一种转角可调的螺旋式液压缸的制作方法
【专利摘要】本实用新型是一种转角可调的螺旋式液压缸，缸体内部活塞采用旋向相反的螺旋副传动，特征在于由设在缸体内部的活塞齿轮轴、固定螺母及输出轴构成螺旋副传动结构，活塞齿轮轴采用一体式结构，所述输出轴的后端与活塞齿轮轴的内孔之间通过螺旋副连接，活塞齿轮轴外圆的后端与固定螺母的内孔之间通过螺旋副连接，两个螺旋副可制成螺旋齿轮副或者螺纹副，由设在缸体后端盖内的调节螺母构成输出轴的转角调整结构，调节螺母装在密封端盖的中心孔内，固定螺母的两侧端面均制成端面齿，两侧的端面齿分别与缸体内的台阶形端面及密封端盖的前端面相压接。本方案的结构简单紧凑、体积小、传动精确、输出扭矩大、摆动范围大且可调。
【专利说明】
一种转角可调的螺旋式液压缸
技术领域
[0001]本实用新型涉及液压设备技术领域，具体来讲是一种转角可调的螺旋式液压缸。
【背景技术】
[0002]目前，应用较为广泛可实现旋转摆动的液压缸主要有叶片式、齿轮齿条式和螺旋式三种结构形式，其中，螺旋式液压缸是基于一个多级螺旋传动，通过加载与活塞上的液压力，将直线运动传递到螺旋副，在螺旋副的啮合作用下转化为旋转运动，其结构紧凑，输出扭矩大，摆动范围大。螺旋式液压缸由于性能优越，可以在大多数工作介质中工作而被广泛应用于工程机械、船用设备等领域。国内目前对此类液压缸的研究与国外还有较大差距，以现有技术制造螺旋式液压缸存在较多困难，包括材料的选择、结构设计、装配设计等诸多方面，都需要我们不断地进行开发研究和创新。常规的螺旋式液压缸存在结构复杂，体积庞大，使用寿命低，传动不稳定等缺点，极大地限制了螺旋式液压缸的应用和发展。
[0003]随着国家对企业科技创新的鼓励和大力支持，近年来国内已有涉及螺旋式液压缸的专利申请提出，如中国专利申请CN 104481961A公开的一种双螺旋摆动液压缸，它采用两级螺旋传动，可以使驱动套筒在两止停构件约束的空间内的一定范围内浮动，从而降低缸体、驱动套筒、活塞套筒、输出构件的同轴度要求，降低加工成本，且驱动套筒可以进行拆卸更换。但该技术方案结构较为复杂，体积较大，不能用于空间狭小的环境。
[0004]经综合分析，现有技术涉及的螺旋式液压缸中，带有内外螺旋副的部件大多采用两部分组成:一部分是带内外螺旋副的套筒，一部分是套在螺旋副套筒外部的充当活塞作用的光套筒，这种结构在加工时必须严格保证两个零件的同轴度，增加了加工难度;安装时也必须保证两者同轴，否则会影响传动精度，对安装的要求较高。另外，现有技术中大多采用单纯的通过直接限制输出轴位置的方式来限定其转角范围，转角变化范围相对较小且不可调。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是提出一种转角可调的螺旋式液压缸，它的结构简单紧凑、体积小、传动精确、输出扭矩大、摆动范围大且可调、安装调试方便。
[0006]本实用新型采用的技术方案是:一种转角可调的螺旋式液压缸，包括缸体，输出轴、前端盖、后端盖以及设在缸体和前、后端盖内的密封装置，缸体内部活塞采用旋向相反的螺旋副传动，其特征在于:
[0007]由设在缸体内部的活塞齿轮轴、固定螺母及输出轴构成螺旋副传动结构，所述活塞齿轮轴采用一体式结构，活塞齿轮轴外圆的前端为圆轴面，后端为螺旋副，所述输出轴的后端与活塞齿轮轴的内孔之间通过螺旋副连接，活塞齿轮轴外圆的后端与固定螺母的内孔之间通过螺旋副连接，所述两个螺旋副可制成螺旋齿轮副或者螺纹副；
[0008]由设在缸体的后端盖内的调节螺母构成输出轴的转角调整结构，所述缸体的后端盖内设有密封端盖，调节螺母装在密封端盖的中心孔内，调节螺母的前端从密封端盖的中心孔中穿出，调节螺母的后端与设在密封端盖外端面的压紧环螺纹连接。
[0009]所述固定螺母的两侧端面均制成端面齿，两侧的端面齿分别与缸体内的台阶形端面及密封端盖的前端面相压接。
[0010]所述活塞齿轮轴外圆的圆轴面部分与缸体的内孔配合面之间设有格莱圈和导向环。
[0011 ]本实用新型的有益效果和特点是:
[0012]1、缸体内部采用两级螺旋齿轮副或者螺纹副传动，活塞齿轮轴只要较小的行程就可得到需要的转角，特别是将活塞齿轮轴采用一体式结构，使之在加工时更容易保证零件的同轴度，安装要求也降低了，相对于现有技术的两部分套筒组成的结构，本方案的尺寸更加紧凑，输出同等力矩的情况下，本方案缸的体积更小。
[0013]2、固定螺母的两端面均采用端面齿与两侧零件连接，工作时可以防止其在缸体内产生转动，使传动更为精确，简化了密封措施，安装定位更加简单方便。
[0014]3、在缸体的后端盖内部设置调节螺母，对活塞齿轮轴起到限位作用，通过调整调节螺母的位置，使活塞齿轮轴的极限位置发生变化，输出轴的摆动范围随之改变，实现了输出轴的摆动范围可调；由于活塞齿轮轴旋转运动的时候可以放大输出轴的转角，因此本方案通过较小的调整即可得到较大的摆角变化范围。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型实施例之一的结构示意图。
[0016]图中标号分别表不:1-输出轴，2-止推环，3-密封圈，4_密封圈，5_前端盖，6-轴承挡圈，7_缸体，8-固定螺母，9-密封圈，10-后端盖，11-压紧环，12-调节螺母，13-密封圈，14-密封端盖，15-螺钉，16-密封圈，17-螺钉，18-活塞齿轮轴，19-格莱圈，20-导向环，21-轴承，22-密封圈，23-导向环，24-防尘圈，Al-油口，A2-油口，B1-排气孔，B2-排气孔。
【具体实施方式】
[0017]图1示出本实用新型的一个实施例，它包括缸体7，输出轴1、前端盖5、后端盖10以及设在缸体和前、后端盖内的密封装置。由设在缸体7内部的活塞齿轮轴18、固定螺母8及输出轴I构成螺旋副传动结构，活塞齿轮轴18采用一体式结构，活塞齿轮轴18外圆的前端设为圆轴光面，后端为螺旋副;所述输出轴I的后端插入活塞齿轮轴18内孔，与活塞齿轮轴18的内孔之间通过螺旋副连接，活塞齿轮轴18外圆的后端与固定螺母8的内孔之间也通过螺旋副连接，两个螺旋副的旋向相反。根据设计需要，两个螺旋副可以制成螺旋齿轮副或者螺纹副。
[0018]所述前端盖5通过螺纹紧固在缸体7的前端，前端盖5与输出轴I之间设有止推环2，止推环2与前端盖5之间设置转动，止推环2与输出轴I之间通过螺纹连接紧固；所述止推环2与输出轴I中部轴肩之间设有一对轴承21，轴承21之间设有轴承挡圈6，前端盖5的一端面与轴承挡圈6的一端面接触并压紧。
[0019]本实用新型由设在缸体7的后端盖10内的调节螺母12构成输出轴I的转角调整结构，所述缸体7的后端盖10内设有密封端盖14，密封端盖14与缸体7通过螺钉15连接紧固，调节螺母12装在密封端盖14的中心孔内，调节螺母12的前端从密封端盖14的中心孔中穿出，调节螺母12的后端与设在密封端盖14外端面的压紧环11螺纹连接。后端盖10通过螺钉17紧固在缸体7的一端。
[0020]所述密封端盖14与调节螺母12之间设有密封圈13，密封端盖14与缸体7之间设有密封圈16，缸体7与后端盖10之间设有密封圈9，缸体7与前端盖5之间设有密封圈4;止推环2与输出轴I之间设有密封圈3，止推环2与前端盖5之间从外到内依次设有防尘圈24、导向环23和密封圈22。
[0021]所述固定螺母8的两侧端面均制成端面齿，两侧的端面齿分别与缸体7内的台阶形端面及密封端盖14的前端面相压接。
[0022]所述活塞齿轮轴18外圆的圆轴面部分与所述缸体7的内孔配合面之间设有格莱圈19和导向环20。
[0023]本实用新型的工作原理如下:
[0024]缸体7的内孔与活塞齿轮轴18的圆轴面上安装的格莱圈19，将缸体7分割成前后两个独立的腔室，该两腔室分别与缸体7上的油口连通。如图1所示，当左侧油口 Al为进油口，右侧油口A2为出油口时，左腔室的压力大于右腔室的压力，活塞齿轮轴18在液压力的作用下从左向右运动，由于活塞齿轮轴18与固定螺母8之间的螺旋副的作用，活塞齿轮轴18向右运动的同时还会绕轴线做旋转运动。同时，活塞齿轮轴18与输出轴I之间螺旋副的作用使输出轴I也会做旋转运动，由于两螺旋副的旋向相反，故输出轴I的旋转方向与活塞齿轮轴18的旋转方向相同，将此方向设定为正向。
[0025]反之，当右侧油口 A2为进油口，左侧油口 Al为出油口，左腔室的压力小于右腔室的压力时，输出轴I反向旋转。
[0026]调节螺母12对活塞齿轮轴18起限位作用，当调节螺母12旋至左端极限位置时，活塞齿轮轴18位移量最小，输出轴I的输出转角范围最小；当调节螺母12拧至右端极限位置(即调节螺母12的左端面与密封端盖14的内端面平齐)时，活塞齿轮轴18位移量最大，此时输出轴I的输出转角范围最大。
[0027]固定螺母8的两侧端面通过端面齿与缸体7内部端面和密封端盖14的一端面连接，被密封端盖14压紧后，固定螺母8被固定，保证了液压缸内部的传动精度。安装时，若缸体7输出端法兰与机械设备已连接好，但输出轴I上的键与机械设备要求的角度不一致时，拆下后端盖10和密封端盖14，转动固定螺母8，即可使输出轴I上的键与被连接件要求角度一致。
【主权项】
1.一种转角可调的螺旋式液压缸，包括缸体，输出轴、前端盖、后端盖以及设在缸体和前、后端盖内的密封装置，缸体内部活塞采用旋向相反的螺旋副传动，其特征在于: 由设在缸体(7)内部的活塞齿轮轴(18)、固定螺母(8)及输出轴(I)构成螺旋副传动结构，所述活塞齿轮轴(18)采用一体式结构，活塞齿轮轴(18)外圆的前端为圆轴面，后端为螺旋副，所述输出轴(I)的后端与活塞齿轮轴(18)的内孔之间通过螺旋副连接，活塞齿轮轴(18)外圆的后端与固定螺母(8)的内孔之间通过螺旋副连接，所述两个螺旋副可制成螺旋齿轮副或者螺纹副； 由设在缸体(7)的后端盖(1)内的调节螺母(I 2)构成输出轴(I)的转角调整结构，所述缸体(7)的后端盖(10)内设有密封端盖(14)，调节螺母(12)装在密封端盖(14)的中心孔内，调节螺母(12)的前端从密封端盖(14)的中心孔中穿出，调节螺母(12)的后端与设在密封端盖(14)外端面的压紧环(11)螺纹连接。2.根据权利要求1所述的一种转角可调的螺旋式液压缸，其特征在于所述固定螺母(8)的两侧端面均制成端面齿，两侧的端面齿分别与缸体(7)内的台阶形端面及密封端盖(14)的前端面相压接。3.根据权利要求1或2所述的一种转角可调的螺旋式液压缸，其特征在于所述活塞齿轮轴(18)外圆前端的圆轴面部分与缸体(7)的内孔配合面之间设有格莱圈(19)和导向环(20)。
【文档编号】F15B15/08GK205423383SQ201620260105
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】田卉, 姚喜, 王园园
【申请人】武汉市天毅达测控科技有限公司