[发明专利]内置平衡气囊的电液激振装置及方法

说明书

本发明公开了一种内置平衡气囊的电液激振装置及方法。现有活塞缸式电液激振装置在换向时受电控阀响应特性及油液体积弹性模量等因素影响，容腔体积变化迟滞，输出频率较低。本发明的平衡气囊系统包括无杆腔管接口、有杆腔管接口、充气装置、闸阀一、单向阀一、气囊分流器一、单向节流阀一、气囊分流器二、单向节流阀二、单向阀二、闸阀二、充气分流器和两个气囊。本发明中有杆腔和无杆腔内的两个气囊互相连通，两个气囊来回充放气加快了活塞运动的响应动作。本发明综合了气压传动压力损失小、响应快和液压传动较平稳、可控性更好的优点，通过油液和气体可压缩性和响应特性上的差异，改变了系统固有频率，提高了激振系统的频带宽度和稳定性。

技术领域

本发明属于电液激振装置技术领域，尤其涉及内置平衡气囊的电液激振装置及方法。

背景技术

目前国内外激振器的激振方式主要有机械式、电磁式和电液式三种类型。不同的激振方式具有不同的特点，能够满足不同机械设备的加工需求。电液激振方式具有拉力大、处理能力强、产生的激振功率高易于多点激振等特点，主要用于拉床、盾构机等重载大功率场合。

现有活塞缸式电液激振装置具有输出力大，波形稳定等优势，但在换向时受电控阀响应特性及油液体积弹性模量等因素的影响，容腔体积变化较为迟滞，使得该类型的电液激振装置输出频率较低。所以有必要研究一种解决换向时响应较慢问题的装置，从而提高振动频率的准确性。

在电液激振器研究方面，提高激振器的响应速度和振动频率主要集中在对换向阀的改进，而对激振器容腔的改进研究较少。如专利号CN106762872A提出了一种2D阀控振动拉削的激振缸纠偏装置，通过在激振缸两侧缸体边缘加装接近传感器的方法，通过传感器检测活塞位置，并将位置信息传给控制器，控制器来控制并联的纠偏油路，能够有效避免活塞被拉到极限位置，解决振动拉削失效问题。但此装置并不能适应振动切削加工对于激振力和激振幅值的要求，用途有局限性，且不能很好地解决激振缸反应较慢的问题。专利号CN104607378 A所发明的一种振动加工用磁流变液激振装置，利用封闭容腔内磁流变液在交变磁场作用下产生固液体积变化，利用固液相变引发体积膨胀收缩振动，是一种具有激振缸变幅机构和磁流变液供液系统的装置。此发明能够对振幅和频率进行实时监控，快速方便地调整激振振幅和频率。但是由于电磁的不稳定性，易受到外围环境的影响，同时，固液体积变化容易受到温度影响，最后都会导致激振的振幅和频率产生波动，从而影响激振效果。专利号CN2924109Y提出一种气囊式电液推杆，主要包括电机、油缸、集成阀块和气囊装置等，气囊装置由囊体和外壳组成，囊体设置于外壳之中与推杆的加油口密封连接，可以有效避免大量粉尘进入液压油，该发明是较早的将气囊辅助装置安装于液压系统中，但主要作用是为了过滤空气，使液压油能够高效的运作，对提高激振频率等方面没有实际性作用，后续需要在气囊的基础之上进行改进。

发明内容

本发明针对现有液压激振器受液体弹性模量等影响，激振系统固有频率较低，而且激振缸容腔压力变化幅值随激振频率增高而急剧衰减，从而导致激振缸输出幅值较低的技术难题，提供了一种内置平衡气囊的电液激振装置及方法。本发明综合了气压传动压力损失小、响应快和液压传动较平稳、可控性更好的优点，通过油液和气体可压缩性和响应特性上的差异，改变了系统固有频率，提高了激振系统的频带宽度。

本发明内置平衡气囊的电液激振装置，包括平衡气囊系统、电液激振缸和状态反馈系统。