一种集成式液压伺服机构用浮动通油管支撑结构的制作方法与工艺

本发明涉及一种支撑与密封结构，特别是涉及一种液压伺服机构用浮动通油管支撑与密封结构。

背景技术：
运载火箭集成式液压伺服机构一般将油箱、蓄能器和伺服作动器集成于一体。伺服机构工作时，液压泵输出的一部分高压油液，需要引入蓄能器油腔中储存，以提供作动器在大信号作用下所需的峰值流量。通过外部管路连接方式虽然容易实现，也便于密封，但伺服机构箭上安装空间狭小，较大的外部安装管道易造成发动机与伺服机构产生干涉，显然不是最佳选择。目前一般利用内部高压通油管，从作动器内部直接将高压油液引入蓄压器。通油管经油箱内部穿过并与油箱中心同轴，通油管上套着油箱活塞，可同时集成油箱油面测量装置，结构布局如图1所示。由于油箱活塞存在往复运动，因此需要合理设计高压通油管在作动器内部的支撑与密封方式，否则当油箱活塞与油箱存在不同轴现象时，一方面将导致油箱活塞往复运动卡滞，另一方面可能导致通油管密封部位受机械外力，引起密封失效产生漏油：外部泄漏，大量油液漏入作动器走线腔，损伤电子元气件；内泄漏，大量油液漏入油箱，降低伺服系统效率，严重时会造成伺服机构建压困难。

技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术不足，提供一种集成式液压伺服机构用浮动通油管支撑结构，该结构中的通油管具有一定的转动灵活性，有效避免油箱活塞往复运动产生卡滞现象，且密封可靠。本发明所采用的技术方案是：一种集成式液压伺服机构用浮动通油管支撑结构，包括通油管、支撑座、弹簧座、弹簧导向套和弹簧；弹簧座与支撑座固定连接，弹簧座、弹簧导向套和支撑座同轴，通油管的支撑端为球头，球头的侧面开有通孔，支撑座上设有与通油管的球头相配合的球窝结构，球头和球窝构成球铰连接；弹簧导向套为一侧有端面的圆筒，端面上有半球形突起点和通油孔，通油管的球头顶端与所述与突起点点接触，弹簧座有与弹簧导向套配合的空腔，弹簧的一端抵住弹簧座的空腔底部，另一端抵住弹簧导向套端面的内壁，弹簧导向套在弹簧座空腔中滑动，弹簧通过弹簧导向套的突起点对通油管施加轴向力，使球头与球窝之间压紧密封。所述的弹簧座与支撑座之间设有冗余密封结构。所述的弹簧座与支撑座之间设有包括两道密封圈的双道冗余密封结构。所述通油管上的球头和支撑座上的球窝结构之间为间隙配合。所述支撑座的球窝结构上设有环状凹槽，环状凹槽内设有用于密封的第一密封圈和挡圈。所述弹簧为圆柱螺旋弹簧或组合碟型弹簧。本发明与现有技术相比的优点在于：1)支撑座与高压通油管采用球铰连接方式，消除加工引起的作动器中心轴线与油箱中心轴线不同轴的影响，有效避免油箱活塞往复运动产生卡滞现象。2)支撑座与高压通油管的球头和球窝结构之间采用间隙配合，利用弹性元件实现高压通油管轴向支撑，通过球头和球窝结构的相互压紧实现密封，有效消除高压通油管球头与支撑球窝曲面不易密封的缺点，还在球窝和球头之间设置密封圈结构，密封更可靠。3)对外密封结构采用双道冗余密封设计，在密封部位设置两道密封结构，第二道密封作为冗余结构，当第一道密封结构失效时，第二道密封结构仍然能起密封效果，提高了密封可靠性，有效防止外部泄漏，避免油液漏入作动器走线腔，损伤电子元器件。附图说明图1集成式液压伺服机构与浮动高压通油管安装布局；图2高压浮动通油管支撑与密封结构。具体实施方式如图1所示的集成式液压伺服机构与高压浮动通油管安装布局：液压伺服机构包括油箱6、蓄能器7和作动器4，伺服机构油箱6背负电动泵，电动泵包括中频电机1和液压泵2，液压泵出口高压油液经高压油管3引入作动器4，采用浮动高压通油管5将高压油液从作动器4中直接引入蓄能器7。如图2所示的集成式液压伺服机构用浮动通油管支撑结构包括通油管5、支撑座10、螺帽9、弹簧座18、弹簧导向套16、弹簧19、第一密封圈13、第二密封圈14、第一双冗余结构15、第二双冗余结构20、挡圈12和销钉11。支撑座10固定安装在作动器4的中心孔内，并利用螺帽9进行轴向定位，螺帽9与作动器4螺纹连接。通油管5的支撑端为球头，球头的侧面开有通孔用于通油，支撑座10上设有与通油管5的球头相配合的球窝结构，球头和球窝构成球铰连接，消除了加工引起的作动器中心轴线与油箱中心轴线不同轴的影响，使得通油管具有一定的转动灵活性。通油管5上的球头和支撑座10上的球窝结构之间为H8/h8的间隙配合，便于加工，并且具有较好的密封效果，也可以采用其他间隙配合量。支撑座10上设有销孔，销钉11安装于销孔内，其头部顶在通油管5上的窝槽上，用于防止通油管5的轴向转动。弹簧导向套16为一侧有端面的圆筒，端面上有半球形突起点和一个通油孔，通油孔用于将高压油液导入，使端面两侧所受压力一致，通油管5的球头顶端与所述与突起点点接触，弹簧座18有与弹簧导向套16配合的空腔，弹簧19的一端抵住弹簧座18的空腔底部，另一端抵住弹簧导向套16端面的内壁，弹簧导向套16在弹簧座18空腔中滑动，弹簧19通过弹簧导向套16的突起点对通油管15施加轴向力，使球头与球窝之间压紧密封。弹簧座18与支撑座10为螺纹连接，通过拧动弹簧座18，调整弹簧19的预紧力大小。弹簧19为圆柱螺旋弹簧，也可以为组合碟型弹簧。为有效防止作动器4上高压腔8内的高压油液泄漏到作动器走线腔17内，损伤电子元气件，弹簧座18与支撑座10之间和支撑座10与作动器4之间分别采用第一双冗余密封结构15和第二双冗余密封结构20。根据实际使用情况，两道冗余密封圈可以有不同的尺寸。双道冗余密封结构指在密封部位设置两道密封结构，第二道密封作为冗余结构，当第一道密封结构失效时，第二道密封结构仍然能起密封效果，提高了密封可靠性。为有效防止高压腔8内的高压油液内泄到油箱6内部，通油管5的球头与支撑座10的球窝结构之间设有第一密封圈13和挡圈12进行密封，挡圈12用于防止第一密封圈13挤出。支撑座10与作动器4中心孔之间则利用第二密封圈14进行密封。第一密封圈13或第二密封圈14或第一双冗余密封结构15中的密封圈或第二双冗余密封结构20中的密封圈的材料为丁腈橡胶，也可以为氟橡胶。为了使接触表面具有较好的强度与耐磨性，弹簧导向套16与通油管5材料推荐采用具有较高强度、硬度与耐磨性的不锈钢，也可以为结构钢。本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。