专利名称：带内置式行程检测装置的液压缸的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液压缸，尤其是一种活塞杆为陶瓷活塞杆的带内置式行 程检测装置的液压缸。
技术背景液压启闭机的工作环境复杂多变，因此对其活塞杆的防腐蚀、耐磨性能要 求很高，故必须对其表面进行必要的防腐和耐磨等处理，以保证性能。传统工 艺是在活塞杆表面电镀铬，而电镀铬中的六价铬离子被证明是一种致癌物质。 并且经过实践证明，经电镀的活塞杆在投入运行多年后，也难免出现锈蚀的现 象，因此，电镀铬并非一种能从根本上解决活塞杆防腐的方法。而在活塞杆表 面喷涂陶瓷，不仅能有机地把金属材料的强韧性、易加工性等和陶瓷材料的耐 高温、耐磨和耐腐蚀等特性结合起来，提高活塞杆表面的耐腐蚀性、耐磨性等 优点，并且无有害物质的产生而更有利于环保。液压缸原来所采用的内置式行程检测装置有两种， 一种为磁致式线性位移传感器，其检测长度最长不超过6000mm，而且当液压缸的布置形式为倾斜或水 平时，传感器就会产生一定的自由挠度，从而直接影响到行程检测的精度；另 外它必须且只能安装于液压缸上盖顶部，活塞杆中间也必须要留有用于安装线 性位移传感器的长孔，鉴于以上因素，这种磁致式线性位移传感器的应用范围 也较为有限。另外一种是钢丝绳内置式行程检测装置，即将旋转编码器与恒力 弹簧机构组合成一种能安装于液压缸上盖顶部的装置，带动编码器旋转的钢丝绳通过连接螺钉与活塞杆头部连接，随活塞杆的伸出与縮回而带动编码器旋转， 从而检测出油缸的行程。上述两种内置式行程检测装置不仅外形较大，必须有充裕的空间方能使用，而且安装过程较为麻烦，特别是在检修时，需将液压缸上盖打开，整个过程费力费时。发明内容本实用新型要解决的技术问题是解决现有的内置式行程检测装置存在的外 形较大，必须有充裕的空间方能使用，安装过程较为麻烦，特别是在检修时， 需将液压缸上盖打开，整个过程费力费时的技术问题，本实用新型提供一种带 内置式行程检测装置的液压缸，行程检测装置集成于陶瓷活塞杆上，直接检测 出活塞杆的位移，不需转换，故也不存在累积误差，所以其任意行程均可检测， 而且其检测精度达到lmm以下；其结构紧凑、体积小，可直接安装于液压缸的 下端盖上，在液压缸外部不需另外的装置，因此其检修非常方便。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 一种带内置式行程检测 装置的液压缸，具有缸体、陶瓷活塞杆、下端盖、霍尔传感器和与霍尔传感器 相连并对霍尔传感器的输出信号进行处理和运算的信号处理单元，陶瓷活塞杆 具有碳素钢或合金钢的基体，基体表面设置有槽宽与间隔宽相等的沟槽，基体 表面涂有陶瓷层，霍尔传感器内部集成了两个相位差为90度的传感元件，传感 元件接近或接触陶瓷活塞杆的表面，传感元件的磁力检测方向正对陶瓷活塞杆 的中心且与陶瓷活塞杆的轴线正交。本实用新型的带内置式行程检测装置的液压缸，在陶瓷活塞杆基体上加工 沟槽，采用产生序列脉冲信号的霍尔传感器对活塞杆进行行程检测，这是一种 与陶瓷活塞杆结合使用的内置式行程检测装置，其具体方法是先在陶瓷活塞杆 表面加工等距离、具有一定深度的沟槽，然后在其表面喷涂陶瓷材料，其原理 是由于活塞杆基体是碳素钢或合金钢，具有导磁性，而表面喷涂的陶瓷材料 是非金属材料，无导磁性，当霍尔传感器通过高低不一的沟槽时，产生的气隙就有大小，气隙的大小就造成磁阻的大小，磁阻的大小就造成磁场的强弱，传 感器通过检测出磁场的强弱并转换成电流的强弱，输出脉冲信号，传感器就可 以检测出活塞杆基体上沟槽的间距，而活塞杆基体上的沟槽是等距离的，这样 就可以转换成活塞杆的行程。霍尔传感器采用主动式霍尔传感器，在一个霍尔 传感器内部集成了两个相位差为90度的传感元件，检测陶瓷活塞杆覆盖层下面 经过传感器的沟槽的数目以及相对位置改变可以得到陶瓷活塞杆相对于传感器 的移动方向和移动距离。它能直接检测出活塞杆的位移，不需转换，故也不存 在累积误差，所以其检测不受行程限制，任意行程均可检测，而且检测精度高； 为便于安装和检修，所述的霍尔传感器安装在液压缸的下端盖上。 为保证传感元件与检测的陶瓷活塞杆之间的径向间隙和轴向正交关系保持 相对稳定，液压缸的下端盖上装有限位及恒压力配合机构，霍尔传感器安装在 限位及恒压力配合机构上。依靠弹簧的压力以及压盖限位作用，将传感器按照设计精度的要求贴压在活 塞杆表面，使得传感器无法侧向移动和转动，从而保证传感器与被检测的陶瓷 活塞杆之间的径向间隙以及传感器检测的方向和角度。所述的限位及恒压力配 合机构由限位压盖和恒压力弹簧组成，霍尔传感器和信号处理单元设置在限位 压盖内，恒压力弹簧一端压在限位压盖内表面，另一端压在霍尔传感器上。本实用新型的有益效果是，本实用新型的带内置式行程检测装置的液压缸， 行程检测装置集成于陶瓷活塞杆上，直接检测出活塞杆的位移，不需转换，故 也不存在累积误差，所以其任意行程均可检测，而且检测精度达到lmm以下； 其结构紧凑、体积小，霍尔传感器可直接安装于液压缸的下端盖上，在液压缸 外部不需另外的装置，因此其检修非常方便。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。图1是本实用新型的带内置式行程检测装置的液压缸的结构示意图。 图2是图1中的霍尔传感器及恒压力配合机构等部分的局部放大图。 图3是本实用新型中的霍尔传感器的结构示意图。 图4是本实用新型中的霍尔传感器的电气原理图。图中l.陶瓷活塞杆，1-1.基体，1-l-l.沟槽，卜2.陶瓷层，2.霍尔传感器， 2-l.传感元件，3.信号处理单元，4.下端盖，5.恒压力配合机构，5-1.限位压 盖，5-2.恒压力弹簧，6.缸体。
具体实施方式
如图1 4所示的本实用新型的带内置式行程检测装置的液压缸，具有缸体 6、陶瓷活塞杆l、下端盖4、霍尔传感器2和与霍尔传感器2相连并对霍尔传 感器2的输出信号进行处理和运算的信号处理单元3，陶瓷活塞杆具有碳素钢或 合金钢的基体l-l，基体1-1表面设置有槽宽与间隔宽相等的沟槽1-1-1，基体 l-l表面涂有陶瓷层1-2，霍尔传感器2内部集成了两个相位差为90度的传感 元件2-1，液压缸的下端盖4上装有限位及恒压力配合机构5，霍尔传感器2安 装在限位及恒压力配合机构5上，传感元件2-1接近或接触陶瓷活塞杆1的表 面，传感元件2-1的磁力检测方向正对陶瓷活塞杆1的中心且与陶瓷活塞杆1 的轴线正交。限位及恒压力配合机构5由限位压盖5-1和恒压力弹簧5-2组成，霍尔传 感器2和信号处理单元3设置在限位压盖5-1内，恒压力弹簧5-2 —端压在限位 压盖5-l内表面，另一端压在霍尔传感器2上，以保证霍尔传感器2安装精度以 及检测精度的要求。
权利要求1.一种带内置式行程检测装置的液压缸，具有缸体(6)、陶瓷活塞杆(1)、下端盖(4)、霍尔传感器(2)和与霍尔传感器(2)相连并对霍尔传感器(2)的输出信号进行处理和运算的信号处理单元(3)，其特征是所述的陶瓷活塞杆具有碳素钢或合金钢的基体(1-1)，基体(1-1)表面设置有槽宽与间隔宽相等的沟槽(1-1-1)，基体(1-1)表面涂有陶瓷层(1-2)，霍尔传感器(2)内部集成了两个相位差为90度的传感元件(2-1)，传感元件(2-1)接近或接触陶瓷活塞杆(1)的表面，传感元件(2-1)的磁力检测方向正对陶瓷活塞杆(1)的中心且与陶瓷活塞杆(1)的轴线正交。
2. 根据权利要求1所述的带内置式行程检测装置的液压缸，其特征是所 述的霍尔传感器(2)安装在液压缸的下端盖(4)上。
3. 根据权利要求2所述的带内置式行程检测装置的液压缸，其特征是液 压缸的下端盖(4)上装有限位及恒压力配合机构(5)，霍尔传感器(2)安装 在限位及恒压力配合机构(5)上。
4. 根据权利要求3所述的带内置式行程检测装置的液压缸，其特征是所述 的限位及恒压力配合机构(5)由限位压盖(5-1)和恒压力弹簧(5-2)组成， 霍尔传感器(2)和信号处理单元(3)设置在限位压盖(5-1)内，恒压力弹簧(5-2) —端压在限位压盖(5-1)内表面，另一端压在霍尔传感器(2)上。
专利摘要本实用新型涉及一种液压缸的行程检测装置，尤其是一种带内置式行程检测装置的液压缸，它具有陶瓷活塞杆、霍尔传感器和与霍尔传感器相连并对霍尔传感器的输出信号进行处理和运算的信号处理单元，陶瓷活塞杆具有碳素钢或合金钢的基体，基体表面设置有槽宽与间隔宽相等的沟槽，基体表面涂有陶瓷层，霍尔传感器内部集成了两个相位差为90度的传感元件，传感元件接近或接触陶瓷活塞杆的表面，传感元件的磁力检测方向正对陶瓷活塞杆的中心且与陶瓷活塞杆的轴线正交。本实用新型解决了现有的内置式行程检测装置存在的外形较大，安装和检修麻烦的技术问题，本实用新型结构紧凑、体积小，安装检修非常方便，检测精度高。
文档编号F15B15/00GK201121621SQ20072004250
公开日2008年9月24日 申请日期2007年11月6日 优先权日2007年11月6日
发明者吴国栋, 徐志峰, 朱琴玉, 云 汤, 高吉元 申请人:江苏武进液压启闭机有限公司