CN107559262A - 一种低摩擦小行程伺服油缸 - Google Patents
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Abstract
本发明于液压伺服缸技术领域，提供一种低摩擦小行程伺服油缸，包括耳环、端盖、油口、橡胶皮囊、缸体螺栓组件、活塞螺栓组件、导向套、限位卡环、防尘圈、密封圈、活塞、活塞杆、半环、轴套以及弹簧挡圈。端盖一侧设有耳环，端盖另一侧与缸筒通过焊接方式连接；橡胶皮囊与活塞通过活塞螺栓组件连接，橡胶皮囊与缸体通过缸体螺栓组件连接；活塞杆与活塞采用卡键连接方式；导向套的内圆柱面内嵌有防尘圈和密封圈，与活塞杆相接触；导向套与缸体采用点焊方式连接。本发明所述伺服油缸适用于低压小位移情况，不仅消除了活塞与缸体之间的摩擦力，而且橡胶皮囊密封良好，没有内泄漏。
Description
技术领域
本发明属于液压伺服缸技术领域，涉及一种伺服缸，尤其涉及低压状况下的一种低摩擦小行程伺服油缸。
背景技术
随着液压技术的不断进步，液压系统逐步向高精尖领域发展，伺服液压系统的应用越来越多，伺服油缸作为伺服液压系统中的一种重要的执行器，其性能直接影响产品精度，其中伺服油缸的摩擦力对于系统的动态响应，控制精度，稳定性等有很大影响，尤其是伺服油缸活塞外圆柱面摩擦的影响尤为突出，而且伺服油缸体积越大，活塞外圆柱面表面积越大，伺服油缸的控制效果越差。目前，针对此问题解决办法是在伺服油缸设计中采用低摩擦的材料或者密封件，或者提高活塞外圆柱表面的加工精度。
但是上述解决方法存在如下问题，虽然采用低摩擦的材料或者密封件，但是摩擦非线性的情况依然存在，难以对其进行精确控制，在体积比较大的伺服油缸中，侧向弯矩的存在使得活塞外圆柱面的摩擦力更大。提高活塞外圆柱面的加工精度提高了伺服油缸的生产成本，在很多场合无法使用，且摩擦减小效果不明显。目前国内采用的伺服油缸并不能完全消除活塞外圆柱面产生的摩擦力。
发明内容
本发明的目的是提供一种低摩擦小行程的伺服油缸，解决在伺服油缸中活塞外圆柱面的摩擦力对于其控制的影响问题。通过消除活塞外圆柱面与缸体内壁的摩擦力，减小摩擦对于伺服油缸动态响应和控制精度的影响。同时它结构简单，成本低廉，加工使用维修方便，没有内泄漏。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种低摩擦小行程伺服油缸，包括耳环1、端盖2、油口3、缸体4、橡胶皮囊5、缸体螺栓组件6、活塞螺栓组件7、导向套8、限位卡环9、防尘圈10、O形密封圈11、活塞杆12、活塞13、半环14、轴套15、弹簧挡圈16。
所述的耳环1固定在端盖2上，端盖2通过焊接方式固定在缸体4的左端，缸体4的同一侧面开有两个油口3，A油口和B油口，用于通压力油或回油，实现液压缸的双向运动。所述的导向套8位于缸体4右端，导向套8与缸体4采用点焊方式连接固定，导向套8中部设有一个内孔，用于通过活塞杆12。
所述的缸体4包括左右两部分，左右两部分缸体4之间放置橡胶皮囊5，橡胶皮囊5与缸体4之间通过缸体螺栓组件6紧固连接，橡胶皮囊5与缸体4紧密接触并相互挤压，起到外密封的作用；A油口设置于左侧缸体侧面，B油口设置于右侧缸体侧面，且对于左侧缸体的内部表面没有加工要求。
所述的活塞13通过6个活塞螺栓组件7与缸体4内部的橡胶皮囊5紧固连接，橡胶皮囊5位于活塞13之间，与活塞13紧密接触，完成对于左侧缸体的密封。
所述的活塞杆12穿过导向套8的内孔进入缸体4内部，活塞杆12的左端与活塞13通过半环14、轴套15、弹性挡圈16以卡键连接方式连接，半环14置于活塞杆12的沟槽内，轴套15套在半环14的外部，弹簧挡圈16卡在活塞杆12的沟槽内用于限制轴套15的轴向移动。活塞杆12右端设置于导向套8内孔，活塞杆12在导向套8的两侧设有限位卡环9进行双向限位，用来限制活塞杆12的位移，防止橡胶皮囊5剧烈变形。
所述的导向套8的内孔嵌有O形密封圈11和防尘圈10，O形密封圈11用来对活塞杆12接触面进行密封，防尘圈10防止外部杂质进入伺服油缸。导向套8与右侧缸体4采用点焊方式连接，通过连接缸体4与橡胶皮囊5的缸体螺栓组件6完成对液压缸的装配与拆卸
本发明的工作过程为：当油口3的A油口通入压力油，活塞13在压力油的作用下带动活塞杆12和橡胶皮囊5一起向右运动，在小位移下橡胶皮囊5发生弹性变形，活塞杆12伸出，油液从油口B回油箱，活塞杆限位卡环9用来限制活塞杆12的位移，防止橡胶皮囊5过度变形；当油口3的B油口通入压力油，活塞13在压力油的作用下带动活塞杆12和橡胶皮囊5一起向左运动，橡胶皮囊5发生弹性变形，活塞杆12退回，油液从油口A流回油箱。
本发明的效果和益处是：活塞组件由活塞螺栓组件将橡胶皮囊和活塞连接紧固而成，对于低压小位移伺服油缸来说，不再受原来活塞外圆柱表面和缸体摩擦的影响，可以大大减小伺服油缸的摩擦力，同时活塞运动带动变形的橡胶皮囊运动，在小位移下可以认为是线性的，与采用大变形的密封圈产生非线性的摩擦力相比，更加易于进行动态响应和稳定性控制。
附图说明
图1是低摩擦小行程伺服油缸的整体结构剖视图。
图中：1耳环；2端盖；3油口；4缸体；5橡胶皮囊；6缸体螺栓组件；7活塞螺栓组件；8导向套；9限位卡环；10防尘圈；11O形密封圈；12活塞杆；13活塞；14半环；15轴套；16弹簧挡圈。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
一种低摩擦小行程伺服油缸，包括耳环1、端盖2、油口3、缸体4、橡胶皮囊5、缸体螺栓组件6、活塞螺栓组件7、导向套8、限位卡环9、防尘圈10、O形密封圈11、活塞杆12、活塞13、半环14、轴套15、弹簧挡圈16。
所述的耳环1固定在端盖2上，端盖2通过焊接方式固定在缸体4的左端，缸体4的同一侧面开有两个油口3，A油口和B油口。所述的导向套8位于缸体4右端。缸体4左右两部分缸体4之间放置橡胶皮囊5，橡胶皮囊5与缸体4之间通过缸体螺栓组件6紧固连接，A油口设置于左侧缸体侧面，B油口设置于右侧缸体侧面。活塞13通过6个活塞螺栓组件7与缸体4内部的橡胶皮囊5紧固连接，橡胶皮囊5位于活塞13之间，与活塞13紧密接触。活塞杆12穿过导向套8的内孔进入缸体4内部，活塞杆12的左端与活塞13通过半环14、轴套15、弹性挡圈16以卡键连接方式连接。活塞杆12右端通过导向套8内孔，活塞杆12在导向套8的两侧设有限位卡环9进行双向限位。导向套8的内孔嵌有O形密封圈11和防尘圈10，O形密封圈11用来对活塞杆12接触面进行密封，防尘圈10防止外部杂质进入伺服油缸。
如图1所示，装配液压缸时零件用煤油清洗，晾干后配合表面涂油，各零件不加工表面除去毛边毛刺并清洗，装配时保证装配表面没有划痕。
使用伺服油缸工作压力为3MPa，活塞杆往复运动范围为±2mm，伺服油缸的工作情况可通过附图1说明，当伺服油缸A,B口没有通压力油时时，伺服油缸处于初始状态。在伺服阀的作用下，给A口通<3MPa的压力油时，即无杆腔通压力油，有杆腔通过油口B回油箱，此时，活塞杆12和活塞13带动橡胶皮囊5一起向右运动，活塞杆12伸出，同时橡胶皮囊5左侧受油压向右变形产生位移，由于为小位移，所以可以认为其发生弹性变形，此时活塞杆左侧限位卡环9起作用，防止橡胶皮囊5过度变形。当伺服阀动作换向引起伺服油缸运动换向时，此时B油口通<3MPa的压力油，A油口回油箱，此时活塞杆12和活塞13带动橡胶皮囊5一起向左运动，同时橡胶皮囊5右侧受油压向左变形产生小位移，活塞杆12退回，此时活塞杆右侧的限位卡环9起作用。
该低摩擦小位移伺服油缸在结构上减小了伺服油缸的非线性摩擦力的影响，可以有效提高控制精度；可以防止由于侧向弯矩的作用所造成的活塞“卡死”现象；该伺服油缸适用于工作压力比较低的场合，另外该伺服油缸结构简单，成本低廉，具有很高的经济性。以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种低摩擦小行程伺服油缸，其特征在于，所述的低摩擦小行程伺服油缸包括耳环(1)、端盖(2)、油口(3)、缸体(4)、橡胶皮囊(5)、缸体螺栓组件(6)、活塞螺栓组件(7)、导向套(8)、限位卡环(9)、活塞杆(12)、活塞(13)、半环(14)、轴套(15)、弹簧挡圈(16)；
所述的耳环(1)固定在端盖(2)上，端盖(2)固定在缸体(4)的左端，缸体(4)的同一侧面开有两个油口(3)；所述的导向套(8)位于缸体(4)右端，导向套(8)与缸体(4)采用点焊方式连接固定，导向套(8)中部设有一个内孔，用于通过活塞杆(12)；
所述的缸体(4)包括左右两部分，左右两部分缸体(4)之间放置橡胶皮囊(5)，橡胶皮囊(5)与缸体(4)之间通过缸体螺栓组件(6)紧固连接；A油口设置于左侧缸体侧面，B油口设置于右侧缸体侧面；且对于左侧缸体的内部表面没有加工要求；
所述的活塞(13)通过活塞螺栓组件(7)与缸体(4)内部的橡胶皮囊(5)紧固连接，橡胶皮囊(5)位于活塞(13)之间，与活塞(13)紧密接触，完成对于左侧缸体的密封；所述的活塞杆(12)穿过导向套(8)的内孔进入缸体(4)内部，活塞杆(12)的左端与活塞(13)通过半环(14)、轴套(15)、弹性挡圈(16)以卡键连接方式连接；活塞杆(12)右端在导向套(8)的两侧设有限位卡环(9)进行双向限位，用来限制活塞杆(12)的位移，防止橡胶皮囊(5)变形；
所述的导向套(8)与右侧缸体(4)采用点焊方式连接，通过连接缸体(4)与橡胶皮囊(5)的缸体螺栓组件(6)完成对液压缸的装配与拆卸。
2.根据权利要求1所述的一种低摩擦小行程伺服油缸，其特征在于，所述的导向套(8)的内孔嵌有O形密封圈(11)和防尘圈(10)，O形密封圈(11)用于对活塞杆(12)接触面进行密封，防尘圈(10)用于防止外部杂质进入伺服油缸。
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2017
- 2017-08-25 CN CN201710723395.1A patent/CN107559262A/zh active Pending
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