜壓支撐導(dǎo)向液壓缸是借用成熟的靜壓軸承原理，移植于液壓缸活塞桿與缸套導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)缸套與活塞桿之間構(gòu)成靜壓油腔5，分兩排沿園周均布的多個(gè)油腔5的凹陷部分、回油的周向通道7和供油的徑向通道8均集成在缸套內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，多個(gè)靜壓油腔5的壓力方便觀測(cè)，隨時(shí)掌握節(jié)流比及油腔壓力變化；運(yùn)用理論計(jì)算確定半徑間隙[如5和9]與毛細(xì)管6-2內(nèi)徑及長(zhǎng)度等參數(shù)，保證靜壓支撐具有足夠的剛性；采用毛細(xì)管節(jié)流方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便且不受溫度變化影響；加工工藝性好，易于實(shí)現(xiàn)；靜壓支撐油膜具有一定的剛性，抵抗作用于活塞桿上徑向力，剛性大小由計(jì)算確定；保證滿(mǎn)足使用要求。
本發(fā)明的油腔采用偶數(shù)的對(duì)稱(chēng)，理由是方便加工與檢測(cè)，因?yàn)閴毫τ鸵?，需要測(cè)量，奇數(shù)就不很方便，偶數(shù)會(huì)方便，偶數(shù)的4對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)180就能測(cè)量另一側(cè)。但理論上只要均勻分布就行，因?yàn)樽饔昧梢赃M(jìn)行分解，由油腔所在油膜來(lái)承擔(dān)(相對(duì)應(yīng)兩油腔壓力差)油腔沿軸向至少用二排是因?yàn)椋Ｍ钊麠U能兩點(diǎn)以上支撐，保證水平，否則一點(diǎn)支撐會(huì)歪；兩點(diǎn)支撐放置在一端是為方便保證加工精度，其實(shí)也可放置在兩側(cè)，也就是雙出桿方式本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn)和積極效果本裝置的技術(shù)特點(diǎn)是用成孰的靜壓軸承原理，用靜壓支撐導(dǎo)向油膜取代密封圈導(dǎo)向，消除傳統(tǒng)活塞桿與缸體之間存在摩擦發(fā)熱，影響液壓缸壽命，尤其是不能滿(mǎn)足高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)使用條件的不足，能夠達(dá)到80Hz高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)的要求；而且節(jié)約購(gòu)置密封圈所需費(fèi)用；更換周期長(zhǎng)，提高作業(yè)率；適合高頻運(yùn)動(dòng)。


圖1，是本發(fā)明實(shí)施例的缸體結(jié)構(gòu)示意圖。其中，活塞桿1、缸套2、前壓蓋3、缸筒4、油腔5。
圖2，是圖1的外形圖。
圖3，是圖1的立體圖。
圖4，是圖1中的缸套圖。其中，螺塞6-1、毛細(xì)管6-2、周向通道7、徑向通道8。
圖5，是圖4的立體圖。
圖6，是圖1中的活塞桿圖。
圖7，是圖6的立體圖。
圖8，是圖1的工作原理示意圖。其中，封油面9。
具體的實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
本發(fā)明的實(shí)施例參見(jiàn)圖1～圖8。本發(fā)明的工作原理就是具有一定壓力的油液，從供油系統(tǒng)出來(lái)，經(jīng)過(guò)毛細(xì)管6-2節(jié)流，流入缸套2的油腔5內(nèi)，形成靜壓力，將活塞桿1浮起來(lái)，由于各油腔5對(duì)稱(chēng)等面積分布，活塞桿1被浮在中心位置上(忽略活塞桿1自重)。油液經(jīng)活塞桿1與缸套2之間的間隙{即油腔5和封油面9處}，從徑向和軸向封油面流出，回到油箱，形成油液的循環(huán)。當(dāng)活塞桿1受任意方向徑向載荷(F)后，相對(duì)的油腔5就會(huì)出現(xiàn)壓力差，這個(gè)壓力差與徑向載荷(F)平衡，活塞桿1并在一個(gè)新的位置固定下來(lái)，產(chǎn)生了活塞桿1的徑向承載能力?；钊麠U1和缸套2之間被靜壓油膜隔離，活塞桿1作軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)金屬摩擦和磨損。
本發(fā)明的工作過(guò)程具有一定壓力的油液，經(jīng)過(guò)供油系統(tǒng)(包括油箱和油泵)，經(jīng)過(guò)毛細(xì)管6-2節(jié)流，再進(jìn)入相應(yīng)的油腔5，然后各油腔5內(nèi)的油液，經(jīng)過(guò)封油面9，從各周向通道7流出，回到油箱。當(dāng)油液進(jìn)入油腔5后，在缸套2的和活塞桿1間形成了封油面9，活塞桿1被浮起，活塞桿1中心和缸套2中心重合(忽略活塞桿1自重)。這時(shí)活塞桿1和缸套2各個(gè)方向的半徑間隙相等，當(dāng)活塞桿1受到外部徑向載荷時(shí)，活塞桿1便有位移產(chǎn)生，半徑間隙在一個(gè)方向上增大，油液阻力減小，油腔5壓力減小。半徑間隙在相對(duì)的另一方向上減小，油液阻力增大，油腔5壓力增大，這樣便產(chǎn)生壓力差，來(lái)反抗外部徑向載荷。如果參數(shù)選擇合理，活塞桿1可以有較小的位移，靜壓支撐便得到較大的剛性。
在充好油壓力后，油腔5是靜止的，但供油系統(tǒng)需要不斷少許供油補(bǔ)充泄漏來(lái)保證油腔5壓力，活塞桿2動(dòng)，而油腔5不動(dòng)。
圖1展示的就是利用上述原理實(shí)現(xiàn)缸體與活塞桿之間靜壓支撐的示例，應(yīng)用上述原理，對(duì)雙出活塞桿油缸等同樣適用。
權(quán)利要求
1.一種靜壓支撐導(dǎo)向液壓缸，包含活塞桿(1)、缸套(2)、前壓蓋(3)、缸筒(4)，其特征在于缸套(2)與活塞桿之間構(gòu)成靜壓油腔(5)和封油面(9)，油腔(5)沿徑向等分布置，等分的油腔個(gè)數(shù)大于等于4個(gè)，油腔(5)沿軸向的排數(shù)大于等于2排；毛細(xì)管(6)一端與油腔(5)和/或封油面(9)連通，另一端與供油系統(tǒng)的油泵連通；缸套(2)上布有與供油系統(tǒng)的油箱相通的周向通道(7)和溝通毛細(xì)管(6-2)和油腔(5)的徑向通道(8)，周向通道(7)和封油面(9)相連通，油腔(5)和封油面(9)相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的靜壓支撐導(dǎo)向液壓缸，其特征在于油腔(5)沿徑向偶數(shù)等分布置。
3.如權(quán)利要求2所述的靜壓支撐導(dǎo)向液壓缸，其特征在于油腔(5)沿徑向4等分布置，沿軸向的排數(shù)為2排。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的靜壓支撐導(dǎo)向液壓缸，其特征在于油腔(5)沿徑向?qū)ΨQ(chēng)等面積分布。
全文摘要
一種靜壓支撐導(dǎo)向液壓缸，包含活塞桿(1)、缸套(2)、前壓蓋(3)、缸筒(4)，其特征在于缸套(2)與活塞桿之間構(gòu)成靜壓油腔(5)和封油面(9)，油腔(5)沿徑向等分布置，等分的油腔個(gè)數(shù)大于等于4個(gè)，油腔(5)沿軸向的排數(shù)大于等于2排；毛細(xì)管(6)一端與油腔(5)和/或封油面(9)連通，另一端與供油系統(tǒng)的油泵連通；缸套(2)上布有與供油系統(tǒng)的油箱相通的周向通道(7)和溝通毛細(xì)管(6－2)和油腔(5)的徑向通道(8)，周向通道(7)和封油面(9)相連通，油腔(5)和封油面(9)相連通。取消傳統(tǒng)密封圈導(dǎo)向，借助靜壓支撐油膜來(lái)實(shí)現(xiàn)活塞桿與缸套導(dǎo)向，消除摩擦，提高導(dǎo)向精度，實(shí)現(xiàn)高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)F15B15/00GK1877140SQ20061001894
公開(kāi)日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2006年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
發(fā)明者周?chē)?guó)強(qiáng), 閻瑞和, 鐘光 申請(qǐng)人:中冶連鑄技術(shù)工程股份有限公司