本發(fā)明涉及一種液壓缸裝置，特別是一種用于粗軋機(jī)的伺服液壓缸。

背景技術(shù)：

1、目前，伺服液壓缸廣泛應(yīng)用于粗軋機(jī)的調(diào)節(jié)和控制壓延過程。然而，傳統(tǒng)伺服液壓缸往往存在響應(yīng)速度慢、摩擦阻力大的缺點(diǎn)，且在高溫環(huán)境下沒有考慮冷卻等問題，影響了粗軋機(jī)的工作效率和使用壽命。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，已有的專利號為zl201510040160.3《一種基于微型圓坑的低摩擦液壓缸》公開了一種基于微型圓坑的低摩擦液壓缸，所述液壓缸的活塞外壁和液壓缸的缸筒內(nèi)壁的間隙δ＝10～15μm。在活塞的外壁或液壓缸的缸筒的內(nèi)壁設(shè)有微型圓坑，微型圓坑沿軸線方向和沿圓周方向等間距分布，微型圓坑沿軸線方向和沿圓周方向的間距l(xiāng)＝40～60μm。所述微型圓坑為變直徑圓形微坑，每個(gè)微型圓坑的坑口直徑d＝(0.4～0.6)l，每個(gè)微型圓坑的深度h＝(0.2～0.4)d。圓形微坑沿徑向方向的截面輪廓線為倒正態(tài)分布曲線形、多段圓弧形和拋物線形中的一種。所述的液壓缸為單活塞桿液壓缸或?yàn)殡p活塞桿液壓缸。

3、上述專利公開了一種基于微型圓坑的低摩擦液壓缸技術(shù)，該液壓缸具有摩擦力小、磨損量小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)高和泄漏量低的特點(diǎn)。但是，該專利中液壓缸的缸筒內(nèi)表面和活塞外表面均需要加工微型圓坑，并且采用多段圓弧形和拋物線形等復(fù)雜形狀的截面輪廓線設(shè)計(jì)方法，雖然有助于減少磨損，但對加工精度要求高，可能導(dǎo)致制造成本大幅增加。此外，微型圓坑是沿軸線方向和沿圓周方向等間距分布的，這種排列方式可能導(dǎo)致油液在特定區(qū)域的積聚，無法均勻分布在缸筒的整個(gè)表面，從而影響液壓缸的潤滑效果，降低減少摩擦的效率。

4、綜上所述，現(xiàn)有的用于粗軋機(jī)的伺服液壓缸還存在上述的各種缺點(diǎn)，有待于作出進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種具有高效運(yùn)作和快速響應(yīng)性能的伺服液壓缸，該伺服液壓缸特別適用于粗軋機(jī)的高溫作業(yè)需求。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種用于粗軋機(jī)的伺服液壓缸，包括有缸筒和可直線移動(dòng)的設(shè)置于該缸筒中的活塞組件，其特征在于：所述缸筒上設(shè)置有沿長度方向開設(shè)且橫截面呈圓環(huán)狀的環(huán)形空腔，該環(huán)形空腔內(nèi)填充有高導(dǎo)熱性的凝膠材料；所述缸筒在避開油路的外表面上設(shè)置有沿徑向開設(shè)且可與所述環(huán)形內(nèi)腔相連通的微孔，所述凝膠材料從該微孔滲出，并在缸筒的表面形成一層冷卻膜。

3、為了保證缸筒表面的冷卻膜能夠均勻地分布，作為優(yōu)選，所述微孔沿缸筒外表面均勻開設(shè)，并且，每一所述微孔的直徑為90～100微米，相鄰微孔之間的間距為1～3mm。

4、為了方便凝膠材料以及油路能夠分別注入到缸筒內(nèi)，方便操作，作為優(yōu)選，所述缸筒包括有可與所述環(huán)形內(nèi)腔相連通的凝膠注入口以及可與所述油路相連通的注油口。

5、為了能夠減少活塞在往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)中的摩擦，降低磨損率，作為優(yōu)選，所述活塞組件包括有活塞桿和設(shè)置于該活塞桿前部的活塞，所述活塞的外表面設(shè)置有錯(cuò)位排列的凹坑。

6、作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述缸筒包括有缸本體、缸蓋和缸底，所述缸蓋的前端還設(shè)置有可防止導(dǎo)向套松動(dòng)的壓蓋，所述壓蓋的內(nèi)表面設(shè)置有錯(cuò)位排列的凹坑。這些凹坑能夠存儲油液，減少部件的摩擦阻力和磨損。

7、作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述凹坑截面呈圓柱，每一所述凹坑的深度為3～5μm，每一所述凹坑的直徑為8～10μm，相鄰凹坑之間沿軸向和圓周方向的間隔分別為45～50μm。

8、為了確?；钊\(yùn)動(dòng)中的平穩(wěn)性和對中性，作為優(yōu)選，所述活塞的兩端呈楔形結(jié)構(gòu)，并且，該楔形結(jié)構(gòu)的傾斜面與缸筒的軸線之間的夾角θ為4.5°～5°，該楔形結(jié)構(gòu)的傾斜面沿缸筒的軸向方向上投影的最大長度h為10～12mm。楔形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠使得活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)形成楔形油膜，構(gòu)成動(dòng)壓支撐，這種支撐力幫助活塞在缸筒內(nèi)保持平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。

9、作為優(yōu)選，所述活塞桿靠近缸蓋采用空心截面結(jié)構(gòu)，該空心截面呈圓形，并且，所述活塞桿的空心截面直徑與活塞桿直徑的比值為0.5～0.7?；钊麠U的空心化處理，可以減輕活塞桿的質(zhì)量，進(jìn)而提高系統(tǒng)響應(yīng)的速度。

10、為了能夠精準(zhǔn)控制伺服液壓缸的位移與速度，作為優(yōu)選，所述缸體內(nèi)還設(shè)置有用于檢測伺服液壓缸位移與速度的傳感器，該傳感器的檢測桿延伸至所述活塞桿的空心截面之中，所述缸底的后端在該傳感器的尾部還設(shè)置有保護(hù)罩。

11、為了能夠確保伺服液壓缸在高溫環(huán)境下的持續(xù)高效運(yùn)作和快速響應(yīng)，作為優(yōu)選，所述凝膠材料采用如下方法注入所述的環(huán)形空腔內(nèi)，具體地，包括有以下步驟：

12、步驟一、確保凝膠注入口的暢通，使用注射設(shè)備將高導(dǎo)熱性的凝膠材料預(yù)熱到60℃～70℃的流動(dòng)溫度；

13、步驟二、將注射設(shè)備的噴嘴插入凝膠注入口，緩慢注入凝膠材料，直至材料填充整個(gè)環(huán)形內(nèi)腔；觀察缸筒表面的微孔，確認(rèn)凝膠材料逐漸從微孔滲出，并且，滲出的凝膠材料在缸筒表面形成一層均勻的冷卻膜；

14、步驟三、凝膠材料注入完成后，密封凝膠注入口，防止凝膠材料泄漏。

15、在伺服液壓缸工作一段時(shí)間后，應(yīng)定期檢查凝膠材料的滲出情況，觀察缸筒表面的冷卻膜是否均勻并保持良好的冷卻效果。根據(jù)檢查結(jié)果，及時(shí)補(bǔ)充凝膠材料，確保環(huán)形內(nèi)腔內(nèi)的凝膠材料始終充足，以維持液壓缸的溫度穩(wěn)定性和高效性。上述這種凝膠注入和維護(hù)方式特別適用于粗軋機(jī)在高溫作業(yè)環(huán)境下的需求。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：在缸筒表面開設(shè)微孔，并在缸筒內(nèi)壁側(cè)加工環(huán)形內(nèi)腔，利用凝膠材料的形態(tài)隨溫度變化的特性，即所述凝膠材料在低溫下保持粘稠態(tài)，當(dāng)溫度升高至工作環(huán)境的高溫條件下，凝膠材料流動(dòng)性發(fā)生改變，凝膠材料通過微孔滲出，形成冷卻膜，這種仿生汗腺耐高溫的設(shè)計(jì)可以有效吸收并散發(fā)熱量，從而保證液壓缸在高溫環(huán)境中的穩(wěn)定性和高效性；

17、另外，本發(fā)明還通過錯(cuò)位排列的凹坑設(shè)計(jì)、楔形結(jié)構(gòu)活塞的動(dòng)壓支撐以及活塞桿的空心化處理的集成，使伺服液壓缸在高溫環(huán)境中具有高效運(yùn)作和快速響應(yīng)的性能，特別適用于粗軋機(jī)的高溫作業(yè)需求。

技術(shù)特征：

1.一種用于粗軋機(jī)的伺服液壓缸，包括有缸筒和可直線移動(dòng)的設(shè)置于該缸筒中的活塞組件，其特征在于：所述缸筒上設(shè)置有沿長度方向開設(shè)且橫截面呈圓環(huán)狀的環(huán)形空腔，該環(huán)形空腔內(nèi)填充有高導(dǎo)熱性的凝膠材料(5)；所述缸筒在避開油路的外表面上設(shè)置有沿徑向開設(shè)且可與所述環(huán)形內(nèi)腔相連通的微孔(3)，所述凝膠材料(5)從該微孔(3)滲出，并在缸筒的表面形成一層冷卻膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的用于粗軋機(jī)的伺服液壓缸，其特征在于：所述微孔(3)沿缸筒外表面均勻開設(shè)，并且，每一所述微孔(3)的直徑為90～100微米，相鄰微孔(3)之間的間距為1～3mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于粗軋機(jī)的伺服液壓缸，其特征在于：所述缸筒包括有可與所述環(huán)形內(nèi)腔相連通的凝膠注入口以及可與所述油路相連通的注油口。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于粗軋機(jī)的伺服液壓缸，其特征在于：所述活塞組件包括有活塞桿(21)和設(shè)置于該活塞桿(21)前部的活塞(22)，所述活塞(22)的外表面設(shè)置有錯(cuò)位排列的凹坑(4)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于粗軋機(jī)的伺服液壓缸，其特征在于：所述缸筒包括有缸本體(11)、缸蓋(12)和缸底(13)，所述缸蓋(12)的前端還設(shè)置有可防止導(dǎo)向套松動(dòng)的壓蓋(14)，所述壓蓋(14)的內(nèi)表面設(shè)置有錯(cuò)位排列的凹坑(4)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的用于粗軋機(jī)的伺服液壓缸，其特征在于：所述凹坑(4)截面呈圓柱，每一所述凹坑(4)的深度為3～5μm，每一所述凹坑(4)的直徑為8～10μm，相鄰凹坑(4)之間沿軸向和圓周方向的間隔分別為45～50μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于粗軋機(jī)的伺服液壓缸，其特征在于：所述活塞(22)的兩端呈楔形結(jié)構(gòu)，并且，該楔形結(jié)構(gòu)的傾斜面與缸筒的軸線之間的夾角θ為4.5°～5°，該楔形結(jié)構(gòu)的傾斜面沿缸筒的軸向方向上投影的最大長度h為10～12mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于粗軋機(jī)的伺服液壓缸，其特征在于：所述活塞桿(21)靠近缸蓋(12)采用空心截面結(jié)構(gòu)，該空心截面呈圓形，并且，所述活塞桿(21)的空心截面直徑與活塞桿(21)直徑的比值為0.5～0.7。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于粗軋機(jī)的伺服液壓缸，其特征在于：所述缸體內(nèi)還設(shè)置有用于檢測伺服液壓缸位移與速度的傳感器(6)，該傳感器(6)的檢測桿延伸至所述活塞桿(21)的空心截面之中，所述缸底(13)的后端在該傳感器(6)的尾部還設(shè)置有保護(hù)罩(7)。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于粗軋機(jī)的伺服液壓缸，其特征在于，所述凝膠材料(5)采用如下方法注入所述的環(huán)形空腔內(nèi)，具體地，包括有以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
一種用于粗軋機(jī)的伺服液壓缸，包括有缸筒和可直線移動(dòng)的設(shè)置于該缸筒中的活塞組件，其特征在于：所述缸筒上設(shè)置有沿長度方向開設(shè)且橫截面呈圓環(huán)狀的環(huán)形空腔，該環(huán)形空腔內(nèi)填充有高導(dǎo)熱性的凝膠材料；所述缸筒在避開油路的外表面上設(shè)置有沿徑向開設(shè)且可與所述環(huán)形內(nèi)腔相連通的微孔，所述凝膠材料從該微孔滲出，并在缸筒的表面形成一層冷卻膜。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：在缸筒表面開設(shè)微孔，并在缸筒內(nèi)壁側(cè)加工環(huán)形內(nèi)腔，利用凝膠材料特性，凝膠材料通過微孔滲出，形成冷卻膜，這種仿生汗腺耐高溫的設(shè)計(jì)可以有效吸收并散發(fā)熱量，從而保證液壓缸在高溫環(huán)境中的穩(wěn)定性和高效性。

技術(shù)研發(fā)人員：康亮亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧波康派液壓成套設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30