CN105952707A - 一种具有多重密封效果的一体化伺服液压摆动缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有多重密封效果的一体化伺服液压摆动缸，包括液压摆动缸、阀导和伺服阀，其中，液压摆动缸包括工作轴、缸筒、动叶片、静叶片、缸盖、轴承、轴承端盖、缸盖密封压盖，工作轴与缸筒之间通过螺纹连接分别固定动叶片和静叶片；在液压摆动缸缸体外设置阀导，通过螺栓连接与液压摆动缸缸体，阀导连接伺服阀，该液压摆动缸还包括三重动密封结构和双重静密封结构。该液压摆动缸结构简单，具有良好的密封效果，弥补了传统摆动缸容积效率不足的缺点，在一定量上减少了油管的压力损失，提高了液压摆动缸的效率。

Description

一种具有多重密封效果的一体化伺服液压摆动缸

技术领域

本发明专利涉及一种液压缸，尤其涉及一种单叶片液压摆动缸。

背景技术

摆动缸根据工作原理分类，可分为齿轮齿条式，叶片式和螺旋式，其中叶片式摆动液压缸由于其转动惯量小，动作灵敏，转动均匀脉动小，加工难度低的特点在工业生产和机器人关节设计中广泛使用，但是一般传统的叶片式液压缸存在一个较为明显的缺点，其泄漏量较为明显，密封效果较差，并且传统的液压摆动缸再加入伺服机构时，往往采取通过油管连通液压摆动缸与伺服阀，造成液压系统的油路的复杂繁琐，并且油管也造成了一定的液压损失。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术提出了一种具有多重密封效果的一体化伺服液压摆动缸，该液压摆动缸具有良好的密封效果，弥补了传统摆动缸容积效率不足的缺点，同时，该摆动缸通过一个阀导连接液压摆动缸和伺服阀，摒弃了油管，极大的减少了液压系统的体积并且在一定量上减少了油管的压力损失，从而提高了液压摆动缸的效率。

技术方案：一种具有多重密封效果的一体化伺服液压摆动缸，包括：液压摆动缸、阀导、伺服阀，液压摆动缸包括工作轴、缸筒、动叶片、静叶片、缸盖、轴承、轴承端盖，缸盖密封压盖，缸筒套在工作轴外，工作轴与缸筒之间通过螺纹连接分别固定动叶片和静叶片，缸筒由动叶片和静叶片分为第一工作腔和第二工作腔，缸盖通过螺栓与缸筒连接，轴承与轴承端盖通过螺栓与缸盖相连，轴承端盖位于缸盖外侧，缸盖密封压盖位于缸盖和轴承端盖之间；伺服阀通过阀导与液压摆动缸连接。

进一步的，所述液压摆动缸包括三重动密封结构，第一重动密封结构包括动叶片丁晴胶密封圈，动叶片聚四氟乙烯密封圈，静叶片丁晴胶密封圈，静叶片聚四氟乙烯垫片，动叶片上设有凹槽，所述凹槽设在动叶片靠近缸筒和缸盖的面上，动叶片顶面凹槽在轴向方向延伸，并与两个侧面径向延伸的凹槽连通；静叶片上设有凹槽，所述凹槽在静叶片靠近工作轴的面上轴向延伸，并与靠近缸筒和缸盖的两个侧面径向延伸的凹槽连通；动叶片丁晴胶密封圈和动叶片聚四氟乙烯密封圈嵌在动叶片的凹槽中，动叶片丁晴胶密封圈位于动叶片聚四氟乙烯密封圈的径向内侧；静叶片丁晴胶密封圈和静叶片聚四氟乙烯密封垫片嵌在静叶片的凹槽中，静叶片聚四氟乙烯密封垫片位于静叶片丁晴胶密封圈的径向内侧；第二重动密封结构包括碟簧、密封衬垫和锲形密封圈，锲形密封圈设置在缸盖和工作轴之间，碟簧设置在缸盖和缸盖密封压盖之间，在锲形密封圈和碟簧之间设置密封衬垫；第三重动密封包括格莱圈，格莱圈包括格莱圈内圈和格莱圈橡胶外圈，格莱圈内圈套在工作轴上，格莱圈橡胶外圈套在格莱圈内圈上，格莱圈设置在缸盖密封压盖和轴承端盖之间。

进一步的，所述液压摆动缸包括双重静密封结构，第一重静密封结构包括采用第一O型橡胶圈，嵌在缸筒与缸盖之间的凹槽，第二重静密封包括第二O型橡胶圈，嵌在缸盖与缸盖密封压盖之间的凹槽。

进一步的，所述阀导包括设置在顶部的两个通孔，两个盲孔和侧面的两个螺纹孔，侧面的螺纹孔通过螺纹连接油管喷嘴接头，螺纹孔与顶部盲孔相连通，盲孔连通伺服阀，两个通孔包括第一通孔和第二通孔，第一通孔连接第一工作腔，第二通孔连接第二工作腔，通孔两端分别连通伺服阀与液压摆动缸。

进一步的，在工作轴轴端设有角度编码器，在工作轴的端头嵌套联轴器转头，联轴器转头连接联轴器与角度编码器。

所述液压摆动缸的工作方法是：液压油进入到摆动缸的工作腔中，在动叶片两端的两个工作腔会产生压差，在压差的作用下，动叶片带动工作轴和角度编码器一起转动，角度编码器检测所收的角度信号发送至后期的PC中，PC发出的逻辑信号控制伺服阀，液压缸达到摆动。

有益效果：

1.本发明结构简单，采用单叶片结构，原理简单，易于生产操作。

2.本发明通过一个简单的阀导机构，把伺服阀和液压摆动缸组合成一个整体，摒弃了连接伺服阀与液压摆动缸之间的油管，极大的简化了整个伺服液压摆动缸系统，减少了液压系统的体积，同时还减少了由于油管而带来的能量损失，提高了工作效率。

3.本发明采用了多级密封设计，密封机构简单可靠，同时价格低廉，利用丁晴胶密封圈弹性好和聚四氟乙烯密封圈摩擦系数小的特点，把丁晴胶密封圈和聚四氟乙烯密封圈分别作为底面和接触面，丁晴胶密封圈在压缩后使得聚四氟乙烯密封圈牢牢紧贴工作面，兼顾了减少摩擦和提高容积效率的目的；在缸盖轴肩处设置密封机构，有效防止由缸筒和轴肩而造成的内泄漏，并且在锲形密封圈消损时，在弹性压力和锲形结构的作用下，该动密封仍具有一定的自修复能力，达到良好、可靠的动密封效果；在防止外泄漏方面，在缸盖密封压盖处采用格莱圈；在缸盖与缸筒，缸盖密封压盖与缸盖的静密封均采用橡胶O型圈，有效的防止由于缸体间构件间缝隙而引起外泄漏。

附图说明

图1是本发明液压摆动缸结构图

图2是第二重动密封结构图

图3是本发明液压摆动缸三维图

图4是本发明阀导结构图

图5是图1中工作轴结构图

图6是图1中动叶片结构图

图7是图1中静叶片结构图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明具体实施方式是，一种多重密封效果的一体化伺服液压摆动缸，包括液压摆动缸、阀导、角度编码器和伺服阀，其特征在于：

所述的液压摆动缸包括缸筒17，缸盖15，工作轴13，轴承24，轴承端盖7，轴承挡圈10，动叶片2，静叶片20，缸盖密封压盖21，缸筒17套在工作轴13外，动叶片和静叶片设置在缸筒17和工作轴13之间，并通过螺栓连接分别连接在液压缸缸筒17和工作轴13上，缸筒17由动叶片2和静叶片20分为第一工作腔和第二工作腔，摆动缸工作时，分别作为进油腔和回油腔，缸筒17和缸盖15通过螺栓螺母连接形成一个密闭的液压摆动缸腔体；液压摆动缸为了固定工作轴，采用一对角接触球轴承。轴承24与轴承端盖7通过螺栓与缸盖15相连，轴承端盖7位于缸盖15外侧，轴承端盖7和轴承挡圈10通过螺栓连接，所述缸盖密封压盖21位于缸盖15和轴承端盖7之间；在液压摆动缸缸筒17外设置阀导18，通过螺栓连接与液压摆动缸缸筒17连接，所述阀导18与所述伺服阀连接。

在液压油进入到缸体内腔的时候，涉及到多处密封设计，在动叶片和静叶片与缸体和工作轴之间的密封，采用动叶片丁晴胶密封圈3，动叶片聚四氟乙烯密封圈4，静叶片丁晴胶密封圈19，静叶片聚四氟乙烯垫片16，在动叶片上设置凹槽，动叶片凹槽设在动叶片靠近缸筒17和缸盖15的面上，动叶片顶面凹槽在轴向方向延伸，并与两个侧面径向延伸的凹槽连通；静叶片上设置凹槽，静叶片凹槽在静叶片靠近工作轴13的面上轴向延伸，并与靠近缸筒17和缸盖15的两个侧面径向延伸的凹槽连通；动叶片丁晴胶密封圈3和动叶片聚四氟乙烯密封圈4嵌在动叶片的凹槽中，动叶片丁晴胶密封圈3位于动叶片聚四氟乙烯密封圈4的径向内侧；静叶片丁晴胶密封圈19和静叶片聚四氟乙烯密封垫片16嵌在静叶片的凹槽中，静叶片聚四氟乙烯密封垫片16位于静叶片丁晴胶密封圈19的径向内侧。

在缸盖轴肩处，缸筒、缸盖、工作轴和动、静叶片的密封圈在加工时必然存在误差，导致在轴肩处存在一定的缝隙，为了防止液压油通过这个缝隙造成内泄漏，设置第二重动密封结构,由锲形密封圈5、密封衬垫1和碟簧6组成，锲形密封圈5设置在缸盖15和工作轴13之间，碟簧6设置在缸盖15和缸盖密封压盖21之间，在锲形密封圈5和碟簧6之间设置密封衬垫1，在拧紧轴承端盖23时，缸盖密封压盖21压缩碟簧6，在碟簧6的弹性压力和锲形结构作用下，锲形密封圈5紧靠缸盖15和输出轴13，有效防止由缸筒和轴肩而造成的内泄漏，并且在锲形密封圈5消损时，在弹性压力和锲形结构的作用下，该动密封仍具有一定的自修复能力，达到良好、可靠的动密封效果。

在缸盖密封压盖21、工作轴13和轴承端盖7之间设置第三重动密封，采用格莱圈，格莱圈主要由格莱圈内圈9和格莱圈橡胶外圈22组成，格莱圈内圈9套在工作轴13上，格莱圈橡胶外圈22套在格莱圈内圈9上，格莱圈橡胶外圈22嵌入凹槽产生的弹性力促使密封圈与工作轴紧锁，组成良好有效的动密封。

采用O型第一橡胶圈14和第二O型橡胶圈8，第一O橡胶圈14嵌在缸筒17与缸盖15的凹槽，第二O橡胶圈8嵌在缸盖15和缸盖密封压盖21之间的凹槽达到双重静密封。

阀导顶部有两个通孔25和28，和两个盲孔26，侧面有两个螺纹孔27，通过螺纹连接油管喷嘴接头，侧面的螺纹孔27与顶部盲孔相连通，盲孔连通伺服阀，这样，液压油通过喷嘴接头经螺纹孔和盲孔可以进入到伺服阀中。通孔两端分别连通伺服阀与液压摆动缸，伺服阀控制的液压油经通孔进出入摆动缸，两个通孔分为第一通孔25和第二通孔28，第一通孔,25连接第一工作腔，第二通孔28连接第二工作腔。在工作轴轴端设有角度编码器，在工作轴的端头嵌套联轴器转头12，联轴器转头12连接联轴器与角度编码器。伺服阀在接到电信号后根据信号逻辑开始工作，液压油进入到摆动缸的工作腔中，此时在动叶片两端的进油腔和回油腔会产生压差，在压差的作用下，动叶片开始带动工作轴和角度编码器一起转动，角度编码器检测所收的角度信号发送至后期的PC中，PC发出的逻辑信号控制伺服阀，自此液压缸达到摆动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有多重密封效果的一体化伺服液压摆动缸，其特征在于包括：液压摆动缸、阀导(18)、伺服阀，所述液压摆动缸包括工作轴(13)、缸筒(17)、动叶片(2)、静叶片(20)、缸盖(15)、轴承(24)、轴承端盖(7)、缸盖密封压盖(21)，所述缸筒(17)套在工作轴(13)外，工作轴(13)与缸筒(17)之间通过螺纹连接分别固定动叶片(2)和静叶片(20)，所述缸筒(17)由动叶片(2)和静叶片(20)分为第一工作腔和第二工作腔，所述缸盖(15)通过螺栓与缸筒(17)连接，轴承(24)与轴承端盖(7)通过螺栓与缸盖(15)相连，轴承端盖(7)位于缸盖(15)外侧，所述缸盖密封压盖(21)位于缸盖(15)和轴承端盖(7)之间；所述伺服阀通过阀导(18)与液压摆动缸连接。

2.根据权利要求1所述的一种多重密封效果的一体化伺服液压摆动缸，其特征在于：所述液压摆动缸包括三重动密封结构，第一重动密封结构包括动叶片丁晴胶密封圈(3)，动叶片聚四氟乙烯密封圈(4)，静叶片丁晴胶密封圈(19)，静叶片聚四氟乙烯垫片(16)，所述动叶片上设有凹槽，所述凹槽设在动叶片靠近缸筒(17)和缸盖(15)的面上，动叶片顶面凹槽在轴向方向延伸，并与两个侧面径向延伸的凹槽连通；所述静叶片上设有凹槽，所述凹槽在静叶片靠近工作轴(13)的面上轴向延伸，并与靠近缸筒(17)和缸盖(15)的两个侧面径向延伸的凹槽连通；动叶片丁晴胶密封圈(3)和动叶片聚四氟乙烯密封圈(4)嵌在动叶片的凹槽中，动叶片丁晴胶密封圈(3)位于动叶片聚四氟乙烯密封圈(4)的径向内侧；静叶片丁晴胶密封圈(19)和静叶片聚四氟乙烯密封垫片(16)嵌在静叶片的凹槽中，静叶片聚四氟乙烯密封垫片(16)位于静叶片丁晴胶密封圈(19)的径向内侧；第二重动密封结构包括碟簧(6)、密封衬垫(1)和锲形密封圈(5)，锲形密封圈(5)设置在缸盖(15)和工作轴(13)之间，碟簧(6)设置在缸盖(15)和缸盖密封压盖(21)之间，在锲形密封圈(5)和碟簧(6)之间设置密封衬垫(1)；第三重动密封包括格莱圈，格莱圈包括格莱圈内圈(9)和格莱圈橡胶外圈(22)，格莱圈内圈(9)套在工作轴(13)上，格莱圈橡胶外圈(22)套在格莱圈内圈(9)上，格莱圈设置在缸盖密封压盖(21)和轴承端盖(7)之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种多重密封效果的一体化伺服液压摆动缸，其特征在于：包括双重静密封结构，第一重静密封结构包括采用第一O型橡胶圈(14)，嵌在缸筒(17)与缸盖(15)之间的凹槽，第二重静密封包括第二O型橡胶圈(8)，嵌在缸盖(15)与缸盖密封压盖(21)之间的凹槽。

4.根据权利要求1-3所述的一种多重密封效果的一体化伺服液压摆动缸，其特征在于，所述阀导包括设置在顶部的两个通孔，两个盲孔(26)和侧面的两个螺纹孔(27)，侧面的螺纹孔(27)通过螺纹连接油管喷嘴接头，螺纹孔(27)与顶部盲孔(26)相连通，盲孔(26)连通伺服阀，两个通孔包括第一通孔(25)和第二通孔(28)，第一通孔(25)连接第一工作腔，第二通孔(28)连接第二工作腔，通孔两端分别连通伺服阀与液压摆动缸。

5.根据权利要求4所述的一种多重密封效果的一体化伺服液压摆动缸，其特征在于：在工作轴轴端设有角度编码器，在工作轴的端头嵌套联轴器转头(12)，联轴器转头(12)连接联轴器与角度编码器。

6.根据权利要求5所述的一种多重密封效果的一体化伺服液压摆动缸的工作方法，其特征在于：液压油进入到摆动缸的工作腔中，在动叶片两端的两个工作腔会产生压差，在压差的作用下，动叶片带动工作轴和角度编码器一起转动，角度编码器检测所收的角度信号发送至后期的PC中，PC发出的逻辑信号控制伺服阀，液压缸达到摆动。