专利名称：一种内置式液压油缸位移传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种内置式液压油缸位移传感装置，尤其涉及一种与液压油缸配合使用并对其进行操作控制的检测装置。
背景技术：
液压油缸在工业制造及大型液压机械设备如冶炼厂、港口船闸、水利水电工程的各种闸门等工业领域得到了广泛的应用，液压机械系统的位移信息对其操作控制起着极其重要的作用。以往使用的外置式位移传感装置或限位开关装置，由于钢丝绳或限位仪暴露在缸体外部，受外界环境条件干扰较大，测量精度不高，测量信息不连续，使整个液压系统工作不稳定；特别是在环境条件差、钢丝绳受到水流冲击的水利工程中，外置式位移传感器更易受到损坏，造成设备无法正常运行。
对于内置式液压油缸位移传感装置，专利文献专利号ZL 01263049.7和申请号为00108748.7分别描述了内置式的定位装置1，弹簧的设置位置专利号ZL 01263049.7和申请号为00108748.7的两份文献中都把弹簧放置在壳体内，如此设置存在两个方面的缺陷一方面，由于弹簧安置在壳体内，弹簧的形状和尺寸受到壳体大小的限制，如果要提高传感装置的量程，就必须加大壳体；壳体增大对壳体的耐压要求、与油缸尺寸配合等将带来一系列的技术问题。另一方面由于弹簧属于传感装置的易损件，传感装置的寿命主要受弹簧寿命的限制，而弹簧受损时，更换则十分困难。必须较长时间停止被检测油缸的工作，并完成油缸卸压、除油、拆除传感装置的机壳等工序后，才能进行弹簧更换，整个传感器装置的保养检修工作非常复杂，给用户使用带来不便。
2，传感器的转动部分专利号ZL 01263049.7技术方案中的转动轴承安装在两侧法兰上，法兰易受内压(内压可高达30MPa)作用而产生变形，影响主轴的转动机构，或造成摩擦阻力，从而降低弹簧及整个传感装置的使用寿命。申请号为00108748.7技术方案中的转动是采用一个推力球轴承，属于单点支撑转动机构，要求轴承与转子或壳体侧面始终保持相对垂直，主轴转动平稳性较差；同时由于该发明的密封圈设置在壳体一侧，产生不平衡压力差，容易造成转子与壳体侧面间的摩擦，使得转子旋转不流畅或弹簧回复力矩无法抵御摩擦力，致使检测失灵。
3，传感器的密封圈的设置以上二发明的油封或称密封圈设置，存在技术问题。由于密封圈属于该装置的易损件，专利号ZL 01263049.7技术方案中的密封圈安置在两侧法兰中，一旦密封圈受损，必须拆除整个装置进行更换，工作量大，影响用户使用。
实用新型内容本实用新型为了解决上述技术问题，如现有技术中由于弹簧、转动部件和密封装置的设置缺点所带来的在实际应用中的问题，同时为了能产生一种工作更可靠，测量精度更高，维护更方便，使用寿命更长的传感装置，发明了本实用新型。
为实现发明目的，所采取的技术方案为一种内置式液压油缸位移传感器，其包括一个固定在液压油缸22一端的壳体2、转子1和旋转主轴19，所述装置还包括一个一端缠绕在所述的转子1上，另一端与液压油缸22活塞14相连的缆绳11，所述该装置还包括弹簧5和一个与所述旋转主轴19连接的编码器17，其特征在于所述的转子1和旋转主轴19固定连接成为一体；所述的弹簧5为平面涡卷弹簧，且该平面涡卷弹簧安装在所述壳体2外侧。
在实际的应用中，所述的旋转主轴通过角接触球轴承6，6’旋转安装在所述壳体2内；所述的转子1和旋转主轴1 9通过螺栓21固定连接，使所述转子1和旋转主轴19成为一个构件。
在实际的设计中，所述的装置还包括一个轴承组件，所述的轴承组件由轴承座3、间隔轴套23和角接触球轴承6，6’三部分套接而成；所述的转子1和旋转主轴19通过过渡配合与所述的轴承组件连接成为一体。
在实际的应用中，所述的缆绳11为钢丝绳且所述的钢丝绳置于液压油缸22内部；所述钢丝绳的一端固定在所述转子1的筒体上，并缠绕在转子1外缘的凹槽内，所述钢丝绳的另一端通过可自由旋转的连接器13与活塞14相连。
在实际的应用中，所述的可自由旋转的连接器13为一个布线器，其结构为布线器13由两个角接触球轴承12，12’、联结螺栓24、轴承挡圈25、轴承压垫26、孔用弹性挡圈27、弹簧垫圈28套接而成；所述的布线器13通过所述的联结螺栓24与所述的活塞14固定连接；所述的钢丝绳11通过销钉与布线器13的圆盘连接。
在实际的结构中，所述的装置还包括一个侧向法兰15，所述侧向法兰15沿垂直于旋转主轴19的方向固定在所述壳体2的一侧，且所述旋转主轴19贯穿所述的侧向法兰15；在所述的侧向法兰15的外侧固定安装有一个保护箱16，所述的编码器17设置在所述保护箱16内，所述编码器17通过弹性支架20固定在所述侧向法兰15外侧，且编码器17与所述旋转主轴19连接。
在实际的结构中，在沿垂直于所述旋转主轴19的壳体2外侧固定安装有保护箱10，所述的平面涡卷弹簧5一端通过连接件4固定在所述的保护箱10内，而另一端固定在弹簧轴芯9上；所述弹簧轴芯9与所述旋转主轴19采用双键固定连接。
在实际的结构中，在所述的旋转主轴19穿过壳体2的轴孔处设置有一个密封圈8，并在所述的密封圈8外套接一个油封压盖7，所述的油封压盖7通过螺栓与所述壳体2固定连接。
在实际的应用中，所述的内置式液压油缸位移传感器所测量的位移量程为0一20米。
该实用新型的主要技术内容是A采用平面涡卷弹簧，并将其安装在传感器的壳体外，一方面由于弹簧不受壳体尺寸的限制，弹簧的圈数可以根据需要相应增加，提高弹簧的回复力矩，满足大行程油缸的检测要求，同时由于弹簧圈数的增加，弹簧的使用寿命相应延长；另一方面，弹簧是本装置主要检修维护部件，将其安置在壳体外，无须进行被检测油缸卸压、拆除传感装置的机壳等一系列工作，即可对弹簧进行现场更换和维修保养，从而最大限度地减少对被检测油缸正常工作的影响。
B转动部分采用转子和旋转主轴设计一体化方法。为了便于制作，转子和旋转主轴分别加工，安装时用螺栓连接，使之成为一个构件。轴承组件由轴承座，间隔轴套，角接触球轴承三个部件组成。转子和旋转主轴通过过渡配合与轴承组件连成一个转动整体，从而达到转动灵活、稳定。
C旋转主轴上的密封圈用油封压盖固定，一方面油封压盖使密封圈产生一定的预压变形，增强密封效果。另一方面，由于密封圈是本装置的易损件，采用油封压盖方式固定密封圈，便于密封圈的更换，确保装置安全正常工作。
本实用新型设计了一种既具有高可靠性，能够时时准确测量液压油缸中活塞的行程，又便于维护和保养的内置式位移传感装置。
图1为本装置的剖视结构示意图；图2为本装置与液压油缸连接的总体关系图；图3为本装置的转动机构示意图；图4为本装置中布线器的机械示意图。
各附图结合具体实施方式
加以说明。
具体实施方式
如图1为本装置的剖视结构示意图，所示该装置，包括密封壳体2、转子1、旋转主轴19、钢丝绳11、平面涡卷弹簧5、编码器17，旋转主轴19与转子1通过螺栓21连接成为一体，旋转主轴19通过两个角接触球轴承6及O型密封圈8安装在密封壳体2内。钢丝绳11的一端固定在转子1筒体上，并有序地缠绕在转子1外缘的凹槽内，另一端通过一可自由旋转的布线器13与活塞14相连，布线器13的自由旋转可以保证拉直的钢丝绳11与活塞14运动方向一致，消除测量误差。在密封壳体2和侧向法兰15的两侧分别安装有弹簧5和编码器17，编码器17和弹簧5分别安装在保护箱16和10内。编码器17通过弹性支架20固定在侧向法兰15上，并通过连接件18与旋转主轴19相连。弹簧5一端通过连接件4固定在保护箱10上，另一端固定在弹簧芯轴9上，弹簧芯轴9与旋转主轴19采用双键固定联接。当液压油缸活塞14下行时，钢丝绳11带动转子1和旋转主轴19旋转，通过旋转主轴19收紧弹簧5；当液压油缸活塞14上行时，通过弹簧5的回复力矩使旋转主轴19带动转子1反向旋转，保证钢丝绳11始终处于张紧状态。
图2为本装置与液压油缸连接的总体关系图本装置的工作原理为当液压油缸22的活塞14处于上限位时，钢丝绳11缠绕在转子1上。当活塞14下行时，与活塞14联接的钢丝绳11带动转子1和旋转主轴19正向旋转，通过旋转主轴19的旋转使弹簧5收紧。当活塞14上行时，弹簧5依靠其回复力矩使旋转主轴19带动转子1反向旋转，并拉紧钢丝绳11。在此过程中，编码器17在旋转主轴19的带动下跟随旋转主轴19同步旋转，由此可根据转子1的直径大小和编码器17旋转圈数得出活塞14的位移，位移量通过编码器17转换成数字信号，发送至液压油缸22检测系统的控制仪表，一方面可通过控制仪表显示出位移数据，另一方面，通过检测的位移数字信息达到对液压机械系统的自动化管理。
图3为本装置的转动机构示意图，旋转主轴19通过角接触球轴承6，6’旋转安装在壳体2内；转子1和旋转主轴19通过螺栓21固定连接，使转子1和旋转主轴19成为一个构件。转动结构中还包括一个轴承组件，所述的轴承组件由轴承座3、间隔轴套23和角接触球轴承6，6’三部分套接而成；转子1和旋转主轴19通过过渡配合与轴承组件连接成为一体。在旋转主轴19穿过壳体2的轴孔处设置有一个密封圈8，并在所述的密封圈8外套接一个油封压盖7，所述的油封压盖7通过螺栓与所述壳体2固定连接。
图4为本装置布线器的机械结构示意图布线器13由两个角接触球轴承12，12’、联结螺栓24、轴承挡圈25、轴承压垫26、孔用弹性挡圈27、弹簧垫圈28套接而成；所述的布线器13通过所述的联结螺栓24与所述的活塞14固定连接；所述的钢丝绳11通过销钉与布线器13的圆盘连接。
权利要求1.一种内置式液压油缸位移传感器，其包括一个固定在液压油缸(22)一端的密封壳体(2)、转子(1)和旋转主轴(19)，所述装置还包括一根一端缠绕在所述转子(1)上，另一端与液压油缸(22)活塞(14)相连的缆绳(11)，所述该装置还包括弹簧(5)和一个与所述旋转主轴(19)连接的编码器(17)，其特征在于所述的转子(1)和旋转主轴(19)固定连接成为一体；所述的弹簧(5)为平面涡卷弹簧，且该平面涡卷弹簧安装在所述壳体(2)外侧。
2.根据权利要求1所述的内置式液压油缸位移传感器，其特征在于所述的旋转主轴(19)通过角接触球轴承(6，6’)旋转安装在所述壳体(2)内；所述的转子(1)和旋转主轴(19)通过螺栓(21)固定连接，使所述转子(1)和旋转主轴(19)成为一个构件。
3.根据权利要求1或2所述的内置式液压油缸位移传感器，其特征在于所述的装置还包括一个轴承组件，所述的轴承组件由轴承座(3)、间隔轴套(23)和角接触球轴承(6，6’)三部分套接而成；所述的转子(1)和旋转主轴(19)通过过渡配合与所述的轴承组件连接成为一体。
4.根据权利要求1或2所述的内置式液压油缸位移传感器，其特征在于所述的缆绳(11)为钢丝绳且所述的钢丝绳置于液压油缸(22)内部；所述钢丝绳的一端固定在所述转子(1)的筒体上，并缠绕在转子(1)外缘的凹槽内，所述钢丝绳的另一端通过可自由旋转的连接器(13)与活塞(14)相连。
5.根据权利要求4所述的内置式液压油缸位移传感器，其特征在于所述的可自由旋转的连接器(13)为一个布线器，其结构为布线器(13)由两个角接触球轴承(12，12’)、联结螺栓(24)、轴承挡圈(25)、轴承压垫(26)、孔用弹性挡圈(27)、弹簧垫圈(28)套接而成；所述的布线器(13)通过所述的联结螺栓(24)与所述的活塞(14)固定连接；所述的钢丝绳(11)通过销钉与布线器(13)的圆盘连接。
6.根据权利要求1或2所述的内置式液压油缸位移传感器，其特征在于所述的装置还包括一个侧向法兰(15)，所述侧向法兰(15)沿垂直于旋转主轴(19)的方向固定在所述壳体(2)的一侧，且所述旋转主轴(19)贯穿所述的侧向法兰(15)；在所述的侧向法兰(15)的外侧固定安装有一个保护箱(16)，所述的编码器(17)设置在所述保护箱(16)内，所述编码器(17)通过弹性支架(20)固定在所述侧向法兰(15)外侧，且编码器(17)与所述旋转主轴(19)连接。
7.根据权利要求1或2所述的内置式液压油缸位移传感器，其特征在于在沿垂直于所述旋转主轴(19)的壳体外侧固定安装有保护箱(10)，所述的平面涡卷弹簧(5)一端通过连接件(4)固定在所述的保护箱(10)内，而另一端固定在弹簧轴芯(9)上；所述弹簧轴芯(9)与所述旋转主轴(19)采用双键固定连接。
8.根据权利要求1或2所述的内置式液压油缸位移传感器，其特征在于在所述的旋转主轴(19)穿过壳体(2)的轴孔处设置有一个密封圈(8)，并在所述的密封圈(8)外套接一个油封压盖(7)，所述的油封压盖(7)通过螺栓与所述壳体(2)固定连接。
9.根据权利要求1或2所述的内置式液压油缸位移传感器，其特征在于所述的内置式液压油缸位移传感器所测量的位移量程为0-20米。
专利摘要本实用新型涉及一种内置式液压油缸位移传感装置，其包括一个固定在液压油缸一端的壳体(2)、转子(1)和旋转主轴(19)，所述装置还包括一个一端缠绕在所述的转子上，另一端与液压油缸活塞相连的缆绳(11)，所述该装置还包括弹簧(5)和一个与所述旋转主轴连接的编码器(17)，其特征在于所述的转子和旋转主轴固定连接成为一体；所述的弹簧为平面涡卷弹簧，且该平面涡卷弹簧安装在所述壳体外侧。本实用新型为了解决现有技术中由于弹簧、转动部件和密封装置的设置缺点所带来的在实际应用中的问题，设计出了一种既具有高可靠性，能够时时准确测量液压油缸中活塞的行程，又便于维护和保养的内置式位移传感装置。
文档编号F15B15/00GK2628781SQ0320719
公开日2004年7月28日 申请日期2003年8月7日 优先权日2003年8月7日
发明者范少伯, 韩魁君 申请人:北京欧特科新技术有限公司