CN108072562B - 中空作动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测力试验技术领域，具体提供了中空作动器，包括呈空心结构的缸筒和活塞杆、固定于缸筒一端内侧的前盖板、一端固定于缸筒另一端内侧且另一端伸入活塞杆内部的后盖板以及固定于活塞杆的位于缸筒内的一端端面的防转板，活塞杆外壁设有密封圈和支撑环，前盖板套设于活塞杆外壁，缸筒内壁、活塞杆外壁和前盖板之间形成收杆腔，前盖板外壁设有密封圈和支撑环，缸筒内壁、活塞杆和后盖板外壁形成出杆腔，后盖板一端的外壁设有密封圈，后盖板另一端的外壁设有密封圈和支撑环，后盖板外壁沿轴向开有滑动槽，防转板具有圆角凸台，圆角凸台随活塞杆的运动在滑动槽内滑动，加载时只需将加载杆穿过作动器及测力计即可施加拉、压载荷。

Description

中空作动器

技术领域

本发明涉及测力试验技术领域，特别涉及中空作动器。

背景技术

在结构强度试验中，需要使用作动器加载，作动器分为双出杆(对称式)、单出杆(非对称式)两种形式，使用这两种作动器加载，测力计需要串接在作动器与试验件中间，通过连接螺栓、转接螺母及单、双耳连接固定，加载组件是刚性连接的。这样使用测力计存以下不利因素：

1、单出杆与双出杆作动器使用上需要与测力计安装在加载梁一侧，由于受安装空间限制，在串接转接段、加长杆时，往往加长杆和活塞杆的长度需要反复调节，调节不到位会产生预紧力，影响测力计初始读数，在每次加载过程中，测力计都需要调零，即费时又费力，

2、单出杆与双出杆作动器在测力计标定过程中不需要转接段，但安装时需要通过转接段或加长杆连接，由于受到组件重量影响也会影响到测力计准确读数；

3、单出杆与双出杆作动器受空间位置限制，刚性连接组件不利于长度的调节；

4、单出杆与双出杆作动器在使用上需要用承力销把单、双耳连接在一起，单耳固定在承载梁上，作动器上的双耳插到单耳里用承力销连接，在单、双耳连接及插、拔销钉时，经常反复费力、费时，效率得不到提高；

5、单出杆及双出杆作动器活塞杆无防转动措施，相对缸体能够周向转动，测力计安装在活塞杆上如果相对缸体转动，会使测力计线缠绕扯断，发生异常事故。

发明内容

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本发明提供了中空作动器，包括：

缸筒；

内部为空心结构的活塞杆，其一端位于所述缸筒内并沿轴向在所述缸筒内做往复运动，该端外壁设有活塞杆密封圈和活塞杆支撑环；

前盖板，其固定于所述缸筒一端内侧，所述前盖板套设于所述活塞杆外壁，所述缸筒内壁、所述活塞杆外壁和所述前盖板之间形成收杆腔，所述前盖板外壁设有第一前密封圈，所述前盖板内壁设有第二前密封圈、至少一件第三前密封圈和至少一件第一前支撑环；

后盖板，其一端固定于所述缸筒另一端内侧，另一端伸入所述活塞杆内部，所述缸筒内壁、所述活塞杆和所述后盖板外壁形成出杆腔，所述后盖板一端的外壁设有第一后密封圈，所述后盖板另一端的外壁设有至少一件第二后密封圈和至少一件第一后支撑环，所述后盖板外壁沿轴向开有滑动槽；

防转板，其固定于所述活塞杆的位于所述缸筒内的一端端面，所述防转板具有圆角凸台，所述圆角凸台随所述活塞杆的运动在所述滑动槽内滑动。

优选的，所述前盖板的外壁和和所述后盖板的外壁均设有螺纹，所述缸筒两端的内壁分别设有螺纹，所述前盖板和所述后盖板分别通过螺纹连接方式与所述缸筒相固定，所述第一前密封圈在轴向上位于所述前盖板螺纹的外侧。

优选的，所述缸筒外壁分别设有第一快换接头和第二快换接头，所述第一快换接头与所述收杆腔连通，所述第二快换接头与所述出杆腔连通，用于分别向上述两个腔体内注压力油。

优选的，所述活塞杆密封圈为孔用方型密封圈，所述活塞杆支撑环为孔用支撑环，所述活塞杆支撑环位于所述活塞杆密封圈的远离所述前盖板的一侧。

优选的，所述前盖板内壁设有两件所述第三前密封圈和两件所述第一前支撑环，所述第二前密封圈在轴向上位于最外侧，所述第三前密封圈和所述第一前支撑环在轴向上位于所述第二前密封圈内侧，且所述第三前密封圈和所述第一前支撑环交错排布；其中，所述第二前密封圈为防尘密封圈，所述第三前密封圈为轴用阶梯密封圈，所述第一前支撑环为轴用支撑环。

优选的，所述后盖板外壁设有两件所述第二后密封圈和两件所述第一后支撑环，所述第二后密封圈和第一后支撑环交错排布且均位于所述滑动槽的靠近所述前盖板的一侧；其中，所述第二后密封圈为孔用阶梯密封圈，所述第一后支撑环为孔用支撑环。

优选的，所述防转板通过紧固件固定在所述活塞杆的端面上。

优选的，所述活塞杆内部的空心结构形成活塞内腔，加载杆穿过所述活塞内腔。

本发明提供的中空作动器，具有如下有益效果：

1、使用中空作动器加载时不再需要单、双耳连接固定，测力计两端不需要安装转接段或连接螺栓，只需将加载杆穿过作动器及测力计，即可施加拉、压载荷，安装方便；

2、测力计通过加载杆串接在作动器上，不再需要转接段连接，省时、省力，方便测力计调零，提高效率；

3、测力计不受任何外力因素影响，测量精度高重复性好，不需要对测力计反复调零；

4、活塞杆防转动设计，在疲劳试验过程中，有效防止活塞杆带动测力计周向转动扯断信号线造成非正常状态下损坏试验件。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本发明，而不能理解为对本发明的保护范围的限制。

图1是本发明提供的中空作动器的主视剖视图；

图2-1是图1中缸筒的主视剖视图；

图2-2是图1中缸筒的俯视图；

图3-1是图1中活塞杆的主视剖视图；

图3-2是图1中活塞杆的俯视图；

图4-1是图1中前盖板的主视剖视图；

图4-2是图1中前盖板的俯视图；

图5-1是图1中后盖板的主视剖视图；

图5-2是图1中后盖板的俯视图；

图6是图1所示的中空作动器在其中一种工况下的加载方式图；

图7是图1所示的中空作动器在另一种工况下的加载方式图。

附图标记：

10 缸筒

11 第一快换接头

12 第二快换接头

20 活塞杆

21 活塞杆密封圈

22 活塞杆支撑环

30 前盖板

31 第一前密封圈

32 第二前密封圈

33 第三前密封圈

34 第一前支撑环

40 后盖板

41 第一后密封圈

42 第二后密封圈

43 第一后支撑环

44 滑动槽

50 防转板

51 紧固件

A 收杆腔

B 出杆腔

C 活塞内腔

100 中空作动器

101 测力计

102 承载梁

103 加载杆

104 球面垫板

105 试验件

106 加载螺母

107 双耳

108 锁紧螺母

109 销钉

110 转接段

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

需要说明的是：在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，均仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。

本发明提供的中空作动器的主视剖视图如图1所示，该中空作动器包括缸筒10、活塞杆20、前盖板30、后盖板40和防转板50。缸筒的主视剖视图和俯视图如图2-1及图2-2所示，缸筒10的内部为空心结构。

活塞杆20的主视剖视图和俯视图分别如图3-1及图3-2所示，活塞杆20的内部为空心结构，活塞杆20一端位于缸筒10内并沿轴向在缸筒10内做往复运动，该端外壁设有活塞杆密封圈21和活塞杆支撑环22。活塞杆20的靠近后盖板40一端的外壁开有两环形凹槽，活塞杆密封圈21和活塞杆支撑环22分别装入该两环形凹槽内，活塞杆密封圈21为孔用方型密封圈，用于密封收杆腔内的压力油液，活塞杆支撑环22为孔用支撑环，用于支撑，使活塞杆20运动自如并能够承受拉、压载荷25％的侧向力。活塞杆支撑环22位于活塞杆密封圈21的远离前盖板30的一侧。活塞杆20内部的空心结构形成活塞内腔，加载杆穿过活塞内腔。

前盖板30的主视剖视图和俯视图分别如图4-1及图4-2所示，前盖板30同轴地固定于缸筒10一端内侧，前盖板30位于缸筒10和活塞杆20之间，活塞杆20外壁与前盖板30内壁滑动接触，前盖板30套设于活塞杆20外壁，缸筒10内壁、活塞杆20外壁和前盖板30之间形成收杆腔，前盖板30外壁设有第一前密封圈31，前盖板30的外壁和和后盖板40的外壁均设有螺纹，缸筒10两端的内壁分别设有螺纹，前盖板30和后盖板40分别通过螺纹连接方式与缸筒10相固定，第一前密封圈31在轴向上位于前盖板30螺纹的外侧，用于密封收杆腔内的压力油液。缸筒10外壁设有第一快换接头11，第一快换接头11与收杆腔连通，用于向收杆腔内注压力油。前盖板30内壁设有第二前密封圈32、至少一件第三前密封圈33和至少一件第一前支撑环34。

本实施例中，前盖板30的内壁开有五个环形凹槽，前盖板30内壁设有两件第三前密封圈33和两件第一前支撑环34，第二前密封圈32在轴向上位于最外侧，第三前密封圈33和第一前支撑环34在轴向上位于第二前密封圈32内侧，且第三前密封圈33和第一前支撑环34交错排布，可以理解的是，上述密封圈和支撑环的排布次序为：沿活塞杆20的收杆方向依次为第二前密封圈32、第三前密封圈33、第一前支撑环34、第三前密封圈33、第一前支撑环34；其中，第二前密封圈32为防尘密封圈，第三前密封圈33为轴用阶梯密封圈，第一前支撑环34为轴用支撑环。一道第一前密封圈31和两道第三前密封圈33用于密封收杆腔内的压力油液，工作压力为31.5Mpa，一道第二前密封圈32用于防尘处理，两道第一前支撑环34用于支撑，使活塞杆20运动自如并能够承受拉、压载荷25％的侧向力。

后盖板40的主视剖视图和俯视图分别如图5-1及图5-2所示，后盖板40一端同轴地固定于缸筒10另一端内侧，另一端伸入活塞杆20内部，活塞杆20套设于后盖板40外壁并与其滑动接触，缸筒10内壁、活塞杆20和后盖板40外壁形成出杆腔，缸筒10外壁设有第二快换接头12，第二快换接头12与出杆腔连通，用于向出杆腔内注压力油。后盖板40一端的外壁设有与缸筒10内壁接触的第一后密封圈41，后盖板40另一端的外壁设有均与活塞杆20内壁接触的至少一件第二后密封圈42和至少一件第一后支撑环43，后盖板40外壁沿轴向开有滑动槽44。

本实施例中，后盖板40的外壁开有五个环形凹槽，后盖板40外壁设有两件第二后密封圈42和两件第一后支撑环43，第二后密封圈42和第一后支撑环43交错排布且均位于滑动槽44的靠近前盖板30的一侧，可以理解的是，上述密封圈和支撑环的排布次序为：沿活塞杆20的收杆方向依次为第二后密封圈42、第一后支撑环43、第二后密封圈42、第一后支撑环43；其中，第二后密封圈42为孔用阶梯密封圈，第一后支撑环43为孔用支撑环。一道第一后密封圈41和两道第二后密封圈42用于密封出杆腔内的压力油液，工作压力为31.5Mpa，两道第一后支撑环43用于支撑，使活塞杆20运动自如并能够承受拉、压载荷25％的侧向力。

防转板50固定于活塞杆20的位于缸筒10内的一端端面，即防转板50固定于活塞杆20的面向出杆腔的一端端面，防转板50具有圆角凸台，圆角凸台随活塞杆20的运动在滑动槽44内滑动，用于防止活塞杆20产生相对于缸筒10的转动。本实施例中优选的是，防转板50通过紧固件51固定在活塞杆20的端面上。图3-1及图3-2中的活塞杆20的结构图中包括了防转板50但未展示出其轮廓。

本发明提供的中空作动器的工作方式为：

图6所示为中空作动器在其中一种工况下的加载方式图，中空作动器100与测力计101放在承载梁102上(疲劳试验需要固定作动器)，加载杆103一端从承载梁102、中空作动器100、测力计101及球面垫板104中间穿过与加载螺母106(不锁紧)连接，另一端通过双耳107连接到试验件105上，用锁紧螺母108备紧，销钉109可轻松在销孔中插、拔，便于安装对心，球面垫板104重量可忽略不计，使用中空作动器100用于试验，不受重力和预紧力影响，在每次试验开始时测力计101不用反复调零；

图7是中空作动器在另一种工况下的加载方式图，测力计101通过转接段110连接在中空作动器100活塞杆上，另一端安装球面垫板104，安装时不接触试验件105，在做疲劳试验时，因活塞杆有防转动设计，有效防止测力计101周向转动扯断信号线，造成非正常状态下损坏试验件105。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.中空作动器，其特征在于，包括：

缸筒(10)；

内部为空心结构的活塞杆(20)，其一端位于所述缸筒(10)内并沿轴向在所述缸筒(10)内做往复运动，该端外壁设有活塞杆密封圈(21)和活塞杆支撑环(22)，所述活塞杆(20)内部的空心结构形成活塞内腔，加载杆穿过所述活塞内腔；

前盖板(30)，其同轴地固定于所述缸筒(10)一端内侧，所述前盖板(30)位于所述缸筒(10)和所述活塞杆(20)之间，所述活塞杆(20)外壁与所述前盖板(30)内壁滑动接触，所述前盖板(30)套设于所述活塞杆(20)外壁，所述缸筒(10)内壁、所述活塞杆(20)外壁和所述前盖板(30)之间形成收杆腔，向所述收杆腔内注压力油，所述前盖板(30)外壁设有第一前密封圈(31)，所述前盖板(30)内壁设有第二前密封圈(32)、至少一件第三前密封圈(33)和至少一件第一前支撑环(34)；

后盖板(40)，其一端同轴地固定于所述缸筒(10)另一端内侧，另一端伸入所述活塞杆(20)内部，所述活塞杆(20)套设于后盖板(40)外壁并与其滑动接触，所述缸筒(10)内壁、所述活塞杆(20)和所述后盖板(40)外壁形成出杆腔，向所述出杆腔内注压力油，所述后盖板(40)一端的外壁设有与缸筒(10)内壁接触的第一后密封圈(41)，所述后盖板(40)另一端的外壁设有均与活塞杆(20)内壁接触的至少一件第二后密封圈(42)和至少一件第一后支撑环(43)，所述后盖板(40)外壁沿轴向开有滑动槽(44)；

防转板(50)，其固定于所述活塞杆(20)的位于所述缸筒(10)内的一端端面，所述防转板(50)具有圆角凸台，所述圆角凸台随所述活塞杆(20)的运动在所述滑动槽(44)内滑动。

2.根据权利要求1所述的中空作动器，其特征在于，所述前盖板(30)的外壁和和所述后盖板(40)的外壁均设有螺纹，所述缸筒(10)两端的内壁分别设有螺纹，所述前盖板(30)和所述后盖板(40)分别通过螺纹连接方式与所述缸筒(10)相固定，所述第一前密封圈(31)在轴向上位于所述前盖板(30)螺纹的外侧。

3.根据权利要求1所述的中空作动器，其特征在于，所述缸筒(10)外壁分别设有第一快换接头(11)和第二快换接头(12)，所述第一快换接头(11)与所述收杆腔连通，所述第二快换接头(12)与所述出杆腔连通，用于分别向上述两个腔体内注压力油。

4.根据权利要求1所述的中空作动器，其特征在于，所述活塞杆密封圈(21)为孔用方型密封圈，所述活塞杆支撑环(22)为孔用支撑环，所述活塞杆支撑环(22)位于所述活塞杆密封圈(21)的远离所述前盖板(30)的一侧。

5.根据权利要求1所述的中空作动器，其特征在于，所述前盖板(30)内壁设有两件所述第三前密封圈(33)和两件所述第一前支撑环(34)，所述第二前密封圈(32)在轴向上位于最外侧，所述第三前密封圈(33)和所述第一前支撑环(34)在轴向上位于所述第二前密封圈(32)内侧，且所述第三前密封圈(33)和所述第一前支撑环(34)交错排布；其中，所述第二前密封圈(32)为防尘密封圈，所述第三前密封圈(33)为轴用阶梯密封圈，所述第一前支撑环(34)为轴用支撑环。

6.根据权利要求1所述的中空作动器，其特征在于，所述后盖板(40)外壁设有两件所述第二后密封圈(42)和两件所述第一后支撑环(43)，所述第二后密封圈(42)和第一后支撑环(43)交错排布且均位于所述滑动槽(44)的靠近所述前盖板(30)的一侧；其中，所述第二后密封圈(42)为孔用阶梯密封圈，所述第一后支撑环(43)为孔用支撑环。

7.根据权利要求1所述的中空作动器，其特征在于，所述防转板(50)通过紧固件(51)固定在所述活塞杆(20)的端面上。

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