消除球铰间隙的一体化式液压缸的制作方法

1.本发明属于液压缸设备技术领域，具体涉及一种便于拆装、维护及更换，同时可消除球铰间隙的球铰一体化式液压缸。


背景技术：

2.液压缸在高频高负载工况下作伸缩运动，有着输出动力大、幅值小的特点，故要求液压缸装配精度高，尤其针对球铰连接部分需按照“零间隙”控制，如果球铰连接部分存在间隙，直接导致液压缸工作行程不连续，出现严重的爬行现象，所以球铰一体化液压缸中的球铰连接结构需要达到“零间隙”状态。


技术实现要素：

3.本发明的目的是解决现有球铰一体化式液压缸中的球铰结构内部存在间隙，使得与球铰连接的液压缸出现窜动，爬行等的技术问题，提供一种两端球铰可以消除间隙的球铰一体化式液压缸。
4.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种消除球铰间隙的一体化式液压缸，包括液压缸、连接在液压缸两端的两个球铰球头；还包括与每个球铰球头相配合的球铰定心机构和球铰夹紧机构；所述球铰定心机构由上半球壳和下半球壳组成，上半球壳呈前后贯通的筒状结构，下半球壳呈前后贯通的凸字形筒状结构；上半球壳和下半球壳内表面与球头外表面相配作，球头装配到上半球壳和下半球壳后，上半球壳和下半球壳相对的端面之间留有能够调节的间隙；所述球铰夹紧机构由球铰座和球铰盖板组成，球铰座外形为凸字形，中心开有通孔，通孔内设置用于安装上半球壳的凸台结构，凸字形顶部设置用于限位球铰盖板的限位台阶；所述球铰盖板中心开有通孔且通孔与下半球壳的凸字形筒状结构相配合；球铰盖板和球铰座上环绕其中心轴线周向均布有多个螺孔，球铰盖板和球铰座上的螺孔一一对应；所述球头装入球铰定心机构后，球铰定心机构的上半球壳装入球铰座内，下半球壳装入球铰盖板内，球铰盖板的一端卡在球铰座的限位台阶内，螺栓将球铰盖板和球铰座连接，球铰盖板的一端端面与球铰座开设有限位台阶的端面之间留有能够调节的间隙。
5.液压缸在中间位置，两端连接着球铰球头，球铰定心机构在紧贴着球铰球头的位置，作用是保证球铰球头与球铰同心；球铰夹紧机构在球铰定心机构外侧，作用是消除球铰内部的间隙。球铰的定心机构由上半球壳和下半球壳组成，通过将球壳内表面与球头外表面相配作，使得球铰球头可以在球铰内部完成定心作用。
6.加工时，使上半球壳和下半球壳之间留下可供调节的间隙，球铰盖板和球铰座之间留下可供调节的间隙，下半球壳与球铰盖板采用凸台连接的方式（球铰盖板内部的凸台结构以及下半球壳的凸台外形）相接触，上半球壳与球铰座也采用凸台连接（即球铰座内的凸台结构）的方式相接触，通过球铰盖板与球铰座之间的螺钉连接，使得球头与上半球壳、下半球壳之间产生微小的过盈量，保证球铰内部结构之间无间隙。球铰盖板和球铰座之间
的间隙小于所述上球半壳和下半球壳间的间隙，目的是方便装配、更利于夹紧。
7.球铰座的外部安装固定通过球铰座上安装孔螺钉固定。定心机构和夹紧机构与球头装配之后可拆装和调整间隙。
8.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明设置的球铰结构，能够很好的保证球铰内部结构之间无间隙，不会因为外力作用导致球头在球铰内部窜动。
9.2、本发明设置的球铰结构，可以根据球铰的需要，调节螺栓预紧力的大小，从而达到改变球铰内部过盈量的大小，操作灵活性强，同时也可以根据需要，在球铰灵活性和磨损量之间进行取舍。
10.3、本发明采用的螺栓连接，拆装简便、易于维护更换，如当球铰发生磨损，只更换磨损的零部件，不用将整个球铰进行更换，降低设备成本，达到经济环保的目标。
附图说明
11.图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明的球铰整体结构示意图；图3为本发明的球铰定心机构剖面示意图；图4为本发明的球铰夹紧机构剖面示意图。
12.1-液压缸，2-球铰球头，3-球铰定心机构，4-球铰夹紧机构；5-球铰座，6-球铰盖板，7-上半球壳，8-下半球壳，9-球头，10-螺栓，11-安装孔。
具体实施方式
13.实施例1一种消除球铰间隙的一体化式液压缸，包括液压缸1、连接在液压缸1两端的两个球铰球头2（包含球头9以及与液压缸相连接的部分）；还包括与每个球铰球头2相配合的球铰定心机构3和球铰夹紧机构4；所述球铰定心机构3由上半球壳7和下半球壳8组成，上半球壳7呈前后贯通的筒状结构，下半球壳8呈前后贯通的凸字形筒状结构；上半球壳7和下半球壳8内表面呈与球头9外表面相配合的结构，且球头9装配入上半球壳7和下半球壳8之后，上半球壳7和下半球壳8相对的端面之间留有能够调节的间隙；所述球铰夹紧机构4由球铰盖板6和球铰座5组成，球铰座5外形为凸字形，中心开有通孔，通孔内设置用于安装上半球壳7的凸台结构，凸字形顶部呈一个用于限位球铰盖板6的限位台阶；所述球铰盖板6中心开有通孔且通孔与下半球壳8的凸字形筒状结构相配合；球铰盖板6和球铰座5上环绕其中心轴线均布有多个螺孔且球铰盖板6和球铰座5上的螺孔一一对应；球头9装入球铰定心机构3后，球铰定心机构3的上半球壳7装入球铰座5内，下半球壳8装入球铰盖板6内，球铰盖板6的一端卡在球铰座5的限位台阶内，螺栓10穿过球铰盖板6和球铰座5上的螺孔将球铰盖板6和球铰座5连接，球铰盖板6的一端端面与球铰座5开有限位台阶的端面之间留有可供调节的间隙。球铰盖板6和球铰座5之间的间隙小于所述上球半壳7和下半球壳8间的间隙，目的是方便装配、更利于夹紧。通过调整螺栓10预紧力，从而调节球铰盖板6和球铰座5的间隙，进而调节上半球壳7和下半球壳8之间的间隙，使上半球壳7、下半球壳8与球头9之间产生微过盈量以达到“零间隙”的要求。
14.实施例2下半球壳8整体机加后沿径向切割成相同的两半，最后沿球头9的径向进行对接装配。
15.实施例3球铰座5上环绕其中心轴线还均布有多个安装孔11，所述安装孔11在径向上位于螺孔的外侧，用于将球铰夹紧机构与加工中心等装置连接并定位，安装孔11的作用是通过螺栓将球铰座与外部机构固定。
16.下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
17.如图1所示，此球铰一体化式液压缸包括液压缸1、球铰球头2，球铰定心机构3，球铰夹紧机构所组成4。液压缸1在中间位置，两端连接着球铰，此球铰分为球铰球头2、球铰定心机构3和球铰夹紧机构4三个部分，球铰定心机构3在紧贴着球铰球头2的位置，作用为保证球铰球头中心线落在球铰整体中心线上；球铰夹紧机构4在球铰定心机构3外侧，作用为消除球铰内部的间隙。
18.图2为液压缸两端的无间隙式球铰（为图1左侧部分），主要零部件包括球铰座5，球铰盖板6，上半球壳7，下半球壳8，球头9，螺栓10所组成。
19.图3为球铰的定心机构，主要是由上半球壳7，下半球壳8和球头9所组成，依靠上半球壳7的内表面和下半球壳8的内表面和球头9的外表面相配合，以达到球头9的中心线落在球铰整体的中心线上的目的。如果下半球壳8不能从右侧轴向方向装入，则需要将下半球壳8切为两半，从球头9的径向方向装入。
20.图4为球铰的夹紧机构，主要由球铰盖板6和球铰座5组成，加工时，由于上半球壳7和下半球壳8之间留下可供调节的间隙，球铰盖板6和球铰座5之间留下可供调节的间隙，通过球铰盖板6与球铰座5之间的螺钉10连接，使得球头9与上半球壳7、下半球壳8之间产生微小的过盈量，保证球铰内部结构之间无间隙。球铰座5上环绕其中心轴线还均布有多个安装孔11。
21.本发明的工作过程1.定心机构球铰一体化式液压缸两端的球铰部分，需要保证球铰的上半球壳的内表面和下半球壳的内表面和球头的外表面相配合，以达到球头的中心线落在球铰整体的中心线上的目的。
22.2.夹紧机构球铰一体化式液压缸两端的球铰部分，其中球铰的上半球壳放置于球铰座上，下半球壳放置于球铰盖板上，通过球铰座和球铰盖板之间的螺栓，来使上半球壳、下半球壳与球头之间产生微小的过盈量，保证球头在球铰内部不会晃动和偏心，进而使球铰一体化式液压缸在往复运动不发生窜动、爬行等问题。