一种旋转伸缩一体化液压缸的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及流体传动及控制领域，具体来讲是一种旋转伸缩一体化液压缸。
【背景技术】
[0002]目前，公知的液压缸分普通伸缩式液压缸和旋转液压缸两种。
[0003]普通的伸缩式液压缸借助流体压强在活塞两端面产生的作用力之差，克服活塞密封环和活塞杆密封环上的摩擦力后，推动活塞杆实现平移运动。
[0004]旋转液压缸则主要有叶片式、齿轮齿条式和螺旋式三种不同的结构形式。叶片式旋转液压缸通过改变油液的供给方向和压强大小，改变驱动轴上叶片受力方向和受力大小，从而使驱动轴实现旋转运动，可实现的最大转角小于360度。齿轮齿条式旋转液压缸是借助伸缩式液压缸推动齿轮齿条副中的齿条，使齿轮产生旋转。螺旋式旋转液压缸的驱动轴轴向固定，油压推动旋转活塞沿轴向滑动，从而在驱动轴和缸筒之间产生扭矩并使驱动轴旋转。
[0005]但是上述液压缸只能实现伸缩或旋转一种功能。现有实现伸缩和旋转两种功能的主要方式两种:一种是伸缩式液压缸的活塞杆顶部设置一个齿轮齿条式旋转液压缸，齿轮和活塞杆同轴。另一种是将叶片式旋转液压缸或者螺旋式旋转液压缸与双出杆伸缩式液压缸连接。
[0006]这两种方式虽然实现了液压缸的伸缩和旋转功能，但是均为两个不同种类液压缸的简单连接，实现伸缩部分的活塞杆和实现旋转功能的结构连接方式为啮合，且啮合部位暴露在外，用户需定期对啮合部位维护保养，进行清洗、防锈蚀、加润滑脂等工作，浪费人力物力。另外，两个液压缸连接后，安装座有两个，密封圈的数量是两个液压缸密封圈数量的总和，尺寸相对庞大。
【发明内容】
[0007]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种旋转伸缩一体化液压缸，实现旋转功能的部分都设置在主缸筒内，无需对其进行维护保养，只需一个安装座，相对减少密封圈数量，尺寸相对较小。
[0008]为达到以上目的，本发明采取的技术方案是:一种旋转伸缩一体化液压缸，包括主缸筒，以及分别位于主缸筒两端的上端盖和下端盖，主缸筒内其余部分为无杆腔，主缸筒内还设有扭矩传动轴，扭矩传动轴分为上部、中部和下部；所述扭矩传动轴的上部插入活塞杆底部，所述插入部分的下部套设有滑套，滑套部分设置于活塞杆内且与活塞杆固定连接，活塞杆下部的侧壁向外形成一个凸肩，凸肩下方套设有伸缩活塞，且活塞杆相对于伸缩活塞转动设置，所述伸缩活塞沿活塞杆轴向方向移动设置于主缸筒内壁；所述主缸筒无杆腔的内壁固定设有螺旋缸筒，所述扭矩传动轴的中部和下部均位于螺旋缸筒内，扭矩传动轴的中部由内向外依次套设有内导向套、外导向套，内导向套与扭矩传动轴之间静密封，内导向套相对于外导向套转动设置，外导向套与螺旋缸筒内壁之间静密封；所述螺旋缸筒转动设置一个圆柱状的螺旋活塞，螺旋活塞顶部向内凹陷形成容纳腔，所述扭矩传动轴的下部螺纹连接于所述容纳腔内壁；所述主缸筒的侧壁自上而下依次设有第一油口至第四油口，伸缩活塞顶部与上端盖之间连通第一油口，螺旋缸筒顶部与伸缩活塞底部之间连通第二油口，内导向套和外导向套的底部与旋转活塞顶部之间连通第三油口，旋转活塞底部与下端盖之间连通第四油口。
[0009]在上述技术方案的基础上，所述扭矩传动轴的上部为棱柱状，其外切圆半径小于扭矩传动轴的中部半径。
[0010]在上述技术方案的基础上，所述滑套包括螺纹固定于活塞杆内的轴套和轴套底端的环状边沿，环状边沿设置于活塞杆和伸缩活塞的底部，且通过锁紧螺钉与活塞杆底部固定，所述环状边沿和轴套一体成型，轴套内设有与扭矩传动轴的上部相配合的通孔。
[0011]在上述技术方案的基础上，所述伸缩活塞与活塞杆之间套设有第一法向密封圈和导向环；伸缩活塞与主缸筒之间设有轴向密封圈和导向环。
[0012]在上述技术方案的基础上，所述伸缩活塞的顶面嵌入一个第一挡圈和一个推力滚针轴承，所述第一挡圈位于推力滚针轴承上方，且第一挡圈抵持于活塞杆的凸肩；所述伸缩活塞的底部与滑套的环状边沿之间同样设有推力滚针轴承。
[0013]在上述技术方案的基础上，所述扭矩传动轴的中部和下部连接处设有第一环形槽，第一环形槽套设有第二挡圈；第二挡圈为两个相对设置的半圆环形结构，通过一个卡箍合拢并固定于第一环形槽。
[0014]在上述技术方案的基础上，内导向套和外导向套之间设有第二法向密封圈和导向环，外导向套和螺旋缸筒之间设有静密封圈，且外导向套和螺旋缸筒之间通过第一螺纹副固定。
[0015]在上述技术方案的基础上，所述扭矩传动轴的中部套设有一个隔圈，隔圈设置于内导向套和外导向套下方，且隔圈与内导向套之间、隔圈与所述第二挡圈之间均设有推力滚针轴承。
[0016]在上述技术方案的基础上，所述螺旋活塞与螺旋缸筒之间设有第三法向密封圈和导向环，第三法向密封圈位于导向环上部。
[0017]在上述技术方案的基础上，所述螺旋活塞与螺旋缸筒之间通过第二螺纹副连接，第二螺纹副位于螺旋活塞与螺旋缸筒之间的导向环下方，螺旋活塞与扭矩传动轴的下部通过第三螺纹副连接，且第二螺纹副和第三螺纹副的螺纹方向相反。
[0018]在上述技术方案的基础上，所述扭矩传动轴的中部绕其轴向设有一个第二环形槽，第二环形槽内嵌入静密封圈。
[0019]在上述技术方案的基础上，所述螺旋缸筒与主缸筒无杆腔的内壁之间设有三个静密封的静密封圈。
[0020]在上述技术方案的基础上，所述螺旋缸筒底端向外弯折形成外边沿，外边沿位于主缸筒底端，所述下端盖通过螺钉与所述外边沿、主缸筒底端固定。
[0021]在上述技术方案的基础上，所述上端盖包括插入在主缸筒内的插入部分和盖在主缸筒顶端的端头部分，所述端头部分与活塞杆之间设有复合密封圈和防尘圈，所述插入部分与活塞杆之间设有导向环。
[0022]本发明的有益效果在于:
[0023]1、本发明中实现旋转功能的部分，包括扭矩传动轴、旋转缸筒、导向套等，均位于主缸筒内，无需对该部分进行维护保养，省时省力。
[0024]2、本发明在安装时，因为是一个主缸筒，因此只需要一个安装座，整体尺寸较小，提高了液压缸的适用范围。
[0025]3、扭矩传动轴的中部套设有内、外导向套，外导向套通过螺纹副旋入缸筒压紧隔圈，第二挡圈能够嵌入安装到第一环形槽内，隔圈上、下的推力滚针轴承被夹紧，有效地将将扭矩传动轴沿轴向固定的同时，允许该轴以较低的摩擦力转动；扭矩传动轴和内导向套之间、扭矩传动轴和内导向套之间设有静密封圈，外导向套和内导向套之间设有允许相对平移和旋转的第二法向密封圈和导向环，从而将实现螺旋式摆动油缸功能的部分和实现伸缩式油缸功能的部分有效的隔离开，达到有效密封，相对减少密封圈的数量，进一步减小液压缸的尺寸。
[0026]4、伸缩活塞和主缸筒之间采用轴向密封件密封(能够移动)、活塞杆和伸缩活塞之间密封采用法向密封件密封(能够旋转)，由于伸缩活塞和主缸筒之间的密封结构摩擦力，大于活塞杆和伸缩活塞之间之间的密封结构的摩擦力，而前者摩擦力作用力臂又大于后者，因此在活塞杆旋转时首先产生相对旋转的是活塞杆和伸缩活塞，也就是说该处的密封结构仅负责旋转密封，而伸缩活塞和主缸筒之间的密封结构仅负责轴向平移运动，从而避免单个密封结构同时担负轴向动密封和法向动密封的不利工况，提高了密封寿命和可靠性。
[0027]5、扭矩传动轴为棱柱状，滑套的孔与其形状相配合，在伸缩活塞的全行程范围内，扭矩传动轴和滑套形成有效配合，滑套的环状边沿开有螺纹孔，通过螺钉与活塞杆紧固，防止滑套松脱，保证扭矩传动轴与活塞杆的紧密配合。
【附图说明】
[0028]图1为本发明旋转伸缩一体化液压缸的剖面结构示意图。
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