CN1046027A - 液压旋转动力油缸 - Google Patents

Abstract

一种用于机械液压传动的液压旋转动力油缸，这种液压旋转动力油缸变现有旋转动力油缸活塞相对缸筒壁旋转为活塞杆相对活塞内孔旋转，降低了运动副的相对线速度，改善了磨损条件，延长了使用寿命，当配置微机控制系统后，可做到输出转速、转矩、复合运动和推力符合被控对象的要求，提高整个液压系统的控制精度。活塞杆头部安装刀具后可替代回转机床的动力主轴或替代机床主轴的动力头。

Description

本发明涉及一种主要用于机械液压传动的液压旋转动力油缸。

西德《液压与气动》（ lhydraulik und Pneumatik）杂志，1982年第五期和1984年11月期刊曾先后介绍过两种液压旋转动力油缸（见图2、图3）。图2所示的油缸，其动力轴贯穿液压马达和油缸活塞，结构比较紧凑，但需设计专门的液压马达与其匹配，液压马达的通用性差，又由于活塞与活塞杆同时作旋转往复运动，安置在活塞上的密封件受力状况复杂，影响了使用寿命和输出功率的发挥。图3所示的油缸，液压马达与动力油缸为两体，液压马达的通用性较好，动力油缸的活塞杆与活塞做成一体，活塞与活塞杆同时作旋转往复运动，同样活塞上的密封件受力复杂，影响使用寿命。前述的两种液压油缸，要提高输出功率，其结构的几何尺寸要加大，活塞直径也随之加大，由于活塞在往复运动的同时还进行旋转运动，活塞外周上密封件的线速随活塞直径增大而提高，加速了密封件、缸体和活塞的磨损，使用寿命下降。这两种液压旋转动力油缸都不带有自控装置。

本发明的目的是设计一种可配置自控系统，且改变活塞外周相对缸筒旋转为活塞内孔相对活塞杆旋转的液压旋转动力油缸。这种动力油缸与现有技术相比具有可配置自控系统和降低在同样旋转速度下运动副线速度的特点，从而延长运动副和运动副密封件的使用寿命，提高功率输出和整个系统的控制精度。

液压旋转动力油缸，主要有  液压马达和动力油缸二部分组成。液压马达的动力轴通过键式结构与动力油缸和活塞杆键孔滑动配合。活塞杆相对活塞内孔旋转，其孔间有密封件密封，活塞通过安装在活塞杆上的前、后缓冲器进行轴向定位，在工作过程中，活塞杆相对活塞内孔作旋转运动，活塞相对油缸缸筒壁作往复直线运动，固定在活塞杆上的前、后缓冲器与活塞两端面间装有平面止推轴承，前、后缓冲器的另一端加工有环状间隙式缓冲装置，以保证活塞运动到前后终点时不产生冲击。动力油缸可配置控制检测装置，控制检测装置与微型计算机、模数转换器、比例放大器、比例阀和测量放大器等配合组成控制系统。控制检测装置由压力传感器和测速传感器组成。测速传感器包括测速头和脉冲器。在工作过程中控制检测装置可以将直接检测到的各种参数，通过微型计算机进行动力油缸的运动控制（控制过程框图见图5）。被控对象有一个目标参数，其参数是转速、转矩、直线运动速度、负载。将其目标参数输入到计算机（数字量），计算机经处理后的数字量经数模转换器转换后，模拟量输入到比例放大器，经放大以后的模拟量输入到比例阀，比例阀可通过控制流量、压力对液压旋转动力油缸进行控制，使它的输出转速、转矩、直线运动和推力符合被控对象的要求。

本发明的液压旋转动力油缸，将传统的直线往复运动的油缸，演变为作旋转和直线往复复合运动的液压旋转动力油缸，液压旋转动力油缸以三种形式输出运动，扩大了油缸在液压传动中的应用范围和简化了传动机构，缩小了传动机构的几何尺寸，充分发挥了液压传动的无级调速、比功率大，传动平稳等优点。由于本发明的液压旋转动力油缸，变现有旋转液压油缸活塞外周相对缸筒壁旋转为活塞杆相对活塞内孔旋转，降低了同样转速下运动副的相对线速度，改善了磨擦条件，延长了使用寿命。前、后缓冲器，保证了油缸活在前、后终端位置不产生冲击，有利于往复运动的平稳性和避免发生冲击。当液压旋转动力油缸配置控制检测装置与微型计算机等组成控制系统后，可做到输出转速、转矩、复合运动速度和推力符合被控对象的要求，提高了整个液压系统的控制精度。

附图说明：

图1：本发明的液压旋转动力油缸剖视图;

图2：西德《液压与气动》1982年第五期介绍的液压旋转动力油缸;

图3：液压《液压与气动》1984年11月期刊介绍的液压旋转动力油缸;

图4：本发明的液压旋转动力油缸的活塞与活塞杆联接部分的局部剖视图;

图5：控制框图。

图中：1·活塞杆，2·调节螺母，3·垫片，4·油管接头，5·密封圈，6·前端盖，7·“O”型密封圈，8·缸筒，9·动力轴，10·前缓冲击，11·活塞，12·活塞环，13·“O”型密封圈，14·锁紧螺母，15·后缓冲器，16·“yx”型密封圈，17·密封圈座，18·轴用弹性档圈，19·滚动轴承，20·脉冲器，21·防尘圈，22·“yx”型密封圈，23·导向轴套，24·内六角螺钉，25·缸座，26·“O”型密封圈，27·脉冲环，28·液压马达，29·“O”型密封圈，30·后端盖，31·止推轴承，32·测速头。

本发明的实施例：

本发明的液压旋转动力油缸（见图1），用作钻床、铣床、镗床及珩磨机床的主轴或动力头时，主要有液压马达和动力油缸组成。液压马达28与动力轴9连接，通过动力轴9上的花键带动活塞杆1旋转，活塞11与活塞杆1为动配合（见图4），通过前缓冲器10和带有螺纹的后缓冲器15轴向定位，前、后缓冲器与活塞11的两接触面间装有止推轴承31，止推轴承31的予紧力可通过后缓冲器15进行调节。前、后缓冲器的另一端加工有环状间隙式缓冲装置，防止活塞11运动到缸筒8前后终端时产生冲击，活塞11外周装有活塞环12，活塞11内孔与活塞杆1配合面间装有“O”型密圈13，当动力轴9在液压马达28的带动下旋转时，通过花键带动活塞杆1一起旋转，活塞11因内孔与活塞杆1动配合而保持相对缸筒不转，当油泵同时向油缸和液压马达供压力油时，则活塞杆1既作往复运动又作旋转运动。当活塞杆上直接装上刀具即可替代机床主轴，可满足钻削、镗削、铣削、珩磨等加工工艺要求，也可作为动力头，与机床主轴配套使用。控制检测装置的压力传感器分别置于缸筒8两端与缸筒内腔相通的螺孔中，可分别测量活塞11两端的油压，转速传感器的脉冲器20固定在动力轴9后端的脉冲环27上，随动力轴9一起旋转，测速头32固定在后端盖30相对于脉冲器20的位置上，压力传感器和转速传感器测得的电信号经过测量放大器，模数转换器输入微型计算机进行处理，处理后输入的控制信号经数模转换器，比例放大器，比例阀，分别控制进入油缸和液压马达的压力油的流量和压力，以满足加工工艺对活塞杆1输出转速、转矩、直线运动速度和推力的要求，保证了加工精度。

Claims (3)

1、一种用于机械液压传动的液压旋转动力油缸，主要由液压马达和动力油缸组成，其特征在于：

a.液压马达的功率输出轴通过键式结构与动力油缸的活塞杆键孔作滑动配合，

b.动力油缸中的活塞内孔与活塞杆为动配合，孔间用密封件密封，活塞通过安装在活塞杆上的前、后缓冲器进行轴向定位，前、后缓冲器与活塞两端面间装有平面止推轴承。

2、根据权利要求1所述的液压旋转动力油缸，其特征在于在油缸缸筒前、后端与油缸相通的孔中安置的压力传感器和固定在后端盖的转速传感器配合组成控制检测装置，控制检测装置与微型计算机，模数转换器比例放大器，比例阀和测量放大器配合组成控制系统。

3、根据权利要求1所述的液压旋转动力油缸，其特征在于活塞杆在液压能的作用下，可同时进行往复和旋转复合运动，也可以分别作往复或旋转运动，活塞杆装上刀具后可替代回转机床的动力主轴或替代机床主轴的动力头。

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