一種具有多重密封效果的一體化伺服液壓擺動(dòng)缸的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有多重密封效果的一體化伺服液壓擺動(dòng)缸，包括液壓擺動(dòng)缸、閥導(dǎo)和伺服閥，其中，液壓擺動(dòng)缸包括工作軸、缸筒、動(dòng)葉片、靜葉片、缸蓋、軸承、軸承端蓋、缸蓋密封壓蓋，工作軸與缸筒之間通過螺紋連接分別固定動(dòng)葉片和靜葉片；在液壓擺動(dòng)缸缸體外設(shè)置閥導(dǎo)，通過螺栓連接與液壓擺動(dòng)缸缸體，閥導(dǎo)連接伺服閥，該液壓擺動(dòng)缸還包括三重動(dòng)密封結(jié)構(gòu)和雙重靜密封結(jié)構(gòu)。該液壓擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的密封效果，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)擺動(dòng)缸容積效率不足的缺點(diǎn)，在一定量上減少了油管的壓力損失，提高了液壓擺動(dòng)缸的效率。
【專利說明】
一種具有多重密封效果的一體化伺服液壓擺動(dòng)缸
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明專利涉及一種液壓缸，尤其涉及一種單葉片液壓擺動(dòng)缸。
【背景技術(shù)】
[0002]擺動(dòng)缸根據(jù)工作原理分類，可分為齒輪齒條式，葉片式和螺旋式，其中葉片式擺動(dòng)液壓缸由于其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，動(dòng)作靈敏，轉(zhuǎn)動(dòng)均勻脈動(dòng)小，加工難度低的特點(diǎn)在工業(yè)生產(chǎn)和機(jī)器人關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)中廣泛使用，但是一般傳統(tǒng)的葉片式液壓缸存在一個(gè)較為明顯的缺點(diǎn)，其泄漏量較為明顯，密封效果較差，并且傳統(tǒng)的液壓擺動(dòng)缸再加入伺服機(jī)構(gòu)時(shí)，往往采取通過油管連通液壓擺動(dòng)缸與伺服閥，造成液壓系統(tǒng)的油路的復(fù)雜繁瑣，并且油管也造成了一定的液壓損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提出了一種具有多重密封效果的一體化伺服液壓擺動(dòng)缸，該液壓擺動(dòng)缸具有良好的密封效果，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)擺動(dòng)缸容積效率不足的缺點(diǎn)，同時(shí)，該擺動(dòng)缸通過一個(gè)閥導(dǎo)連接液壓擺動(dòng)缸和伺服閥，摒棄了油管，極大的減少了液壓系統(tǒng)的體積并且在一定量上減少了油管的壓力損失，從而提高了液壓擺動(dòng)缸的效率。
[0004]技術(shù)方案:一種具有多重密封效果的一體化伺服液壓擺動(dòng)缸，包括:液壓擺動(dòng)缸、閥導(dǎo)、伺服閥，液壓擺動(dòng)缸包括工作軸、缸筒、動(dòng)葉片、靜葉片、缸蓋、軸承、軸承端蓋，缸蓋密封壓蓋，缸筒套在工作軸外，工作軸與缸筒之間通過螺紋連接分別固定動(dòng)葉片和靜葉片，缸筒由動(dòng)葉片和靜葉片分為第一工作腔和第二工作腔，缸蓋通過螺栓與缸筒連接，軸承與軸承端蓋通過螺栓與缸蓋相連，軸承端蓋位于缸蓋外側(cè)，缸蓋密封壓蓋位于缸蓋和軸承端蓋之間；伺服閥通過閥導(dǎo)與液壓擺動(dòng)缸連接。
[0005]進(jìn)一步的，所述液壓擺動(dòng)缸包括三重動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，第一重動(dòng)密封結(jié)構(gòu)包括動(dòng)葉片丁晴膠密封圈，動(dòng)葉片聚四氟乙烯密封圈，靜葉片丁晴膠密封圈，靜葉片聚四氟乙烯墊片，動(dòng)葉片上設(shè)有凹槽，所述凹槽設(shè)在動(dòng)葉片靠近缸筒和缸蓋的面上，動(dòng)葉片頂面凹槽在軸向方向延伸，并與兩個(gè)側(cè)面徑向延伸的凹槽連通;靜葉片上設(shè)有凹槽，所述凹槽在靜葉片靠近工作軸的面上軸向延伸，并與靠近缸筒和缸蓋的兩個(gè)側(cè)面徑向延伸的凹槽連通;動(dòng)葉片丁晴膠密封圈和動(dòng)葉片聚四氟乙烯密封圈嵌在動(dòng)葉片的凹槽中，動(dòng)葉片丁晴膠密封圈位于動(dòng)葉片聚四氟乙烯密封圈的徑向內(nèi)側(cè);靜葉片丁晴膠密封圈和靜葉片聚四氟乙烯密封墊片嵌在靜葉片的凹槽中，靜葉片聚四氟乙烯密封墊片位于靜葉片丁晴膠密封圈的徑向內(nèi)側(cè);第二重動(dòng)密封結(jié)構(gòu)包括碟簧、密封襯墊和鍥形密封圈，鍥形密封圈設(shè)置在缸蓋和工作軸之間，碟簧設(shè)置在缸蓋和缸蓋密封壓蓋之間，在鍥形密封圈和碟簧之間設(shè)置密封襯墊;第三重動(dòng)密封包括格萊圈，格萊圈包括格萊圈內(nèi)圈和格萊圈橡膠外圈，格萊圈內(nèi)圈套在工作軸上，格萊圈橡膠外圈套在格萊圈內(nèi)圈上，格萊圈設(shè)置在缸蓋密封壓蓋和軸承端蓋之間。
[0006]進(jìn)一步的，所述液壓擺動(dòng)缸包括雙重靜密封結(jié)構(gòu)，第一重靜密封結(jié)構(gòu)包括采用第一O型橡膠圈，嵌在缸筒與缸蓋之間的凹槽，第二重靜密封包括第二O型橡膠圈，嵌在缸蓋與缸蓋密封壓蓋之間的凹槽。
[0007]進(jìn)一步的，所述閥導(dǎo)包括設(shè)置在頂部的兩個(gè)通孔，兩個(gè)盲孔和側(cè)面的兩個(gè)螺紋孔，側(cè)面的螺紋孔通過螺紋連接油管噴嘴接頭，螺紋孔與頂部盲孔相連通，盲孔連通伺服閥，兩個(gè)通孔包括第一通孔和第二通孔，第一通孔連接第一工作腔，第二通孔連接第二工作腔，通孔兩端分別連通伺服閥與液壓擺動(dòng)缸。
[0008]進(jìn)一步的，在工作軸軸端設(shè)有角度編碼器，在工作軸的端頭嵌套聯(lián)軸器轉(zhuǎn)頭，聯(lián)軸器轉(zhuǎn)頭連接聯(lián)軸器與角度編碼器。
[0009]所述液壓擺動(dòng)缸的工作方法是:液壓油進(jìn)入到擺動(dòng)缸的工作腔中，在動(dòng)葉片兩端的兩個(gè)工作腔會(huì)產(chǎn)生壓差，在壓差的作用下，動(dòng)葉片帶動(dòng)工作軸和角度編碼器一起轉(zhuǎn)動(dòng)，角度編碼器檢測(cè)所收的角度信號(hào)發(fā)送至后期的PC中，PC發(fā)出的邏輯信號(hào)控制伺服閥，液壓缸達(dá)到擺動(dòng)。
[0010]有益效果:
[0011]1.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用單葉片結(jié)構(gòu)，原理簡(jiǎn)單，易于生產(chǎn)操作。
[0012]2.本發(fā)明通過一個(gè)簡(jiǎn)單的閥導(dǎo)機(jī)構(gòu)，把伺服閥和液壓擺動(dòng)缸組合成一個(gè)整體，摒棄了連接伺服閥與液壓擺動(dòng)缸之間的油管，極大的簡(jiǎn)化了整個(gè)伺服液壓擺動(dòng)缸系統(tǒng)，減少了液壓系統(tǒng)的體積，同時(shí)還減少了由于油管而帶來的能量損失，提高了工作效率。
[0013]3.本發(fā)明采用了多級(jí)密封設(shè)計(jì)，密封機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，同時(shí)價(jià)格低廉，利用丁晴膠密封圈彈性好和聚四氟乙烯密封圈摩擦系數(shù)小的特點(diǎn)，把丁晴膠密封圈和聚四氟乙烯密封圈分別作為底面和接觸面，丁晴膠密封圈在壓縮后使得聚四氟乙烯密封圈牢牢緊貼工作面，兼顧了減少摩擦和提高容積效率的目的；在缸蓋軸肩處設(shè)置密封機(jī)構(gòu)，有效防止由缸筒和軸肩而造成的內(nèi)泄漏，并且在鍥形密封圈消損時(shí)，在彈性壓力和鍥形結(jié)構(gòu)的作用下，該動(dòng)密封仍具有一定的自修復(fù)能力，達(dá)到良好、可靠的動(dòng)密封效果;在防止外泄漏方面，在缸蓋密封壓蓋處采用格萊圈；在缸蓋與缸筒，缸蓋密封壓蓋與缸蓋的靜密封均采用橡膠O型圈，有效的防止由于缸體間構(gòu)件間縫隙而引起外泄漏。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明液壓擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)圖
[0015]圖2是第二重動(dòng)密封結(jié)構(gòu)圖
[0016]圖3是本發(fā)明液壓擺動(dòng)缸三維圖
[0017]圖4是本發(fā)明閥導(dǎo)結(jié)構(gòu)圖
[0018]圖5是圖1中工作軸結(jié)構(gòu)圖
[0019]圖6是圖1中動(dòng)葉片結(jié)構(gòu)圖
[0020]圖7是圖1中靜葉片結(jié)構(gòu)圖
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明【具體實(shí)施方式】是，一種多重密封效果的一體化伺服液壓擺動(dòng)缸，包括液壓擺動(dòng)缸、閥導(dǎo)、角度編碼器和伺服閥，其特征在于:
[0023]所述的液壓擺動(dòng)缸包括缸筒17，缸蓋15，工作軸13，軸承24，軸承端蓋7，軸承擋圈10，動(dòng)葉片2，靜葉片20，缸蓋密封壓蓋21，缸筒17套在工作軸13外，動(dòng)葉片和靜葉片設(shè)置在缸筒17和工作軸13之間，并通過螺栓連接分別連接在液壓缸缸筒17和工作軸13上，缸筒17由動(dòng)葉片2和靜葉片20分為第一工作腔和第二工作腔，擺動(dòng)缸工作時(shí)，分別作為進(jìn)油腔和回油腔，缸筒17和缸蓋15通過螺栓螺母連接形成一個(gè)密閉的液壓擺動(dòng)缸腔體;液壓擺動(dòng)缸為了固定工作軸，采用一對(duì)角接觸球軸承。軸承24與軸承端蓋7通過螺栓與缸蓋15相連，軸承端蓋7位于缸蓋15外側(cè)，軸承端蓋7和軸承擋圈10通過螺栓連接，所述缸蓋密封壓蓋21位于缸蓋15和軸承端蓋7之間；在液壓擺動(dòng)缸缸筒17外設(shè)置閥導(dǎo)18，通過螺栓連接與液壓擺動(dòng)缸缸筒17連接，所述閥導(dǎo)18與所述伺服閥連接。
[0024]在液壓油進(jìn)入到缸體內(nèi)腔的時(shí)候，涉及到多處密封設(shè)計(jì)，在動(dòng)葉片和靜葉片與缸體和工作軸之間的密封，采用動(dòng)葉片丁晴膠密封圈3，動(dòng)葉片聚四氟乙烯密封圈4，靜葉片丁晴膠密封圈19，靜葉片聚四氟乙烯墊片16，在動(dòng)葉片上設(shè)置凹槽，動(dòng)葉片凹槽設(shè)在動(dòng)葉片靠近缸筒17和缸蓋15的面上，動(dòng)葉片頂面凹槽在軸向方向延伸，并與兩個(gè)側(cè)面徑向延伸的凹槽連通;靜葉片上設(shè)置凹槽，靜葉片凹槽在靜葉片靠近工作軸13的面上軸向延伸，并與靠近缸筒17和缸蓋15的兩個(gè)側(cè)面徑向延伸的凹槽連通;動(dòng)葉片丁晴膠密封圈3和動(dòng)葉片聚四氟乙烯密封圈4嵌在動(dòng)葉片的凹槽中，動(dòng)葉片丁晴膠密封圈3位于動(dòng)葉片聚四氟乙烯密封圈4的徑向內(nèi)側(cè);靜葉片丁晴膠密封圈19和靜葉片聚四氟乙烯密封墊片16嵌在靜葉片的凹槽中，靜葉片聚四氟乙烯密封墊片16位于靜葉片丁晴膠密封圈19的徑向內(nèi)側(cè)。
[0025]在缸蓋軸肩處，缸筒、缸蓋、工作軸和動(dòng)、靜葉片的密封圈在加工時(shí)必然存在誤差，導(dǎo)致在軸肩處存在一定的縫隙，為了防止液壓油通過這個(gè)縫隙造成內(nèi)泄漏，設(shè)置第二重動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，由鍥形密封圈5、密封襯墊I和碟簧6組成，鍥形密封圈5設(shè)置在缸蓋15和工作軸13之間，碟簧6設(shè)置在缸蓋15和缸蓋密封壓蓋21之間，在鍥形密封圈5和碟簧6之間設(shè)置密封襯墊I，在擰緊軸承端蓋23時(shí)，缸蓋密封壓蓋21壓縮碟簧6，在碟簧6的彈性壓力和鍥形結(jié)構(gòu)作用下，鍥形密封圈5緊靠缸蓋15和輸出軸13，有效防止由缸筒和軸肩而造成的內(nèi)泄漏，并且在鍥形密封圈5消損時(shí)，在彈性壓力和鍥形結(jié)構(gòu)的作用下，該動(dòng)密封仍具有一定的自修復(fù)能力，達(dá)到良好、可靠的動(dòng)密封效果。
[0026]在缸蓋密封壓蓋21、工作軸13和軸承端蓋7之間設(shè)置第三重動(dòng)密封，采用格萊圈，格萊圈主要由格萊圈內(nèi)圈9和格萊圈橡膠外圈22組成，格萊圈內(nèi)圈9套在工作軸13上，格萊圈橡膠外圈22套在格萊圈內(nèi)圈9上，格萊圈橡膠外圈22嵌入凹槽產(chǎn)生的彈性力促使密封圈與工作軸緊鎖，組成良好有效的動(dòng)密封。
[0027]采用O型第一橡膠圈14和第二O型橡膠圈8，第一 O橡膠圈14嵌在缸筒17與缸蓋15的凹槽，第二 O橡膠圈8嵌在缸蓋15和缸蓋密封壓蓋21之間的凹槽達(dá)到雙重靜密封。
[0028]閥導(dǎo)頂部有兩個(gè)通孔25和28，和兩個(gè)盲孔26，側(cè)面有兩個(gè)螺紋孔27，通過螺紋連接油管噴嘴接頭，側(cè)面的螺紋孔27與頂部盲孔相連通，盲孔連通伺服閥，這樣，液壓油通過噴嘴接頭經(jīng)螺紋孔和盲孔可以進(jìn)入到伺服閥中。通孔兩端分別連通伺服閥與液壓擺動(dòng)缸，伺服閥控制的液壓油經(jīng)通孔進(jìn)出入擺動(dòng)缸，兩個(gè)通孔分為第一通孔25和第二通孔28，第一通孔，25連接第一工作腔，第二通孔28連接第二工作腔。在工作軸軸端設(shè)有角度編碼器，在工作軸的端頭嵌套聯(lián)軸器轉(zhuǎn)頭12，聯(lián)軸器轉(zhuǎn)頭12連接聯(lián)軸器與角度編碼器。伺服閥在接到電信號(hào)后根據(jù)信號(hào)邏輯開始工作，液壓油進(jìn)入到擺動(dòng)缸的工作腔中，此時(shí)在動(dòng)葉片兩端的進(jìn)油腔和回油腔會(huì)產(chǎn)生壓差，在壓差的作用下，動(dòng)葉片開始帶動(dòng)工作軸和角度編碼器一起轉(zhuǎn)動(dòng)，角度編碼器檢測(cè)所收的角度信號(hào)發(fā)送至后期的PC中，PC發(fā)出的邏輯信號(hào)控制伺服閥，自此液壓缸達(dá)到擺動(dòng)。
[0029]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有多重密封效果的一體化伺服液壓擺動(dòng)缸，其特征在于包括:液壓擺動(dòng)缸、閥導(dǎo)(18)、伺服閥，所述液壓擺動(dòng)缸包括工作軸(13)、缸筒(I7)、動(dòng)葉片(2)、靜葉片(20)、缸蓋(15)、軸承(24)、軸承端蓋(7)、缸蓋密封壓蓋(21)，所述缸筒(17)套在工作軸(13)外，工作軸(13)與缸筒(17)之間通過螺紋連接分別固定動(dòng)葉片(2)和靜葉片(20)，所述缸筒(17)由動(dòng)葉片(2)和靜葉片(20)分為第一工作腔和第二工作腔，所述缸蓋(15)通過螺栓與缸筒(17)連接，軸承(24)與軸承端蓋(7)通過螺栓與缸蓋(15)相連，軸承端蓋(7)位于缸蓋(15)外側(cè)，所述缸蓋密封壓蓋(21)位于缸蓋(15)和軸承端蓋(7)之間;所述伺服閥通過閥導(dǎo)(18)與液壓擺動(dòng)缸連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重密封效果的一體化伺服液壓擺動(dòng)缸，其特征在于:所述液壓擺動(dòng)缸包括三重動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，第一重動(dòng)密封結(jié)構(gòu)包括動(dòng)葉片丁晴膠密封圈(3)，動(dòng)葉片聚四氟乙烯密封圈(4)，靜葉片丁晴膠密封圈(19)，靜葉片聚四氟乙烯墊片(16)，所述動(dòng)葉片上設(shè)有凹槽，所述凹槽設(shè)在動(dòng)葉片靠近缸筒(17)和缸蓋(15)的面上，動(dòng)葉片頂面凹槽在軸向方向延伸，并與兩個(gè)側(cè)面徑向延伸的凹槽連通;所述靜葉片上設(shè)有凹槽，所述凹槽在靜葉片靠近工作軸(13)的面上軸向延伸，并與靠近缸筒(17)和缸蓋(15)的兩個(gè)側(cè)面徑向延伸的凹槽連通;動(dòng)葉片丁晴膠密封圈(3)和動(dòng)葉片聚四氟乙烯密封圈(4)嵌在動(dòng)葉片的凹槽中，動(dòng)葉片丁晴膠密封圈(3)位于動(dòng)葉片聚四氟乙烯密封圈(4)的徑向內(nèi)側(cè);靜葉片丁晴膠密封圈(19)和靜葉片聚四氟乙烯密封墊片(16)嵌在靜葉片的凹槽中，靜葉片聚四氟乙烯密封墊片(16)位于靜葉片丁晴膠密封圈(19)的徑向內(nèi)側(cè);第二重動(dòng)密封結(jié)構(gòu)包括碟簧(6)、密封襯墊(I)和鍥形密封圈(5)，鍥形密封圈(5)設(shè)置在缸蓋(15)和工作軸(13)之間，碟簧(6)設(shè)置在缸蓋(15)和缸蓋密封壓蓋(21)之間，在鍥形密封圈(5)和碟簧(6)之間設(shè)置密封襯墊(I);第三重動(dòng)密封包括格萊圈，格萊圈包括格萊圈內(nèi)圈(9)和格萊圈橡膠外圈(22)，格萊圈內(nèi)圈(9)套在工作軸(13)上，格萊圈橡膠外圈(22)套在格萊圈內(nèi)圈(9)上，格萊圈設(shè)置在缸蓋密封壓蓋(21)和軸承端蓋(7)之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多重密封效果的一體化伺服液壓擺動(dòng)缸，其特征在于:包括雙重靜密封結(jié)構(gòu)，第一重靜密封結(jié)構(gòu)包括采用第一 O型橡膠圈(14)，嵌在缸筒(17)與缸蓋(I5)之間的凹槽，第二重靜密封包括第二O型橡膠圈(8)，嵌在缸蓋(15)與缸蓋密封壓蓋(21)之間的凹槽。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的一種多重密封效果的一體化伺服液壓擺動(dòng)缸，其特征在于，所述閥導(dǎo)包括設(shè)置在頂部的兩個(gè)通孔，兩個(gè)盲孔(26)和側(cè)面的兩個(gè)螺紋孔(27)，側(cè)面的螺紋孔(27)通過螺紋連接油管噴嘴接頭，螺紋孔(27)與頂部盲孔(26)相連通，盲孔(26)連通伺服閥，兩個(gè)通孔包括第一通孔(25)和第二通孔(28)，第一通孔(25)連接第一工作腔，第二通孔(28)連接第二工作腔，通孔兩端分別連通伺服閥與液壓擺動(dòng)缸。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多重密封效果的一體化伺服液壓擺動(dòng)缸，其特征在于:在工作軸軸端設(shè)有角度編碼器，在工作軸的端頭嵌套聯(lián)軸器轉(zhuǎn)頭(12)，聯(lián)軸器轉(zhuǎn)頭(12)連接聯(lián)軸器與角度編碼器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多重密封效果的一體化伺服液壓擺動(dòng)缸的工作方法，其特征在于:液壓油進(jìn)入到擺動(dòng)缸的工作腔中，在動(dòng)葉片兩端的兩個(gè)工作腔會(huì)產(chǎn)生壓差，在壓差的作用下，動(dòng)葉片帶動(dòng)工作軸和角度編碼器一起轉(zhuǎn)動(dòng)，角度編碼器檢測(cè)所收的角度信號(hào)發(fā)送至后期的PC中，PC發(fā)出的邏輯信號(hào)控制伺服閥，液壓缸達(dá)到擺動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F15B15/12GK105952707SQ201610515549
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】謝中取, 羅翔, 吳競(jìng)
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)