专利名称：液压微调器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液压微调器，属于液压系统的一个辅助装置，但 它有别于通用液压元件，主要用于叠加式力标准机，测力系统及它的校准 装置，称重系统的校准装置。也可属于计量领域的力学范畴。
技术背景通过对液压缸介质增压，使活塞产生作用力，向给定物体施加载荷的 液压加载方式得到广泛应用。液压加载无级可调，施加载荷平稳无冲击， 载荷范围宽，装置体积小、重量轻，对于计量测力技术有非常重要的实用意义。但计量测力技术要求力值精度高(如0 . 03% 0 . 01%或更高)， 并且要求力值稳定。液压加载虽然可以施加任意一个力值，但载荷加上后 不能保持稳定，力值很快就要发生变化，甚至保持零点几秒这样短时间的 高稳定度(0.03%以上)都很难做到。这对液压加载在测力技术上应用 是一个很大的障碍，解决液压加载稳定问题是它在高精度测力技术上应用 的前提条件。液压加载不稳定的原因， 一般都认为是液压系统泄漏造成的。但只从 密封上釆取措施并不能解决问题。通过实验观察和理论分析，认为在现代 密封技术己达到相当高的水平情况下，液压加载不稳定不是泄漏引起的， 而是液压介质本身性能引起的，即性能参数变化引起的。具体地说加载 时，随着介质压强升高，它的温度也要升高；加载停止，关闭阀门，液压 缸内介质温度高于外界温度，要向外界放热，使它的温度下降。随着介质温度降低，它的体积要发生收縮，而此时介质是在一个封闭系统内，系统 容积是不变的。而液压介质始终要充满整个容积，这时它的体积不会变小， 而是产生实质上的膨胀。继而带来自身压强的降低，引起活塞输出力的不 断下降。卸载情况正好相反，载荷卸到某一值时停止卸载，缸内介质温度 低于外界温度，要向外界吸热，介质体积发生膨胀。由于容积不变，则出 现实质上的压縮。压强升高，活塞输出力上升。这就是液压加载不稳定的 原因。它是液压介质本身性能决定的，解决的办法不是通过改变介质的性 质来消除热效应，而是顺应液压介质性能特点采取补偿措施，目前补偿办 法有流量补偿和外部补偿等，但效果不理想。因此，探索一种新的补偿办 法来解决液压加载稳定性是急待解决的问题。 发明内容本实用新型的目的在于提供一种基于容积补偿法的液压微调器，来解 决液压加载稳定性问题并使它在高精度测力技术上得以应用，它是装在增 压阀(进口阀)至液压缸缸体之间的管路上，阀后管路、液压微调器内腔 与液压缸的压力腔共同组成一个密封腔体，用液压微调器中的调节杆的升 降来改变腔内的容积，以补偿介质体积的变化，从而实现液压加载的稳定。由于液体压縮率很小，其体积压縮系数 一般液压油为5 7X10-1QmVN。 很小容积变化可引起较大的压强变化，因此，采用本实用新型液压微调器 对容积做微小的改变，就能取得满意的调节效果。本实用新型的目的是由以下技术方案实现的，它包括壳体、调节杆、 密封圈、谐波减速机、齿轮副、旋转螺母、上罩、上板、下板和手轮，手 轮与谐波减速机输入轴相连，谐波减速机输出轴与齿轮副的主动齿轮相连，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮中间固装旋转螺母，旋转螺母内 插装调节杆，调节杆中部为螺纹结构，与旋转螺母螺纹配合，调节杆下部为光杆，插入壳体腔内，调节杆与壳体之间设有密封圈，用于密封；调节杆上部装在上罩内，上罩固装在上板上，壳体固装在下板上，谐波减速机通过安装座装于上板上，齿轮副通过径向轴承安装在上、下板之间，上、下板由支柱和螺杆固接。壳体下端设一进口，其中部侧面设一出口，使用时分别与加载阀和液压缸相连，这样，加载阀至液压缸间就形成一个密闭系统。工作时转动手轮，通过谐波减速机带动齿轮副转动，旋转螺母随着旋转，带动调节杆升降，从而改变壳体内容积，实施体积补偿。上罩内装有导向键，导向键与调节杆键槽配合，防止调节杆升降过程中出现转动，使之只作上下直线运动。在旋转螺母的两端装有推力轴承，以承受调节杆在介质压力下产生的轴向力；调节杆与壳体之间所设的密封圈为两道斯特密封圈。上、下板与支柱之间用螺母固定；上、下板与螺杆之间用螺母固定。 壳体用螺钉固定在下板上；上罩用螺栓固定在上板上。 手轮与谐波减速机输入轴用键连接；谐波减速机输出轴与主动齿轮用键连接；用键和挡圈将旋转螺母固装在从动齿轮中间；上罩与导向键之间用螺钉固定；安装座用螺钉固定在上板上。 推力轴承和径向轴承之间用轴套隔开。 螺钉、螺栓下面均垫有弹簧垫圈。为适应不同载荷的加载需要，研制出了不同规格的液压微调器。按调节杆的直径不同，分别为020、 030、 050的微调器。施加的载荷大，缸体 直径大，所需调节量大，用大直径的。所加载荷小，用小直径的。微调器的工作压强为0 26MP a ，用于最大载荷为100T 3000T的加 载。调节量为所加载荷的1%，调节精度为所加最大载荷的0 001%。加 载稳定性达到每30秒(或更长时间)0.002%RS.。设计原理因为微调器的工作压强较高，调节杆直径相对来说较大，工作腔内介 质压强对杆产生较大轴向力，转动扭矩大。而且，调节杆直径较大，同一 转动角度产生的容积变化大。为了细微调节和易于操作，采用了手轮通过 谐波减速机转动齿轮副，进而带动调节杆升降的机构，使操作省力且调节 性能好。为保证好的操作性能和调节性能，微调器技术参数按以下范围选取 手轮直径0l2O 0l5O，谐波减速机速比i=40 250，齿轮副速比1~2，调节杆螺纹螺距S=4 8，调节杆截面积与液压缸活塞面积的面积比A=100 500。按手轮最小转角为2。计，各参数需满足下面关系式^^ = (2~6) X 10-6mm 180"本实用新型的关键技术特点是通过谐波减速机的高减速比，调节杆 与液压缸大面积比，实现了精细调节；通过谐波减速机和齿轮副实现了精 确传动；采用低摩擦的斯特封防止调节杆运动时产生爬行；采用斯特封和 锥面对球面的硬密封防止了泄漏。 本实用新型的优点是1、 结构新颖独特，简单实用。2、 不用改动液压缸，只需在增压阀与液压缸之间的管路上加装本实用新型液压微调器，就能达到容积补偿的目的。3、 能达到液压加载的高精度、高稳定性，适用于叠加式力标准机， 测力系统及它的校准装置，称重系统的校准装置。
图1为液压微调器结构示意图；图2为图1的左视图；图3为液压微调器应用原理图。图中l.壳体、2.调节杆、3.密封圈、4.螺母、5.推力轴承、6.轴套、 7.下板、8.径向轴承、9.支柱、IO.从动齿轮、ll.进口、 12.出口、 13.键、 14.挡圈、15.旋转螺母、16.上板、17.螺钉、18.导向键、19.上罩、20.键、 21.手轮、22.谐波减速机、23.安装座、24.键、25.主动齿轮、26.螺钉、 27.螺栓、28.螺母、29.螺杆、30.螺钉、31.泵站、32.加载阀、33.卸载阀、 34.液压缸、35.液压微调器。
具体实施方式
图l、图2所示为本实用新型液压微调器的实施例，手轮21连接谐波 减速机22输入轴，谐波减速机22输出轴连接齿轮副的主动齿轮25，主动 齿轮25与从动齿轮10啮合，从动齿轮10中间固装旋转螺母15，旋转螺 母15内插装调节杆2，调节杆2中部为螺纹结构，与旋转螺母15螺纹配 合，调节杆2下部为光杆，插入壳体l腔内，调节杆2与壳体1之间设有 密封圈3，本实施例中，密封圈3为两道斯特密封圈；调节杆2上部装在上罩19内，上罩19固装在上板16上，壳体1固装在下板7上，谐波减 速机22通过安装座23装于上板16上，齿轮副通过径向轴承8安装在上 板16和下板7之间，上板16和下板7由支柱9和螺杆29固接。壳体1下端设一进口 11，其中部侧面设一出口 12，使用时分别与加 载阀32和液压缸34相连，这样，加载阀32至液压缸34间就形成一个密 闭系统。工作时转动手轮21，通过谐波减速机22带动齿轮副转动，旋转 螺母15随着旋转，带动调节杆2升降，从而改变壳体l内容积，实施体 积补偿。上罩19内装有导向键18，导向键18与调节杆2键槽配合，防止调节 杆2升降过程中出现转动，使之只作上下直线运动；在旋转螺母15的两端装有推力轴承5，以承受调节杆2在介质压力下 产生的轴向力；调节杆2与壳体1之间采用两道斯特密封圈密封，密封采 用两道以保证密封的可靠性，密封件用美国SHAMBAN公司的斯特密封 圈，该密封件性能可靠且摩擦小，可有效防止爬行。上板16、下板7与支柱9之间用螺母4固定；上板16、下板7与螺杆 29之间用螺母28固定。壳体1用螺钉30固定在下板7上；上罩19用螺栓27固定在上板16上。手轮21与谐波减速机22输入轴用键20连接；谐波减速机22输出轴 与主动齿轮25用键24连接；用键13和挡圈14将旋转螺母15固装在从 动齿轮10中间；上罩19与导向键18之间用螺钉17固定；安装座23用 螺钉26固定在上板15上。推力轴承5和径向轴承8之间用轴套6隔开。 螺钉、螺栓下面均垫有弹簧垫圈。使用原理如图3所示，液压微调器使用时安装在加载阀32至液压缸 34之间的管路上，其进口与加载阀32 (进口阀)连接，出口与液压缸34 的压力腔连接，出口在上是为了排净腔内气体。进、出口接头采用锥面对 球面的硬密封连接，可保证不发生泄漏。本实用新型液压微调器为手动部 件，具体使用时由加载阀32向液压缸34增压加载，加到预定值的99%以 上时，关闭加载阀32，再用液压微调器精确加到所需力值。以后，根据力 值变化进行调节，使力值保持稳定，调节通过转动手动轮来解决，转动方 向，角度大小，速度快慢，都由人根据力值变化趋势来确定。
权利要求1、一种液压微调器，其特征在于它包括壳体(1)、调节杆(2)、密封圈(3)、谐波减速机(22)、齿轮副、旋转螺母(15)、上罩(19)、上板(16)、下板(7)和手轮(21)，手轮(21)与谐波减速机(22)输入轴相连，谐波减速机(22)输出轴与齿轮副的主动齿轮(25)相连，主动齿轮(25)与从动齿轮(10)啮合，从动齿轮(10)中间固装旋转螺母(15)，旋转螺母(15)内插装调节杆(2)，调节杆(2)中部为螺纹结构，与旋转螺母(15)螺纹配合，调节杆(2)下部为光杆，插入壳体(1)腔内，调节杆(2)与壳体(1)之间设有密封圈(3)，调节杆(2)上部装在上罩(19)内，上罩(19)固装在上板(16)上，壳体(1)固装在下板(7)上，谐波减速机(22)通过安装座(23)装于上板(16)上，齿轮副通过径向轴承(8)安装在上板(16)和下板(7)之间，上板(16)、下板(7)之间由支柱(9)和螺杆(29)固接。
2、 如权利要求1所述的液压微调器，其特征在于手轮直径为0120 0150，谐波减速机速比为1=40~250，齿轮副速比为1 2，调节杆螺纹螺距 S=4 8，调节杆截面积与液压缸活塞面积的面积比为A=100 500;各参数需满足下面关系式<formula>formula see original document page 2</formula>
3、 如权利要求1所述的液压微调器，其特征在于壳体(1)下端设 一进口 (11)，其中部侧面设一出口 (12)。
4、 如权利要求1所述的液压微调器，其特征在于上罩(19)内装有导向键(18)，导向键(18)与调节杆(2)键槽配合。
5、 如权利要求1所述的液压微调器，其特征在于在旋转螺母(15)的两端装有推力轴承(5)。
6、 如权利要求1所述的液压微调器，其特征在于调节杆(2)与壳体(1)之间所设的密封圈(3)为两道斯特密封圈。
7、如权利要求1所述的液压微调器，其特征在于用键(13)和挡圈(14)将旋转螺母(15)固装在从动齿轮(10)中间。
专利摘要本实用新型涉及一种液压微调器，属于液压系统的一个辅助装置，它由手轮连接谐波减速机输入轴，谐波减速机输出轴连接齿轮副的主动齿轮，从动齿轮中间固装旋转螺母，旋转螺母内插装调节杆，调节杆中部为螺纹结构，与旋转螺母螺纹配合，调节杆下部为光杆，插入壳体腔内，调节杆与壳体之间设有密封圈；调节杆上部装在上罩内，壳体固装在下板上，谐波减速机通过安装座装于上板上，齿轮副安装在上、下板之间；上、下板由支柱和螺杆固接。本实用新型的优点是结构新颖独特，简单实用；只需在增压阀与液压缸之间的管路上加装本实用新型，就能达到液压加载高精度、高稳定性的目的，适用于叠加式力标准机，测力系统及它的校准装置，称重系统的校准装置。
文档编号G01L25/00GK201096583SQ20072017391
公开日2008年8月6日 申请日期2007年10月31日 优先权日2007年10月31日
发明者谢显奇 申请人:谢显奇