本發明涉及監測裝置,特別是一種液壓缸活塞桿密封磨損補償監測裝置。
背景技術：
：：液壓缸活塞桿密封對于保證液壓缸的正常工作具有重要作用。在液壓缸的實際工作過程中，由于摩擦和油液中污染物質的作用，會不可避免地導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質量，甚至造成嚴重事故。對于該問題，通常采取兩種方法，一種是更換磨損的密封，但是更換過程會影響液壓缸的工作效率，而且由于缺乏合適的監測方法，何時更換也是一個尚未解決的問題；另一種方法就是設法對密封磨損進行補償。現有的密封磨損補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，通過彈簧片變形產生的回彈力來補償由于密封磨損而造成的密封接觸壓力下降。(中國專利2014208281935“密封磨損補償式滾珠軸承”。)(2)在密封體內部嵌入平衡骨架，同時在與密封唇口相對位置處設彈簧圈和彈性球，在使用過程中通過彈簧圈和彈性球對密封體內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，并對唇口的磨損進行補償。(中國專利2012100988017“一種能補償密封裝置磨損的萬向節”。)(3)通過專門的頂絲壓緊裝置和干油注入系統構成能自動補償磨損的旋轉密封結構，可以用于磨機中支撐滑動軸承的密封磨損補償。(中國專利2008202306971“一種自動補償磨損的旋轉密封裝置”。)(4)通過調節螺桿和彈簧與限位指示桿相配合對密封接觸面進行調節，實現對密封磨損的補償。(中國專利201520808524.3“自動補償磨損量的密封裝置”)(5)在密封體中設計空腔，通過專門的裝置向空腔內部注入具有一定壓力的工作介質，增加密封接觸壓力。(德國hunger液壓集團的外部調節密封系統externallyadjustablesealingsystem)通過上述分析可以看出，現有方法主要是通過彈性元件的調節或自適應的方式來實現對密封磨損的補償。但是，在液壓缸活塞桿密封的實際工作過程中，同時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運動，而且法向接觸力的增大會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不影響液壓缸的效率，就必須根據液壓缸活塞桿密封的實際狀態設法找出法向接觸力和切向摩擦力的最佳值。但是，由于目前的這些補償方法對液壓缸活塞桿密封的磨損狀態缺少監測，會在補償過程中出現密封的法向接觸力增大，但是切向摩擦力也同時增大的問題，不僅會影響液壓缸的工作效率，還會加劇密封接觸部位的磨損。針對上述問題，本發明提出一種通過光纖光柵傳感監測裝置，可以及時地了解液壓缸活塞桿密封的法向接觸載荷變化，為密封的磨損補償提供信息反饋，根據密封的實際磨損狀態進行相應的補償，從而在保證液壓缸密封性能和運行效率的同時，最大程度地減少液壓缸活塞桿密封的磨損，延長使用壽命。技術實現要素：本發明所要解決的技術問題是：提供一種液壓缸活塞桿密封磨損補償監測裝置，可以在液壓缸的實際工作過程中監測活塞桿密封的磨損狀態變化，從而使得磨損調節裝置可以根據密封的實際磨損狀態進行相應的調節。本發明解決其技術問題采用以下的技術方案：本發明提供的液壓缸活塞桿密封磨損補償監測裝置，其采用帶內腔y型密封圈作為活塞桿密封，并通過光纖光柵傳感器實時監測液壓缸活塞桿密封副表面的接觸狀態變化，為密封的磨損補償提供信息反饋，根據液壓缸活塞桿密封的實際磨損狀態進行相應的補償，從而在保證液壓缸密封性能和運行效率的同時，最大程度地減少液壓缸油液的泄漏，延長活塞桿密封的使用壽命。所述的液壓缸活塞桿密封磨損補償監測裝置，主要由內定位套、外定位套、帶內腔的y型密封圈、光纖光柵傳感器、伸縮軟管、導向定位套、缸筒、活塞桿、防塵密封圈、左密封定位環、光纖光柵解調儀、工控機、板卡組成，其中：采用帶內腔y型密封圈作為液壓缸活塞桿密封，該密封圈通過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通，通過工控機將控制信號輸出至比例減壓閥以改變y型密封圈的內腔壓力，從而對y型密封圈的內腔壓力進行動態調整，以實現對密封磨損的補償和減少油液泄漏；光纖光柵傳感器鋪設在y型密封圈背面的外定位套的外表面上，用于監測y型密封圈與活塞桿之間的接觸應力變化，內定位套外表面與外定位套內表面裝配后形成環形空隙，用于容納光纖光柵傳感器及伸縮軟管，光纖光柵傳感信號通過光纖光柵解調儀輸入工控機中，并通過液壓往復密封磨損狀態監測軟件對y型密封圈的磨損狀態進行分析和判斷。所述內定位套與外定位套通過定位銷連接，以保證內定位套油口與外定位套油口相通。所述帶內腔的y型密封圈包括針式注油管和增強體，針式注油管與y型密封圈的內腔相通。所述增強體由耐磨材料組成，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、顆粒雜質進入液壓缸中。所述導向定位套通過導向定位套螺釘與缸筒連接，還通過內壓蓋螺釘與缸筒的壓蓋連接；所述右密封定位環，用于帶內腔y型密封圈的軸向定位。本發明與現有技術相比具有以下主要的優點：1.能實時改變帶內腔y型密封圈與活塞桿的接觸應力大小，以提高密封性能。2.能動態監測液壓缸活塞桿密封接觸應力大小，并根據活塞桿密封磨損狀態控制密封接觸應力大小。采用高頻率響應的比例減壓閥為內腔y型密封圈提供輸出壓力，其響應快，穩定性好，控制精度高。3.通過液壓往復密封磨損狀態監測軟件輸出信號,對活塞桿密封接觸應力進行動態調整，以實現對活塞桿密封圈磨損的補償，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體，與普通密封材料相比，其抗磨性能好，摩擦系數低，可靠性好。5.只需對現有液壓缸活塞桿密封處的結構進行適當改進即可適應安裝要求。附圖說明圖1本發明總結構示意圖。圖2液壓缸活塞密封接觸壓力補償控制系統示意圖。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內定位套示意圖。圖8內定位套右視圖。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.內定位套，201.內定位套外表面凸臺，202.內定位套外表面，203.內定位套油口，204.內定位套內表面，3.外定位套，301.外定位套內表面，302.外定位套油口，4.帶內腔的y型密封圈，401.針式注油管，402.增強體，5.光纖光柵傳感器，501.引出光纖，6.伸縮軟管，7.導向定位套，701.導向定位套油口，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.導向定位套螺釘，15.左密封定位環，16.o型密封圈，17.右密封定位環，18.缸底螺釘，19.內定位套定位銷，20.外定位套定位銷，21.光纖光柵解調儀，22.工控機，23.板卡，24.比例減壓閥，25.液壓泵，26.油箱，27.溢流閥。具體實施方式下面結合實施例及附圖對本發明作進一步說明，但不限定本發明。本發明提供的液壓缸活塞桿密封磨損補償監測裝置，主要由內定位套2、外定位套3、帶內腔的y型密封圈4、光纖光柵傳感器5、伸縮軟管6、導向定位套7、缸筒8、法蘭10、缸底11、防塵密封圈12、左密封定位環15、光纖光柵解調儀21，工控機22，板卡23組成。所述內定位套2與外定位套3通過內定位套定位銷19連接，以保證內定位套油口203與外定位套油口302相通。內定位套定位銷19保證內定位套油口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與導向定位套油口701在周向方向位置一致。內定位套外表面凸臺201與外定位套的內表面301相配合，內定位套外表面202與外定位套內表面301共同組成環形空隙，裝配時用于容納光纖光柵傳感器5及伸縮軟管6。所述帶內腔的y型密封圈4包括針式注油管401和增強體402，其中增強體402由耐磨材料組成，針式注油管401與密封圈的內腔相通，可以通過現有密封圈廠家定制獲得。所述光纖光柵傳感器5鋪設于外定位套3的外圓柱面上，用于監測帶內腔的y型密封圈4與活塞桿接觸面的接觸應力。所述伸縮軟管6經外定位套油口302與針式注油管401連接。所述導向定位套7通過導向定位套螺釘14與缸筒8連接，還通過內壓蓋螺釘13與壓蓋1連接。所述左密封定位環15固定于導向定位套7中。所述法蘭10與缸筒8通過螺紋連接。所述缸底11通過缸底螺釘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、顆粒雜質進入液壓缸中。在導向定位套7處設置o型密封圈16，用于缸筒密封。右密封定位環17，用于帶內腔y型密封圈4軸向定位。。所述光纖光柵解調儀21，采用型號為lggk-iv四通道光纖光柵解調儀，用于解調光纖光柵信號。所述工控機22，采用研華2u工控機，其通過數據線與光纖光柵解調儀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電壓信號用于控制比例減壓閥。液壓缸活塞密封接觸壓力補償功能由液壓系統提供，該系統的結構如圖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通過油管與泵25的吸口連接，泵25的出口通過油管與溢流閥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通過伸縮軟管6與帶內腔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輸出穩定壓力，比例減壓閥24用于控制帶內腔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償監測裝置，其工作原理如下：當帶內腔y型密封圈4出現磨損后，通過光纖光柵傳感器可以檢測到密封副之間的接觸狀態變化，光纖光柵傳感信號經過解調后輸入工控機，通過其中專門設計的軟件程序(液壓往復密封磨損狀態智能識別系統，intelligentconditionrecognitionsystemofhydraulicreciprocatingsealwear，簡稱icrshrsw)判斷活塞桿密封的磨損程度，再通過板卡輸出相應的電流信號控制比例減壓閥壓力，使得伸縮軟管6中油液壓力增大，控制油液經伸縮軟管6經針式注油管401作用于y型密封圈4的內腔，使得y型密封圈4與整體式活塞和活塞桿9之間的接觸應力增大，從而實現對密封磨損的補償。本發明提供的液壓缸活塞桿密封磨損補償監測裝置，其制備包括以下步驟：1.對活塞桿密封槽底部零件進行結構改進：所述活塞桿密封槽底部零件是指圖1中的導向定位套7，對其進行結構改進，使得其中不僅可以鋪設光纖光柵傳感器(詳細內容見專利2014105765368一種液壓往復動密封狀態監測傳感器)，同時還在其中設置用于密封磨損補償的壓力油通道，以便壓力油通過該通道進入活塞桿密封(圖1中的光纖光柵傳感器5)中專門用來進行密封接觸壓力補償的腔體內部。這種具有密封接觸壓力補償功能的液壓缸活塞桿密封可以通過專門的制造商定制獲得(如德國的hunger液壓集團)。2.各零部件裝配：將法蘭10通過螺紋與缸筒8連接，再將缸底11通過缸底螺釘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，通過內六角螺釘將導向定位套7固定于缸筒8上。將光纖光柵傳感器5鋪設固定在內定位套外表面202，將帶內腔的y型密封圈4裝配于內定位套內表面204，使其針式注油管401從內定位套油口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501一起放于內定位套與外定位套組成的環形空隙中，并通過引線將兩者綁定，然后再將外定位套3套在內定位套外表面凸臺201上，引線經外定位套油口302、導向定位套油口701、缸筒引出孔801引出。最終將該部分整體一起裝入導向定位套7中。最后通過壓蓋螺釘13將壓蓋1與導向定位導向套7連接。當前第1頁12當前第1頁12