[发明专利]单出杆电液直驱伺服缸装置

说明书

本发明提供一种单出杆电液直驱伺服缸装置，包括伺服电机、与伺服电机连接的闭式泵、与闭式泵连接的单出杆主油缸，以及与单出杆主油缸并联设置的单出杆副油缸；其中，单出杆主油缸的有杆腔室和无杆腔室的面积比与单出杆副油缸的有杆腔室和无杆腔室的面积比相等；伺服电机用于带动闭式泵向单出杆主油缸供油，并通过单出杆副油缸回油，以完成油液循环。利用上述发明能够实现单出杆缸的液压振动，并通过单出杆副油缸对振动进行上下限位保护。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，更为具体地，涉及一种单出杆电液直驱伺服缸装置。

背景技术

目前，结晶器振动作为连铸关键核心设备一直倍受关注，为有效控制结晶器的振频、振幅，现有的振动方式已经由传统的电机凸轮振动转变为电动缸/液压振动，通过设置不同的振动参数实现动态结晶器振动参数在线调整。相对于电动缸振动装置在驱动力上的不足，液压振动装置在响应频率和单位驱动功率方便具有明显优势。但是，传统液压振动装置也存在效率较低、系统发热大等问题，目前电液直驱伺服缸振动就是在这种环境下提出来的一种解决方案。

具体地，电液直驱伺服缸液压振动装置的工作原理是伺服电机带动液压泵直接控制液压缸运动。通过取消中间控制阀组，减少能量损失提高系统效率，为此需要将传统液压振动的开式系统，改成闭式系统，取消传统的液压站油箱，将回油直接接入液压泵的吸油口。该方式虽然能大幅提高系统效率，但由于回油直接进入泵的吸油口，没有中间过渡，泵排油和泵进油在体积上必须一致，否则闭式液压系统无法正常工作。

对于液压马达或者双作用油缸来说，动作时的进出油量完全一致不存在任何问题，但对于单出杆缸而言，由于油缸的一端有活塞杆，另外一端没有活塞杆导致腔体积不一样，普通的闭式回路无法正常工作。由于结晶器振动装置是垂直负载，结晶器向上运动时装置出力较大，向下运动时几乎可以不用出力。因此采用单出杆缸的方案更加适合，但是采用双作用缸会导致油缸的长度和直径比单出杆缸大一倍。这对结晶器振动动力装置的空间设计提出很高的要求，对多流小方坯而言振动装置的空间很难满足设计需求。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种单出杆电液直驱伺服缸装置，以解决目前单出杆缸方案存在的无法实现闭式回路工作，而采用双杠容易导致体积大，无法满足特殊场景的设计需求等问题。

本发明提供的单出杆电液直驱伺服缸装置，包括伺服电机、与伺服电机连接的闭式泵、与闭式泵连接的单出杆主油缸，以及与单出杆主油缸并联设置的单出杆副油缸；其中，单出杆主油缸的有杆腔室和无杆腔室的面积比与单出杆副油缸的有杆腔室和无杆腔室的面积比相等；伺服电机用于带动闭式泵向单出杆主油缸供油，并通过单出杆副油缸回油，以完成油液循环。

此外，优选的技术方案是，单出杆主油缸的有杆腔室与单出杆副油缸的有杆腔室通过连接件导通。

此外，优选的技术方案是，闭式泵包括出油口和进油口；单出杆主油缸的无杆腔室通过第一管路与出油口导通，单出杆副油缸的有杆腔室通过第二管路与进油口导通。

此外，优选的技术方案是，当单出杆主油缸与单出杆副油缸处于初始位置时，单出杆主油缸的驱动杆位于单出杆主油缸的中间位置，单出杆副油缸的驱动杆位于单出杆副油缸的中间位置。

此外，优选的技术方案是，还包括设置在单出杆主油缸的驱动杆上并用于检测单出杆主油缸的驱动杆位置的第一位置传感器，以及设置在单出杆副油缸的驱动杆上并用于检测单出杆副油缸的驱动杆位置的第二位置传感器。

此外，优选的技术方案是，还包括与闭式泵导通的闭式回路加油口和补油接头。

此外，优选的技术方案是，单出杆主油缸的有杆腔室与副油缸的有杆腔室之间的流量表示为：

Q＝S_B*V＝S_b*V′