[發(fā)明專利]大推力高速液壓缸及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610527026.0
• 申請日: 2016-07-06
• 公開（公告）號: CN106015130B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李曉龍;王超光;劉兵;于安才;張建
• 申請（專利權(quán)）人: 天津優(yōu)瑞納斯液壓機械有限公司
• 主分類號: F15B3/00
• 分類號: F15B3/00;F15B15/17;F15B1/02;F15B15/28
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司12209
• 代理人: 高璇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液壓領(lǐng)域，尤其是一種大推力高速液壓缸及其工作方法。

背景技術(shù)

在碰撞試驗、高速摩擦試驗或高速投放裝置等各類工程應(yīng)用場合，通常需要對大質(zhì)量的試驗平臺或試驗對象進行加速，快速到達(dá)較高的工作速度，這便對試驗臺的加速系統(tǒng)提出了很高的工作要求。液壓系統(tǒng)具有推力大，結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢，是比較理想的試驗加速系統(tǒng)，但是，現(xiàn)有的傳統(tǒng)液壓缸作為動力源，其活塞桿運動速度受到液體流量等諸多方面的限制，難以提供很高的輸出速度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種大推力高速液壓缸及其工作方法，具有結(jié)構(gòu)緊湊，能量利用率高，推力大，推力可調(diào)及輸出速度大等優(yōu)勢。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種大推力高速液壓缸，其特征在于：液壓缸主體為一橫向設(shè)置的密封腔體，在液壓缸主體的前端同軸延伸固裝有一高速缸缸筒，在高速缸缸筒內(nèi)同軸裝有高速缸活塞桿，該高速活塞桿在高速缸缸筒內(nèi)同軸密封滑動；液壓缸主體內(nèi)部隔斷分為互不連通的蓄能器氣體腔和增壓器腔，在液壓缸主體內(nèi)同軸安裝有一貫穿蓄能器氣體腔和增壓器腔的蓄能器活塞桿，在蓄能器氣體腔前端的蓄能器活塞桿的端部固裝蓄能器活塞，該蓄能器活塞密封滑動安裝在液壓缸主體內(nèi)；蓄能器活塞與高速缸活塞桿之間為蓄能器液體腔；在增壓器腔內(nèi)的蓄能器活塞桿上同軸制有增壓缸活塞，該增壓缸活塞密封滑動安裝在增壓器腔內(nèi)。

而且，蓄能器活塞桿的后端同軸固裝有一限位桿，限位桿同軸延伸出液壓缸主體后端之外，在液壓缸主體后端的限位桿外周安裝有一鎖緊器。

而且，限位桿后端同軸制有一用于檢測位移距離的軸孔；在液壓缸主體后端同軸安裝有一傳感器，該傳感器的檢測端同軸插入限位桿后端的軸孔內(nèi)。

而且，在蓄能器活塞桿的軸向前端同軸安裝有一浮動緩沖塞。

一種大推力高速液壓缸的工作方法，其特征在于：

⑴系統(tǒng)開機前，增壓缸有桿腔、蓄能器氣體腔、蓄能器液體腔和高速缸有桿腔均處于排空狀態(tài)；

⑵高速缸有桿腔充入1～2MPa高純氮氣，使高速缸活塞桿完全縮回，同時氮氣將作為高速缸運動時的緩沖；

⑶蓄能器液體腔充入液壓油，此時液壓油無壓力；

⑷鎖緊器閉合，蓄能器活塞桿位置鎖定；

⑸蓄能器氣體腔充入高壓氮氣直到目標(biāo)蓄能壓力；

⑹鎖緊器打開，蓄能器氣體腔高壓氮氣瞬時膨脹，推動蓄能器活塞桿運動將液壓油推至高速缸無桿腔，進入高速缸無桿腔的油液推動高速缸活塞桿運動并實現(xiàn)對外輸出；

⑺蓄能器活塞桿在浮動式緩沖作用下逐漸減速直至完全停止；

⑻高速缸完成工作行程后，在高速缸有桿腔內(nèi)氮氣的作用下減速直至停止，此時系統(tǒng)完成工作行程；

⑼增壓缸有桿腔充入液壓油，使蓄能器活塞和高速缸活塞縮回；

⑽鎖緊器閉合，固定蓄能器活塞位置；

⑾排空增壓缸有桿腔內(nèi)液壓油，系統(tǒng)回到步驟⑸結(jié)束時的工作狀態(tài)，等待下一個工作循環(huán)。

本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：

1、本液壓缸通過蓄能器內(nèi)高壓氣體地瞬時高速膨脹，可實現(xiàn)高速缸活塞桿的高速大推力輸出，滿足各類試驗需求。

2、本液壓缸通過調(diào)節(jié)蓄能器內(nèi)氣體的壓力，可方便地實現(xiàn)輸出力的調(diào)節(jié)。

3、本液壓缸采用活塞式蓄能器與高速缸串聯(lián)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。

4、本液壓缸蓄能器和高速缸之間無需外部管路連接，避免了高壓油液在管路、油口內(nèi)的壓力損失，系統(tǒng)能量利用率大幅提高。

5、本液壓缸蓄能器采用浮動式緩沖結(jié)構(gòu)，降低了對系統(tǒng)加工精度要求，可以實現(xiàn)蓄能器活塞的緩沖。

6、本液壓缸高速缸缸筒內(nèi)的氮氣隨著活塞桿的運動被逐步壓縮，在有效工作行程后，有桿腔內(nèi)的N2可實現(xiàn)對活塞桿的緩沖減速，使系統(tǒng)工作更加平穩(wěn)。

7、本液壓缸通過添加內(nèi)置位移傳感器，可以實時監(jiān)測系統(tǒng)的運動位置，并得到系統(tǒng)實時的運動速度、加速度等重要參數(shù)，提高設(shè)備的智能化水平。

8、本液壓缸在首次工作后，蓄能器氣體腔無需再次充氣，大大縮短系統(tǒng)的工作準(zhǔn)備時間，系統(tǒng)可實現(xiàn)連續(xù)工作。

9、本發(fā)明通過將活塞式蓄能器和高速液壓缸直接串聯(lián)的方式，可以實現(xiàn)高速缸的大推力高速輸出，很好的實現(xiàn)預(yù)期功能，在極短的工作時間(<0.1s)和較短的加速行程(<1.0m)內(nèi)，將大質(zhì)量物體(>1.0t)加速到30m/s以上的速度。

附圖說明

圖1為液壓缸在活塞桿收回狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；