[发明专利]一种大型卧式重载伺服液压缸的支承结构和支承方法

说明书

技术领域

 本发明属于伺服液压缸领域，具体涉及大型卧式重载高性能的伺服液压缸的安装支承，它适用于重载、卧式、铰接安装液压缸等大型冶金设备等行业的多种场合。

背景技术

在工程实践中很多液压缸采用卧式安装的形式, 由于缸自身重量和外负载特性的影响，会导致活塞与缸筒之间存在较大的接触力。卧式伺服液压缸常用在水平或倾斜工作的情况，由于一些复杂工况，还需要液压缸在工作时有小幅摆动，因此常常采用铰接的安装形式。在冶金行业等一些工况下，需采用大型重载液压缸，缸筒自身重量往往达到几吨甚至更重，使得活塞与缸筒之间接触力很大，由于较大的摩擦力严重影响伺服缸的输出特性，对设备的性能和可靠运行带来较大的隐患。卧式伺服缸的输出力需要很大，液压缸的体积也很大，即油缸的自重就很大，加之工作时需要液压缸有一定幅度的摆动，即活塞杆的输出端是按一定曲线输出力的，单独用一铰接结构势必会产生拉缸、密封磨损严重、漏油等现象，对伺服缸造成严重破坏，伺服液压缸的各项性能严重降低，致使伺服液压缸的寿命大大缩短。

传统采用铰接结构安装的重载卧式伺服液压缸，缸筒受力如图2所示。F1为液压缸前端盖导向套处活塞杆对液压缸的作用力，F2为缸筒铰接点对液压缸的支撑力，G为液压缸本身的自重，F3为活塞对缸筒的作用力；L1、L、L3分别为对应O点（即缸筒的铰接点）的力矩。由此可得如下方程：

力平衡方程式：F1+G=F2+F3              

力矩平衡方程式：F1*L1+F3*L3=G*L    

由力平衡方程式可知，液压缸的自重G，一部分通过铰接点提供的支撑力F2平衡，没有被平衡掉的剩余力就会通过液压缸底部的活塞作用于缸筒上侧，即产生力F3，以及作用在液压缸前端导向套与活塞杆连接处，即产生力F1。

再根据力矩平衡方程式可知：G为常量，缸筒、活塞与活塞杆的重量是恒量不变。随着活塞杆做工，活塞杆前移，由于液压缸的重量主要集中在缸体上，因活塞前移所引起G的力矩L的变化是可以忽略不计的，所以可将G*L项视为常量。那么，在活塞杆做工时，力矩L3会减小,而L、L1是保持不变的；从而由此方程便可知，由于L3减小，为了使等式成立，那么就会引起F3增加，或者F2增加，或者F3、F2都增加，也就是增加了活塞杆与缸体之间的作用力：二者增大，或其一增大即增大了导向套与活塞杆、活塞与缸筒的摩擦力，这样就会大大损耗液压缸的输出力，导致液压缸的密封装置损坏，若导致力F2、F3很大，那么还会产生导向套磨损、密封装置漏油、拉缸等现象，严重时可使液压缸报废。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种大型卧式重载伺服液压缸的支承结构，所述伺服液压缸包括缸体、活塞杆和活塞，缸体的前端底部与工作台铰接，包括支撑液压缸，铰接在卧式伺服缸后端底部，支撑液压缸底部连接压力传感器，随时监测和反馈支撑液压缸的压力。

其中，支撑液压缸底部接压力油，由独立的油源经比例减压阀调节后供油。

其中，油源包括油箱和液压泵，比例减压阀设置在液压泵输出端。

本发明还公开了一种大型卧式重载伺服液压缸的支承方法，所述伺服液压缸包括缸体、活塞杆和活塞，其中，

将缸体的前端底部与工作台铰接；

将缸体的后端底部与支撑液压缸铰接；

在支撑液压缸的底部连接压力传感器，随时监测和反馈支撑液压缸的压力。

其中，压力传感器随时监测和反馈支撑液压缸的无杆腔压力，比例减压阀根据检测获得的数据对系统液压油参数进行设定。

其中，当伺服液压缸承受负载时，支撑液压缸根据负载的大小和方向调整活塞杆的伸缩长度，即调整对卧式伺服缸的支撑力的大小及方向。

其中，当伺服液压缸承受的负载保持水平方向不变时，支撑液压缸根据检测反馈的数据，使活塞杆伸出一定长度，输出相应大小的支撑力来平衡液压缸的自重。

其中，当卧式伺服液压缸工作需要转动，活塞杆作用于负载，需要输出曲线力时，支撑液压缸根据反馈数据相应调整自身活塞杆伸缩长度,即调整输出支撑力的大小。

本发明的设计改变了液压缸的受力结构，并且会随着工况自动调整，大大减轻或避免因卧式伺服液压缸的自重导致的活塞杆与缸体接触而引起的诸多不利结果，改善了密封部位的受力情况，提升了重载卧式伺服缸的性能并大大延长了伺服缸的寿命，拓宽了伺服缸的应用工况。

附图说明

图1：本发明大型卧式重载伺服液压缸的支承结构示意图；

图2：传统采用铰接结构安装的卧式重载伺服液压缸缸筒受力图；