[发明专利]一种定压供油式抗偏载卧式伺服油缸设计方法

说明书

技术领域

本发明属于伺服液压领域，具体涉及一种定压供油式抗偏载卧式伺服油缸设计方法，适用于高低速、高频、重载、承受径向力等恶劣工况下的大型冶金设备等行业。

背景技术

伺服油缸是液压伺服系统的执行元件，以实现高精度、高响应控制。伺服油缸的性能好坏直接影响着系统的控制精度以及动静态品质，因而伺服油缸的设计需要具有优良的导向性能、低摩擦、无外漏、无爬行、无滞涩、小惯量、高响应、长寿命等优点，才能更好地满足伺服系统静态精度、动态品质的要求。一般油缸的受力状态属于理想的二力杆状态，活塞杆只承受轴向力，没有径向力。实际应用中由于安装、负载力特性或其他原因会导致在活塞杆上有一定的径向力存在，使得活塞杆与导向套、活塞与缸筒存在偏摩，严重影响伺服缸的输出特性和可靠性。减小甚至克服径向力对伺服缸特性和寿命可靠性的影响，是伺服系统和伺服油缸的重要设计及控制方式设计的主要内容。

发明内容

本发明提供一种定压供油式抗偏载卧式伺服油缸设计方法，卧式伺服油缸包括缸体、缸盖和活塞杆，在缸盖的导向套上沿轴线方向设置上下不对称的油垫，其中活塞杆下侧油垫为支撑油垫，活塞杆上侧油垫为支反力油垫；在每个油垫的中心进油口之前的液压回路中各连接一阻尼器；由独立的供油系统向各油垫同时通入压力油，供油系统提供的压力油的压力保持不变。

供油系统由油箱、液压泵、溢流阀以及过滤器组成, 液压泵的出油口分别接溢流阀和过滤器，液压泵所供油的输出压力Ps由溢流阀设定并保持不变。

其中，油垫由油腔、中心进油口、封油边和回油槽组成，在支撑油垫和支反力油垫的油腔中各连接有一压力传感器。

其中，液压泵输出恒定压力Ps的油液，经阻尼器进入油垫内，此时油腔内油压为P，油液经油垫的封油边流出，通过回油槽流回油箱,此过程中活塞杆下侧的支撑油垫油腔内由于油压P的作用形成一定的支撑力，且该支撑力的大小会随着间隙h的变化高度而自动调整，此过程中活塞杆上侧的支反力油垫也随间隙h的变化调整压力，使活塞杆悬浮于导向套与缸体内，最终达到自适应。

其中，所述上下不对称的油垫为一对或多对。

本发明通过支撑油垫和支反力油垫的应用，通过由独立的供油系统向各油垫提供压力保持不变的压力油，增大了系统的承载能力及抗偏载能力，大大延长了伺服卧式油缸的可靠性和寿命。

附图说明

   图1：本发明抗偏载卧式伺服油缸结构示意图；

  图2：本发明液压支撑油垫工作原理示意图；

  图3：本发明油缸结构中支撑油垫与活塞杆关系图；

  图4：本发明油缸的活塞杆受力图。

附图标记说明：

1-油缸；               2-缸体；

3-缸盖；                 4-活塞杆；

5-支反力油垫；

51-支反力油垫油腔；      52-支反力油垫中心进油口；

53-支反力油垫封油边；    54-支反力油垫回油槽；

55-支反力油垫油膜；

6-支撑油垫；

61-支撑油垫油腔；        62-支撑油垫中心进油口；

63-支撑油垫封油边；      64-支撑油垫回油槽;

65-支撑油垫油膜；

7-阻尼器；               8-压力传感器；

9-供油系统；

91-油箱；                92-液压泵；

93-溢流阀；              94-过滤器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述。

如图1所示，本发明的卧式伺服油缸1包括缸体2、缸盖3和活塞杆4，在缸盖4的导向套上沿轴线方向设置一对或多对上下不对称的油垫其中活塞杆4下侧油垫为支撑油垫6，支撑油垫6由油腔61、中心进油口62、封油边63、回油槽64组成。活塞杆4上侧油垫为支反力油垫5，支反力油垫由油腔51、中心进油口52、封油边53、回油槽54组成。并由独立的供油系统9向各油垫同时通入压力油。供油系统9由油箱91、液压泵92、溢流阀93以及过滤器94组成, 液压泵92的出油口分别接溢流阀93和过滤器94，液压泵92供油，液压泵92输出压力Ps由溢流阀93设定并保持不变。在支撑油垫油腔61和支反力油垫油腔51中各连接有一压力传感器8，并在支撑油垫油腔61和支反力油垫油腔51的中心进油口62、52之前的液压回路中各连接一阻尼器7。