一種旋轉(zhuǎn)伸縮一體化液壓缸的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及流體傳動及控制領(lǐng)域，具體來講是一種旋轉(zhuǎn)伸縮一體化液壓缸。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的液壓缸分普通伸縮式液壓缸和旋轉(zhuǎn)液壓缸兩種。
[0003]普通的伸縮式液壓缸借助流體壓強在活塞兩端面產(chǎn)生的作用力之差，克服活塞密封環(huán)和活塞桿密封環(huán)上的摩擦力后，推動活塞桿實現(xiàn)平移運動。
[0004]旋轉(zhuǎn)液壓缸則主要有葉片式、齒輪齒條式和螺旋式三種不同的結(jié)構(gòu)形式。葉片式旋轉(zhuǎn)液壓缸通過改變油液的供給方向和壓強大小，改變驅(qū)動軸上葉片受力方向和受力大小，從而使驅(qū)動軸實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，可實現(xiàn)的最大轉(zhuǎn)角小于360度。齒輪齒條式旋轉(zhuǎn)液壓缸是借助伸縮式液壓缸推動齒輪齒條副中的齒條，使齒輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。螺旋式旋轉(zhuǎn)液壓缸的驅(qū)動軸軸向固定，油壓推動旋轉(zhuǎn)活塞沿軸向滑動，從而在驅(qū)動軸和缸筒之間產(chǎn)生扭矩并使驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)。
[0005]但是上述液壓缸只能實現(xiàn)伸縮或旋轉(zhuǎn)一種功能?，F(xiàn)有實現(xiàn)伸縮和旋轉(zhuǎn)兩種功能的主要方式兩種:一種是伸縮式液壓缸的活塞桿頂部設(shè)置一個齒輪齒條式旋轉(zhuǎn)液壓缸，齒輪和活塞桿同軸。另一種是將葉片式旋轉(zhuǎn)液壓缸或者螺旋式旋轉(zhuǎn)液壓缸與雙出桿伸縮式液壓缸連接。
[0006]這兩種方式雖然實現(xiàn)了液壓缸的伸縮和旋轉(zhuǎn)功能，但是均為兩個不同種類液壓缸的簡單連接，實現(xiàn)伸縮部分的活塞桿和實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功能的結(jié)構(gòu)連接方式為嚙合，且嚙合部位暴露在外，用戶需定期對嚙合部位維護保養(yǎng)，進行清洗、防銹蝕、加潤滑脂等工作，浪費人力物力。另外，兩個液壓缸連接后，安裝座有兩個，密封圈的數(shù)量是兩個液壓缸密封圈數(shù)量的總和，尺寸相對龐大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)伸縮一體化液壓缸，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功能的部分都設(shè)置在主缸筒內(nèi)，無需對其進行維護保養(yǎng)，只需一個安裝座，相對減少密封圈數(shù)量，尺寸相對較小。
[0008]為達到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種旋轉(zhuǎn)伸縮一體化液壓缸，包括主缸筒，以及分別位于主缸筒兩端的上端蓋和下端蓋，主缸筒內(nèi)其余部分為無桿腔，主缸筒內(nèi)還設(shè)有扭矩傳動軸，扭矩傳動軸分為上部、中部和下部；所述扭矩傳動軸的上部插入活塞桿底部，所述插入部分的下部套設(shè)有滑套，滑套部分設(shè)置于活塞桿內(nèi)且與活塞桿固定連接，活塞桿下部的側(cè)壁向外形成一個凸肩，凸肩下方套設(shè)有伸縮活塞，且活塞桿相對于伸縮活塞轉(zhuǎn)動設(shè)置，所述伸縮活塞沿活塞桿軸向方向移動設(shè)置于主缸筒內(nèi)壁；所述主缸筒無桿腔的內(nèi)壁固定設(shè)有螺旋缸筒，所述扭矩傳動軸的中部和下部均位于螺旋缸筒內(nèi)，扭矩傳動軸的中部由內(nèi)向外依次套設(shè)有內(nèi)導(dǎo)向套、外導(dǎo)向套，內(nèi)導(dǎo)向套與扭矩傳動軸之間靜密封，內(nèi)導(dǎo)向套相對于外導(dǎo)向套轉(zhuǎn)動設(shè)置，外導(dǎo)向套與螺旋缸筒內(nèi)壁之間靜密封；所述螺旋缸筒轉(zhuǎn)動設(shè)置一個圓柱狀的螺旋活塞，螺旋活塞頂部向內(nèi)凹陷形成容納腔，所述扭矩傳動軸的下部螺紋連接于所述容納腔內(nèi)壁；所述主缸筒的側(cè)壁自上而下依次設(shè)有第一油口至第四油口，伸縮活塞頂部與上端蓋之間連通第一油口，螺旋缸筒頂部與伸縮活塞底部之間連通第二油口，內(nèi)導(dǎo)向套和外導(dǎo)向套的底部與旋轉(zhuǎn)活塞頂部之間連通第三油口，旋轉(zhuǎn)活塞底部與下端蓋之間連通第四油口。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述扭矩傳動軸的上部為棱柱狀，其外切圓半徑小于扭矩傳動軸的中部半徑。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述滑套包括螺紋固定于活塞桿內(nèi)的軸套和軸套底端的環(huán)狀邊沿，環(huán)狀邊沿設(shè)置于活塞桿和伸縮活塞的底部，且通過鎖緊螺釘與活塞桿底部固定，所述環(huán)狀邊沿和軸套一體成型，軸套內(nèi)設(shè)有與扭矩傳動軸的上部相配合的通孔。
[0011]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述伸縮活塞與活塞桿之間套設(shè)有第一法向密封圈和導(dǎo)向環(huán)；伸縮活塞與主缸筒之間設(shè)有軸向密封圈和導(dǎo)向環(huán)。
[0012]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述伸縮活塞的頂面嵌入一個第一擋圈和一個推力滾針軸承，所述第一擋圈位于推力滾針軸承上方，且第一擋圈抵持于活塞桿的凸肩；所述伸縮活塞的底部與滑套的環(huán)狀邊沿之間同樣設(shè)有推力滾針軸承。
[0013]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述扭矩傳動軸的中部和下部連接處設(shè)有第一環(huán)形槽，第一環(huán)形槽套設(shè)有第二擋圈；第二擋圈為兩個相對設(shè)置的半圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，通過一個卡箍合攏并固定于第一環(huán)形槽。
[0014]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，內(nèi)導(dǎo)向套和外導(dǎo)向套之間設(shè)有第二法向密封圈和導(dǎo)向環(huán)，外導(dǎo)向套和螺旋缸筒之間設(shè)有靜密封圈，且外導(dǎo)向套和螺旋缸筒之間通過第一螺紋副固定。
[0015]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述扭矩傳動軸的中部套設(shè)有一個隔圈，隔圈設(shè)置于內(nèi)導(dǎo)向套和外導(dǎo)向套下方，且隔圈與內(nèi)導(dǎo)向套之間、隔圈與所述第二擋圈之間均設(shè)有推力滾針軸承。
[0016]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述螺旋活塞與螺旋缸筒之間設(shè)有第三法向密封圈和導(dǎo)向環(huán)，第三法向密封圈位于導(dǎo)向環(huán)上部。
[0017]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述螺旋活塞與螺旋缸筒之間通過第二螺紋副連接，第二螺紋副位于螺旋活塞與螺旋缸筒之間的導(dǎo)向環(huán)下方，螺旋活塞與扭矩傳動軸的下部通過第三螺紋副連接，且第二螺紋副和第三螺紋副的螺紋方向相反。
[0018]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述扭矩傳動軸的中部繞其軸向設(shè)有一個第二環(huán)形槽，第二環(huán)形槽內(nèi)嵌入靜密封圈。
[0019]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述螺旋缸筒與主缸筒無桿腔的內(nèi)壁之間設(shè)有三個靜密封的靜密封圈。
[0020]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述螺旋缸筒底端向外彎折形成外邊沿，外邊沿位于主缸筒底端，所述下端蓋通過螺釘與所述外邊沿、主缸筒底端固定。
[0021]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述上端蓋包括插入在主缸筒內(nèi)的插入部分和蓋在主缸筒頂端的端頭部分，所述端頭部分與活塞桿之間設(shè)有復(fù)合密封圈和防塵圈，所述插入部分與活塞桿之間設(shè)有導(dǎo)向環(huán)。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于:
[0023]1、本發(fā)明中實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功能的部分，包括扭矩傳動軸、旋轉(zhuǎn)缸筒、導(dǎo)向套等，均位于主缸筒內(nèi)，無需對該部分進行維護保養(yǎng)，省時省力。
[0024]2、本發(fā)明在安裝時，因為是一個主缸筒，因此只需要一個安裝座，整體尺寸較小，提高了液壓缸的適用范圍。
[0025]3、扭矩傳動軸的中部套設(shè)有內(nèi)、外導(dǎo)向套，外導(dǎo)向套通過螺紋副旋入缸筒壓緊隔圈，第二擋圈能夠嵌入安裝到第一環(huán)形槽內(nèi)，隔圈上、下的推力滾針軸承被夾緊，有效地將將扭矩傳動軸沿軸向固定的同時，允許該軸以較低的摩擦力轉(zhuǎn)動；扭矩傳動軸和內(nèi)導(dǎo)向套之間、扭矩傳動軸和內(nèi)導(dǎo)向套之間設(shè)有靜密封圈，外導(dǎo)向套和內(nèi)導(dǎo)向套之間設(shè)有允許相對平移和旋轉(zhuǎn)的第二法向密封圈和導(dǎo)向環(huán)，從而將實現(xiàn)螺旋式擺動油缸功能的部分和實現(xiàn)伸縮式油缸功能的部分有效的隔離開，達到有效密封，相對減少密封圈的數(shù)量，進一步減小液壓缸的尺寸。
[0026]4、伸縮活塞和主缸筒之間采用軸向密封件密封(能夠移動)、活塞桿和伸縮活塞之間密封采用法向密封件密封(能夠旋轉(zhuǎn))，由于伸縮活塞和主缸筒之間的密封結(jié)構(gòu)摩擦力，大于活塞桿和伸縮活塞之間之間的密封結(jié)構(gòu)的摩擦力，而前者摩擦力作用力臂又大于后者，因此在活塞桿旋轉(zhuǎn)時首先產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)的是活塞桿和伸縮活塞，也就是說該處的密封結(jié)構(gòu)僅負(fù)責(zé)旋轉(zhuǎn)密封，而伸縮活塞和主缸筒之間的密封結(jié)構(gòu)僅負(fù)責(zé)軸向平移運動，從而避免單個密封結(jié)構(gòu)同時擔(dān)負(fù)軸向動密封和法向動密封的不利工況，提高了密封壽命和可靠性。
[0027]5、扭矩傳動軸為棱柱狀，滑套的孔與其形狀相配合，在伸縮活塞的全行程范圍內(nèi)，扭矩傳動軸和滑套形成有效配合，滑套的環(huán)狀邊沿開有螺紋孔，通過螺釘與活塞桿緊固，防止滑套松脫，保證扭矩傳動軸與活塞桿的緊密配合。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)伸縮一體化液壓缸的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
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