专利名称：带内置线性位移传感器的近程保压高压重型液压缸的制作方法
技术领域：
本发明属于液压设备技术领域，涉及一种液压缸的改良，具体是一种能够精确检 测活塞杆位置和速度的带内置线性位移传感器的近程保压高压重型液压缸。
背景技术：
液压缸是一种将液压能转变为机械能，使机械实现往复直线运动或摆动的装置， 其传动工作平稳，可靠性高。由于实际工作要求的复杂性越来越大，液压缸控制精度的要求 越来越高，现有的普通液压缸已无法完全契合生产需要，导致生产效率较低；而且不具有安 全保护功能，安全性差。为满足实际要求，普通液压缸上通常装上线性位移传感器，用来对 往复运行的活塞的运行位置及速度进行监测，以实现自动控制。目前线性位移传感器通常是设置在液压缸的外部，与装在该液压缸内的活塞上的 磁铁对应。由于线性位移传感器设置在液压缸外，不仅占据空间，而且容易受周围工作环境 的影响，如油渍、溶液、尘埃的污染，导致其检测精度越来越低，逐渐无法满足自动控制的要 求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种结构巧妙合理的带内置 线性位移传感器的近程保压高压重型液压缸，该液压缸占据空间少，不易受周围环境影响， 检测精度高，使用寿命长；同时能够实现保压锁紧、精确定位，提高了液压缸的安全性，实现 了液压缸的自动化控制。按照本发明提供的技术方案，所述带内置线性位移传感器的近程保压高压重型液 压缸包括缸筒和配装在缸筒内的活塞杆，所述缸筒的前后端分别安装有缸头和缸底，缸头 中心开设有缸头通孔，活塞杆穿在缸头通孔内，活塞杆与缸头通孔之间为密封滑动配合，所 述活塞杆的内端装有活塞，活塞与缸头之间形成活塞杆腔，活塞与缸底之间形成活塞腔；其 特征在于所述缸底的外侧安装有线性位移传感器，缸底中心开设有缸底通孔，所述活塞杆 中心开设有与缸底通孔相对应的轴向中心孔，活塞杆的内端部装有磁环，所述线性位移传 感器的波导杆顺次穿过缸底通孔和磁环后，插入活塞杆的中心孔内。作为本发明的进一步改进，所述缸底上安装具有保压锁定功能的功能阀块，该功 能阀块一方面通过管路与活塞杆腔相连通，另一方面通过缸底上开设的调节油孔与活塞腔 相连通。作为本发明的进一步改进，所述活塞杆内端面的中心凹设有安装室，所述磁环装 在第一压盖和第二压盖之间，第一压盖、磁环和第二压盖通过孔用弹性挡圈封装在安装室 内。作为本发明的进一步改进，所述缸头通孔的内壁上设有三道周向凹槽，最外的凹 槽装有防尘圈，中间的凹槽装有密封圈，最内的凹槽装有导向环；所述活塞的外壁上开设有 两道周向凹槽，其中一道凹槽装有密封圈，另一道凹槽装有导向环。优选地，所述导向环采用青铜复合材料制成。所述活塞杆与缸头通孔之间装有三道密封圈，活塞与缸筒之间装有两道密封圈。作为本发明的进一步改进，所述功能阀块由液控单向阀和溢流阀组成；所述液控 单向阀的进油口与液压缸的活塞杆腔通过第一连接管道连通，所述溢流阀连接在第一连接 管道上；所述液控单向阀的出油口与液压缸的活塞腔通过第二连接管道连通，液控单向阀 的控制油口与第二连接管道相连通。作为本发明的进一步改进，所述波导杆螺纹连接在缸底通孔中并利用紧定螺母拧 紧，所述波导杆的根部与缸底通孔边沿之间，以及紧定螺母与缸底外侧面之间均装有密封圈。本发明与现有技术相比，优点在于(1)、线性位移传感器为内置式，占用空间少，受环境影响小，即使在高温、高压、高 振荡和高冲击的环境下也能正常工作；保证了液压缸的工作精度，能够实现高速、精确的工 业自动控制。(2)、传感器各元件都是非接触的，不会造成任何磨损，提高了设备的使用寿命。(3)、液压缸上根据需要安装具有保压锁定功能的功能阀块，能够提高系统安全性 和液压缸工作的可靠性，而且还能降耗节能。
图1为本发明优选实施例的结构示意图。图2为图1中A部放大示意图。图3为本发明中功能阀块的液压原理示意图。
具体实施例方式下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。如图所示实施例中的带内置线性位移传感器的近程保压高压重型液压缸主要由 缸头1、管路2、缸筒3、活塞杆4、活塞5、功能阀块6、缸底8、线性位移传感器10、孔用弹性 挡圈11、第一压盖12、磁环13和第二压盖14等零部件组成。如图1所示，活塞杆4配装在缸筒3内，缸筒3的前后端分别利用螺钉和垫圈安装 缸头1和缸底8，所述缸头1中心开设有缸头通孔，活塞杆4穿在缸头通孔内，活塞杆4与缸 头通孔之间为密封滑动配合；所述活塞杆4的内端装有活塞5，活塞5与缸头1之间形成活 塞杆腔16，活塞5与缸底8之间形成活塞腔9 ；所述缸底8的外侧利用螺钉固定安装有线性 位移传感器10，缸底8中心开设有缸底通孔，所述活塞杆4中心开设有与缸底通孔相对应的 轴向中心孔17，活塞杆4的内端部装有磁环13，所述线性位移传感器10的波导杆15顺次 穿过缸底通孔、磁环13后，插入活塞杆4的中心孔17内。如图1所示，所述缸底8上安装具有保压锁定功能的功能阀块6，该功能阀块6 — 方面通过管路2与活塞杆腔16相连通，另一方面通过缸底8上开设的调节油孔7活塞腔9 相连通。所述功能阀块6由液控单向阀6a和溢流阀6b组成(如图3所示)；所述液控单向 阀6a的进油口与液压缸的活塞杆腔16通过第一连接管道6c连通，所述溢流阀6b连接在 第一连接管道6c上；所述液控单向阀6a的出油口与液压缸的活塞腔9通过第二连接管道
46d连通，液控单向阀6a的控制油口与第二连接管道6d相连通。液控单向阀6a具有保压锁 紧功能，溢流阀6b具有超压泄压功能，两阀同时使用就能做到既能在设定压力下保压，又 能在超出设定压力后泄压到设定压力。本发明直接将功能阀块6安装于液压缸上，这样控 制液压缸的各阀与液压缸之间的连接管道相当短，在高压状态下，管道不易泄露，液压缸较 容易保压，从而克服了阀块与液压缸之间的管路较长，管道长期处于高压状态下，管道的焊 接处易破损，液压缸容易泻压，继而会影响液压缸正常使用等缺陷。如图1、图2所示，由于活塞杆4在往复运行时不可避免地会撞击到缸底8，磁环13 如果直接安装在活塞杆4的内端面上，容易受到撞击而损坏。本发明通过在活塞杆4内端 面的中心凹设一个安装室，所述磁环13装在第一压盖12和第二压盖14之间，第一压盖12、 磁环13和第二压盖14通过孔用弹性挡圈11封装在安装室内，从而有效避免了磁环13受 到碰撞而损坏情况的发生。如图1所示，本发明中的活塞杆4与缸头通孔之间、活塞5与缸筒3之间均为密封 滑动配合，为提高密封效果和滑动准确性，所述缸头通孔的内壁上设有三道周向凹槽，最外 的凹槽装有防尘圈，中间的凹槽装有密封圈，最内的凹槽装有导向环；所述活塞5的外壁上 开设有两道周向凹槽，其中一道凹槽装有密封圈，另一道凹槽装有导向环。所述导向环优选 采用耐磨性能好的青铜复合材料制成。如图2所示，所述波导杆15螺纹连接在缸底通孔中并利用紧定螺母18拧紧，为防 止漏油，所述波导杆15的根部与缸底通孔边沿之间，以及紧定螺母18与缸底8外侧面之间 均装有密封圈。本发明中的线性位移传感器10优选采用美国MTS公司生产的LHMRA00M0170R0，其 按照公知方式安装使用。本发明的工作过程和工作原理如下工作时，活塞杆4在液压油的压力作用下在缸筒3内做往复直线运动，从而带动安 装于其内端的磁环13沿着线性位移传感器10上的波导杆15作往复运动，线性位移传感器 10利用两个不同磁场相交而产生的应变脉冲信号来计算活塞杆4运动的准确位置和运行 速度。当负载产生变化而引起液压缸位移变化时，液压控制系统会马上动作，将液压缸 调整到设定位置。当液压控制系统发生故障时(如系统故障、断电、缸外管路2破裂或制 动失灵等情况)，所述功能阀块6上能保持必需的液压压力，降低液压控制系统故障时的损 失。经实际使用，在20MPa压力下，本发明的液压缸能在系统意外情况暂停供给压力油时保 证在10分钟内压力下降不超过4%，极大的提高了液压缸工作的可靠性和安全性。
权利要求
带内置线性位移传感器的近程保压高压重型液压缸，包括缸筒(3)和配装在缸筒(3)内的活塞杆(4)，所述缸筒(3)的前后端分别安装有缸头(1)和缸底(8)，缸头(1)中心开设有缸头通孔，活塞杆(4)穿在缸头通孔内，活塞杆(4)与缸头通孔之间为密封滑动配合；所述活塞杆(4)的内端装有活塞(5)，活塞(5)与缸头(1)之间形成活塞杆腔(16)，活塞(5)与缸底(8)之间形成活塞腔(9)；其特征在于所述缸底(8)的外侧安装有线性位移传感器(10)，缸底(8)中心开设有缸底通孔，所述活塞杆(4)中心开设有与缸底通孔相对应的轴向中心孔(17)，活塞杆(4)的内端部装有磁环(13)，所述线性位移传感器(10)的波导杆(15)顺次穿过缸底通孔和磁环(13)后，插入活塞杆(4)的中心孔(17)内。
2.如权利要求1所述的带内置线性位移传感器的近程保压高压重型液压缸，其特征在 于所述缸底(8)上安装具有保压锁定功能的功能阀块(6)，该功能阀块(6) —方面通过管 路(2)与活塞杆腔(16)相连通，另一方面通过缸底(8)上开设的调节油孔(7)与活塞腔 (9)相连通。
3.如权利要求1所述的带内置线性位移传感器的近程保压高压重型液压缸，其特征在 于所述活塞杆(4)内端面的中心凹设有安装室，所述磁环(13)装在第一压盖(12)和第二 压盖(14)之间，第一压盖(12)、磁环(13)和第二压盖(14)通过孔用弹性挡圈(11)封装在 安装室内。
4.如权利要求1所述的带内置线性位移传感器的近程保压高压重型液压缸，其特征在 于所述缸头通孔的内壁上设有三道周向凹槽，最外的凹槽装有防尘圈，中间的凹槽装有密 封圈，最内的凹槽装有导向环；所述活塞(5)的外壁上开设有两道周向凹槽，其中一道凹槽 装有密封圈，另一道凹槽装有导向环。
5.如权利要求2所述的带内置线性位移传感器的近程保压高压重型液压缸，其特征在 于所述功能阀块(6)由液控单向阀(6a)和溢流阀(6b)组成；所述液控单向阀(6a)的进 油口与液压缸的活塞杆腔(16)通过第一连接管道(6c)连通，所述溢流阀(6b)连接在第一 连接管道(6c)上；所述液控单向阀(6a)的出油口与液压缸的活塞腔(9)通过第二连接管 道(6d)连通，液控单向阀(6a)的控制油口与第二连接管道(6d)相连通。
6.如权利要求1所述的带内置线性位移传感器的近程保压高压重型液压缸，其特征在 于所述波导杆(15)螺纹连接在缸底通孔中并利用紧定螺母(18)拧紧，所述波导杆(15) 的根部与缸底通孔边沿之间，以及紧定螺母(18)与缸底(8)外侧面之间均装有密封圈。
7.如权利要求4所述的带内置线性位移传感器的近程保压高压重型液压缸，其特征在 于所述导向环采用青铜复合材料制成。
全文摘要
本发明涉及一种带内置线性位移传感器的近程保压高压重型液压缸。其包括缸筒和配装在缸筒内的活塞杆，缸筒的前后端分别安装有缸头和缸底，缸头中心开设有缸头通孔，活塞杆穿在缸头通孔内，活塞杆与缸头通孔之间为密封滑动配合，所述活塞杆的内端装有活塞；其特征在于所述缸底的外侧安装有线性位移传感器，缸底中心开设有缸底通孔，所述活塞杆中心开设有与缸底通孔相对应的轴向中心孔，活塞杆的内端部装有磁环，所述线性位移传感器的波导杆顺次穿过缸底通孔和磁环后，插入活塞杆的中心孔内。本发明结构巧妙合理，占据空间少，不易受周围环境影响，检测精度高，使用寿命长；同时能够实现保压锁紧、精确定位，提高了液压缸的安全性。
文档编号F15B15/28GK101922483SQ201010230458
公开日2010年12月22日 申请日期2010年7月12日 优先权日2010年7月12日
发明者宋国裕, 殷嘉寿, 潘志荣 申请人:无锡市长江液压缸厂