本發(fā)明屬于超高壓技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超高壓螺旋式伺服加壓器。

背景技術(shù)：

目前超高壓裝置的液壓油缸主要由超高壓油泵或增壓器提供壓力油源，超高壓加壓器主要是通過活塞的往復(fù)運(yùn)動增加高壓缸內(nèi)的介質(zhì)壓力，以達(dá)到增壓目的，在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，比如超高壓成型設(shè)備、超高壓水切割機(jī)等。目前在一些科研項目上需要能精確控壓的超高壓加壓器，而現(xiàn)有超高壓加壓器的增壓比和高壓容積都是固定的，壓力等級和高壓容積改變時，必須重新設(shè)計制造，并且控壓精度不高，不能滿足高調(diào)速比及升壓和降壓均可精確控制的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種超高壓螺旋式伺服加壓器，其實現(xiàn)了壓力的精確控制和大調(diào)速比，結(jié)構(gòu)也更緊湊。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：超高壓螺旋式伺服加壓器，它包括底座、梁柱結(jié)構(gòu)、驅(qū)動結(jié)構(gòu)、位移進(jìn)給結(jié)構(gòu)和超高壓油缸結(jié)構(gòu)；

所述梁柱結(jié)構(gòu)沿豎向方向安裝于底座上，所述梁柱結(jié)構(gòu)包括立柱、固定連接于立柱下端部的下梁、固定連接于立柱上端部的上梁和滑動套設(shè)于立柱上的滑梁，下梁通過支撐板固定設(shè)置于底座上方；

所述位移進(jìn)給結(jié)構(gòu)包括豎向設(shè)置的滾珠絲杠，滾珠絲杠的下端部通過軸承結(jié)構(gòu)安裝于下梁上，所述軸承結(jié)構(gòu)包括固定安裝于下梁上的軸承座和安裝于軸承座內(nèi)的軸承，滾珠絲杠安裝在軸承內(nèi)并與所述驅(qū)動結(jié)構(gòu)傳動連接，滾珠絲杠的螺母上固定設(shè)有螺母座，螺母座上固定安裝有沿豎向方向的頂套，頂套的上端部與滑梁固定連接；

所述超高壓油缸結(jié)構(gòu)包括豎向設(shè)置的缸筒及配設(shè)于缸筒內(nèi)的活塞桿，活塞桿的下端部伸出缸筒并與滑梁連接，缸筒與上梁固定連接，且缸筒頂部設(shè)置有進(jìn)出油口。

所述梁柱結(jié)構(gòu)的立柱平行設(shè)置有四個，四個所述立柱按四邊形的頂點(diǎn)排布，四個所述立柱與所述下梁、滑梁和上梁構(gòu)成三梁四柱式結(jié)構(gòu)。

所述滾珠絲杠設(shè)置于四個所述立柱圍合的空間內(nèi)。

所述立柱位于滑梁上下兩側(cè)的位置處均套設(shè)有與所述立柱滑動配合的導(dǎo)向套，導(dǎo)向套與滑梁固定連接。

所述立柱的上下兩端部均固定連接有與其同軸的鎖緊螺桿，立柱上端部處的鎖緊螺桿穿過上梁，且該鎖緊螺桿位于上梁上下兩側(cè)位置處均配設(shè)有鎖緊螺母；立柱下端部處的鎖緊螺桿穿過下梁，且該鎖緊螺桿位于下梁上下兩側(cè)位置處均配設(shè)有鎖緊螺母。

所述活塞桿的下端部與滑梁連接的設(shè)置方式如下：滑梁上固定設(shè)置有球面墊壓蓋，球面墊壓蓋內(nèi)設(shè)置有球面墊，活塞桿的下端部穿過球面墊壓蓋并與所述球面墊固定連接。

所述缸筒與上梁固定連接的設(shè)置方式如下：上梁下方固定設(shè)置有連接法蘭，缸筒穿過上梁并與連接法蘭固定連接。

所述缸筒與活塞桿之間設(shè)置有超高壓密封。

所述驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述底座、支撐板及下梁圍合空間內(nèi)的減速機(jī)，減速機(jī)的輸入軸連接有伺服電機(jī)，減速機(jī)的輸出軸與所述滾珠絲杠連接。

所述減速機(jī)為渦輪蝸桿減速機(jī)。

本發(fā)明的有益效果是：

通過上述技術(shù)方案，由驅(qū)動結(jié)構(gòu)驅(qū)動高精度滾珠絲杠和螺母座組成的滾珠絲杠副，實現(xiàn)高精度位移的進(jìn)給，以此實現(xiàn)活塞桿上升或下降位移的精確進(jìn)給，進(jìn)而精確控制超高壓油缸部件與外部油缸構(gòu)成的密封容積，實現(xiàn)加壓和降壓的精確控制，而且結(jié)構(gòu)也更緊湊。

本發(fā)明通過控制滾珠絲杠轉(zhuǎn)動速度，可以調(diào)節(jié)滾珠絲桿副的進(jìn)給速度，以此實現(xiàn)活塞桿上升或下降位移的進(jìn)給速度，進(jìn)而控制超高壓油缸部件與外部油缸構(gòu)成密封容積的變化速度，實現(xiàn)大調(diào)速比。

本發(fā)明調(diào)節(jié)控制過程如下：驅(qū)動結(jié)構(gòu)驅(qū)動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，以此帶動固定連接于螺母座上的頂套下降，頂套固定連接于滑梁下方，因此滑梁將沿著立柱向下運(yùn)動，滑梁的向下運(yùn)動帶動與滑梁連接的活塞桿向下運(yùn)動，此時超高壓油缸的缸筒內(nèi)部和活塞桿的有效容積增大，油液從缸筒的進(jìn)出油口進(jìn)入到超高壓油缸的缸筒內(nèi)部，此時超高壓油缸部件與外部油缸構(gòu)成密封容積，完成降壓或充液過程。

伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)帶動減速機(jī)旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，以此帶動固定連接于螺母座上的頂套上升，頂套固定連接于滑梁下方，因此滑梁將沿著立柱向上運(yùn)動，滑梁的向上運(yùn)動帶動與滑梁連接的活塞桿向上運(yùn)動，此時超高壓油缸的缸筒內(nèi)部和活塞桿的有效容積減小，油液從缸筒的進(jìn)出油口進(jìn)入到外部油缸內(nèi)，此時超高壓油缸部件與外部油缸構(gòu)成密封容積，完成加壓過程。

滾珠絲杠的下端部通過軸承結(jié)構(gòu)安裝于下梁上，滾珠絲杠下端采用軸承結(jié)構(gòu)支撐，軸向力由軸承及軸承座承受，滾珠絲杠下方的驅(qū)動結(jié)構(gòu)不受力。

所述梁柱結(jié)構(gòu)的立柱平行設(shè)置有四個，四個所述立柱按四邊形的頂點(diǎn)排布，四個所述立柱與所述下梁、滑梁和上梁構(gòu)成三梁四柱式結(jié)構(gòu)，三梁四柱式結(jié)構(gòu)保證運(yùn)行時結(jié)構(gòu)框架的穩(wěn)固，以適應(yīng)超高壓領(lǐng)域。

所述立柱位于滑梁上下兩側(cè)的位置處均套設(shè)有與所述立柱滑動配合的導(dǎo)向套，導(dǎo)向套與滑梁固定連接，導(dǎo)向套對滑梁在立柱上滑動起到導(dǎo)向作用，保證滑梁平穩(wěn)的滑動。

所述立柱的上下兩端部均固定連接有與其同軸的鎖緊螺桿，立柱上端部處的鎖緊螺桿穿過上梁，且該鎖緊螺桿位于上梁上下兩側(cè)位置處均配設(shè)有鎖緊螺母；立柱下端部處的鎖緊螺桿穿過下梁，且該鎖緊螺桿位于下梁上下兩側(cè)位置處均配設(shè)有鎖緊螺母，上述結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了上梁和下梁與立柱的便捷安裝及拆卸。

所述活塞桿的下端部與滑梁連接的設(shè)置方式如下：滑梁上固定設(shè)置有球面墊壓蓋，球面墊壓蓋內(nèi)設(shè)置有球面墊，活塞桿的下端部穿過球面墊壓蓋并與所述球面墊固定連接，上述設(shè)計便于活塞桿的下端部與滑梁的連接安裝，且球面墊壓蓋與球面墊的配合還起到自動調(diào)整位置使受力均勻的效果。

所述缸筒與上梁固定連接的設(shè)置方式如下：上梁下方固定設(shè)置有連接法蘭，缸筒穿過上梁并與連接法蘭固定連接，上述設(shè)計便于缸筒與上梁的連接安裝，連接法蘭的選用保證缸筒的穩(wěn)固。

所述驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述底座、支撐板及下梁圍合空間內(nèi)的減速機(jī)，減速機(jī)的輸入軸連接有伺服電機(jī)，減速機(jī)的輸出軸與所述滾珠絲杠連接，減速機(jī)與伺服電機(jī)的配合能夠靈活、精準(zhǔn)控制滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動速度，以實現(xiàn)靈活、精準(zhǔn)調(diào)節(jié)滾珠絲桿副的進(jìn)給速度。

所述減速機(jī)為渦輪蝸桿減速機(jī)，其便于安裝、易于維護(hù)、運(yùn)行可靠。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的主視圖；

圖2是本發(fā)明的左視圖；

圖3是圖1中A處的放大圖；

圖4是圖1中B處的放大圖；

圖5是圖1中C處的放大圖。

圖中各部件的附圖標(biāo)記：1-底座、2-支撐板、3-渦輪蝸桿減速機(jī)、4-伺服電機(jī)、5-下梁、6-軸承座、7-軸承、8-軸承蓋、9-螺母座、10-滾珠絲杠、11-頂套、12-立柱、13-滑梁、14-導(dǎo)向套、15-球面墊、16-球面墊壓蓋、17-連接法蘭、18-螺母、19-上梁、20-鎖緊螺母、21-活塞桿、22-超高壓密封、23-缸筒、24-進(jìn)出油口。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作詳細(xì)說明。

如圖1至圖5所示，本發(fā)明的.超高壓螺旋式伺服加壓器，它包括底座1、梁柱結(jié)構(gòu)、驅(qū)動結(jié)構(gòu)、位移進(jìn)給結(jié)構(gòu)和超高壓油缸結(jié)構(gòu)；

所述梁柱結(jié)構(gòu)沿豎向方向安裝于底座1上，所述梁柱結(jié)構(gòu)包括立柱12、固定連接于立柱12下端部的下梁5、固定連接于立柱12上端部的上梁19和滑動套設(shè)于立柱12上的滑梁13，下梁5通過左右對稱設(shè)置的支撐板2固定設(shè)置于底座1上方。所述立柱平12行設(shè)置有四個，四個所述立柱12按四邊形的頂點(diǎn)排布，四個所述立柱12與所述下梁5、滑梁13和上梁19構(gòu)成三梁四柱式結(jié)構(gòu)。

每個立柱12位于滑梁13上下兩側(cè)的位置處均套設(shè)有與所述立柱12滑動配合的導(dǎo)向套14，導(dǎo)向套14與滑梁13固定連接。

每個立柱12的上下兩端部均固定連接有與其同軸的鎖緊螺桿，立柱12上端部處的鎖緊螺桿穿過上梁19，且該鎖緊螺桿位于上梁19上下兩側(cè)位置處均配設(shè)有鎖緊螺母20；立柱12下端部處的鎖緊螺桿穿過下梁5，且該鎖緊螺桿位于下梁5上下兩側(cè)位置處均配設(shè)有鎖緊螺母20。

所述驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述底座1、支撐板2及下梁5圍合空間內(nèi)的渦輪蝸桿減速機(jī)3，渦輪蝸桿減速機(jī)3的輸入軸連接有伺服電機(jī)4。

所述位移進(jìn)給結(jié)構(gòu)包括豎向設(shè)置的滾珠絲杠10，滾珠絲杠10布置于四個所述立柱12圍合的空間內(nèi)，且滾珠絲杠10的下端部通過軸承結(jié)構(gòu)安裝于下梁5上，所述軸承結(jié)構(gòu)包括固定安裝于下梁5上的軸承座6和安裝于軸承座6內(nèi)的軸承7，軸承座6的軸承蓋8位于軸承7上方，滾珠絲杠10安裝在軸承7內(nèi)，且滾珠絲杠10插入渦輪蝸桿減速機(jī)3的空心輸出軸里，滾珠絲杠10的螺母上固定設(shè)有螺母座9，螺母座9上固定安裝有沿豎向方向的頂套11，頂套11的上端部與滑梁13固定連接，頂套11的下端部與螺母座9固定連接。

所述超高壓油缸結(jié)構(gòu)包括豎向設(shè)置的缸筒23及配設(shè)于缸筒23內(nèi)的活塞桿21，缸筒23下部設(shè)置有超高壓密封22，超高壓密封22位于缸筒23與活塞桿21之間，活塞桿21的下端部伸出缸筒23并與滑梁13連接，缸筒23與上梁19固定連接，且缸筒23頂部設(shè)置有進(jìn)出油口24。

所述活塞桿21的下端部與滑梁13連接的設(shè)置方式如下：滑梁13上設(shè)置有球面墊壓蓋16，球面墊壓蓋16通過螺栓固定連接于滑梁13，球面墊壓蓋16內(nèi)設(shè)置有球面墊15，活塞桿21的下端部穿過球面墊壓蓋16并與所述球面墊15固定連接。

所述缸筒23與上梁19固定連接的設(shè)置方式如下：上梁19下方設(shè)置有連接法蘭17，連接法蘭17通過螺栓固定連接于上梁19，缸筒23穿過上梁19并與連接法蘭17固定連接。

此外，由于滾珠絲杠10下端采用軸承結(jié)構(gòu)支撐，軸向力由軸承7及軸承座6承受，滾珠絲杠10下方的渦輪蝸桿減速機(jī)3和伺服電機(jī)4不受力。

本發(fā)明的工作方式如下：

伺服電機(jī)4反轉(zhuǎn)帶動渦輪蝸桿減速機(jī)3旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動滾珠絲杠10旋轉(zhuǎn)，以此帶動固定連接于螺母座9上的頂套11下降，頂套11固定連接于滑梁13下方，因此滑梁13將沿著立柱11向下運(yùn)動，滑梁13的向下運(yùn)動帶動固定連接于滑梁13上方的球面墊壓蓋16向下運(yùn)動，以此帶動超高壓油缸的活塞桿21向下運(yùn)動，此時超高壓油缸的缸筒23內(nèi)部和活塞桿21的有效容積增大，油液從缸筒23的上方進(jìn)油口進(jìn)入到超高壓油缸的缸筒23內(nèi)部，此時超高壓油缸部件與外部油缸構(gòu)成密封容積，完成降壓或充液過程。

伺服電機(jī)4正轉(zhuǎn)帶動渦輪蝸桿減速機(jī)3旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動滾珠絲杠10旋轉(zhuǎn)，以此帶動固定連接于螺母座9上的頂套11上升，頂套11固定連接于滑梁13下方，因此滑梁13將沿著立柱11向上運(yùn)動，滑梁13的向上運(yùn)動帶動固定連接于滑梁13上方的球面墊壓蓋16向上運(yùn)動，以此帶動超高壓油缸的活塞桿21向上運(yùn)動，此時超高壓油缸的缸筒23內(nèi)部和活塞桿21的有效容積減小，油液從缸筒23的上方出油口進(jìn)入到外部油缸內(nèi)，此時超高壓油缸部件與外部油缸構(gòu)成密封容積，完成加壓過程。

本發(fā)明通過控制伺服電機(jī)4驅(qū)動高精度滾珠絲杠10和螺母座9組成的滾珠絲杠副實現(xiàn)高精度位移的進(jìn)給，以此實現(xiàn)活塞桿21上升或下降位移的精確進(jìn)給，進(jìn)而精確控制超高壓油缸部件與外部油缸構(gòu)成的密封容積，實現(xiàn)加壓和降壓的精確控制，而且結(jié)構(gòu)也更緊湊。

本發(fā)明通過控制伺服電機(jī)4的轉(zhuǎn)速，可以調(diào)節(jié)滾珠絲桿副的進(jìn)給速度，以此實現(xiàn)活塞桿21上升或下降位移的進(jìn)給速度，進(jìn)而控制超高壓油缸部件與外部油缸構(gòu)成密封容積的變化速度，實現(xiàn)大調(diào)速比。具體應(yīng)用中通過具體參數(shù)設(shè)置可實現(xiàn)調(diào)速比大于1:1000（螺旋升降采用伺服電機(jī)驅(qū)動的，設(shè)置不同的參數(shù)可以實現(xiàn)不同調(diào)速比），實現(xiàn)該調(diào)速比的參數(shù)設(shè)置為本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)技術(shù)能力，本實施例不再詳述。

以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。