本發(fā)明涉及監(jiān)測(cè)裝置,特別是一種液壓缸活塞桿密封磨損補(bǔ)償監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
：：液壓缸活塞桿密封對(duì)于保證液壓缸的正常工作具有重要作用。在液壓缸的實(shí)際工作過(guò)程中，由于摩擦和油液中污染物質(zhì)的作用，會(huì)不可避免地導(dǎo)致液壓缸活塞桿密封的磨損，從而影響液壓缸的工作性能和作業(yè)質(zhì)量，甚至造成嚴(yán)重事故。對(duì)于該問(wèn)題，通常采取兩種方法，一種是更換磨損的密封，但是更換過(guò)程會(huì)影響液壓缸的工作效率，而且由于缺乏合適的監(jiān)測(cè)方法，何時(shí)更換也是一個(gè)尚未解決的問(wèn)題；另一種方法就是設(shè)法對(duì)密封磨損進(jìn)行補(bǔ)償。現(xiàn)有的密封磨損補(bǔ)償方法主要包括以下幾種形式：(1)在密封裝置中采用v型彈簧片，通過(guò)彈簧片變形產(chǎn)生的回彈力來(lái)補(bǔ)償由于密封磨損而造成的密封接觸壓力下降。(中國(guó)專利2014208281935“密封磨損補(bǔ)償式滾珠軸承”。)(2)在密封體內(nèi)部嵌入平衡骨架，同時(shí)在與密封唇口相對(duì)位置處設(shè)彈簧圈和彈性球，在使用過(guò)程中通過(guò)彈簧圈和彈性球?qū)γ芊怏w內(nèi)的平衡骨架施加壓力，使密封唇口與密封部位保持良好接觸，并對(duì)唇口的磨損進(jìn)行補(bǔ)償。(中國(guó)專利2012100988017“一種能補(bǔ)償密封裝置磨損的萬(wàn)向節(jié)”。)(3)通過(guò)專門的頂絲壓緊裝置和干油注入系統(tǒng)構(gòu)成能自動(dòng)補(bǔ)償磨損的旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)，可以用于磨機(jī)中支撐滑動(dòng)軸承的密封磨損補(bǔ)償。(中國(guó)專利2008202306971“一種自動(dòng)補(bǔ)償磨損的旋轉(zhuǎn)密封裝置”。)(4)通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿和彈簧與限位指示桿相配合對(duì)密封接觸面進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)密封磨損的補(bǔ)償。(中國(guó)專利201520808524.3“自動(dòng)補(bǔ)償磨損量的密封裝置”)(5)在密封體中設(shè)計(jì)空腔，通過(guò)專門的裝置向空腔內(nèi)部注入具有一定壓力的工作介質(zhì)，增加密封接觸壓力。(德國(guó)hunger液壓集團(tuán)的外部調(diào)節(jié)密封系統(tǒng)externallyadjustablesealingsystem)通過(guò)上述分析可以看出，現(xiàn)有方法主要是通過(guò)彈性元件的調(diào)節(jié)或自適應(yīng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)密封磨損的補(bǔ)償。但是，在液壓缸活塞桿密封的實(shí)際工作過(guò)程中，同時(shí)承受著法向接觸力和切向摩擦力，其中法向接觸力的作用是保證密封，切向摩擦力的作用則是阻礙往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而且法向接觸力的增大會(huì)引起切向摩擦力的增加。因此，如果想要在滿足液壓缸密封要求的同時(shí)不影響液壓缸的效率，就必須根據(jù)液壓缸活塞桿密封的實(shí)際狀態(tài)設(shè)法找出法向接觸力和切向摩擦力的最佳值。但是，由于目前的這些補(bǔ)償方法對(duì)液壓缸活塞桿密封的磨損狀態(tài)缺少監(jiān)測(cè)，會(huì)在補(bǔ)償過(guò)程中出現(xiàn)密封的法向接觸力增大，但是切向摩擦力也同時(shí)增大的問(wèn)題，不僅會(huì)影響液壓缸的工作效率，還會(huì)加劇密封接觸部位的磨損。針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種通過(guò)光纖光柵傳感監(jiān)測(cè)裝置，可以及時(shí)地了解液壓缸活塞桿密封的法向接觸載荷變化，為密封的磨損補(bǔ)償提供信息反饋，根據(jù)密封的實(shí)際磨損狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，從而在保證液壓缸密封性能和運(yùn)行效率的同時(shí)，最大程度地減少液壓缸活塞桿密封的磨損，延長(zhǎng)使用壽命。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種液壓缸活塞桿密封磨損補(bǔ)償監(jiān)測(cè)裝置，可以在液壓缸的實(shí)際工作過(guò)程中監(jiān)測(cè)活塞桿密封的磨損狀態(tài)變化，從而使得磨損調(diào)節(jié)裝置可以根據(jù)密封的實(shí)際磨損狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案：本發(fā)明提供的液壓缸活塞桿密封磨損補(bǔ)償監(jiān)測(cè)裝置，其采用帶內(nèi)腔y型密封圈作為活塞桿密封，并通過(guò)光纖光柵傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液壓缸活塞桿密封副表面的接觸狀態(tài)變化，為密封的磨損補(bǔ)償提供信息反饋，根據(jù)液壓缸活塞桿密封的實(shí)際磨損狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，從而在保證液壓缸密封性能和運(yùn)行效率的同時(shí)，最大程度地減少液壓缸油液的泄漏，延長(zhǎng)活塞桿密封的使用壽命。所述的液壓缸活塞桿密封磨損補(bǔ)償監(jiān)測(cè)裝置，主要由內(nèi)定位套、外定位套、帶內(nèi)腔的y型密封圈、光纖光柵傳感器、伸縮軟管、導(dǎo)向定位套、缸筒、活塞桿、防塵密封圈、左密封定位環(huán)、光纖光柵解調(diào)儀、工控機(jī)、板卡組成，其中：采用帶內(nèi)腔y型密封圈作為液壓缸活塞桿密封，該密封圈通過(guò)針式注油管與伸縮軟管連接，并與控制密封接觸壓力的油液相聯(lián)通，通過(guò)工控機(jī)將控制信號(hào)輸出至比例減壓閥以改變y型密封圈的內(nèi)腔壓力，從而對(duì)y型密封圈的內(nèi)腔壓力進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)對(duì)密封磨損的補(bǔ)償和減少油液泄漏；光纖光柵傳感器鋪設(shè)在y型密封圈背面的外定位套的外表面上，用于監(jiān)測(cè)y型密封圈與活塞桿之間的接觸應(yīng)力變化，內(nèi)定位套外表面與外定位套內(nèi)表面裝配后形成環(huán)形空隙，用于容納光纖光柵傳感器及伸縮軟管，光纖光柵傳感信號(hào)通過(guò)光纖光柵解調(diào)儀輸入工控機(jī)中，并通過(guò)液壓往復(fù)密封磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)軟件對(duì)y型密封圈的磨損狀態(tài)進(jìn)行分析和判斷。所述內(nèi)定位套與外定位套通過(guò)定位銷連接，以保證內(nèi)定位套油口與外定位套油口相通。所述帶內(nèi)腔的y型密封圈包括針式注油管和增強(qiáng)體，針式注油管與y型密封圈的內(nèi)腔相通。所述增強(qiáng)體由耐磨材料組成，采用的耐磨材料為聚氨酯70a。所述防塵密封圈安裝于缸筒的壓蓋的凹槽中，用于防止外界灰塵、顆粒雜質(zhì)進(jìn)入液壓缸中。所述導(dǎo)向定位套通過(guò)導(dǎo)向定位套螺釘與缸筒連接，還通過(guò)內(nèi)壓蓋螺釘與缸筒的壓蓋連接；所述右密封定位環(huán)，用于帶內(nèi)腔y型密封圈的軸向定位。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下主要的優(yōu)點(diǎn)：1.能實(shí)時(shí)改變帶內(nèi)腔y型密封圈與活塞桿的接觸應(yīng)力大小，以提高密封性能。2.能動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)液壓缸活塞桿密封接觸應(yīng)力大小，并根據(jù)活塞桿密封磨損狀態(tài)控制密封接觸應(yīng)力大小。采用高頻率響應(yīng)的比例減壓閥為內(nèi)腔y型密封圈提供輸出壓力，其響應(yīng)快，穩(wěn)定性好，控制精度高。3.通過(guò)液壓往復(fù)密封磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)軟件輸出信號(hào),對(duì)活塞桿密封接觸應(yīng)力進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞桿密封圈磨損的補(bǔ)償，提高密封圈的壽命及可靠性。4.采用高分子材料聚氨酯70a作為活塞桿密封的增強(qiáng)體，與普通密封材料相比，其抗磨性能好，摩擦系數(shù)低，可靠性好。5.只需對(duì)現(xiàn)有液壓缸活塞桿密封處的結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)即可適應(yīng)安裝要求。附圖說(shuō)明圖1本發(fā)明總結(jié)構(gòu)示意圖。圖2液壓缸活塞密封接觸壓力補(bǔ)償控制系統(tǒng)示意圖。圖3y型密封圈處剖面圖。圖4y型密封圈處局部放大圖。圖5壓蓋示意圖。圖6圖5右視圖。圖7內(nèi)定位套示意圖。圖8內(nèi)定位套右視圖。圖9外定位套示意圖。圖10外定位套右視圖。圖中：1.壓蓋，101.凹槽，2.內(nèi)定位套，201.內(nèi)定位套外表面凸臺(tái)，202.內(nèi)定位套外表面，203.內(nèi)定位套油口，204.內(nèi)定位套內(nèi)表面，3.外定位套，301.外定位套內(nèi)表面，302.外定位套油口，4.帶內(nèi)腔的y型密封圈，401.針式注油管，402.增強(qiáng)體，5.光纖光柵傳感器，501.引出光纖，6.伸縮軟管，7.導(dǎo)向定位套，701.導(dǎo)向定位套油口，8.缸筒，801.缸筒引出孔，9.整體式活塞和活塞桿，10.法蘭，11.缸底，12.防塵圈，13.壓蓋螺釘，14.導(dǎo)向定位套螺釘，15.左密封定位環(huán)，16.o型密封圈，17.右密封定位環(huán)，18.缸底螺釘，19.內(nèi)定位套定位銷，20.外定位套定位銷，21.光纖光柵解調(diào)儀，22.工控機(jī)，23.板卡，24.比例減壓閥，25.液壓泵，26.油箱，27.溢流閥。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不限定本發(fā)明。本發(fā)明提供的液壓缸活塞桿密封磨損補(bǔ)償監(jiān)測(cè)裝置，主要由內(nèi)定位套2、外定位套3、帶內(nèi)腔的y型密封圈4、光纖光柵傳感器5、伸縮軟管6、導(dǎo)向定位套7、缸筒8、法蘭10、缸底11、防塵密封圈12、左密封定位環(huán)15、光纖光柵解調(diào)儀21，工控機(jī)22，板卡23組成。所述內(nèi)定位套2與外定位套3通過(guò)內(nèi)定位套定位銷19連接，以保證內(nèi)定位套油口203與外定位套油口302相通。內(nèi)定位套定位銷19保證內(nèi)定位套油口203與外定位套油口302在周向方向位置一致，外定位套定位銷20保證外定位套油口302與導(dǎo)向定位套油口701在周向方向位置一致。內(nèi)定位套外表面凸臺(tái)201與外定位套的內(nèi)表面301相配合，內(nèi)定位套外表面202與外定位套內(nèi)表面301共同組成環(huán)形空隙，裝配時(shí)用于容納光纖光柵傳感器5及伸縮軟管6。所述帶內(nèi)腔的y型密封圈4包括針式注油管401和增強(qiáng)體402，其中增強(qiáng)體402由耐磨材料組成，針式注油管401與密封圈的內(nèi)腔相通，可以通過(guò)現(xiàn)有密封圈廠家定制獲得。所述光纖光柵傳感器5鋪設(shè)于外定位套3的外圓柱面上，用于監(jiān)測(cè)帶內(nèi)腔的y型密封圈4與活塞桿接觸面的接觸應(yīng)力。所述伸縮軟管6經(jīng)外定位套油口302與針式注油管401連接。所述導(dǎo)向定位套7通過(guò)導(dǎo)向定位套螺釘14與缸筒8連接，還通過(guò)內(nèi)壓蓋螺釘13與壓蓋1連接。所述左密封定位環(huán)15固定于導(dǎo)向定位套7中。所述法蘭10與缸筒8通過(guò)螺紋連接。所述缸底11通過(guò)缸底螺釘18固定在缸筒8上。所述防塵密封圈12安裝于壓蓋1的凹槽101中，用于防止外界灰塵、顆粒雜質(zhì)進(jìn)入液壓缸中。在導(dǎo)向定位套7處設(shè)置o型密封圈16，用于缸筒密封。右密封定位環(huán)17，用于帶內(nèi)腔y型密封圈4軸向定位。。所述光纖光柵解調(diào)儀21，采用型號(hào)為lggk-iv四通道光纖光柵解調(diào)儀，用于解調(diào)光纖光柵信號(hào)。所述工控機(jī)22，采用研華2u工控機(jī)，其通過(guò)數(shù)據(jù)線與光纖光柵解調(diào)儀21、板卡23相連。所述板卡23，采用模擬量輸出板卡，用于輸出0-10v電壓信號(hào)用于控制比例減壓閥。液壓缸活塞密封接觸壓力補(bǔ)償功能由液壓系統(tǒng)提供，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由比例減壓閥24、液壓泵25、油箱26、溢流閥27組成，其中：油箱26通過(guò)油管與泵25的吸口連接，泵25的出口通過(guò)油管與溢流閥27，比例減壓閥24連接。溢流閥27的回油口與油箱26連接。比例減壓閥24通過(guò)伸縮軟管6與帶內(nèi)腔y型密封圈4連接。液壓泵25輸出一定的壓力，溢流閥27用于保持液壓泵25輸出穩(wěn)定壓力，比例減壓閥24用于控制帶內(nèi)腔y型密封圈4中油液壓力。上述的液壓缸活塞桿密封磨損補(bǔ)償監(jiān)測(cè)裝置，其工作原理如下：當(dāng)帶內(nèi)腔y型密封圈4出現(xiàn)磨損后，通過(guò)光纖光柵傳感器可以檢測(cè)到密封副之間的接觸狀態(tài)變化，光纖光柵傳感信號(hào)經(jīng)過(guò)解調(diào)后輸入工控機(jī)，通過(guò)其中專門設(shè)計(jì)的軟件程序(液壓往復(fù)密封磨損狀態(tài)智能識(shí)別系統(tǒng)，intelligentconditionrecognitionsystemofhydraulicreciprocatingsealwear，簡(jiǎn)稱icrshrsw)判斷活塞桿密封的磨損程度，再通過(guò)板卡輸出相應(yīng)的電流信號(hào)控制比例減壓閥壓力，使得伸縮軟管6中油液壓力增大，控制油液經(jīng)伸縮軟管6經(jīng)針式注油管401作用于y型密封圈4的內(nèi)腔，使得y型密封圈4與整體式活塞和活塞桿9之間的接觸應(yīng)力增大，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)密封磨損的補(bǔ)償。本發(fā)明提供的液壓缸活塞桿密封磨損補(bǔ)償監(jiān)測(cè)裝置，其制備包括以下步驟：1.對(duì)活塞桿密封槽底部零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)：所述活塞桿密封槽底部零件是指圖1中的導(dǎo)向定位套7，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使得其中不僅可以鋪設(shè)光纖光柵傳感器(詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)專利2014105765368一種液壓往復(fù)動(dòng)密封狀態(tài)監(jiān)測(cè)傳感器)，同時(shí)還在其中設(shè)置用于密封磨損補(bǔ)償?shù)膲毫τ屯ǖ?，以便壓力油通過(guò)該通道進(jìn)入活塞桿密封(圖1中的光纖光柵傳感器5)中專門用來(lái)進(jìn)行密封接觸壓力補(bǔ)償?shù)那惑w內(nèi)部。這種具有密封接觸壓力補(bǔ)償功能的液壓缸活塞桿密封可以通過(guò)專門的制造商定制獲得(如德國(guó)的hunger液壓集團(tuán))。2.各零部件裝配：將法蘭10通過(guò)螺紋與缸筒8連接，再將缸底11通過(guò)缸底螺釘18與法蘭10連接；將整體式活塞和活塞桿9裝配于缸體8中，通過(guò)內(nèi)六角螺釘將導(dǎo)向定位套7固定于缸筒8上。將光纖光柵傳感器5鋪設(shè)固定在內(nèi)定位套外表面202，將帶內(nèi)腔的y型密封圈4裝配于內(nèi)定位套內(nèi)表面204，使其針式注油管401從內(nèi)定位套油口203伸出。然后將伸縮軟管6與針式注油管401連接，將伸縮軟管6和引出光纖501一起放于內(nèi)定位套與外定位套組成的環(huán)形空隙中，并通過(guò)引線將兩者綁定，然后再將外定位套3套在內(nèi)定位套外表面凸臺(tái)201上，引線經(jīng)外定位套油口302、導(dǎo)向定位套油口701、缸筒引出孔801引出。最終將該部分整體一起裝入導(dǎo)向定位套7中。最后通過(guò)壓蓋螺釘13將壓蓋1與導(dǎo)向定位導(dǎo)向套7連接。當(dāng)前第1頁(yè)12當(dāng)前第1頁(yè)12