一种双筒双杆作动筒同步结构的制作方法

本发明涉及伺服作动设备技术领域，特别涉及一种双筒双杆作动筒同步结构。

背景技术：

在航空发动机位置控制系统中，由于受限于安装空间，在设计时会将作动筒单筒结构改为双筒双杆机械同步结构。理论上来说，双筒结构与单筒结构等效工作腔面积相同，因此，保证双筒平行度良好，则上述两种结构静态性能应基本一致，但是，通过产品实物实测可知，双筒双杆机械同步结构空载移动速度比单筒结构要慢。双筒双杆机械同步结构出现慢速的原因为现有技术中双筒双杆结构运动同步性不好，通常采用机械同步连接块强制同步，但在运动过程中会造成很大阻尼作用，即一个活塞杆带着另一个活塞杆运动，既影响运动速度，也会带来异常磨损影响工作寿命。

现有技术中双筒双杆作动筒的第一种应用方式为并联，其原理如附图8所示，双筒双杆作动筒并联设计，包括：主动作动筒和被动作动筒，进行分区定义为：主动作动筒的分区为主动有杆腔a1和主动无杆腔a2，被动作动筒分区为被动有杆腔b1和被动无杆腔b1。主动有杆腔a1和主动无杆腔a2分别与被动作动筒的被动有杆腔b1和被动无杆腔b1相连，是主动作动筒来驱动被动作动筒运动。该形式并联作动筒在航空发动机导叶控制方面应用广泛，但两个作动筒运动一致性较差，对发动机控制来说存在位置误差，一般来说，在两者均空载的情况下，主动作动器运动至极限位置后，被动作动器才开始运动，形成滞后。一般理解为这种滞后现象的原因是由于主动和被动作动筒摩擦力不一致引起，但实际上这种滞后与作动筒并联结构工作原理有关。这里进行压力表示定义为：主动有杆腔a1和主动无杆腔a2的压力为p1和p2,被动有杆腔b1和被动无杆腔b1的压力为p3和p4,在空载运动过程中，由于无负载压降，故p1＝p2；此外，主动作动筒和被动作动筒之间的流动必然存在压差，故根据流动方向判断，p1>p3,p4>p2，由此可推断p4>p3，这与被动作动筒活塞匀速运动情况相悖。因此当主动作动筒活塞运动过程中，被动作动筒由于反向压差的存在使得活塞保持不动，直至主动作动筒运动至极限位置后，被动作动筒才开始在流量驱动下运动。故相同结构形式的并联作动筒运动不一致是必然现象。

现有技术中双筒双杆作动筒的第二种应用方式为,如附图9所示，该结构与“并联作动筒运动一致性”问题原理一致，其实双筒双杆结构就相当于并联作动筒，只不过在并联基础上增加了机械同步。同样这种应用方式采用与第一种应用方式同样的分区定义和压力表示定义，虽然解决了双筒运动不一致问题，但在双筒运动过程中，同样存在p1>p2和p4>p2的情况，故在强制同步运动条件下，会导致p1>p2，p4>p2，理解为一个作动筒拖动另一个作动筒运动，造成了较强的阻尼作用，这也解释了为什么当双筒双杆机械同步作动筒运动到极限伸出位置。此外，由于双筒结构存在两次压降，在整体压降相同情况下，受小孔流量公式影响，所以与单筒结构相比，伺服阀输出流量更小，即直接造成空载移动速度减小。

因此，现有技术中的两种应用方式，均存在双筒之间的流动造成的压差，且不可避免的形成较大的阻尼作用，直接影响了双筒双杆作动筒空载运动速度，并造成活塞杆异常偏载磨损，降低了作动筒的工作寿命。

技术实现要素：

本发明要解决现有技术中的提出一种提高双筒双杆作动筒运动同步性的结构，以解决现有技术中双筒之间的流动造成的压差，且不可避免的形成较大的阻尼作用，直接影响了双筒双杆作动筒空载运动速度，并造成活塞杆异常偏载磨损，降低了作动筒的工作寿命的技术问题，并提出了基于现有技术提出的改进结构。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

双筒双杆作动筒同步结构，具有：

第一筒体，其一端开口，另一端封闭；

第二筒体，其与所述第一筒体平行设置且固定连接，且其与所述第一筒体具有体积和底面积相同的内腔，并与所述第一筒体同向设置开口；

第一活塞杆，其设置所述第一筒体内腔的一端为第一承载端，所述第一承载端用以承载液压油液的压力，且所述第一承载端将所述第一筒体内腔分隔成第一有杆区和第一无杆区；

第二活塞杆，其设置在所述第二筒体内腔的一端为第二承载端，所述第二承载端用以承载液压油液的压力，且所述第二承载端将所述第二筒体的内腔分隔成第二有杆区和第二无杆区；

第一油路组件，其用以同时连通所述第一有杆区和所述第二有杆区，且作为连接液压油的动力输入端或液压油回流输出端；

第二油路组件，其用以同时连通所述第一无杆区和所述第二无杆区，且作为连接液压油的液压油回流输出端或动力输入端；

所述第一油路组件作为连接液压油的动力输入端时，所述液压油液同时推动所述第一承载端和所述第二承载端向所述第二油路组件的方向产生液压压力，所述第二油路组件作为液压油回流输出端；

所述第二油路组件作为连接液压油的动力输入端时，所述液压油液同时推动所述第一承载端和所述第二承载端向所述所述第一油路组件的方向产生液压压力，所述第一油路组件作为液压油回流输出端。

具体地，所述第一油路组件包括：

第一接管，其设置在所述第一筒体的径向，且位于所述第一筒体具有开口的一端，并与所述第一有杆区连通；

第一连通管，其沿所述第一筒体外部边缘设置并与所述第一筒体垂直，其一端与所述第一接管连通，其另一端连通至所述第二有杆区；

第一固定件，其环绕所述第一接管设置，且与所述第一筒体固定连接，并用以所述第一接管和所述第一连通管的连通位置与所述第一筒体的加强固定。

具体地，所述第二油路组件包括：

第二接管，其设置在所述第一筒体的径向，且位于所述第一筒体封闭的一端，并与所述第一有杆区连通；

第二连通管，其沿所述第一筒体外部边缘设置并与所述第一筒体垂直，其一端与所述第二连通管连通，另一端连通至所述第二无杆区；

第二固定件，其环绕所述第二接管设置，且与所述第一筒体固定连接，并用以所述第一接管和所述第二连通管的连通位置与所述第一筒体的加强固定。

具体地，还包括有用于固定所述第一筒体和所述第二筒体的加强筋板，所述加强筋板位于所述第一油路组件的一侧，且所述第一连通管与所述第二有杆区连通的一端穿过所述加强筋板。

具体地，还包括有用于固定所述第一筒体和所述第二筒体连接位置中部的第一加强筋板。

具体地，还包括有用于固定所述第一筒体和所述第二筒体的第二加强筋板，所述第二加强筋板位于所述第二油路组件的一侧，且所述第二连通管与所述第二无杆区连通的一端穿过第二所述加强筋板。

具体地，所述第一活塞杆位于所述第一筒体开口的一端为第一锁紧端，所述第二活塞杆位于所述第二筒体开口的一端为第二锁紧端；

所述第一锁紧端和所述第二锁紧端具有外螺纹。

具体地，还包括有：

同步连接块，所述第一锁紧端和所述第二锁紧端分别穿过所述同步连接块；

两组锁紧螺母，其分别用于将所述第一锁紧端和所述第二锁紧端与所述同步连接块锁紧固定。

本发明具有以下的有益效果：

1、本发明的第一油路组件和第二油路组件可改善双筒双杆作动筒运动的同步性，并且有效的减小了双筒间的流动造成的压差。

2、本发明的第一接管与第一连通管配合以及第二接管与第二连通管配合，使得整个液压油液同时进入双筒内，避免形成较大的阻尼作用，提高了双筒双杆作动筒空载运动速度，同时也避免了活塞杆异常偏载磨损，提高了作动筒工作寿命。

3、两作动筒进油流量是由第一油路组件和第二油路组件分流得到，回油流量也是分别单独回油后汇集到一起，只要保证供油流量充足，则可满足两者运动一致性要求。

4、本发明还具有同步连接块和两组锁紧螺母，进一步稳定活塞杆。

5、加强筋板、第一加强筋板、第二加强筋板用于稳定整体结构，进一步减小阻尼作用的影响。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的双筒双杆作动筒同步结构的剖面示意图；

图2为本发明的双筒双杆作动筒同步结构的结构示意图；

图3为本发明的第一油路组件的剖面示意图；

图4为本发明的第二油路组件的剖面示意图；

图5为本发明的双筒双杆作动筒同步结构的三维结构示意图；

图6为本发明的第一油路组件作为输入端的工作原理图；

图7为本发明的第二油路组件作为输出端的工作原理图；

图8为现有技术第一种应用方式的原理图；

图9为现有技术第二种应用方式的原理图。

图中的附图标记表示为：

主动有杆腔a1、主动无杆腔a2、被动有杆腔b1、被动无杆腔b1；

第一筒体10、第二筒体20、第一活塞杆30、第一承载端301、第二活塞杆40、第二承载端302、第一有杆区m1、第一无杆区n1、第二有杆区m2、第二无杆区n2、第一油路组件50、第二油路组件60、第一接管501、第一连通管502、第一固定件503、第二接管601、第二连通管602、第二固定件603、加强筋板80、第一加强筋板81、第二加强筋板82、第一锁紧端302、第二锁紧端402、同步连接块70两组锁紧螺母701。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，使用“第一、第二”等词语来限定部件，其本质是用于区别，如没有另行声明，此类词语并没有特殊含义，不得作为对本发明保护范围理解的限制。

需要理解的是，在本发明的描述中，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

根据附图1-4所表示，双筒双杆作动筒同步结构，具有：第一筒体10，其一端开口，另一端封闭；第二筒体20，其与第一筒体10平行设置且固定连接，且其与第一筒体10具有体积和底面积相同的内腔，并与第一筒体10同向设置开口；

第一活塞杆30，其设置第一筒体10内腔的一端为第一承载端301，第一承载端301用以承载液压油液的压力，且第一承载端301将第一筒体10内腔分隔成第一有杆区m1和第一无杆区n1；第二活塞杆40，其设置在第二筒体10内腔的一端为第二承载端302，第二承载端302用以承载液压油液的压力，且第二承载端302将第二筒体20的内腔分隔成第二有杆区m2和第二无杆区n2；此外，还包括：第一油路组件50，其用以同时连通第一有杆区m1和第二有杆区m2，且作为连接液压油的动力输入端或液压油回流输出端；第二油路组件60，其用以同时连通第一无杆区n1和第二无杆区n2，且作为连接液压油的液压油回流输出端或动力输入端；第一油路组件50作为连接液压油的动力输入端时，液压油液同时推动第一承载端301和第二承载端302向第二油路组件60的方向产生液压压力，第二油路组件60作为液压油回流输出端；第二油路组件60作为连接液压油的动力输入端时，液压油液同时推动第一承载端301和第二承载端302向第一油路组件50的方向产生液压压力，第一油路组件50作为液压油回流输出端。第一油路组件50和第二油路组件60的设计，使得液压油液同时进入第一筒体10和第二筒体20的腔室内，有效的减小了双筒间的流动造成的压差，从而使双筒双杆作动筒运动的同步性得到改善。

根据附图3所表示，第一油路组件50包括：第一接管501，其设置在第一筒体10的径向，且位于第一筒体10具有开口的一端，并与第一有杆区m1连通；第一连通管502，其沿第一筒体10外部边缘设置并与第一筒体10垂直，其一端与第一接管501连通，其另一端连通至第二有杆区m2；第一固定件503，其环绕第一接管501设置，且与第一筒体固定连接，并用以第一接管501和第一连通管502的连通位置与第一筒体10的加强固定。第一连通管502，其沿第一筒体10外部边缘设置并与第一筒体10垂直，其一端与第一接管501连通，其另一端连通至第二有杆区m2，如此可以尽量减少第一连通管502的布置长度，仅可能缩短液压油液的流动具体，以避免形成较大的阻尼作用，并提高双筒双杆作动筒空载运动速度，同时也避免了第一活塞杆30的偏载磨损，提高作动筒的工作寿命。

根据附图4所表示，第二油路组件60包括：第二接管601，其设置在第一筒体10的径向，且位于第一筒体10封闭的一端，并与第一有杆区n1连通；第二连通管602，其沿第一筒体10外部边缘设置并与第一筒体10垂直，其一端与第二连通管602连通，另一端连通至第二无杆区n2；第二固定件603，其环绕第二接管601设置，且与第一筒体固定连接，并用以第一接管601和第二连通管602的连通位置与第一筒体10的加强固定。第二连通管602，其沿第一筒体10外部边缘设置并与第一筒体10垂直，如此可以尽量减少第一连通管602的布置长度，仅可能缩短液压油液的流动具体，以避免形成较大的阻尼作用，并提高双筒双杆作动筒空载运动速度，同时也避免了第一活塞杆30的偏载磨损，提高作动筒的工作寿命。因此，两作动筒进油流量是由第一油路组件50和第二油路组件60分流得到，回油流量也是分别单独回油后汇集到一起，只要保证供油流量充足，则可满足作动筒运动一致性要求。

根据附图2所表示，还包括有用于固定第一筒体10和第二筒体20的加强筋板80，加强筋板80位于第一油路组件50的一侧，且第一连通管502与第二有杆区m2连通的一端穿过加强筋板80。加强筋板80的设计的主要目的在于稳定作动筒的整体结构，进一步减小阻尼作用的影响。此外，第一筒体10和第二筒体20开口的一侧用缸盖盖合，第一活塞杆30和第二活塞杆40穿过对应的缸盖。

根据附图2所表示，还包括有用于固定第一筒体10和第二筒体20连接位置中部的第一加强筋板81。第一加强筋板81的设计同样为稳定作动筒的整体结构，以削减阻尼作用的影响。还包括有用于固定第一筒体10和第二筒体20的第二加强筋板82，第二加强筋板80位于第二油路组件60的一侧，且第二连通管602与第二无杆区n2连通的一端穿过第二加强筋板82。阻尼作用主要是指液压油液在作动筒运动系统所产生的，第二加强筋板82的作用在于稳定作动筒封闭一侧的结构，减小阻尼作用的影响。

根据附图1、2所表示，第一活塞杆30位于第一筒体10开口的一端为第一锁紧端302，第二活塞杆40位于第二筒体20开口的一端为第二锁紧端402，第一锁紧端302和第二锁紧端402具有外螺纹。还包括有：同步连接块70，第一锁紧端302和第二锁紧端402分别穿过同步连接块70；两组锁紧螺母701，其分别用于将第一锁紧端302和第二锁紧端402与同步连接块70锁紧固定。将两组活塞杆固定在同步连接块70上，进一步的稳定作动筒的同步结构，保证两组活塞杆在运动时，在第一筒体10和第二筒体20的部分同样能够同步运动。

具体的原理为：首先，第一有杆区m1的压力设定为p1，第一无杆区n1的压力为p2，第二有杆区m2的压力设定为p3,第二无杆区m2的压力设定为p4，设定第一油路组件50的管路损耗压力为p50,设定第二油路组件60的管路损耗压力为p60；

如附图6所示，此时，进油口对应第一油路组件50，回油口对应第二油路组件60，此时p1＝p3+p50，p1＝p3+p60，p50和p60和第一油路组件50和第二油路组件60的设计有关，尽可能的降低管路压力损耗，关注油路孔径大小及孔口结构形式(孔口倒角大小)，增大流动系数，从而使p2≈p4，p1≈p3，可明显改善同步工作效率。

如附图7所示，此时，回油口对应第一油路组件50，其原理与附图6描述一致。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。