[发明专利]一种交流伺服直驱增压式三层活塞电动液压缸及增压方法

摘要

一种交流伺服直驱增压式三层活塞电动液压缸及增压方法，该液压缸省去了传统液压缸中的泵站、油箱、繁杂的液压管路和液压阀，结构简单紧凑，故障率低，在活塞杆输出端安装位移传感器，以及在高压油腔内安装压力传感器，即可方便地通过对交流伺服电机的控制来实现位移、输出力的闭环控制；交流伺服电机直驱丝杠带动活塞直线运动，采用三层活塞获得增压效果，液压油在液压缸体内部进行循环，在液压缸工作时可以迅速反应充液和排液，并且根据不同的使用要求可以变换其结构方式。

主权项

一种交流伺服直驱增压式三层活塞电动液压缸，其特征在于：包括交流伺服电动机（1）以及电机转轴上连接的电机减速器（2），电机减速器（2）的输出轴上连接一个小带轮（3），小带轮（3）通过齿形带（4）连接一个大带轮（5），大带轮（5）通过两个大圆螺母（6）与滚珠丝杠（7）联结为一体，大带轮（5）带动滚珠丝杠（7）一起旋转，滚珠丝杠（7）上装有滚珠丝杠螺母（10），滚珠丝杠螺母（10）与第一层活塞（11）径向配合联结为一体，第一层活塞（11）的活塞杆上套着弹簧（12），弹簧（12）的上端和下端分别与第一层活塞（11）和第二次活塞（13）相接触，第二层活塞（13）与第一层活塞（11）的活塞杆径向配合，在第一层活塞（11）与第二层活塞（13）之间的空腔与大气相通，第一层活塞（11）与缸体（18）的上端面之间的空间为A腔（9），第一层活塞（11）的活塞杆与滚珠丝杠（7）之间构成B腔（16），第二层活塞（13）下方的缸体（18）上加工有小活塞腔（19），小活塞腔（19）所在的缸体、第一层活塞（11）的活塞杆、第二层活塞（13）之间构成C腔（17），小活塞腔（19）下方有第三层活塞（21），第三层活塞（21）的活塞杆能够穿过与缸体（18）固定联结的缸底（30），在液压缸工作时对外施力，第三层活塞（21）的面积大于第一层活塞（11）的活塞杆面积，第三层活塞（21）与小活塞腔（19）所在缸体之间为D腔（20），小活塞腔（19）连通了C腔（17）和D腔（20），第三层活塞（21）与缸底（30）之间的空间为E腔（22），液压缸工作时A腔（9）、B腔（16）、C腔（17）、D腔（20）、E腔（22）以及小活塞腔（19）内均充满了液压油；在E腔（22）与A腔（9）之间连接有液压管路（23），在液压缸活塞快速下行和慢速增压阶段，E腔（22）内的液压油通过液压管路（23）排出到A腔（9）和B腔（16），在液压缸活塞回程阶段，A腔（9）和B腔（16）内的液压油通过液压管路（23）流入E腔（22）里；在缸体（18）的上方装有背压阀（14）和单向阀（15），背压阀（14）的两端分别连接A腔（9）和C腔（17），在液压缸活塞快速下行阶段，当A腔（9）内油压不足时，背压阀（14）开启，C腔（17）内的液压油在弹簧（12）的弹力作用给A腔（9）补充液压油；在液压缸慢速增压阶段，第一层活塞（11）的活塞杆堵小活塞腔（19），第一层活塞（11）下行时，背压阀（14）开启，C腔（17）的液压油通过背压阀（14）流入A腔（9）和B腔（16）；单向阀（15）的两端分别接A腔（9）和C腔（17），在液压缸活塞回程阶段，单向阀（15）开启，C腔（17）从A腔（9）中吸油。