一種大型臥式重載伺服液壓缸的支承結(jié)構(gòu)和支承方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于伺服液壓缸領(lǐng)域，具體涉及大型臥式重載高性能的伺服液壓缸的安裝支承，它適用于重載、臥式、鉸接安裝液壓缸等大型冶金設(shè)備等行業(yè)的多種場合。
【背景技術(shù)】
[0002]在工程實踐中很多液壓缸采用臥式安裝的形式，由于缸自身重量和外負(fù)載特性的影響，會導(dǎo)致活塞與缸筒之間存在較大的接觸力。臥式伺服液壓缸常用在水平或傾斜工作的情況，由于一些復(fù)雜工況，還需要液壓缸在工作時有小幅擺動，因此常常采用鉸接的安裝形式。在冶金行業(yè)等一些工況下，需采用大型重載液壓缸，缸筒自身重量往往達(dá)到幾噸甚至更重，使得活塞與缸筒之間接觸力很大，由于較大的摩擦力嚴(yán)重影響伺服缸的輸出特性，對設(shè)備的性能和可靠運行帶來較大的隱患。臥式伺服缸的輸出力需要很大，液壓缸的體積也很大，即油缸的自重就很大，加之工作時需要液壓缸有一定幅度的擺動，即活塞桿的輸出端是按一定曲線輸出力的，單獨用一鉸接結(jié)構(gòu)勢必會產(chǎn)生拉缸、密封磨損嚴(yán)重、漏油等現(xiàn)象，對伺服缸造成嚴(yán)重破壞，伺服液壓缸的各項性能嚴(yán)重降低，致使伺服液壓缸的壽命大大縮短。
[0003]傳統(tǒng)采用鉸接結(jié)構(gòu)安裝的重載臥式伺服液壓缸，缸筒受力如圖2所示。Fl為液壓缸前端蓋導(dǎo)向套處活塞桿對液壓缸的作用力，F(xiàn)2為缸筒鉸接點對液壓缸的支撐力，G為液壓缸本身的自重，F(xiàn)3為活塞對缸筒的作用力；L1、L、L3分別為對應(yīng)O點(即缸筒的鉸接點)的力矩。由此可得如下方程:
力平衡方程式:F1+G=F2+F3 力矩平衡方程式:F1*L1+F3*L3=G*L
由力平衡方程式可知，液壓缸的自重G，一部分通過鉸接點提供的支撐力F2平衡，沒有被平衡掉的剩余力就會通過液壓缸底部的活塞作用于缸筒上側(cè)，即產(chǎn)生力F3，以及作用在液壓缸前端導(dǎo)向套與活塞桿連接處，即產(chǎn)生力Fl。
[0004]再根據(jù)力矩平衡方程式可知:G為常量，缸筒、活塞與活塞桿的重量是恒量不變。隨著活塞桿做工，活塞桿前移，由于液壓缸的重量主要集中在缸體上，因活塞前移所引起G的力矩L的變化是可以忽略不計的，所以可將G*L項視為常量。那么，在活塞桿做工時，力矩L3會減小，而L、LI是保持不變的；從而由此方程便可知，由于L3減小，為了使等式成立，那么就會引起F3增加，或者F2增加，或者F3、F2都增加，也就是增加了活塞桿與缸體之間的作用力:二者增大，或其一增大即增大了導(dǎo)向套與活塞桿、活塞與缸筒的摩擦力，這樣就會大大損耗液壓缸的輸出力，導(dǎo)致液壓缸的密封裝置損壞，若導(dǎo)致力F2、F3很大，那么還會產(chǎn)生導(dǎo)向套磨損、密封裝置漏油、拉缸等現(xiàn)象，嚴(yán)重時可使液壓缸報廢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種大型臥式重載伺服液壓缸的支承結(jié)構(gòu)，所述伺服液壓缸包括缸體、活塞桿和活塞，缸體的前端底部與工作臺鉸接，包括支撐液壓缸，鉸接在臥式伺服缸后端底部，支撐液壓缸底部連接壓力傳感器，隨時監(jiān)測和反饋支撐液壓缸的壓力。
[0006]其中，支撐液壓缸底部接壓力油，由獨立的油源經(jīng)比例減壓閥調(diào)節(jié)后供油。
[0007]其中，油源包括油箱和液壓泵，比例減壓閥設(shè)置在液壓泵輸出端。
[0008]本發(fā)明還公開了一種大型臥式重載伺服液壓缸的支承方法，所述伺服液壓缸包括缸體、活塞桿和活塞，其中，
將缸體的前端底部與工作臺鉸接；
將缸體的后端底部與支撐液壓缸絞接；
在支撐液壓缸的底部連接壓力傳感器，隨時監(jiān)測和反饋支撐液壓缸的壓力。
[0009]其中，壓力傳感器隨時監(jiān)測和反饋支撐液壓缸的無桿腔壓力，比例減壓閥根據(jù)檢測獲得的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)液壓油參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。
[0010]其中，當(dāng)伺服液壓缸承受負(fù)載時，支撐液壓缸根據(jù)負(fù)載的大小和方向調(diào)整活塞桿的伸縮長度，即調(diào)整對臥式伺服缸的支撐力的大小及方向。
[0011]其中，當(dāng)伺服液壓缸承受的負(fù)載保持水平方向不變時，支撐液壓缸根據(jù)檢測反饋的數(shù)據(jù)，使活塞桿伸出一定長度，輸出相應(yīng)大小的支撐力來平衡液壓缸的自重。
[0012]其中，當(dāng)臥式伺服液壓缸工作需要轉(zhuǎn)動，活塞桿作用于負(fù)載，需要輸出曲線力時，支撐液壓缸根據(jù)反饋數(shù)據(jù)相應(yīng)調(diào)整自身活塞桿伸縮長度，即調(diào)整輸出支撐力的大小。
[0013]本發(fā)明的設(shè)計改變了液壓缸的受力結(jié)構(gòu)，并且會隨著工況自動調(diào)整，大大減輕或避免因臥式伺服液壓缸的自重導(dǎo)致的活塞桿與缸體接觸而引起的諸多不利結(jié)果，改善了密封部位的受力情況，提升了重載臥式伺服缸的性能并大大延長了伺服缸的壽命，拓寬了伺服缸的應(yīng)用工況。
【附圖說明】
[0014]圖1:本發(fā)明大型臥式重載伺服液壓缸的支承結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2:傳統(tǒng)采用鉸接結(jié)構(gòu)安裝的臥式重載伺服液壓缸缸筒受力圖；
圖3:本發(fā)明大型臥式重載伺服液壓缸的支承結(jié)構(gòu)缸筒受力圖。
[0015]附圖標(biāo)記說明:
1-活塞桿；2-缸體；
3-活塞；4-壓力傳感器；
5-比例減壓閥；6-油箱；
7-液壓泵；8-支撐液壓缸；
A、B、C為轉(zhuǎn)動副，連接方式為鉸接。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行具體描述。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明臥式伺服液壓缸包括缸體2、活塞桿1、活塞3、還包括支撐液壓缸8，支撐液壓缸8底部連接有壓力傳感器4。
[0018]如圖1所示，臥式伺服液壓缸在缸體2前端底部與工作臺實現(xiàn)鉸接后，缸體2后端底部鉸接一支撐液壓缸8。該支撐液壓缸8底部接壓力油，由獨立的油源經(jīng)比例減壓閥5調(diào)節(jié)后供油。對臥式伺服液壓缸的活塞3位移等參數(shù)監(jiān)測。支撐液壓缸8底部連接壓力傳感器4，隨時監(jiān)測和反饋液壓缸無桿腔壓力，比例減壓閥5根據(jù)檢測獲得的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)液壓油參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，由此可