CN108413028A - 一种取力器气缸及挂挡装置 - Google Patents

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宋楠
李建峰
张海涛
刘义
严鉴铂
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    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3284—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials

Abstract

本发明涉及取力器技术领域，针对现有取力器气缸的密封常因磨损失效等问题，提供一种取力器气缸及挂挡装置。其中，取力器气缸包括气缸体、密封胶套、内压件、外压件、复位弹簧和紧固件；所述气缸体为桶状，其桶底设有与大气连通的气孔，气缸体固定在取力器挂挡机构的壳体上；所述密封胶套为筒状结构，一端设置有外伸沿，另一端设置有内收口；所述内压件和外压件中部均设有内收口；所述密封胶套的外伸沿被气缸体的桶边沿紧压在取力器挂挡机构的壳体上；外压件、密封胶套、内压件依次叠放，且被紧固件穿过内收口固定在拨叉轴的端面上；所述密封胶套为向内凹陷状态，其外表面与气缸体内表面贴合；所述复位弹簧设置在内压件和气缸体桶底之间。

Description

一种取力器气缸及挂挡装置
技术领域
本发明涉及取力器技术领域，具体涉及一种取力器气缸及挂挡装置。
背景技术
取力器是这一种变速增扭装置，其与变速箱的中间轴连接，广泛应用于水泥搅拌车和工程车辆，用于驱动车辆上的其他装置工作。取力器不是一直运转的，只在有需要的情况，对取力器挂挡装置进行挂档操作，实现取力。
取力器的挂档、退档操作通常采用气缸驱动拨叉轴的形式实现，气缸的气缸体是铸造产品，其活塞是棒料加工或铸造产品。
如图1所示，目前装有取力器气缸的取力器挂挡装置主要包括壳体01，轴02，活塞03，密封圈04，紧固螺钉05，弹簧06，通气塞07，气缸体08；气缸工作气压在1Mpa左右，采用在活塞03上设置O形圈04(或唇形密封圈)进行密封，这种形式的密封常因磨损失效，发生漏气，从而导致换挡异常。此外，密封圈或唇形密封圈胶料对耐磨性以及气缸体的内径精度、活塞尺寸精度、粗糙度等参数提出了较高的要求，生产成本高。
发明内容
本发明的目的是针对现有取力器气缸的密封常因磨损失效以及生产成本较高等问题，提供一种取力器气缸及挂挡装置。
为实现上述目的，本发明提供一种取力器气缸，用于驱动取力器挂挡机构的拨叉轴，其特殊之处在于，包括气缸体、密封胶套、内压件、外压件、复位弹簧和紧固件；所述气缸体为桶状，其桶底设有与大气连通的气孔，气缸体固定在取力器挂挡机构的壳体上；所述密封胶套为筒状结构，一端设置有外伸沿，另一端设置有内收口；所述内压件和外压件中部均设有内收口；所述密封胶套的外伸沿被气缸体的桶边沿紧压在取力器挂挡机构的壳体上；外压件、密封胶套、内压件依次叠放，且被紧固件穿过内收口固定在拨叉轴的端面上；所述密封胶套为向内凹陷状态，其外表面与气缸体内表面贴合；所述复位弹簧设置在内压件和气缸体桶底之间。
进一步地，上述密封胶套的外伸沿设有凸起。凸起可以在密封胶套运动中起到径向限位的作用，避免由于密封胶套内侧的运动带来的拉伸引起外周的运动，进而导致密封不足问题。
进一步地，上述内压件为碗状结构，外压件为盘状结构，内压件和外压件背靠背设置，内压件开口背向取力器挂挡机构的壳体。
进一步地，上述气缸体的底部内凹形成凸台，所述复位弹簧套装在凸台上。
进一步地，上述紧固件为紧定螺钉，所述紧定螺钉与内压件的接触面上涂覆密封胶，用于防止气源提供的压缩气体从紧定螺钉与外压件的接触面泄漏，提高密封性能。
进一步地，上述气缸体采用铝材冲压成型。
进一步地，上述内压件和外压件均采用冲压成型。
本发明还提供一种取力器挂挡装置，其特殊之处在于，包括取力器挂挡机构和上述取力器气缸；所述取力器挂挡机构包括壳体和穿过所述壳体且可相对壳体移动的拨叉轴，壳体上设有用于通入气源的进气孔。
进一步地，上述拨叉轴端部与外压件的接触面上涂覆密封胶，用于防止气源提供的压缩气体从紧定螺钉与内压件的接触面泄漏，提高密封性能。
本发明的工作原理：
通过螺栓在缸体和壳体之间压紧密封胶套，实现对其结合面的密封；采用紧定螺钉使内压件和外压件夹紧密封胶套。控制进气孔处的进气，通过内外压差实现控制拨叉轴的运动。
本发明的工作过程：
如图2所示，当进气孔通入压缩气体后，由于内外压差，拨叉轴克服弹簧的弹力而向缸体底部运动，直到内压件接触缸体到达右极限位置，此时拨叉轴运动到右极限位置。
如图3所示，当进气孔未通入压缩气体时，拨叉轴受到弹簧的弹力作用向壳体运动，直到外压件与壳体接触后与到达左极限位置，此时拨叉轴运动到左极限位置。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、相对于传统O形密封圈或唇形密封的滑动摩擦密封方式，本发明采用密封胶套的方式，密封胶套与缸体仅接触，在进行挂档、脱档操作时，没有密封圈与金属件之间的滑动摩擦，完全避免了O形密封圈或唇形密封圈磨损导致的漏气等失效情况。
2、密封胶套首先可以完成两侧腔体间的密封，其次可以代替原有轴和活塞间的密封圈或密封垫，最后可以在气缸体和壳体间形成密封，可谓一举三得。
3、本发明提供的气缸采用单向气操纵的，即一侧采取加压进气的方式、另一侧采用弹簧回位的方式。外接气路较为简单，缸体的外连接只需连接一个气管进行通气来改变状态，而且外连接气阀相对简单，只需进行气路的通断控制，无需进行气路切换控制。
4、采用两个压板的代替活塞，结构简单、装配方便，压板采用冲压件，便于大批量生产，明显降低了加工成本及气缸整体重量。
5、缸体采用铝材冲压成型，大大降低了生产成本及产品重量，由于铝在氧化后会形成氧化膜来阻止进一步氧化，因此其在防腐性能上也有相对提升。
附图说明
图1是现有取力器挂挡装置的结构示意图；
图2是本发明取力器挂挡装置一个实施例在右极限位置时的结构示意图；
图3是本发明取力器挂挡装置一个实施例在左极限位置时的结构示意图。
图中各标号的说明如下：
01—壳体，02—轴，03—活塞，04—密封圈，05—紧固螺钉，06—弹簧，07—通气塞，08—气缸体；
1—壳体、2—拨叉轴、21—进气孔；22—密封圈；
3—气缸体、31—外压件、32—密封胶套、321—外伸沿、322—凸起、33—内压件、34—复位弹簧、35—紧固件、36—气孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1为现有取力器气缸的结构示意图，在说明书背景技术一节已经做过叙述。
如图2、图3所示的一种取力器挂挡装置，包括取力器挂挡机构和用于驱动取力器挂挡机构拨叉轴2的取力器气缸；
取力器挂挡机构包括壳体1和穿过壳体1且可相对壳体1移动的拨叉轴2，壳体1上设有用于通入气源的进气孔21。
取力器气缸包括气缸体3、密封胶套32、内压件33、外压件31、复位弹簧34和紧固件35。
气缸体3为桶状，其桶底内凹形成凸台，凸台上设有与大气连通的气孔36，气缸体3固定在取力器挂挡机构的壳体1上。
密封胶套32为筒状结构，一端设置有外伸沿321，外伸沿321上设有凸起322；另一端设置有内收口。
内压件33为碗状结构，外压件31为盘状结构，内压件33和外压件31中部均设有内收口；内压件33和外压件31背靠背设置，内压件33开口背向取力器挂挡机构的壳体1。
密封胶套32的外伸沿321通过螺栓被气缸体3的桶边沿紧压在取力器挂挡机构的壳体1上；外压件31、密封胶套32、内压件33依次叠放，且被紧固件35穿过内收口固定在拨叉轴2的端面上。紧固件35采用紧定螺钉，紧定螺钉与内压件33的接触面上以及拨叉轴2端部与外压件31的接触面上涂覆密封胶。
密封胶套32为向内凹陷状态，其外表面与气缸体3内表面贴合；复位弹簧34套装在紧定螺钉和凸台上，其一端紧压内压件33，另一端紧压气缸体3桶底。
以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴。例如，对于采用负压式的控制方式，只需改变进气孔21、气孔36的外连接状态，在此不再赘述。

Claims (9)

1.一种取力器气缸，用于驱动取力器挂挡机构的拨叉轴(2)，其特征在于：包括气缸体(3)、密封胶套(32)、内压件(33)、外压件(31)、复位弹簧(34)和紧固件(35)；
所述气缸体(3)为桶状，其桶底设有与大气连通的气孔(36)，气缸体(3)固定在取力器挂挡机构的壳体(1)上；
所述密封胶套(32)为筒状结构，一端设置有外伸沿(321)，另一端设置有内收口；所述内压件(33)和外压件(31)中部均设有内收口；
所述密封胶套(32)的外伸沿(321)被气缸体(3)的桶边沿紧压在取力器挂挡机构的壳体(1)上；外压件(31)、密封胶套(32)、内压件(33)依次叠放，且被紧固件(35)穿过内收口固定在拨叉轴(2)的端面上；
所述密封胶套(32)为向内凹陷状态，其外表面与气缸体(3)内表面贴合；
所述复位弹簧(34)设置在内压件(33)和气缸体(3)桶底之间。
2.根据权利要求1所述的取力器气缸，其特征在于：所述密封胶套(32)的外伸沿(321)设有凸起(322)。
3.根据权利要求1或2所述的取力器气缸，其特征在于：
所述内压件(33)为碗状结构，外压件(31)为盘状结构，内压件(33)和外压件(31)背靠背设置，内压件(33)开口背向取力器挂挡机构的壳体(1)。
4.根据权利要求3所述的取力器气缸，其特征在于：所述气缸体(3)的底部内凹形成凸台，所述复位弹簧(34)套装在凸台上。
5.根据权利要求4所述的取力器气缸，其特征在于：所述紧固件(35)为紧定螺钉，所述紧定螺钉与内压件(33)的接触面上涂覆密封胶。
6.根据权利要求5所述的取力器气缸，其特征在于：所述气缸体(3)采用铝材冲压成型。
7.根据权利要求6所述的取力器气缸，其特征在于：所述内压件(33)和外压件(31)均采用冲压成型。
8.一种取力器挂挡装置，其特征在于：包括取力器挂挡机构和权利要求1至7任一所述的取力器气缸；
所述取力器挂挡机构包括壳体(1)和穿过所述壳体(1)且可相对壳体(1)移动的拨叉轴(2)，壳体(1)上设有用于通入气源的进气孔(21)。
9.根据权利要求8所述的取力器挂挡装置，其特征在于：所述拨叉轴(2)端部与外压件(31)的接触面上涂覆密封胶。
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