[发明专利]一种电动增压式液压缸及其增压方法

权利要求书

1.一种电动增压式液压缸，包括缸体（11），其特征在于：缸盖（6）和缸底（14）固定在缸体（11）的顶部和底部，缸体（11）中部设有C腔（20），C腔（20）将缸体（11）内部的上下两个腔室联通，第一加厚活塞（8）安装在缸体（11）上腔室内，第二活塞（12）安装在缸体（11）下腔室内，滚珠丝杠（1）下部的滚珠丝杠螺母（7）与第一加厚活塞8联结为一体，滚珠丝杠（1）中部通过第一止推轴承（2）和第二止推轴承（3）被固定在缸盖（6）内，端盖（5）将第二止推轴承（2）固定在缸盖（6）内，滚珠丝杠（1）上部外接伺服电机，滚珠丝杠螺母（7）内开有油孔（16），第二活塞（12）下接活塞杆（13），活塞杆（13）传过缸底（14）伸出到缸外，活塞杆（13）在液压缸工作时对外施力，第二活塞（12）上连两个或两个以上的拉杆（9），每个拉杆（9）穿过缸体（11）、第一加厚活塞（8）后与填充杆（4）下端相连，填充杆（4）上端穿过缸盖（6），两个或两个以上的填充杆（4）的截面积之和与活塞杆（13）的截面积相等，第二活塞（12）的截面积大于第一加厚活塞（8）的活塞杆的截面积；

第一加厚活塞（8）将缸体（11）上腔室分为两个腔室，第一加厚活塞（8）、缸体（11）和缸盖（6）之间构成A腔（15），第一加厚活塞（8）的活塞杆、滚珠丝杠螺母（7）和滚珠丝杠（1）之间构成了B腔（17），C腔（20）所在的缸体（11）和第一加厚活塞（8）之间构成了D腔（19）；第二活塞（12）将缸体（11）下腔室分为两个腔室，C腔（20）所在的缸体（11）和第二活塞（12）之间构成了E腔（21），第二活塞（12）、缸体（11）和缸底（14）之间构成了F腔（22）；

缸体（11）内开有第一油路（10）和第二油路（18），液压缸在工作时，A腔（15）、B腔（17）、C腔（20）、D腔（19）、E腔（21）和F腔（22）内均充满了液压油，油孔（16）连通了A腔（15）和B腔（17），第二油路（18）连通了A腔（15）和F腔（22），在液压缸慢速增压阶段和回程阶段的前半段，第一油路（10）连通了A腔（15）和D腔（19），在液压缸的快速下行阶段和回程阶段的后半段，第一油路（10）被第一加厚活塞（8）堵住，A腔（15）和D腔（19）内的液压油不能互相流通。

2.根据权利要求1所述的一种电动增压式液压缸，其特征在于：所述的第一油路（10）由一个第一背压阀（23）和一个第二背压阀（24）并联组成的混合油路代替，在满足压力条件时，液压油通过第一背压阀（23）从D腔（19）流入A腔（15），但不能通过第一背压阀（23）从A腔（15）流入D腔（19）；在满足压力条件时，液压油通过第二背压阀（24）从A腔（15）流入D腔（19），但不能通过第二背压阀（24）从D腔（19）流入A腔（15），此时，第一加厚活塞（8）的厚度能够减小，上油孔（25）在缸体（11）内的位置要高于第一加厚活塞（8）在缸体（11）内的位置。

3.根据权利要求1所述的一种电动增压式液压缸，其特征在于：所述的滚珠丝杠（1）和滚珠丝杠螺母（7）分别用行星滚柱丝杠（31）和行星滚柱丝杠螺母（30）代替，行星滚柱丝杠螺母（30）通过滚柱（32）与行星滚柱丝杠（31）径向配合。

4.根据权利要求1所述的一种电动增压式液压缸，其特征在于：所述的缸盖（6）和缸底（14）用长螺栓（28）和螺母（29）直接固定在缸体（11）两端。

5.根据权利要求1所述的一种电动增压式液压缸，其特征在于：所述的缸体（11）上端外接一个补油装置（26）。

6.根据权利要求1所述的一种电动增压式液压缸，其特征在于：所述电动增压式液压缸的增压方法为：液压缸活塞快速下行阶段，滚珠丝杠（1）在外在驱动力的作用下旋转，滚珠丝杠螺母（7）在拉杆（9）的作用下不能旋转只能做直线运动，滚珠丝杠（1）带动其上的滚珠丝杠螺母（7）下行，进而推动第一加厚活塞（8）下行，在快速下行阶段，第一油路（10）被第一加厚活塞（8）堵住，液压油不能流通，第一加厚活塞（8）推动D腔（19）内的液压油通过C腔（20）流入E腔（21），进而推动第二活塞（12）以与第一加厚活塞（8）相同的速度快速下行，第二活塞（12）通过拉杆（9）拉动填充杆（4），使填充杆（4）以与第二活塞（12）相同的速度进入A腔（15），此时F腔（22）内的液压油通过第二油路（18）流入A腔（15），A腔（15）内多余的液压油通过油孔（16）流入B腔（17）中；液压缸慢速增压阶段，此时第一加厚活塞（8）的活塞杆刚进入C腔（20），且第一加厚活塞（8）恰好不再堵住第一油路（10），第一油路（10）将D腔（19）与A腔（15）连通，D腔（19）和C腔（20）的通路被隔断，两个腔内的液压油不能互相流通，当第一加厚活塞（8）继续下行时，D腔（19）内的液压油通过第一油路（10）流入A腔（15）内，C腔（20）内的液压油流入E腔（21），由于第二活塞（12）的面积大于第一加厚活塞（8）的活塞杆的面积，所以产生很大的增压比，此时E腔（21）成为高压油腔，从而实现了增压；随着第一加厚活塞（8）继续下行，F腔（22）内的液压油通过第二油路（18）流入A腔（15），A腔（15）内多余的液压油通过油孔（16）流入B腔（17）中，第二活塞（12）通过拉杆（9）拉动填充杆（4）以相同的速度继续下行，填充杆（4）继续进入A腔（15），当第一加厚活塞（8）的活塞杆行至填满C腔（20）时，液压缸的慢速增压阶段结束；液压缸活塞上行回程阶段，滚珠丝杠（1）在外在驱动力的作用下反向旋转，滚珠丝杠（1）带动其上的滚珠丝杠螺母（7）上行，进而推动第一加厚活塞（8）上行，A腔（15）和B腔（17）的体积减小，B腔（17）内的液压油通过油孔（16）流入A腔（15），A腔（15）内的一部分液压油通过第一油路（10）流入D腔（19），A腔（15）内的另一部分液压油通过第二油路（18）流入F腔（22），使F腔（22）内油压升高，从而推动第二活塞（12）上行，第二活塞（12）同时推动填充杆（4）退出A腔（15），E腔（21）内的液压油流入C腔（20）；当第一加厚活塞（8）的活塞杆离开C腔（20）时，恰好第一油路（10）被第一加厚活塞（8）堵住，D腔（19）与A腔（15）内的液压油不能互相流通，E腔（21）内的液压油通过C腔（20）流入D腔（19），B腔（17）内的液压油继续通过油孔（16）流入A腔（15），A腔（15）内的液压油通过第二油路（18）流入F腔（22），使F腔（22）内油压升高，继续推动第二活塞（12）上行，第二活塞（12）继续推动填充杆（4）退出A腔（15），直到第一加厚活塞（8）和第二活塞（12）回到初始位置；

当第一油路（10）由一个第一背压阀（23）和一个第二背压阀（24）组成的混合油路代替时，在满足压力条件时，液压油通过第一背压阀（23）从D腔（19）流入A腔（15），但不能通过第一背压阀（23）从A腔（15）流入D腔（19）；在满足压力条件时，液压油通过第二背压阀（24）从A腔（15）流入D腔（19），但不能通过第二背压阀（24）从D腔（19）流入A腔（15）；此时，第一加厚活塞（8）的厚度能够减小，上油孔（25）在缸体（11）内的位置要高于第一加厚活塞（8）在缸体内的位置；液压缸活塞快速下行阶段，第一背压阀（23）和第二背压阀（24）关闭，第一加厚活塞（8）推动D腔（19）内的液压油通过C腔（20）流入E腔（21）；液压缸慢速增压阶段，第一加厚活塞（8）的活塞杆刚进入C腔（20）且继续下行，D腔（19）内油压升高达到第一背压阀（23）的开启压力，第一背压阀（23）打开，D腔（19）内的液压油通过第一背压阀（23）流入A腔（15）；液压缸活塞上行回程阶段，第一背压阀（23）关闭，滚珠丝杠（1）带动其上的滚珠丝杠螺母（7）上行，进而推动第一加厚活塞（8）上行，使A腔（15）内油压升高达到第二背压阀（24）的开启压力，第二背压阀（24）打开，A腔（15）内的液压油通过第二背压阀（24）流入D腔（19），当第一加厚活塞（8）的活塞杆离开C腔（20）且继续上行时，A腔（15）内油压降低直至低于第二背压阀（24）的开启压力，第二背压阀（24）关闭，E腔（21）内的液压油通过C腔（20）流入D腔（19），B腔（17）内的液压油继续通过油孔（16）流入A腔（15），A腔（15）内的液压油通过第二油路（18）流入F腔（22），使F腔（22）内油压升高，继续推动第二活塞（12）上行，直到第一加厚活塞（8）和第二活塞（12）回到初始位置。