專利名稱：液壓系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液壓系統(tǒng)，尤其涉及一種低功率電機驅動的高效能液壓系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)有的油壓系統(tǒng)通常都是以一定功率電機驅動油泵工作，通過油泵工作使油壓系統(tǒng)中產(chǎn)生壓力和一定流量，通過液壓控制閥控制油路，使系統(tǒng)完成工作，但這種系統(tǒng)存在如下缺陷(1)油泵及控制閥工作時油溫很高，而油溫過熱是油壓系統(tǒng)許多故障最主要的誘發(fā)原因，并影響液壓元件和系統(tǒng)工作的可靠性和使用壽命。
(2)系統(tǒng)中使用的控制元件多，需要必不可少的主要部件油泵，同時也需要大功率的動力電機起動運行。
(3)電機及油泵工作時噪音大，影響環(huán)保及工作者的健康。
(4)控制閥不準確，在系統(tǒng)中很難精確控制機器動作的精確度，比如壓力、行程(每次往返的精確度等)。
(5)液壓油的品質要求高，使用量也需要很多，不利于環(huán)保，使用壽命短，因為油泵控制閥的強壓力摩擦，使油很快發(fā)熱失去它的性能。
(6)機器使用的電壓也有一定限制，絕大多數(shù)機器使用的電壓為三相380V，在沒有380V電源時就不能使用。

發(fā)明內容
為克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種能連續(xù)地輸出高壓和/或低壓液壓油的高效能液壓系統(tǒng)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種液壓系統(tǒng)，其依次包括低功率電機；與電機相連的減速機；與減速機相連的連軸器；動力傳輸裝置，其包括與連軸器相連的滾珠螺桿、推動板、固定在推動板上的推動桿、設置在滾珠螺桿上且固定在推動板上的滾珠螺帽；滾珠螺桿垂直地穿過推動板的中心，并插入推動桿的內腔中心；所述推動板的兩端分別設有直線軸承，兩直線軸承在與滾珠螺桿相平行的一對直線導桿上運動；與油箱連通的密封缸桶；以及固定在推動桿上的活塞，活塞位于缸桶內并與缸桶內腔呈滑動配合；電機的動力通過減速機、連軸器、滾珠螺桿、滾珠螺帽傳給推動板，帶動推動桿和活塞在缸桶內運動；改變電機的轉向，使活塞在缸桶內做往復直線運動；活塞在缸桶內進行往復運動的行程中，缸桶連續(xù)地輸出高壓和/或低壓液壓油。
所述活塞固定在推動桿的頂端，活塞將缸桶的內腔分隔為腔A和腔B，兩個單向閥分別與腔A和腔B相連，油箱通過兩個單向閥分別與腔A和腔B相連；活塞正向運動時，腔A內形成真空，油箱內的油通過單向閥被吸入腔A，腔B內的油在活塞的作用下產(chǎn)生高壓或低壓，并通過單向閥輸出高壓或低壓液壓油；活塞反向運動時，腔A通過單向閥輸出高壓或低壓液壓油，油箱中的油通過單向閥被吸入腔B；當缸桶的內徑在30-70mm之間時，輸出高壓液壓油；當缸桶的內徑在100-300mm之間時，輸出低壓液壓油。
所述缸桶由相連的低壓缸桶和高壓缸桶組成，高壓缸桶的內徑小于低壓缸桶的內徑；活塞將低壓缸桶的內腔分隔為腔A和腔B；推動桿與高壓缸桶的內腔呈滑動配合，活塞與低壓缸桶的內腔呈滑動配合；單向閥分別與腔A、腔B、腔C相連；油箱通過三個單向閥分別與腔A、腔B、腔C相連；推動桿和活塞僅在低壓缸桶內正向運動時，腔B和腔C分別通過單向閥輸出低壓液壓油；當推動桿正向運動進入腔C時，腔C輸出高壓液壓油，同時油箱中的油被吸入腔A；推動桿和活塞反向運動時，油箱中的油分別通過單向閥被吸入腔C、腔B；同時，腔A內輸出低壓液壓油。所述高壓缸桶的內徑在30-70mm之間，低壓缸桶的內徑在100-300mm之間。
所述一對導桿的兩端分別設有左右兩個固定板，左側固定板是缸桶的壁面，固定板的中心設有通孔，通孔內設有油封，推動桿穿過左側固定板上的通孔進入缸桶。
所述活塞的外周緣設有油封。所述腔B和腔C之間的連接處設有油封。所述低功率電機是伺服電機，所述減速機是行星齒輪減速機或渦輪渦桿減速機。
本發(fā)明的液壓系統(tǒng)的缸桶內設有活塞，活塞將缸桶分隔為兩個內腔，活塞在缸桶內往復運動的行程中，缸桶能連續(xù)地輸出高壓和/或低壓液壓油，由此極大地提高了工作效率。本液壓系統(tǒng)取代了油泵，大大減少了零部件，工作非常穩(wěn)定，能精確控制機器的動作，解決了控制閥的工作精度不準確的弊端，沒有了油泵也就解決了致命的油溫問題，大大減少了驅動源大功率的電機，節(jié)約系統(tǒng)消耗的能源在50％-90％以上；也大大地減少了液壓油的使用量，使機器更環(huán)保，因取消了大功率的電機及油泵，所以該系統(tǒng)的噪音能減少90％。


圖1為本發(fā)明第一實施例的液壓系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為本發(fā)明第二實施例的液壓系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施例方式
圖1所示是本發(fā)明第一實施例，即能連續(xù)地提供高壓或低壓液壓油的液壓系統(tǒng)，其依次包括低功率電機1、減速機2、連接板3、連軸器4、動力傳輸裝置100、及與油箱27連通的缸桶40。
減速機2與電機1相連，減速機2被固定在連接板3的一側，連軸器4設在連接板3的另一側，并與減速機2相連。
所述動力傳輸裝置100包括與連軸器4相連的滾珠螺桿7、推動板20、固定在推動板20上的推動桿10、設置在滾珠螺桿7上且固定在推動板20上的滾珠螺帽8。滾珠螺桿7垂直地穿過推動板20的中心，并插入推動桿10的內腔中心。推動板20的兩端分別設有直線軸承9，兩直線軸承在與滾珠螺桿7相平行的一對直線導桿6上運動，從而帶動推動板20做往復直線運動。所述一對直線導桿6的兩端分別設有固定板5、12，并用螺栓13固定。固定板12為缸桶40的壁面，固定板12的中心設有通孔，通孔內設有油封11。推動桿10穿過固定板上的通孔進入缸桶40。
電機1驅動減速機2，電機1的功率隨減速比的增大而放大輸出功率。電機1的動力通過減速機2、連軸器4轉給滾珠螺桿7，滾珠螺桿將旋轉運動變?yōu)榫€性運動從而使?jié)L珠螺帽8做直線往復運動，因滾珠螺帽8固定在推動板20上，故使推動板20做直線往復運動。因推動桿10固定在推動板20上，故當推動板20運動時會帶動推動桿10和活塞15同步運動。因滾珠螺桿7設在推動桿10的中心，故低功率電機1和減速機2的動能在推動桿10上產(chǎn)生放大的推力源。當推動桿10通過固定板12的通孔時，油封11將腔C與外界隔開。
推動桿10的前端固定有活塞15，活塞15與缸桶40的內腔呈滑動配合?；钊?5的外周緣設有油封16，活塞15將缸桶40的內腔分隔為腔A和腔B。單向閥25A、25B分別與腔A、腔B相連，油箱27通過單向閥19、23分別與腔A、腔B相連。閥25A、25B、19、23都是單向閥，壓力表26、21分別顯示腔A、腔B內的油壓。
當電機順時針旋轉時，推動桿10帶動活塞15做正向(向左)運動，腔A里呈真空并具有一定吸力，油箱27內的油通過單向閥19被吸入腔A，同時腔B內的油受到活塞15的作用力而成為高壓或低壓液壓油，并從單向閥25B輸出。當活塞15向左走完缸桶內腔的整個行程后，控制低功率電機1使其逆時針旋轉，這時活塞15做反向(向右)運動，從而使腔A輸出高壓或低壓液壓油，此時腔B因活塞15的反向運動而產(chǎn)生吸力，油箱27中的油通過單向閥23被吸入腔B?？梢?，改變電機的轉向，可使缸桶的腔A和腔B交替連續(xù)地輸出高壓或低壓液壓油，以供給液壓系統(tǒng)使用。
在該實施例中，缸桶40輸出的液壓油的壓力取決于缸桶的內徑，當缸桶的內徑在100-300mm之間、電機功率在2.75N.m時，將輸出壓力為10-70kg/cm的低壓液壓油；當缸桶40的內徑在30-70mm之間、電機功率在2.75N.m時，將輸出壓力為100-210kg/cm的高壓液壓油。
圖2所示為本發(fā)明第二實施例，即可連續(xù)地提供高壓和低壓液壓油的液壓系統(tǒng)，與第一實施例一樣，第二實施例也包括低功率電機1、減速機2、連接板3、連軸器4、動力傳輸裝置、及與油箱27連通的缸桶。電機1和減速機2的動力能作用在推動桿10上并產(chǎn)生放大的推力源。
所不同的是，圖2所示的缸桶由相連的低壓缸桶34和高壓缸桶14組成。高、低壓缸桶的連接處設有油封17，高壓缸桶14的內徑小于低壓缸桶34的內徑。
推動桿10上設有活塞15，活塞的外周緣設有油封16?；钊?5將低壓缸桶內腔分為腔A和腔B。推動桿10與高壓缸桶14的內腔C呈滑動配合，活塞15與低壓缸桶34的內腔呈滑動配合。單向閥25A、25B、25C分別與腔A、腔B、腔C相連；油箱27通過單向閥19、23、22分別與腔A、腔B、腔C相連；壓力表26、21、24分別顯示腔A、腔B、腔C內的油壓。固定板12為低壓缸桶34的壁面，推動桿10穿過固定板12上設有油封11的通孔進入低壓缸桶34。
當推動桿10和活塞15僅在低壓缸桶34內正向(向左)運動時，低壓缸桶的腔B及高壓缸桶14的腔C內同時產(chǎn)生低壓液壓油，分別通過單向閥25B、25C輸出。當推動桿10繼續(xù)正向(向左)運動并通過油封17進入腔C時，單向閥25C輸出的液壓油就變?yōu)楦邏阂簤河?。單向閥25B依然輸出低壓液壓油。在活塞15正向移動時，低壓缸桶的腔A內形成真空吸力，通過單向閥19吸取油箱27中的液壓油。當活塞14反向(向右)運動時，高壓缸桶14及低壓缸桶34的腔B內均形成真空并具有吸力，由此通過單向閥22、23吸取油箱27中的液壓油，以補充前一動作失去的液壓油并準備下一次動作，同時腔A因受到活塞15的回行作用而產(chǎn)生低壓液壓油，并通過單向閥25A輸出供給液壓系統(tǒng)使用?？梢?，該系統(tǒng)能同時輸出高壓和低壓液壓油，同時低壓缸桶34的腔A和腔B能交替連續(xù)輸出低壓液壓油。
如上所述，缸桶內的壓力取決于其內徑的大小，在圖2中，低壓缸桶34的內徑在100-300mm之間、高壓缸桶14的內徑在30-70mm之間、電機功率在2.75N.m時，將輸出壓力為10-70kg/cm低壓液壓油、和壓力為100-210kg/cm的高壓液壓油。
在本發(fā)明中，低功率電機是單相220電源，故適用范圍廣泛。而低功率電機的可控性是很強的，它的轉動精度可控制在0.01mm以下，通過滾珠螺桿變?yōu)橹本€運動后，精度更大大提高，再通過電子尺等控制原件，油腔中的液壓油就可以任意控制出油量或壓力，能解決傳統(tǒng)系統(tǒng)的精度問題。另，所述低功率電機可以是伺服電機，減速機可以是行星齒輪減速機或渦輪渦桿減速機。
本發(fā)明的液壓系統(tǒng)可用于現(xiàn)有的任何一種油壓設備上，上述二個實施例可代替現(xiàn)有技術中的低壓油泵、高壓油泵、高低壓組合油泵。在流量控制上，本發(fā)明可任意改變馬達速度來控制輸出的流量，根據(jù)本系統(tǒng)的特點，如果現(xiàn)有的機器都改用這種動力源，例如一臺100噸的油壓機，現(xiàn)有的電機功率為三相380V，7.5kw，每小時耗電7.5度×0.71元/度＝5.325元/小時。而采用本發(fā)明，電機為單項220V，0.4W，每小時耗電0.4度×0.71元/度＝0.284元/小時，由此可見，本發(fā)明節(jié)約的能源是非?？捎^的。
權利要求
1.一種液壓系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)依次包括低功率電機(1)；與電機(1)相連的減速機(2)；與減速機(2)相連的連軸器(4)；動力傳輸裝置，其包括與連軸器(4)相連的滾珠螺桿(7)、推動板(20)、固定在推動板(20)上的推動桿(10)、設置在滾珠螺桿(7)上且固定在推動板(20)上的滾珠螺帽(8)；滾珠螺桿(7)垂直地穿過推動板(20)的中心，并插入推動桿(10)的內腔中心；所述推動板(20)的兩端分別設有直線軸承(9)，兩直線軸承在與滾珠螺桿(7)相平行的一對直線導桿(6)上運動；與油箱(27)連通的密封缸桶(40、50)；以及固定在推動桿(10)上的活塞(15)，活塞位于缸桶內并與缸桶內腔呈滑動配合；其中，電機(1)的動力通過減速機(2)、連軸器(4)、滾珠螺桿(7)、滾珠螺帽(8)傳給推動板(20)，帶動推動桿(10)和活塞(15)在缸桶內運動；改變電機的轉向，使活塞在缸桶內做往復直線運動；活塞在缸桶內進行往復運動的行程中，缸桶連續(xù)地輸出高壓和/或低壓液壓油。
2.如權利要求1所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述活塞(15)固定在推動桿(10)的頂端，活塞將缸桶(40)的內腔分隔為腔(A)、腔(B)，單向閥(25A、25B)分別與腔(A、B)相連，油箱(27)通過單向閥(19、23)分別與腔(A、B)相連；活塞(15)正向運動時，腔(A)內形成真空，油箱(27)內的油通過單向閥(19)被吸入腔(A)，腔(B)內的油在活塞(15)的作用下產(chǎn)生高壓或低壓，并通過單向閥(25B)輸出高壓或低壓液壓油；活塞(15)反向運動時，腔(A)通過單向閥(25A)輸出高壓或低壓液壓油，油箱(27)中的油通過單向閥(23)被吸入腔(B)；當缸桶(40)的內徑在30-70mm之間時，輸出高壓液壓油；當缸桶(40)的內徑在100-300mm之間時，輸出低壓液壓油。
3.如權利要求1所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述缸桶(50)由相連的低壓缸桶(34)和高壓缸桶(14)組成，高壓缸桶的內徑小于低壓缸桶的內徑；活塞(15)將低壓缸桶(34)的內腔分隔為腔(A)和腔(B)；推動桿(10)與高壓缸桶的內腔(C)呈滑動配合，活塞(15)與低壓缸桶(34)的內腔呈滑動配合；單向閥(25A、25B、25C)分別與腔(A)、腔(B)、腔(C)相連；油箱(27)通過單向閥(19、23、22)分別與腔(A)、腔(B)、腔(C)相連；推動桿(10)和活塞(15)僅在低壓缸桶內正向運動時，腔(B)和腔(C)分別通過單向閥(25B、25C)輸出低壓液壓油；當推動桿(10)正向運動進入腔(C)時，單向閥(25C)輸出高壓液壓油，同時油箱(27)中的油通過單向閥(19)被吸入腔(A)；推動桿和活塞反向運動時，油箱(27)中的油分別通過單向閥(22、23)被吸入腔(C)、腔(B)；同時，腔(A)內產(chǎn)生低壓液壓油并通過單向閥(25A)輸出。
4.如權利要求3所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓缸桶(14)的內徑在30-70mm之間，低壓缸桶(34)的內徑在100-300mm之間。
5.如權利要求1所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述一對導桿(6)的兩端分別設有固定板(5、12)，固定板(12)是缸桶的壁面，固定板的中心設有通孔，通孔內設有油封(11)，推動桿(10)穿過固定板(12)上的通孔進入缸桶。
6.如權利要求1至3中任一項所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述活塞(15)的外周緣設有油封(16)。
7.如權利要求3所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述腔(B)和腔(C)之間的連接處設有油封(17)。
8.如權利要求1所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述低功率電機(1)是伺服電機，所述減速機(2)是行星齒輪減速機或渦輪渦桿減速機。
全文摘要
一種液壓系統(tǒng)，依次包括低功率電機；與電機相連的減速機；與減速機相連的連軸器；動力傳輸裝置，包括與連軸器相連的滾珠螺桿、推動板、固定在推動板上的推動桿、設置在滾珠螺桿上且固定在推動板上的滾珠螺帽；滾珠螺桿垂直地穿過推動板的中心并插入推動桿的內腔中心；推動板的兩端分別設有直線軸承，兩直線軸承在與滾珠螺桿相平行的一對直線導桿上運動；與油箱連通的密封缸桶；及固定在推動桿上的活塞，活塞位于缸桶內并與缸桶內腔呈滑動配合；電機的動力通過減速機、連軸器、滾珠螺桿、滾珠螺帽傳給推動板，帶動推動桿和活塞在缸桶內運動，改變電機的轉向，使活塞在缸桶內做往復直線運動；活塞在缸桶內進行往復運動的行程中，缸桶連續(xù)地輸出高壓和/或低壓液壓油。
文檔編號F04B1/12GK1807903SQ200510002429
公開日2006年7月26日 申請日期2005年1月21日 優(yōu)先權日2005年1月21日
發(fā)明者蔡壽生 申請人:蔡壽生