[发明专利]一种液压缸侧向力监测系统

说明书

本发明提供一种液压缸侧向力监测系统，液压缸内部设置有活塞杆以及监测装置，所述监测装置嵌设在所述活塞杆伸出的一端的外周面，所述监测装置包括环本体、弹性垫圈、卡箍、压力传感器、线缆以及线缆槽盖，所述环本体套设在所述活塞杆的外部，所述环本体的内径大于所述活塞杆的外径，所述弹性垫圈的内径与所述活塞杆的外径相同。由于压力传感器与弹性垫圈之间存在预紧力，当液压缸的活塞杆受到侧向力时，弹性垫圈会侧向移动，预紧力会发生变化，通过计算机实时记录并计算预紧力的变化值，判断液压缸四个方向的侧向力的变化情况，进而产生警报信号或者执行保护动作。本发明结构简单，在液压缸上增加该装置，成本不会大幅增加，利于推广。

技术领域

本发明属于液压缸监测领域，具体地涉及一种液压缸侧向力监测系统。

背景技术

液压缸常用于飞机中的执行机构，也常用于机械产品试验的加载装置。液压缸连接在液 压系统中，通过控制油液的压力来调节液压缸的最大输出力，调节油液进出液压缸的方向， 控制活塞杆的伸缩。液压缸输出力的范围可以做到很大，精度控制可以做到很高，是航空、 航天领域最常用的液压产品。

液压缸在使用过程中，由于不正确的操作，很容易受到侧向载荷力(简称侧向力)的影 响，导致液压缸轴承的损坏，这是液压缸的不足之处。以液压缸试验为例，被试液压缸和加 载液压缸的安装位置要求同轴，若两个液压缸安装位置有偏差，将对活塞杆产生侧向扭矩， 施加在轴承上的侧向力越大，液压缸轴承磨损越快；同时，密封圈也会受到侧向力的压迫， 导致一侧压缩，一侧间隙，导致渗油现象；并且，在做寿命试验过程中，活塞杆伸缩进行反 复周期性加载，侧向力将施加在试验台架上，产生周期性侧向力，试验台架在长时间工作下 将产生疲劳损伤，最终会导致试验结果不正确或中断，影响项目进度。对于飞机上的液压缸 来说，侧向力的影响会加速产品的磨损，缩短产品的寿命，严重情况甚至会影响飞行安全。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种液压缸侧向力监测系统，可以实 时采集液压缸活塞杆受到的侧向力，将信号反馈给采集控制器，控制器发送警告或者保护命 令，警告操作人员修正液压缸使用方法或限制液压缸的操作。该装置属于液压缸的内嵌装置， 不影响原始液压缸的工作过程，可以大幅提高液压缸的使用寿命。

本发明是这样实现的：

具体地，本发明提供一种液压缸侧向力监测系统，所述液压缸内部设置有所述活塞杆以及监 测装置，所述监测装置嵌设在所述活塞杆位于液压缸内部的一端的外周面，所述监测装置包 括环本体、弹性垫圈、卡箍、压力传感器、线缆以及线缆槽盖，所述环本体套设在所述活塞 杆的外部，所述环本体的内径大于所述活塞杆的外径，所述弹性垫圈的内径与所述活塞杆的 外径相同，

所述环本体的外侧周向设置有第一凹槽，所述环本体的内侧周向设置有第二凹槽，所述 卡箍固定在所述第一凹槽内，所述卡箍与所述第一凹槽之间为过盈配合，所述弹性垫圈固定 在所述第二凹槽内，所述线缆借助于所述线缆槽盖固定在所述环本体的一个端部，所述线缆 的一端通过线槽引出，所述环本体的周向上均匀设置有多个传感器安装孔，所述压力传感器 固定在所述传感器安装孔内部，所述卡箍为所述压力传感器与所述弹性垫圈之间提供预紧力；

所述压力传感器的输出端连接有数据采集器，所述数据采集器的输出端连接有远程控制 装置；

当所述活塞杆受到侧向力时，所述弹性垫圈侧向移动，所述压力传感器实时获得所述弹 性垫圈的四个侧向力，所述侧向力包括上侧径向压力、左侧径向压力、下侧径向压力以及右 侧径向压力；并借助所述数据采集器将所述四个侧向力的数据发送至所述远程控制装置，所 述远程控制装置根据实时接收到的所述四个侧向力的数据判断液压缸在四个方向上的每个侧 向力变化值，获取合成力，所述合成力为所述四个侧向力中增幅大的两个侧向力的矢量乘积， 并对所述合成力的大小进行判断，当所述合成力大于预设的侧向力阈值时，所述远程控制装 置启动保护装置并进行报警。