專利名稱：一種內(nèi)置式液壓油缸位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)置式液壓油缸位移傳感裝置，尤其涉及一種與液壓油缸配合使用并對其進(jìn)行操作控制的檢測裝置。
背景技術(shù)：
液壓油缸在工業(yè)制造及大型液壓機(jī)械設(shè)備如冶煉廠、港口船閘、水利水電工程的各種閘門等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，液壓機(jī)械系統(tǒng)的位移信息對其操作控制起著極其重要的作用。以往使用的外置式位移傳感裝置或限位開關(guān)裝置，由于鋼絲繩或限位儀暴露在缸體外部，受外界環(huán)境條件干擾較大，測量精度不高，測量信息不連續(xù)，使整個液壓系統(tǒng)工作不穩(wěn)定；特別是在環(huán)境條件差、鋼絲繩受到水流沖擊的水利工程中，外置式位移傳感器更易受到損壞，造成設(shè)備無法正常運(yùn)行。
對于內(nèi)置式液壓油缸位移傳感裝置，專利文獻(xiàn)專利號ZL 01263049.7和申請?zhí)枮?0108748.7分別描述了內(nèi)置式的定位裝置1，彈簧的設(shè)置位置專利號ZL 01263049.7和申請?zhí)枮?0108748.7的兩份文獻(xiàn)中都把彈簧放置在殼體內(nèi)，如此設(shè)置存在兩個方面的缺陷一方面，由于彈簧安置在殼體內(nèi)，彈簧的形狀和尺寸受到殼體大小的限制，如果要提高傳感裝置的量程，就必須加大殼體；殼體增大對殼體的耐壓要求、與油缸尺寸配合等將帶來一系列的技術(shù)問題。另一方面由于彈簧屬于傳感裝置的易損件，傳感裝置的壽命主要受彈簧壽命的限制，而彈簧受損時，更換則十分困難。必須較長時間停止被檢測油缸的工作，并完成油缸卸壓、除油、拆除傳感裝置的機(jī)殼等工序后，才能進(jìn)行彈簧更換，整個傳感器裝置的保養(yǎng)檢修工作非常復(fù)雜，給用戶使用帶來不便。
2，傳感器的轉(zhuǎn)動部分專利號ZL 01263049.7技術(shù)方案中的轉(zhuǎn)動軸承安裝在兩側(cè)法蘭上，法蘭易受內(nèi)壓(內(nèi)壓可高達(dá)30MPa)作用而產(chǎn)生變形，影響主軸的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，或造成摩擦阻力，從而降低彈簧及整個傳感裝置的使用壽命。申請?zhí)枮?0108748.7技術(shù)方案中的轉(zhuǎn)動是采用一個推力球軸承，屬于單點支撐轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，要求軸承與轉(zhuǎn)子或殼體側(cè)面始終保持相對垂直，主軸轉(zhuǎn)動平穩(wěn)性較差；同時由于該發(fā)明的密封圈設(shè)置在殼體一側(cè)，產(chǎn)生不平衡壓力差，容易造成轉(zhuǎn)子與殼體側(cè)面間的摩擦，使得轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)不流暢或彈簧回復(fù)力矩?zé)o法抵御摩擦力，致使檢測失靈。
3，傳感器的密封圈的設(shè)置以上二發(fā)明的油封或稱密封圈設(shè)置，存在技術(shù)問題。由于密封圈屬于該裝置的易損件，專利號ZL 01263049.7技術(shù)方案中的密封圈安置在兩側(cè)法蘭中，一旦密封圈受損，必須拆除整個裝置進(jìn)行更換，工作量大，影響用戶使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，如現(xiàn)有技術(shù)中由于彈簧、轉(zhuǎn)動部件和密封裝置的設(shè)置缺點所帶來的在實際應(yīng)用中的問題，同時為了能產(chǎn)生一種工作更可靠，測量精度更高，維護(hù)更方便，使用壽命更長的傳感裝置，發(fā)明了本發(fā)明。
為實現(xiàn)發(fā)明目的，所采取的技術(shù)方案為一種內(nèi)置式液壓油缸位移傳感器，其包括一個固定在液壓油缸22一端的殼體2、轉(zhuǎn)子1和旋轉(zhuǎn)主軸19，所述裝置還包括一個一端纏繞在所述的轉(zhuǎn)子1上，另一端與液壓油缸22活塞14相連的纜繩11，所述該裝置還包括彈簧5和一個與所述旋轉(zhuǎn)主軸19連接的編碼器17，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子1和旋轉(zhuǎn)主軸19固定連接成為一體；所述的彈簧5為平面渦卷彈簧，且該平面渦卷彈簧安裝在所述殼體2外側(cè)。
在實際的應(yīng)用中，所述的旋轉(zhuǎn)主軸通過角接觸球軸承6，6’旋轉(zhuǎn)安裝在所述殼體2內(nèi)；所述的轉(zhuǎn)子1和旋轉(zhuǎn)主軸19通過螺栓21固定連接，使所述轉(zhuǎn)子1和旋轉(zhuǎn)主軸19成為一個構(gòu)件。
在實際的設(shè)計中，所述的裝置還包括一個軸承組件，所述的軸承組件由軸承座3、間隔軸套23和角接觸球軸承6，6’三部分套接而成；所述的轉(zhuǎn)子1和旋轉(zhuǎn)主軸19通過過渡配合與所述的軸承組件連接成為一體。
在實際的應(yīng)用中，所述的纜繩11為鋼絲繩且所述的鋼絲繩置于液壓油缸22內(nèi)部；所述鋼絲繩的一端固定在所述轉(zhuǎn)子1的筒體上，并纏繞在轉(zhuǎn)子1外緣的凹槽內(nèi)，所述鋼絲繩的另一端通過可自由旋轉(zhuǎn)的連接器13與活塞14相連。
在實際的應(yīng)用中，所述的可自由旋轉(zhuǎn)的連接器13為一個布線器，其結(jié)構(gòu)為布線器13由兩個角接觸球軸承12，12’、聯(lián)結(jié)螺栓24、軸承擋圈25、軸承壓墊26、孔用彈性擋圈27、彈簧墊圈28套接而成；所述的布線器13通過所述的聯(lián)結(jié)螺栓24與所述的活塞14固定連接；所述的鋼絲繩11通過銷釘與布線器13的圓盤連接。
在實際的結(jié)構(gòu)中，所述的裝置還包括一個側(cè)向法蘭15，所述側(cè)向法蘭15沿垂直于旋轉(zhuǎn)主軸19的方向固定在所述殼體2的一側(cè)，且所述旋轉(zhuǎn)主軸19貫穿所述的側(cè)向法蘭15；在所述的側(cè)向法蘭15的外側(cè)固定安裝有一個保護(hù)箱16，所述的編碼器17設(shè)置在所述保護(hù)箱16內(nèi)，所述編碼器17通過彈性支架20固定在所述側(cè)向法蘭15外側(cè)，且編碼器17與所述旋轉(zhuǎn)主軸19連接。
在實際的結(jié)構(gòu)中，在沿垂直于所述旋轉(zhuǎn)主軸19的殼體2外側(cè)固定安裝有保護(hù)箱10，所述的平面渦卷彈簧5一端通過連接件4固定在所述的保護(hù)箱10內(nèi)，而另一端固定在彈簧軸芯9上；所述彈簧軸芯9與所述旋轉(zhuǎn)主軸19采用雙鍵固定連接。
在實際的結(jié)構(gòu)中，在所述的旋轉(zhuǎn)主軸19穿過殼體2的軸孔處設(shè)置有一個密封圈8，并在所述的密封圈8外套接一個油封壓蓋7，所述的油封壓蓋7通過螺栓與所述殼體2固定連接。
在實際的應(yīng)用中，所述的內(nèi)置式液壓油缸位移傳感器所測量的位移量程為0-20米。
該發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容是A采用平面渦卷彈簧，并將其安裝在傳感器的殼體外，一方面由于彈簧不受殼體尺寸的限制，彈簧的圈數(shù)可以根據(jù)需要相應(yīng)增加，提高彈簧的回復(fù)力矩，滿足大行程油缸的檢測要求，同時由于彈簧圈數(shù)的增加，彈簧的使用壽命相應(yīng)延長；另一方面，彈簧是本裝置主要檢修維護(hù)部件，將其安置在殼體外，無須進(jìn)行被檢測油缸卸壓、拆除傳感裝置的機(jī)殼等一系列工作，即可對彈簧進(jìn)行現(xiàn)場更換和維修保養(yǎng)，從而最大限度地減少對被檢測油缸正常工作的影響。
B轉(zhuǎn)動部分采用轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)主軸設(shè)計一體化方法。為了便于制作，轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)主軸分別加工，安裝時用螺栓連接，使之成為一個構(gòu)件。軸承組件由軸承座，間隔軸套，角接觸球軸承三個部件組成。轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)主軸通過過渡配合與軸承組件連成一個轉(zhuǎn)動整體，從而達(dá)到轉(zhuǎn)動靈活、穩(wěn)定。
C旋轉(zhuǎn)主軸上的密封圈用油封壓蓋固定，一方面油封壓蓋使密封圈產(chǎn)生一定的預(yù)壓變形，增強(qiáng)密封效果。另一方面，由于密封圈是本裝置的易損件，采用油封壓蓋方式固定密封圈，便于密封圈的更換，確保裝置安全正常工作。
本發(fā)明設(shè)計了一種既具有高可靠性，能夠時時準(zhǔn)確測量液壓油缸中活塞的行程，又便于維護(hù)和保養(yǎng)的內(nèi)置式位移傳感裝置。


圖1為本裝置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本裝置與液壓油缸連接的總體關(guān)系圖；圖3為本裝置的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)示意圖；圖4為本裝置中布線器的機(jī)械示意圖。
各附圖結(jié)合具體實施方式
加以說明。
具體實施例方式如圖1為本裝置的剖視結(jié)構(gòu)示意圖，所示該裝置，包括密封殼體2、轉(zhuǎn)子1、旋轉(zhuǎn)主軸19、鋼絲繩11、平面渦卷彈簧5、編碼器17，旋轉(zhuǎn)主軸19與轉(zhuǎn)子1通過螺栓21連接成為一體，旋轉(zhuǎn)主軸19通過兩個角接觸球軸承6及O型密封圈8安裝在密封殼體2內(nèi)。鋼絲繩11的一端固定在轉(zhuǎn)子1筒體上，并有序地纏繞在轉(zhuǎn)子1外緣的凹槽內(nèi)，另一端通過一可自由旋轉(zhuǎn)的布線器13與活塞14相連，布線器13的自由旋轉(zhuǎn)可以保證拉直的鋼絲繩11與活塞14運(yùn)動方向一致，消除測量誤差。在密封殼體2和側(cè)向法蘭15的兩側(cè)分別安裝有彈簧5和編碼器17，編碼器17和彈簧5分別安裝在保護(hù)箱16和10內(nèi)。編碼器17通過彈性支架20固定在側(cè)向法蘭15上，并通過連接件18與旋轉(zhuǎn)主軸19相連。彈簧5-端通過連接件4同定在保護(hù)箱10上，另一端固定在彈簧芯軸9上，彈簧芯軸9與旋轉(zhuǎn)主軸19采用雙鍵固定聯(lián)接。當(dāng)液壓油缸活塞14下行時，鋼絲繩11帶動轉(zhuǎn)子1和旋轉(zhuǎn)主軸19旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)主軸19收緊彈簧5；當(dāng)液壓油缸活塞14上行時，通過彈簧5的回復(fù)力矩使旋轉(zhuǎn)主軸19帶動轉(zhuǎn)子1反向旋轉(zhuǎn)，保證鋼絲繩11始終處于張緊狀態(tài)。
圖2為本裝置與液壓油缸連接的總體關(guān)系圖本裝置的工作原理為當(dāng)液壓油缸22的活塞14處于上限位時，鋼絲繩11纏繞在轉(zhuǎn)子1上。當(dāng)活塞14下行時，與活塞14聯(lián)接的鋼絲繩11帶動轉(zhuǎn)子1和旋轉(zhuǎn)主軸19正向旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)主軸19的旋轉(zhuǎn)使彈簧5收緊。當(dāng)活塞14上行時，彈簧5依靠其回復(fù)力矩使旋轉(zhuǎn)主軸19帶動轉(zhuǎn)子1反向旋轉(zhuǎn)，并拉緊鋼絲繩11。在此過程中，編碼器17在旋轉(zhuǎn)主軸19的帶動下跟隨旋轉(zhuǎn)主軸19同步旋轉(zhuǎn)，由此可根據(jù)轉(zhuǎn)子1的直徑大小和編碼器17旋轉(zhuǎn)圈數(shù)得出活塞14的位移，位移量通過編碼器17轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，發(fā)送至液壓油缸22檢測系統(tǒng)的控制儀表，一方面可通過控制儀表顯示出位移數(shù)據(jù)，另一方面，通過檢測的位移數(shù)字信息達(dá)到對液壓機(jī)械系統(tǒng)的自動化管理。
圖3為本裝置的轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)示意圖，旋轉(zhuǎn)主軸19通過角接觸球軸承6，6’旋轉(zhuǎn)安裝在殼體2內(nèi)；轉(zhuǎn)子1和旋轉(zhuǎn)主軸19通過螺栓21固定連接，使轉(zhuǎn)子1和旋轉(zhuǎn)主軸19成為一個構(gòu)件。轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)中還包括一個軸承組件，所述的軸承組件由軸承座3、間隔軸套23和角接觸球軸承6，6’三部分套接而成；轉(zhuǎn)子1和旋轉(zhuǎn)主軸19通過過渡配合與軸承組件連接成為一體。在旋轉(zhuǎn)主軸19穿過殼體2的軸孔處設(shè)置有一個密封圈8，并在所述的密封圈8外套接一個油封壓蓋7，所述的油封壓蓋7通過螺栓與所述殼體2固定連接。
圖4為本裝置布線器的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖布線器13由兩個角接觸球軸承12，12’、聯(lián)結(jié)螺栓24、軸承擋圈25、軸承壓墊26、孔用彈性擋圈27、彈簧墊圈28套接而成；所述的布線器13通過所述的聯(lián)結(jié)螺栓24與所述的活塞14固定連接；所述的鋼絲繩11通過銷釘與布線器13的圓盤連接。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)置式液壓油缸位移傳感器，其包括一個固定在液壓油缸(22)一端的密封殼體(2)、轉(zhuǎn)子(1)和旋轉(zhuǎn)主軸(19)，所述裝置還包括一根一端纏繞在所述轉(zhuǎn)子(1)上，另一端與液壓油缸(22)活塞(14)相連的纜繩(11)，所述該裝置還包括彈簧(5)和一個與所述旋轉(zhuǎn)主軸(19)連接的編碼器(17)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子(1)和旋轉(zhuǎn)主軸(19)固定連接成為一體；所述的彈簧(5)為平面渦卷彈簧，且該平面渦卷彈簧安裝在所述殼體(2)外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置式液壓油缸位移傳感器，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)主軸(19)通過角接觸球軸承(6，6’)旋轉(zhuǎn)安裝在所述殼體(2)內(nèi)；所述的轉(zhuǎn)子(1)和旋轉(zhuǎn)主軸(19)通過螺栓(21)固定連接，使所述轉(zhuǎn)子(1)和旋轉(zhuǎn)主軸(19)成為一個構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置式液壓油缸位移傳感器，其特征在于所述的裝置還包括一個軸承組件，所述的軸承組件由軸承座(3)、間隔軸套(23)和角接觸球軸承(6，6’)三部分套接而成；所述的轉(zhuǎn)子(1)和旋轉(zhuǎn)主軸(19)通過過渡配合與所述的軸承組件連接成為一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置式液壓油缸位移傳感器，其特征在于所述的纜繩(11)為鋼絲繩且所述的鋼絲繩置于液壓油缸(22)內(nèi)部；所述鋼絲繩的一端固定在所述轉(zhuǎn)子(1)的筒體上，并纏繞在轉(zhuǎn)子(1)外緣的凹槽內(nèi)，所述鋼絲繩的另一端通過可自由旋轉(zhuǎn)的連接器(13)與活塞(14)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)置式液壓油缸位移傳感器，其特征在于所述的可自由旋轉(zhuǎn)的連接器(13)為一個布線器，其結(jié)構(gòu)為布線器(13)由兩個角接觸球軸承(12，12’)、聯(lián)結(jié)螺栓(24)、軸承擋圈(25)、軸承壓墊(26)、孔用彈性擋圈(27)、彈簧墊圈(28)套接而成；所述的布線器(13)通過所述的聯(lián)結(jié)螺栓(24)與所述的活塞(14)固定連接；所述的鋼絲繩(11)通過銷釘與布線器(13)的圓盤連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置式液壓油缸位移傳感器，其特征在于所述的裝置還包括一個側(cè)向法蘭(15)，所述側(cè)向法蘭(15)沿垂直于旋轉(zhuǎn)主軸(19)的方向固定在所述殼體(2)的一側(cè)，且所述旋轉(zhuǎn)主軸(19)貫穿所述的側(cè)向法蘭(15)；在所述的側(cè)向法蘭(15)的外側(cè)固定安裝有一個保護(hù)箱(16)，所述的編碼器(17)設(shè)置在所述保護(hù)箱(16)內(nèi)，所述編碼器(17)通過彈性支架(20)固定在所述側(cè)向法蘭(15)外側(cè)，且編碼器(17)與所述旋轉(zhuǎn)主軸(19)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置式液壓油缸位移傳感器，其特征在于在沿垂直于所述旋轉(zhuǎn)主軸(19)的殼體外側(cè)固定安裝有保護(hù)箱(10)，所述的平面渦卷彈簧(5)一端通過連接件(4)固定在所述的保護(hù)箱(10)內(nèi)，而另一端固定在彈簧軸芯(9)上；所述彈簧軸芯(9)與所述旋轉(zhuǎn)主軸(19)采用雙鍵固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置式液壓油缸位移傳感器，其特征在于在所述的旋轉(zhuǎn)主軸(19)穿過殼體(2)的軸孔處設(shè)置有一個密封圈(8)，并在所述的密封圈(8)外套接一個油封壓蓋(7)，所述的油封壓蓋(7)通過螺栓與所述殼體(2)固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)置式液壓油缸位移傳感器，其特征在于所述的內(nèi)置式液壓油缸位移傳感器所測量的位移量程為0-20米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)置式液壓油缸位移傳感裝置，其包括一個固定在液壓油缸一端的殼體(2)、轉(zhuǎn)子(1)和旋轉(zhuǎn)主軸(19)，所述裝置還包括一個一端纏繞在所述的轉(zhuǎn)子上，另一端與液壓油缸活塞相連的纜繩(11)，所述該裝置還包括彈簧(5)和一個與所述旋轉(zhuǎn)主軸連接的編碼器(17)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)主軸固定連接成為一體；所述的彈簧為平面渦卷彈簧，且該平面渦卷彈簧安裝在所述殼體外側(cè)。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中由于彈簧、轉(zhuǎn)動部件和密封裝置的設(shè)置缺點所帶來的在實際應(yīng)用中的問題，設(shè)計出了一種既具有高可靠性，能夠時時準(zhǔn)確測量液壓油缸中活塞的行程，又便于維護(hù)和保養(yǎng)的內(nèi)置式位移傳感裝置。
文檔編號F15B15/28GK1580586SQ0315310
公開日2005年2月16日 申請日期2003年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月7日
發(fā)明者范少伯, 韓魁君 申請人:北京歐特科新技術(shù)有限公司