专利名称：自锁流体驱动缸－用丝杠连接于活塞与缸体间实现锁定的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体驱动缸的活塞杆在任意位置上的机械锁定。
目前现有技术中，流体驱动缸的活塞杆在任意位置上的机械锁定主要采用套筒式锁紧、刹车片式锁紧、内涨式锁紧等方式来实现。《液压缸机械锁定问题的研究》介绍了液压缸机械自锁的各种实现方式。上述诸种方式的原理都是在流体驱动缸的活塞或活塞杆上施加抱紧力使其与缸体间产生摩擦力达到自锁。其主要缺点一是抱紧力有限，当活塞杆轴向载荷超过摩擦力时自锁破坏；二是制造精度要求高，生产工艺复杂。
本发明的任务是提供一种能可靠锁定并且实现容易、生产成本低的自锁流体驱动缸的技术方案。
下面结合附图
对本发明进行详细的说明。
附图为自锁流体驱动缸结构示意图。自锁流体驱动缸结构主要由缸体1、丝杠2、活塞3、活塞杆4、阻旋杆5等组成。它与普通缸主要区别是缸体内腔固联一根丝杠，丝杠与活塞构成非自锁螺旋付；丝杠端部安装一根阻旋杆，活塞杆内孔开设阻旋槽，受阻旋杆作用活塞杆不能旋转；活塞可相对活塞杆转动，构成滑动摩擦付；丝杠与缸体不能相对运动。
自锁时，流体驱动缸A、B两腔压力均为零。作用在活塞杆上的负载力F通过活塞传递到丝杠上，在螺旋付上产生旋转力矩M，使活塞产生旋转趋势，活塞在与活塞杆接触面上产生旋转阻力矩Mf。设计适当的参数使得M≯Mf，则活塞不能旋转和移动，实现自锁。
开锁时，根据负载作用方向及开锁时活塞杆运动方向可分为四种工况。
1、流体驱动缸受压缩载荷，活塞杆伸出。压力流体进入流体驱动缸A腔，活塞及活塞杆A腔一侧平面同时受压力p作用。活塞与活塞杆间正压力减小，两者间产生的阻力矩Mf减小，活塞与丝杠间产生的使活塞向B腔方向运动的旋转力矩M增大。当流体压力p达到一定值时，M＞Mf，活塞相对丝杠和活塞杆旋转，带动活塞杆伸出；2、流体驱动缸受压缩载荷，活塞杆缩回。压力流体进入流体驱动缸B腔，活塞及活塞杆B腔一侧平面同时受压力p作用。活塞与活塞杆间正压力增大，两者间产生的阻力矩Mf增大，同时，活塞与丝杠间产生的使活塞向A腔方向运动的旋转力矩M亦增大，后者比前者增加更多。当流体压力p达到一定值时，M＞Mf，活塞相对丝杠和活塞杆旋转，带动活塞杆缩回；
3、流体驱动缸受拉伸载荷，活塞杆伸出。压力流体进入流体驱动缸A腔，活塞及活塞杆A腔一侧平面同时受压力p作用。活塞与活塞杆间正压力增大，两者间产生的阻力矩Mf增大，同时，活塞与丝杠间产生的使活塞向B腔方向运动的旋转力矩M亦增大，后者比前者增加更多。当流体压力p达到一定值时，M＞Mf，活塞相对丝杠和活塞杆旋转，带动活塞杆伸出；4、流体驱动缸受拉伸载荷，活塞杆缩回。压力流体进入流体驱动缸B腔，活塞及活塞杆B腔一侧平面同时受压力p作用。活塞与活塞杆间正压力减小，两者间产生的阻力矩Mf减小，活塞与丝杠间产生的使活塞向A腔方向运动的旋转力矩M增大。当流体压力p达到一定值时，M＞Mf，活塞相对丝杠和活塞杆旋转，带动活塞杆缩回。
权利要求
1.自锁流体驱动缸在锁定时把活塞杆上轴向载荷通过螺旋付全都机械地传递到缸体上，活塞杆、活塞和缸体三者间通过摩擦力实现锁定。开锁时，向开锁腔注入高压流体，活塞杆相对缸体作直线运动。本发明的特征在于自锁时，活塞杆上轴向载荷通过螺旋付传递到缸体上，同时在活塞杆与活塞间产生摩擦力矩，实现自锁；开锁时，向开锁腔注入高压流体，螺旋付产生的驱动力矩大于活塞杆与活塞间摩擦力矩，活塞绕丝杆转动，同时带动活塞杆作直线运动。
2.按照权利要求1所述，丝杆与活塞构成的螺旋付为非自锁螺旋。
3.按照权利要求1所述，活塞可绕缸体中心轴线转动。
4.按照权利要求1所述，活塞杆内孔开设阻旋槽，丝杠与活塞杆间安装一个阻旋杆，确保活塞杆只能相对丝杠作直线运动，而不能作旋转运动。
5.按照权利要求1所述，流体驱动缸使用的流体介质可以是液体，也可以是气体。
全文摘要
本发明自锁流体驱动缸可以是油缸或气缸。它与普通缸主要区别是:缸体1内腔固联丝杠2,丝杠与活塞3构成非自锁螺旋副,丝杠端部安装阻旋杆5,活塞与活塞杆4构成滑动摩擦付。自锁时,活塞杆上的负载力F通过丝杠传递到缸体上,并在活塞与活塞杆间产生阻力矩,使彼此间不能相对运动;开锁时,压力流体推动活塞绕丝杠转动,而活塞杆作直线运动。
文档编号F04B9/00GK1207461SQ9711506
公开日1999年2月10日 申请日期1997年8月1日 优先权日1997年8月1日
发明者林艺, 王燕方 申请人:林艺