CN102644628A

CN102644628A - 配簧螺纹储能式油缸

Info

Publication number: CN102644628A
Application number: CN2011100410642A
Authority: CN
Inventors: 袁正敏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2012-08-22

Abstract

本发明配簧螺纹储能式油缸，由缸体(1)、固簧螺钉(2)、活塞(3)、拉簧(4)、密封圈(5)、弹簧垫圈(6)、圆柱销(7)构成。其特征在于：由外围制成弧形外螺纹的固簧螺钉(2)、内孔直接制成弧形内螺纹的活塞(3)、拉簧(4)这3个零件构成一种配簧螺纹储能器；缸体(1)的圆柱孔壁上有2道环形槽安装密封圈(5)；孔底有普通螺孔，安装固簧螺钉(2)；轴向或径向有管件螺孔，安装供油接头。采用配簧螺纹储能器这一重要特征，并利用在活塞内开盲孔制成弧形内螺纹这一关键措施，实现了结构简单，体积小，零件少，工艺普通，成本低；特别适用于微型、微动的工作环境，因而成为液压传动技术领域的通用元件。

Description

配簧螺纹储能式油缸

技术领域

本发明涉及一种配簧螺纹储能式油缸，可简称簧能油缸，是液压传动技术领域的通用液压元件。显而易见，按照本发明的相同原理，设计制作成配簧螺纹储能式气缸，也可用作气压传动技术领域的通用气压元件。

技术背景

现有技术中的拉伸弹簧，早有文献示出：

一机部农机研究所编，机械工业出版社1973年版，《农业机械设计手册》下册P400表11-1中所列“拉伸弹簧”，其中有“两端配有螺旋块供配置钩环或其它联结件”的图样及文字说明，同时在P401图11-1中有(a)-(h)等8种钩环型式，以便拉伸弹簧两端与工作机构的连接。

现有技术中的储能回位油缸，见诸文献的有中国国家知识产权局专利文献库资料：

空气簧自回位液压缸(02282182.1)；

单缸弹性储能活塞式液压缸(97201173.0)；

全液压碟簧复位恒刹车间隙的开式油缸(200720104143.2)；

全液压拉簧复位恒刹车间隙的开式油缸(200720104145.1)。

上述所有各种油缸，虽然也有储能复位功能，其中一种甚至也应用了拉伸弹簧复位的特征，但是都未具备“配簧螺纹”这一重要特征，更未利用活塞内孔直接制成弧形内螺纹这一关键措施；上述各种拉簧端部的连接方式，都没有“直段连接”或“销孔连接”这样的特征；所以它们都显得结构复杂，体积很大，难以成为液压传动技术领域的通用元件。

本发明针对上述问题，提供弧形内螺纹这一重要特征，同时利用在活塞内孔直接制成弧形内螺纹这一关键措施，并且将弧形内螺纹和弧形外螺纹加上拉伸弹簧构成“配簧螺纹”这个具有创新理念的结构，达到储蓄能量的要求；所以实现了结构简单，体积很小，特别适用于微型、微动的工作环境，因而能够成为液压传动技术领域的通用元件。

发明内容

本发明配簧螺纹储能式油缸，由缸体、固簧螺钉、活塞、拉簧、密封圈、弹簧垫圈、圆柱销构成。其特征在于：由外围制成弧形外螺纹的固簧螺钉、内孔直接制成弧形内螺纹的活塞、拉簧这3个零件构成一种配簧螺纹储能器；该3个零件之间的几何尺寸，有以下相互关联：

弧形内螺纹公称尺寸：大径＝D，小径＝D₁，基本牙型为圆弧，弧形半径r＝d/2，螺距＝d，螺纹旋合长度为自由端≥5d；

弧形外螺纹公称尺寸：大径＝D₁，小径＝D₂，基本牙型为圆弧，弧形半径r＝d/2，螺距＝d，螺纹旋合长度为固定端≥3d；

拉簧公称尺寸：外径＝D，中径＝D₁，内径＝D₂，钢丝直径＝d，节距＝d，自由高度≥8d，其自由端为圆柱形，固定端有圆柱销孔φ或直段b。

缸体的圆柱孔壁上有2道安装密封圈的环形槽；孔底有普通螺孔，其尺寸与固簧螺钉相合；轴向或径向有管件螺孔，其尺寸与供油接头相合。

固簧螺钉上有弧形外螺纹，该螺纹端部有固定拉簧孔端的销钉孔φ或固定拉簧直段b的圆柱面；大端顶面有搬手孔，小端有螺纹，其尺寸与缸体底部螺孔相合。

活塞有盲孔，孔底段内壁有弧形内螺纹；活塞伸出缸体的部分，按照工作情况需要，制成与工作机构相互连接的球头或耳环。

拉簧两端不相同，自由端为圆柱形，固定端的钢丝上钻有销钉孔φ，或加工成长度相当于直径d的直段b。

本发明提供的一种配簧螺纹储能式油缸，包括如下步骤：

1)，备制缸体：缸体圆柱孔与活塞为间隙配合，孔壁环形槽装有密封圈，防止介质泄漏；在其轴或径向制有管螺孔，便于安装供油接头；孔底有普通螺孔，安装固簧螺钉。

2)，备制活塞：活塞有盲孔，孔底段内壁有弧形内螺纹；活塞伸出缸体的部分，按照工作情况需要，制成与工作机构相互连接的球头或耳环。

3)，备制固簧螺钉：固簧螺钉上有弧形外螺纹，螺纹端部有与拉簧配钻的圆柱销孔，或与拉簧直段b相应构成防退的圆柱面。其小端有普遍螺纹，大端顶面中央有内六角搬手孔。

4)，备制拉簧：弹簧钢制成的拉伸弹簧，两端不同，自由端为圆柱形，固定端的钢丝上钻有销钉孔，或加工成长度相当于直径的直段b。

5)，装配时，首先安装配簧螺纹储能器，将拉簧的固定端旋入固簧螺钉的弧形外螺纹上，待其旋至圆柱销孔重合时，插入圆柱销，将其固结，并用内六角搬手将两者一起旋入油缸底部的螺孔中；以弹簧垫圈防退。

随后，旋动活塞，使拉簧的自由端逐圈进入活塞盲孔的弧形内螺纹中，活塞也随之深入缸体，当旋转超过3圈时，活塞的端部已经抵触到缸体底部，再继续旋转，活塞停止轴向位移，而拉簧的中段就被拉出间隙；旋的圈数越多，间隙越大，回弹力越大，储蓄能量越多。用拉力表、扭力搬手等量具、工具，可以测量、控制预加回弹力的大小，配簧螺纹储能器的预储能量得到调节。

缸体的圆柱孔与活塞外周为间隙配合，用密封圈防止介质泄漏。缸体的轴向或径向制有管螺孔，便于安装供油接头。

本发明相比于上述现有技术具有如下的有益效果：采用配簧螺纹储能器这一重要特征，并利用在活塞内开盲孔制成弧形内螺纹这一关键措施，实现了结构简单，体积小，零件少，工艺普通，成本低；特别适用于微型、微动的工作环境，因而成为液压传动技术领域的通用元件。对于拉簧储蓄的能量，用拉力秤、扭力搬手等量具、工具，进行测量、控制，因而实现准确可靠的复位功能；只需一根管子单向供给压力油时，就能收到双作用油缸的效果，使液压系统的管件数量减少50％

附图说明

为了更清楚地理解本发明，现将通过本发明实施例，同时参照附图来描述本发明，其中：

图1是本发明的基本原理结构图。

图2是缸体的剖视图，也是图3的E-F-G-H向剖视图。

图3是图2的A-B-C-D向1/2剖视图。

图4是活塞的剖视图。

图5是固簧螺钉的剖视图。

图6是孔端固定式拉簧的主视图。

图7是直段b固定式拉簧的主视图。

图8是本发明的另一实施例的结构图。

附图中：

1.缸体，2.固簧螺钉，3.活塞，4.拉簧，5.密封圈，6.弹簧垫圈，7.圆柱销；

D.弹簧外径、弧形内螺纹大径，D₁.弹簧中径、弧形内螺纹小径、弧形外螺纹大径，D₂.弹簧内径、弧形外螺纹小径，d.弹簧钢丝直径、节距，r.弹簧钢丝半径、圆弧半径，ф.圆柱销孔，a.间隙，b.直段，

具体实施方式

图1是本发明的基本原理结构图。由缸体(1)、固簧螺钉(2)、活塞(3)、拉簧(4)、密封圈(5)、弹簧垫圈(6)、圆柱销(7)构成；其特征是配簧螺纹储能器，由活塞(3)内孔的弧形内螺纹、固簧螺钉(2)上的弧形外螺纹和拉簧(4)，共3个要素构成。

缸体(1)的圆柱孔与活塞(3)为间隙配合，孔壁环形槽装有密封圈(5)，防止介质泄漏；在其径向制有管螺孔，便于安装供油接头；孔底有普通螺孔，安装固簧螺钉(2)。拉簧(4)与固簧螺钉(2)之间，用圆柱销(7)固定。

图2是缸体(1)的剖视图，也是图3的E-F-G-H向剖视图。图3是图2的A-B-C-D向1/2剖视图。其径向有螺孔，便于安装供油接头；其轴向有4个通孔，便于与工作机构联结。

图4是活塞(3)的剖视图。活塞内的盲孔底段，直接加工成弧形内螺纹：大径＝D，小径＝D₁，基本牙型：半圆弧，弧形半径r＝d/2，螺距＝d，螺纹旋合长度为自由端长度≥5d。

图5是固簧螺钉(2)的剖视图。大端有弧形外螺纹，其公称尺寸：大径＝D₁，小径＝D₂，基本牙型：半圆弧，弧形半径r＝d/2，螺距＝d，螺纹旋合长度为固定端长度＝4d；顶面有搬手孔，小端有普通螺纹。

图6是孔端固定式拉簧的主视图。拉簧公称尺寸：外径＝D，中径＝D₁，内径＝D₂，钢丝直径＝d，节距＝d，弹簧自由高度≥8d，其固定端有圆柱销孔(φ)。

图7是直段固定式拉簧的主视图。其固定端有直段(b)，其它公称尺寸与图6相同。

图8是本发明的另一实施例的结构图。有三点不同：一是拉簧固定端采用直段(b)的方式；二是缸体在轴向有供油螺孔；三是活塞伸出缸体的部分是耳环；其余与图1相同。

本发明实施后，有如下的有益效果：由于采用配簧螺纹储能器这一结构特征，并利用在活塞(3)内开盲孔制成弧形内螺纹这一关键措施，实现了结构简单，体积小，零件少，工艺普通，成本低；特别适用于微型、微动的工作环境，因而成为液压传动技术领域的通用元件。对于拉簧(4)储蓄的能量，用拉力秤、扭力搬手等量具、工具，进行测量、控制预加簧能，实现准确可靠的复位功能；由于应用了簧能，只要单向供给压力油时，就能收到双作用油缸的效果，使液压系统的管件数量减少50％。

还应说明：本发明适用的范围，不限于液压传动范围，显而易见，对于某些局部尺寸进行相关调整后，也能适用于气压传动范围；同时，配簧螺纹储能器这一重要结构特征，还可用于需要储蓄能量达到复位目的的其它工作机构上，所以该应用范围，也应属于本发明的权限范畴。

以上所述的仅是本发明的优选实施例，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，作出的若干变形和改进，也应视为属于本发明专利的保护范围。

Claims

1.配簧螺纹储能式油缸，由缸体(1)、固簧螺钉(2)、活塞(3)、拉簧(4)、密封圈(5)、弹簧垫圈(6)、圆柱销(7)构成，其特征在于：由外围制成弧形外螺纹的固簧螺钉(2)、内孔直接制成弧形内螺纹的活塞(3)、拉簧(4)这3个零件构成一种配簧螺纹储能器；该3个零件之间的几何尺寸，有以下相互关联：

拉簧公称尺寸：外径＝D，中径＝D₁，内径＝D₂，钢丝直径＝d，节距＝d，自由高度≥8d，其自由端为圆柱形，固定端有圆柱销孔(φ)或直段(b)。

2.按权利要求1所述的配簧螺纹储能式油缸，其特征在于，所述的缸体(1)的圆柱孔壁上有2道安装密封圈(5)的环形槽；孔底有普通螺孔，其尺寸与固簧螺钉相合；轴向或径向有管件螺孔，其尺寸与供油接头相合。

3.按权利要求1所述的配簧螺纹储能式油缸，其特征在于，所述的固簧螺钉(2)上有弧形外螺纹，该螺纹端部有固定拉簧孔端的销钉孔(φ)或固定拉簧直段(b)的圆柱面；大端顶面有搬手孔，小端有螺纹，其尺寸与缸体(1)底部螺孔相合。

4.按权利要求1所述的配簧螺纹储能式油缸，其特征在于，所述的活塞(3)有盲孔，孔底段内壁有弧形内螺纹；活塞伸出缸体的部分，按照工作情况需要，制成与工作机构相互连接的球头或耳环。

5.按权利要求1所述的配簧螺纹储能式油缸，其特征在于，所述的拉簧(4)，两端不相同，自由端为圆柱形，固定端的钢丝上钻有销钉孔(φ)，或加工成长度相当于直径(d)的直段(b)。