一种能自动监测内泄漏的液压缸的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于液压缸技术领域。尤其涉及一种能自动监测内泄漏的液压缸。
【背景技术】
[0002]液压缸是液压工程机械的主要执行元件，其故障将直接影响正常工作和寿命。液压缸内泄漏使液压油的压力能转换为热能，易导致油温升高，严重影响液压系统的性能和效率，可使工程机械产生爬行、出力不足、保压性能差等问题，影响机械的平稳性、可靠性和使用寿命。在多数液压设备中，液压缸均采用密封件进行密封，以防止液压缸内泄漏。如果采用双缸同步系统，当其中一个缸泄漏严重，会使运行速度减慢和两缸不同步；若当不同步达到一定程度，该设备则无法工作，甚至造成设备破损。诊断液压缸泄漏故障的方法分为两大类:①在液压缸进油路和回油路上分别安装高精度流量传感器，通过比较进油和回油流量进行泄漏故障判断；②通过监测液压缸工作腔的压力状态对内泄漏故障进行诊断。上述第一种方法不仅成本高，且由于流量传感器需串接在油路中导致安装不方便和影响系统工作性能；第二种方法中的压力信号容易受到系统中的压力脉动以及其他一些噪声信号的影响。
[0003]目前尚无在线有效检测液压缸内泄漏的装置，一般采用经验方法观察液压缸运行及推力情况，或定期对液压缸进行维修、检测内泄漏量等，这将影响工厂的生产率、降低经济效益，同时很难实现智能化对液压缸的故障进行诊断。
【发明内容】
[0004]本发明旨在克服上述技术缺陷，目的是提供一种结构紧凑、体积小、寿命长和有利于及时维修的能自动监测内泄漏的液压缸。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:所述液压缸包括应变片、压环、信号显示器、活塞、活塞杆、缸体、导向套和端盖。
[0006]缸体的右端设有端盖，导向套紧贴端盖安装在缸体内，缸体分别设有有杆腔油口和无杆腔油口。活塞同轴线地安装在缸体内，活塞杆的连接端与活塞固定连接，活塞杆的伸出端穿出导向套和端盖。活塞杆的连接端端部处沿径向方向开有导线孔，靠近活塞杆的伸出端端部处沿径向方向开有安装槽，所述导线孔通过导线通道与所述安装槽相通，导线通道与活塞杆的轴线平行。
[0007]在固定有活塞杆的活塞面同轴线地固定有压环，压环的外圆处均匀地开有4~12个豁口，每个豁口的中心线与压环的半径重合，每个豁口相向的两个侧面与豁口的中心线平行，每个豁口的另一个侧面与豁口的中心线垂直。沿每个豁口相向的两个侧面向内延伸开有矩形槽，矩形槽的深度为压环厚度的50~60%。在压环内壁和每个矩形槽间开有导线槽。每个导线槽的中心线与对应的豁口的中心线重合，矩形槽和导线槽位于压环与活塞相贴的侧面。
[0008]每个所述矩形槽的底部分别压装有应变片，所述应变片的平面形状与所述矩形槽和所述豁口在垂直面的投影形状相同，所述垂直面为平行于压装后的应变片的平面。压装后的每个应变片的外端面与压环的外圆弧面平齐，在每个应变片和活塞的侧面间设有密封圈，密封圈靠近应变片的内端。信号显示器固定在所述安装槽内，连接每个应变片两端的导线穿过导线孔和导线通道与信号显示器连接。
[0009]所述导线通道的中心线与活塞杆轴线的距离为活塞杆半径的50~70%。
[0010]所述活塞的圆柱面均匀地设有第一支承环、组合密封圈和第二支承环，组合密封圈位于第一支承环和第二支承环的中间位置处。所述信号显示器由应变片测量电路、信号滤波放大电路、电压比较电路、LED驱动电路和5V直流电源组成。应变片测量电路的输出端子0UT1~0UT8与信号滤波放大电路的输入端子A11~A18对应连接，信号滤波放大电路的输出端子A01~A08与电压比较电路的输入端子AI11~AI18对应连接，电压比较电路的输出端子DO与LED驱动电路的输入端子DI连接，5V直流电源的输出端子V分别与应变片测量电路的输入端子VCC11、信号滤波放大电路的输入端子VCC21、电压比较电路的输入端子VCC31连接。
[0011]信号显示器的面积为15X15~30X30 mm2，厚度为5~10_。
[0012]应变片的端子al、a2与信号显示器的应变片测量电路的端子bl、b2对应连接。
[0013]由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点:
1、本发明在固定有活塞杆的活塞面同轴线地固定有压环，压环的外圆处均匀地开有豁口，沿每个豁口相向的两个侧面向内延伸开有矩形槽，每个所述矩形槽的底部分别压装有应变片。信号显示器嵌入活塞杆的安装槽内，连接每个应变片两端的导线穿过导线孔和导线通道与信号显示器连接。本发明采用的信号显示器的面积为15X 15 -30X30 mm2，厚度为5~10 mm。结构紧凑，体积小。
[0014]2、液压缸在运行过程中，当组合密封圈或缸体内壁磨损、刮伤后，高压油经过磨损位置流到应变片所在的小空腔，应变片所在的小空腔内的高压油促使压装后的应变片的外端弯曲变形，发出变形信号。变形信号经过滤波放大、电压比较使LED发出光亮，能自动监测液压缸的微小泄漏量，可直观感知液压缸内部磨损。维修人员便能及时停机检修，防止事故发生。
[0015]3、本发明将信号显示器嵌入活塞杆的安装槽内，随着活塞杆往复运动，是液压缸与测量部件的一体化结构，是对液压缸故障进行智能化诊断的一种嵌入式监测装置，该装置能承受尚压和尚速，并能耐冲击和耐油，寿命长。
[0016]因此，本发明具有结构紧凑、体积小、寿命长、能自动检测内泄漏和有利于及时检修的特点。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的一种结构示意图；
图2为图1中I的局部放大示意图；
图3为图1中压环13的结构示意图；
图4为图3的A-A尚]视不意图；
图5为图1中应变片14与信号显示器8的连接示意图及信号显示器8的结构示意图。具体实施方案
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步描述，并非对本发明保护范围的限制。
[0019]实施例1
一种能自动监测内泄漏的液压缸。如图1所示，所述液压缸包括应变片14、压环13、信号显不器8、活塞2、活塞杆9、缸体1、导向套11和端盖10。
[0020]如图1所示，缸体I的右端设有端盖10，导向套11紧贴端盖10安装在缸体I内，缸体I分别设有有杆腔油口 12和无杆腔油口 16。活塞2同轴线地安装在缸体I内，活塞杆9的连接端与活塞2固定连接，活塞杆9的伸出端穿出导向套11和端盖10。活塞杆9的连接端端部处沿径向方向开有导线孔15，靠近活塞杆9的伸出端端部处沿径向方向开有安装槽，所述导线孔15通过导线通道6与所述安装槽相通，导线通道6与活塞杆9的轴线平行。
[0021]如图1、图2、图3和图4所示，在固定有活塞杆9的活塞2的侧面同轴线地固定有压环13，压环13的外圆处均匀地开有4个豁口，每个豁口的中心线与压环13的半径重合，每个豁口相向的两个侧面与豁口的中心线平行，每个豁口的另一个侧面与豁口的中心线垂直。沿每个豁口相向的两个侧面向内延伸开有矩形槽18，矩形槽18的深度为压环13厚度的50~60%。在压环13内壁和每个矩形槽18间开有导线槽19。每个导线槽19的中心线与对应的豁口的中心线重合，矩形槽18和导线槽19位于压环13与活塞2相贴的侧面。
[0022]如图1、图2和图3所示，每个所述矩形槽18的底部分别压装有应变片14，所述应变片14的平面形状与所述矩形槽18和所述豁口在垂直面的投影形状相同，所述垂直面为平行于压装后的应变片14的平面，压装后的每个应变片14的外端面与压环13的外圆弧面平齐，在每个应变片14和活塞2的侧面间设有密封圈17，密封圈17靠近应变片14的内端；信