專利名稱：液壓油缸動態(tài)同步分配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種液壓油缸動態(tài)同步分配器，用于對多個協(xié)同工作的液壓油缸 進(jìn)行液壓油分配，使之達(dá)到同步工作。
背景技術(shù)：
目前，液壓技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各種領(lǐng)域，某些液壓系統(tǒng)中包含兩個或兩個以 上協(xié)同工作的液壓油缸，各油缸的缸徑、行程長度等數(shù)據(jù)可能相同或不相同，但必須同步工 作。目前，解決多油缸同步問題的主要方法有1、采用簡單的電氣限位法滿足靜態(tài)同步的要 求，但只能確保油缸最終工作到達(dá)點相同，不能達(dá)到整個工作執(zhí)行過程中始終同步；2、采用 分流集流閥的液壓回路，此種方法對于負(fù)載相同的兩只油缸或許能達(dá)到一定的精度(90% 左右)，但對于負(fù)載不同的油缸不僅在起始調(diào)整階段就產(chǎn)生了一定的誤差，而且使用的局限 性大，只能解決兩缸同步的問題，很難做到更多油缸的同步工作。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種液壓油缸動態(tài)同步分配器，它對多只液壓油缸進(jìn)行 液壓油分配，能使多只液壓油缸達(dá)到動態(tài)同步工作，有很高的動態(tài)同步精度。一種針對至少兩個同步工作的外部液壓油缸的液壓油缸動態(tài)同步分配器，包含一 個主油缸和與外部工作油缸數(shù)相對應(yīng)的若干個分油缸組，每個分油缸組包含η個分油缸， η ^ 2 ；油缸的尺寸應(yīng)符合同一組內(nèi)η個分油缸的單行程流量之和與其所對應(yīng)的外部工 作油缸的單行程流量相一致；主油缸柱塞和各分油缸柱塞相連而能同步移動，主油缸和各 分油缸分別設(shè)有一個液壓油接管，主油缸的液壓油路接管與外部液壓動力柜的一個油路相 連，屬于同一組的各分油缸的液壓油路接管同與其所對應(yīng)的外部工作油缸的一端腔室相 連。本液壓油缸動態(tài)同步分配器分油缸的內(nèi)徑及柱塞行程(或柱塞的直徑及有效行 程長度)的尺寸是根據(jù)該分油缸所對應(yīng)的外部工作油缸的內(nèi)徑和活塞一次行程的長度計 算而得的單行程體積流量換算得到。通常設(shè)計為各分油缸的柱塞長度相等，在長度尺寸已 確定的情況下通過計算設(shè)計出各分油缸的柱塞直徑(即分油缸的內(nèi)徑)。所說的主油缸和分油缸分別固定在框架內(nèi)的兩個端板上，主油缸的柱塞和分油缸 的柱塞分別固定在同一個連接板的正、反兩側(cè)，組成連體的柱塞組件；分油缸組內(nèi)各油缸的 尺寸應(yīng)符合每一次行程的流量之和與其對應(yīng)的外部工作油缸的流量相一致，即分油缸的 內(nèi)徑及柱塞行程(或柱塞的直徑及有效行程長度)的尺寸是根據(jù)該分油缸所對應(yīng)的外部工 作油缸的內(nèi)徑和活塞一次行程的長度計算而得的單行程體積流量換算得到。通常設(shè)計為各 分油缸的柱塞長度相等，在柱塞長度尺寸已確定的情況下通過計算設(shè)計出各分油缸的柱塞 直徑(即分油缸的內(nèi)徑)。同組內(nèi)的各分油缸以主油缸軸線為中心對稱并為等弧度間隔分布。所說的框架的兩個端板之間連有若干根撐桿，所說端板為設(shè)有油缸定位孔的法蘭板。各油缸的端部分別伸入所在法蘭板的對應(yīng)定位孔內(nèi)，并通過螺釘與法蘭板固定連接。本液壓油缸動態(tài)同步分配器還設(shè)有排氣及柱塞起始位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，它包括油箱、 油箱截止閥C、油泵M、第一吸油閥Al、第二吸油閥A2、排油閥Bi、補(bǔ)油閥B2、與主油缸相連 的主油缸閥F和與各分油缸相連的多個分油缸閥Fm ；油箱截止閥C同時與排油閥Bi、第一 吸油閥Al和主油缸排所閥F相連，排油閥Bl的另一端同時連接油泵M的出口和補(bǔ)油閥B2， 第一吸油閥Al的另一端同時連接油泵M的進(jìn)口和第二吸油閥A2;補(bǔ)油閥B2和第二吸油閥 A2的另一端互連并同時與各分油缸閥Fm連接。以上所述調(diào)整機(jī)構(gòu)中的兩個吸油閥Al、A2和排油閥Bi、補(bǔ)油閥B2及油泵M之間 的連接關(guān)系類似橋式整流電路的連接模式。調(diào)整機(jī)構(gòu)作用是，在液壓工作機(jī)械啟動之前，對 各外部工作油缸處于不同的起始狀態(tài)的情況下，通過調(diào)整機(jī)構(gòu)分別對各工作油缸以吸油或 補(bǔ)油的方式將活塞調(diào)整至同一起始位置；另一作用是，在本分配器啟用之前將各分油缸及 主油缸內(nèi)存在氣泡排出。本液壓油缸動態(tài)同步分配器連接在液壓油動力柜和外部工作油缸之間，由于同一 組內(nèi)的各分油缸的單行程流量之和與其所對應(yīng)的外部工作油缸的單行程流量相一致；使動 力柜油泵組輸出的液壓油通過本分配器的主油缸后能合理分配至各組分油缸，分油缸各柱 塞與主油缸柱塞組成的柱塞組件確保各柱塞同步運動，從而使各分油缸的液壓油同步地向 外部油缸輸送，確保多個協(xié)同工作的外部液壓油缸在整個工作過程中，始終達(dá)到完全一致 的動態(tài)動步的要求。本分配器的分油缸以主油缸軸線為中心對稱分布，使整個分配器穩(wěn)定 運行，結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠。

圖1是本液壓油缸動態(tài)同步分配器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1⑴是圖1的A-A剖視圖。圖2是本液壓油缸動態(tài)同步分配器的框架結(jié)構(gòu)示意圖。圖2(1)是圖2的E-E剖視圖。圖2 (2)是圖2的G-G剖視圖。圖3是本液壓油缸動態(tài)同步分配器的原理性結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1-框架下法蘭板，1-1-下法蘭板的主油缸定位孔，2-框架撐桿，3-主油紅， 3-1-主油缸的油路接管，4-主油缸柱塞，5-柱塞連接板，6-分油缸柱塞，7-分油缸，71-屬 于第一組的分油缸，72-屬于第二組的分油缸，73-屬于第三組的分油缸，7-1-分油缸的油 路接管，8-框架下法蘭板，8-1-下法蘭板的分油缸定位孔，9-油箱，10-起始位置調(diào)整機(jī)構(gòu)， 11-液壓動力柜，11-1、11-2-液壓動力柜的外接油路，I、IIJII-外部工作油缸；A1、A2-吸 油閥，Bl-排油閥、B2-補(bǔ)油閥，C-油箱截止閥，F(xiàn)-主油缸閥排氣閥，F(xiàn)1 F6-分油缸閥。
具體實施方式
實施例1下面通過圖1和圖2說明本液壓油缸動態(tài)同步分配器的結(jié)構(gòu)。圖1是液壓油缸動態(tài)同步分配器的實施例結(jié)構(gòu)圖，圖2是本實施例的框架結(jié)構(gòu)圖。[0022]見圖1，本分配器包含有一個主油缸3和若干個分油缸7，主油缸設(shè)有柱塞4和油 路接口 3-1，每個分油缸設(shè)有柱塞6和油路接口 7-1，主油缸和分油缸均分別設(shè)有壓蓋、防塵 圈、密封圈、襯套等常規(guī)部件(圖中未標(biāo)號)。主油缸3的柱塞4和各分油缸7的柱塞6分 別用螺釘固定在同一個連接板5的上側(cè)面和下側(cè)面，連接板5與柱塞4和多個柱塞6連成 整體的柱塞組件。以上油缸和柱塞組件均安裝在框架內(nèi)?？蚣艿慕Y(jié)構(gòu)見圖2，它由若干根撐 桿2及上法蘭板8、下法蘭板1組合而成，各撐桿2的兩端設(shè)有螺紋，通過螺母與兩端的法 蘭板8、1連接。圖1中的主油缸3位于下法蘭板1的正中，若干個分油缸7對稱于主油缸 3的中心軸線平衡分布。圖1(1)是圖1的A-A剖面圖，從該圖1(1)可見，本實施例設(shè)有三組分油缸(針對 圖3中外部三個工作油缸I、II、III而設(shè)置)，每組均包含有兩個分油缸(即η = 2)，總數(shù)為 六個分油缸；其中，第一組含兩個分油缸71，第一組含兩個分油缸72，第三組含兩個分油缸 73。六個分油缸按60°間隔圓周排列，各分油缸對稱于中心軸線(即主油缸3的中心軸線) 平衡分布。圖1中，屬同一組內(nèi)的各分油缸的油路接管7-1同時與它們所對應(yīng)的外部工作 油缸相連接(參見圖3)。圖2 (1)表示，下法蘭板1的中心設(shè)有主油缸定位孔1-1，主油缸3的下端伸入定位 孔1-1中并通過螺釘與下法蘭板1固定連接(參見圖1)，圖2 (1)中定位孔1-1周圍小圓點 表示用于連接的螺釘孔。圖2 (2)表示，上法蘭板8的六個定位孔8-1用于六個分油缸的定 位，分油缸的端部伸入對應(yīng)的定位孔8-1中，并通過螺釘與上法蘭板8固定連接。實施例2下面通過圖3并結(jié)合圖1說明本液壓油缸動態(tài)同步分配器的工作原理。圖3表示，液壓工作系統(tǒng)含有同步工作的三個外部液壓工作油缸I、11、111，動態(tài) 同步分配器設(shè)有主油缸3和與三個外部液壓工作油缸對應(yīng)的三組分油缸。圖3表示，第一 組所包含的兩個分油缸71 (下稱71-71)與外部工作油缸I的下端腔室相連，第二組所包含 的兩個分油缸72 (下稱72-72)與外部工作油缸II的下端腔室相連，第三組所包含的兩個分 油缸(下稱73-73)與外部工作油缸III的下端腔室相連；三個外部液壓工作油缸I、ΙΙ、ΠΙ的 上端腔室分別通過單向閥同與液壓動力柜11的一個油路11-2相連；主油缸3與液壓動力 柜11的另一個油路11-1相連接。本實施例中，三個外部工作油缸I、II、ΙΙΙ的行程及缸徑尺寸是油缸I的內(nèi)徑 100mm，行程400mm ；油缸II的缸內(nèi)徑150mm，行程400mm ；油缸III的缸內(nèi)徑200mm，行程為 100mm。對應(yīng)于此，第一組的兩個分油缸71、71和第三組的兩個分油缸73、73的柱塞直徑均 設(shè)計為80mm ；第二組的兩個油缸72、72柱塞直徑均設(shè)計為120mm，六個分油缸的行程均為 ^ 312. 5mm。油缸每行程的體積流量的計算公式為h Π D2/4, h表示行程值，Π為圓周率， D表示油缸內(nèi)徑值。計算各缸的行程流量分別為外部工作油缸I的流量為400*1002* Π /4 = IO6 Π ；兩個分油缸71 和 71 的總流量為:2*(312· 5*802* Π /4) = IO6 Π,外部工作油缸II 流量為400*1502* Π /4 = 22500 Π ；兩個分油缸72 和 72 的總流量為:2*(312· 5*1202* Π /4) = 2250000 Π。外部工作油缸III流量為100*2002*Π /4 = IO6 Π ；兩個分油缸73 和 73 的總流量為:2* (312. 5*802* Π /4) = IO6 Π?？梢姳痉峙淦鞯娜M分油缸的單行程流量分別與外部工作油缸I、II、ΙΙΙ的單行程流量一一對應(yīng)相同。當(dāng)圖3中動力柜11通過油路11-1向主油缸3送入液壓油時，柱塞組 件向上移動，從各分油缸輸出的液壓油按組匯合，輸入對應(yīng)的外部油缸，并與之同步完成一 個行程，此行程中，各分油缸組輸出的液壓油量與其對應(yīng)的外部油缸的液壓油輸出量相同， 因此可在行程內(nèi)達(dá)到動態(tài)同步。圖3實線框內(nèi)是本液壓油缸動態(tài)同步分配器的排氣及柱塞起始位置調(diào)整機(jī)構(gòu)10， 當(dāng)外部工作油缸I、II、III的活塞初始狀態(tài)處于不同位置時，可通過調(diào)整機(jī)構(gòu)10進(jìn)行調(diào)整； 當(dāng)油缸內(nèi)有氣體時，可通過調(diào)整機(jī)構(gòu)10將氣體完全排除干凈。如圖3，吸油閥Al、Α2和排油閥Bi、補(bǔ)油閥Β2及油泵(或油泵電機(jī)組)M之間的連 接關(guān)系類似于橋式整流電路的連接型式。當(dāng)外部工作油缸I、IIJII各活塞處于不同初始狀 態(tài)時，啟用該機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，操作過程如下將截止閥C打開。當(dāng)采用吸油方式調(diào)整時，可關(guān)閉閥Α1、Β2，開啟閥Α2、Β1和與需 調(diào)整的外部工作油缸(如油缸I )所與該工作油缸I對應(yīng)的分油缸71的閥F1或F4，關(guān)閉 其它分油缸閥及主油缸排氣閥F，啟動油泵電機(jī)Μ，此時油缸I內(nèi)的油被油泵M吸出，通過F1 或F4,依次經(jīng)閥Α2、泵Μ、閥B1、C，入油箱9，油缸I活塞即下移，當(dāng)移動至預(yù)定位置(如到達(dá) 下止點)時，停泵M。如需采用補(bǔ)油方式調(diào)整，則關(guān)閉閥B1、A2，開啟閥A1、B2，啟動油泵M， 此時油箱9的油通過閥C、依次經(jīng)閥Al、泵M、閥B2、_ F1或F4入油缸I內(nèi)，使油缸I的活塞 上移，直至達(dá)到所需位置(如到達(dá)下止點)后停泵M。按上述方法通過吸油或補(bǔ)油的方式逐個調(diào)整各工作油缸，使之達(dá)到同一初始工作 位置(如到達(dá)下止點)后停泵M。將調(diào)整機(jī)構(gòu)10內(nèi)的閥全部開啟，主油缸3內(nèi)含有的氣泡 上升，經(jīng)閥F、閥C入油箱9排出；同樣，各分油缸內(nèi)含有的氣泡上升，通過各對應(yīng)閥F1 F6, 經(jīng)閥B2、B1或閥A2、A1通過閥C入油箱9排出。經(jīng)以上調(diào)整處理后，除油箱截止閥C保持開啟外，調(diào)整機(jī)構(gòu)10內(nèi)的其余閥全部關(guān) 閉。截止閥C處于常開狀態(tài)可確保油箱9的油通過油泵M左側(cè)的溢流閥和右側(cè)的單向閥對 油泵外殼起保護(hù)作用。圖3表示，經(jīng)上述調(diào)整后，本例中的三個工作油缸I、II、III的活塞均到達(dá)下止點， 液壓系統(tǒng)即可開始工作。來自動力柜11的液壓油先進(jìn)入動態(tài)同步分配器的主油缸3，柱塞 4向上移動，通過連接板5帶動各分油缸的柱塞6同步上移，71-71、72-72、73-73各組分油 缸輸出的液壓油分別對應(yīng)送入工作油缸I、IIJII的下端腔室，三個工作油缸I、IIJII的活 塞向上移動，而使上腔室液壓油通過單向閥，然后合并經(jīng)油路11-2流回動力柜11。當(dāng)三個 工作油缸的活塞同步到達(dá)上止點后，動力柜11的內(nèi)部電磁閥換向，動力柜11內(nèi)的泵組將液 壓油通過油路11-2分別進(jìn)入三個工作油缸I、II、ΙΙΙ的上端腔室，活塞即向下移動，使下端 腔室內(nèi)的液壓油原路流回對應(yīng)的71-71、72-72、73-73各組分油缸，同時柱塞組件(包括分 油缸各柱塞6和主油缸柱塞4)被推動下移，主油缸3即排出液壓油通過油路11-1流回動 力柜11。至三個工作油缸I、II、ΙΙΙ的活塞到達(dá)下止點時，動力柜11的內(nèi)部電磁閥再次換 向，柜11內(nèi)的泵組將液壓油通過油路11-1輸入主油缸3，開始下一個工作循環(huán)。以上工作 過程連續(xù)不斷地重復(fù)，在此過程中，本分配器能使三個工作油缸I、II、ΙΙΙ始終達(dá)到同態(tài)同 步工作，有很高的動態(tài)同步精度。
權(quán)利要求液壓油缸動態(tài)同步分配器，其特征是包含一個主油缸和與外部工作油缸數(shù)相對應(yīng)的若干個分油缸組，每個分油缸組包含n個分油缸，n≥2；油缸的尺寸應(yīng)符合以下條件同一組內(nèi)n個分油缸的單行程流量之和與其所對應(yīng)的外部工作油缸的單行程流量相一致；主油缸柱塞和各分油缸柱塞相連而能同步移動，主油缸和各分油缸分別設(shè)有一個液壓油路接管，主油缸的液壓油路接管與外部液壓動力柜的一個油路相連，屬于同一組的各分油缸的液壓油接管同與其所對應(yīng)的外部工作油缸的一端腔室相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓油缸動態(tài)同步分配器，其特征是所說的主油缸和分油缸 分別固定在框架內(nèi)的兩個端板上，主油缸的柱塞和分油缸的柱塞分別固定在同一個連接板 的正、反兩側(cè)，組成連體的柱塞組件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓油缸動態(tài)同步分配器，其特征是各分油缸以主油缸軸線 為中心對稱并為等弧度間隔分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液壓油缸動態(tài)同步分配器，其特征是所說的框架的兩個端板 之間連有若干根撐桿，所說端板為設(shè)有油缸定位孔的法蘭板，撐桿兩端通過螺母與法蘭板 固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的液壓油缸動態(tài)同步分配器，其特征是主油缸和 各分油缸分別以端部伸入所在法蘭板的對應(yīng)定位孔內(nèi)，并通過螺釘與法蘭板固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液壓油缸動態(tài)同步分配器，其特征是設(shè)有排氣及柱塞起始位 置調(diào)整機(jī)構(gòu)，它包括油箱、油箱截止閥(C)、油泵(M)、第一吸油閥(Al)、第二吸油閥(Α2)、排 油閥(Bi)、補(bǔ)油閥(Β2)、主油缸排氣閥(F)和多個分油缸閥；油箱截止閥C同時與排油閥 (Bi)、第一吸油閥(Al)和主油缸排氣閥(F)相連，排油閥(Bi)的另一端同時連接油泵(M) 的出口和補(bǔ)油閥(Β2)，第一吸油閥(Al)的另一端同時連接油泵(M)的進(jìn)口和第二吸油閥 (Α2)；補(bǔ)油閥(Β2)和第二吸油閥(Α2)的另一端互連并同時與各分油缸閥連接。
專利摘要本實用新型涉及一種液壓油缸動態(tài)同步分配器，包含一個主油缸和與外部工作油缸數(shù)相對應(yīng)的若干個分油缸組，每個分油缸組包含n個分油缸，n≥2；油缸的尺寸應(yīng)符合同一組內(nèi)n個分油缸的單行程流量之和與其所對應(yīng)的外部工作油缸的單行程流量相一致；主油缸柱塞和各分油缸柱塞相連而能同步移動，主油缸的液壓油接管與液壓動力柜的一個油路相連，屬于同一組的各分油缸的液壓油接管同與其所對應(yīng)的外部工作油缸的一端腔室相連。本分配器用于對多個協(xié)同工作的液壓油缸進(jìn)行液壓油分配，能確保多個協(xié)同工作的外部液壓油缸在整個工作過程中，始終達(dá)到完全一致的動態(tài)動步的要求。整個分配器穩(wěn)定運行，結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠。
文檔編號F15B11/22GK201696373SQ20102020721
公開日2011年1月5日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者丁汝森, 何志欽, 劉強(qiáng), 沈大明, 糜翔, 許愛軍 申請人:南京航海儀器二廠有限公司