一种基于滚珠丝杠的外置摩擦机械自锁液压缸的制作方法

本发明属于液压缸技术领域，在普通双作用液压缸的基础上，创新设计了机械自锁机构，使其可以在液压缸行程的任意位置锁紧活塞杆。

背景技术：

液压缸是由液压油驱动输出动力的设备，主要由缸筒、活塞组成。缸筒内腔封闭，活塞以滑动配合方式安装在缸筒内腔并将缸筒内腔分隔成两个腔体。液压缸工作时，一腔体进油，另一腔体回油，即可推动活塞及活塞杆运动，进行做功。

液压缸具有力-质量比大、结构紧凑、工作平稳、过载保护等优点，在军事、民用工业中都有广泛的应用。液压缸在某些工作场景中，活塞杆需要长期保持在伸出到某一位置的状态，因此，需要一种具备自锁能力的液压缸满足上述功能需要，并确保安全使用。

自锁液压缸作为一种液压系统执行元件，它在运动及锁定时既要承受较大载荷，又要求具有精确的定位功能，传统的保压式自锁液压缸可以实现较为一定精度范围的定位，但阀口及活塞等处多会随着工作时间的推移及工作载荷的增加产生泄漏，泄漏的发生会导致油缸出现“软腿”现象，使定位精度偏差增大，即便是极其微小的泄漏和渗透都会导致生产工作无法正常顺利进行。

现阶段各类自锁液压缸无论在技术保证上还是生产多样化都不能很好地满足市场需求。如靠摩擦力实现锁紧功能的液压缸存在锁紧力小、摩擦损耗快、制造难度高、工作不稳定等不足，多数其他机械锁紧方式都只停留在理论层面，难以实施，可行性低，可实现度小；缸外螺纹自锁的液压缸也存在结构不够紧凑、同步控制难等问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术方案中存在的缺陷，本发明克服了现有技术的不足，提供一种自锁装置安装在缸尾外部，与缸内滚珠丝杠主芯、螺母副活塞相结合的机械自锁液压缸，保证实时自锁的同时可以实现稳定保持。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于滚珠丝杠的外置摩擦机械自锁液压缸，包括缸筒、缸盖、缸底、活塞、活塞杆和锁紧总成，缸筒两端分别与缸底和缸盖用螺栓固定连接，滑动配合安装在缸筒内的活塞与活塞杆一端固定连接，活塞杆另一端伸出前缸盖，液压缸左腔为无杆腔，右腔为有杆腔；活塞杆的左端开有一个大于液压缸行程长度的同轴孔，活塞杆左端末连接滚珠丝杠螺母；设置一根与滚珠丝杠螺母相配合的滚珠丝杠，滚珠丝杠螺纹端装入活塞杆孔内，活塞与螺母以嵌入式连接为一体；另一端通过双向推力轴承与缸底连接并伸出缸底，滚珠丝杠与缸底无接触；推力轴承依靠滚珠丝杠左端台肩与套筒固定内圈，用固定螺母锁紧套筒；滚珠丝杠左端末连接刹车碟盘，并设有配套的刹车卡钳、刹车片；油管连接缸壁或缸盖上的油孔，液压缸左腔与活塞杆内腔通过通油油孔连通。

本发明的技术原理是通过滚珠丝杠将活塞杆较大的轴向力转换成滚珠丝杠较小的扭矩，再由盘式刹车或其他方式锁紧滚珠丝杠，从而实现的液压缸的自锁。液压缸运行时，滚珠丝杠处于未锁紧的自由旋转状态，活塞杆不允许转动，由于滚珠丝杠螺旋升角大于当量摩擦角，在一端供油时，高压油推动螺母活塞复合体运动，滚珠丝杠被活塞杆驱动旋转；液压缸需要锁定时，以刹车卡钳控制两片刹车片去夹住滚珠丝杠的刹车碟盘，从而达到精确实时定位的目的。

附图说明

图1是本发明实施例一种基于滚珠丝杠的外置摩擦机械自锁液压缸的主视剖视图。

图2是图1中锁紧总成的局部放大图。

图3是本发明实施例一种基于滚珠丝杠的外置摩擦机械自锁液压缸的轴测外观图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明。

如图1所示，本发明实施例所提供的一种基于滚珠丝杠的外置摩擦机械自锁液压缸，基础部分包括缸盖总成1、缸筒2、活塞总成3、缸底总成4、锁紧总成5以及其他零附件，其装配方式相似于普通液压缸。

如图2所示，锁紧机械装置部分，包括空心活塞杆1、滚珠丝杠螺母3、滚珠丝杠4、双向推力球轴承5、钻孔缸底6、端盖7、刹车碟盘9、键12等。

所述活塞杆1左端钻有一个长度长于液压缸行程的同轴孔；丝杠螺母3通过焊接方式安装在活塞杆1左端，丝杠螺母钻有3个油孔2供液压油进出活塞杆1内腔。

所述滚珠丝杠4为缸内部分带有丝杠螺纹，与滚珠丝杠螺母3配合。

所述滚珠丝杠4左端与双向推力球轴承5连接，右端由台肩定位承力，左端由套筒10及螺母9锁紧；双向推力球轴承5右端由缸底6定位，左端由端盖7锁紧；端盖内装有密封毡圈8防尘及密封润滑油。

所述滚珠丝杠4左端安装刹车碟盘9，通过弹簧垫片10、螺母11轴向定位，通过键12周向定位。

本发明实施例的工作原理如下：液压缸运行时，刹车卡钳控制两片刹车片处于放松状态，滚珠丝杠4处于未锁紧的自由旋转状态，活塞杆1通过工位安装限位，不允许转动，由于滚珠丝杠副的摩擦阻力矩较小，其逆传动效率较高，不能够进行自锁，故在一端供油时，螺母活塞复合体被高压油驱动，活塞杆产生运动趋势，滚珠丝杠4可被活塞杆1驱动旋转，此时，活塞杆可以自由移动；液压缸需要锁定时，停止供油，同时以刹车卡钳控制两片刹车片去夹紧滚珠丝杠末端的刹车碟盘，滚珠丝杠不能旋转，活塞杆被锁紧，保持油液或排出油液均可维持自锁状态。