CN108869448A - 一种基于等效作用面的易控单杆式活塞缸 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于等效作用面的易控单杆式活塞缸，包括缸盖、缸头、缸筒、缸底、活塞杆和导向杆，缸盖和缸头依次密封设置于缸筒的一端，缸盖位于缸头的外侧，缸底密封设置于缸筒的另一端，活塞杆包括相连的活塞头和连杆，活塞头位于缸筒内，连杆穿出缸头和缸盖，活塞头的中部设置有圆柱孔，导向杆的一端嵌套在圆柱孔内，导向杆的另一端与缸底密封连接，导向杆与圆柱孔嵌套的一端的直径与连杆的直径相等，缸头和缸底上分别设置有一油孔。本发明活塞缸两腔相等的有效作用面积，使活塞在正、反行程上的性能一致，进出油口的流量对称，流量在两个运动方向上对称，进而使单杆式活塞缸的输出、输入特性相同，使该液压缸更易于检测和控制。

Description

一种基于等效作用面的易控单杆式活塞缸
技术领域
本发明涉及活塞缸的技术领域，特别是涉及一种基于等效作用面的易控单杆式活塞缸。
背景技术
单杆式活塞缸是一类重要的执行机构，由于它具有结构紧凑、工作空间小等特点，因而在一些特定的电液伺服系统中被广泛应用。但现有的单杆式活塞缸左右两腔的有效作用面积不相同，当左右两腔同时通压力油，即差动连接时，活塞在方向切换时会导致液压缸两腔压力的突变，而压力的突变会产生超压或气蚀，同时流量在两个运动方向上的不对称也会引起活塞杆位移和速度的不一致，这些问题使得液压缸运作不稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于等效作用面的易控单杆式活塞缸，以解决上述现有技术存在的问题，使活塞缸左右两腔的有效作用面积相等，进出油口的流量对称，更有利于活塞缸的性能检测与运动控制。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种基于等效作用面的易控单杆式活塞缸，包括缸盖、缸头、缸筒、缸底、活塞杆和导向杆，所述缸盖和所述缸头依次密封设置于所述缸筒的一端，所述缸盖位于所述缸头的外侧，所述缸底密封设置于所述缸筒的另一端，所述活塞杆包括相连的活塞头和连杆，所述活塞头位于所述缸筒内，所述连杆穿出所述缸头和所述缸盖，所述活塞头的中部设置有圆柱孔，所述导向杆的一端嵌套在所述圆柱孔内，所述导向杆的另一端与所述缸底密封连接，所述导向杆与所述圆柱孔嵌套的一端的直径与所述连杆的直径相等，所述缸头和所述缸底上分别设置有一油孔。
优选的，所述缸盖、所述缸头、所述缸筒和所述缸底依次通过四个双头螺栓进行连接。
优选的，所述导向杆中部设置有一通气孔，所述通气孔用于连通所述导向杆和所述活塞头之间的空间与大气。
优选的，所述连杆与所述缸头之间设置有导向套，所述导向套通过所述缸盖压接在所述缸头上。
优选的，所述缸盖与所述缸头、所述缸头与所述缸筒、所述缸筒与所述缸底、所述连杆与所述缸头以及所述导向杆与所述缸底之间均设置有密封圈。
优选的，所述活塞头的两端均设置有横截面为三角形的轴向斜槽。
优选的，所述活塞头外侧设置有三个环槽，两侧的所述环槽用于安装密封圈，中间的所述环槽用于安装格莱密封圈。
优选的，所述导向杆与所述活塞头配合的一端上设置有两个导向槽，所述导向槽用于安装导向环。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明活塞缸两腔相等的有效作用面积，使活塞在正、反行程上的性能一致，进出油口的流量对称，流量在两个运动方向上对称，进而使单杆式活塞缸的输出、输入特性相同，使该液压缸更易于检测和控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于等效作用面的易控单杆式活塞缸的结构示意图一；
图2为本发明基于等效作用面的易控单杆式活塞缸的结构示意图二；
图3为本发明活塞杆的结构示意图；
图4为本发明活塞杆的结构示意图；
图5为本发明导向杆的结构示意图；
图6为本发明图5导向杆B-B的剖视图；
图7为本发明缸盖的结构示意图一；
图8为本发明缸盖的结构示意图二；
图9为本发明缸头的结构示意图一；
图10为本发明缸头的结构示意图二；
图11为本发明缸筒的结构示意图一；
图12为本发明缸筒的结构示意图二；
图13为本发明缸底的结构示意图；
图14为本发明图13缸底A-A的剖视图；
其中：1-活塞杆，2-缸盖，3-缸头，4-缸筒，5-双头螺栓，6-缸底，7-导向杆，8-导向套，9-通气孔，10-导向环，11-油孔，12-格莱密封圈，13-密封圈，14-环槽，15-轴向斜槽，16-圆柱孔，17-导向槽。
具体实施方式
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的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。
本发明的目的是提供一种基于等效作用面的易控单杆式活塞缸，以解决现有技术存在的问题，使活塞缸左右两腔的有效作用面积相等，进出油口的流量对称，更有利于活塞缸的性能检测与运动控制。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图14所示：本实施例提供了一种基于等效作用面的易控单杆式活塞缸，包括缸盖2、缸头3、缸筒4、缸底6、活塞杆1和导向杆7，缸盖2和缸头3依次密封设置于缸筒4的一端，缸盖2位于缸头3的外侧，缸底6密封设置于缸筒4的另一端，缸盖2、缸头3、缸筒4和缸底6依次通过四个双头螺栓5进行连接，缸头3和缸底6上分别设置有一油孔11。缸盖2与缸头3、缸头3与缸筒4、缸筒4与缸底6、连杆与缸头3以及导向杆7与缸底6之间均设置有密封圈13，保障缸体内部的密封性，不漏油。
活塞杆1包括相连的活塞头和连杆，活塞头位于缸筒4内，连杆穿出缸头3和缸盖2，活塞头的中部设置有圆柱孔16，活塞头的两端均设置有横截面为三角形的轴向斜槽15，该空间使活塞杆1离开两端部时不会形成负压，有利于活塞头与缸筒4之间发滑移。活塞头外侧设置有三个环槽14，两侧的环槽14用于安装O型的密封圈13，中间的环槽14用于安装格莱密封圈12，使活塞头两侧形成两个油腔。
导向杆7的一端嵌套在圆柱孔16内，导向杆7的另一端与缸底6密封连接，导向杆7与圆柱孔16嵌套的一端的直径与连杆的直径相等，可以使液压缸两个油腔具有相等的有效作用面积，使进出油孔11的流量对称，活塞在正、反行程上的性能一致，进而使该液压缸更易于检测和控制。
导向杆7中部设置有一通气孔9，通气孔9用于连通导向杆7和活塞头之间的空间与大气，使活塞杆1移动过程中不会产生负压和高压，有利于减少活塞杆1移动的阻力。连杆与缸头3之间设置有导向套8，导向套8通过缸盖2压接在缸头3上。导向杆7与活塞头配合的一端上设置有两个导向槽17，导向槽17用于安装导向环10。
其中，活塞杆1与缸筒4、与活塞杆1导向杆7之间采用间隙配合；缸底6与导向杆7采用四个内六角螺钉连接；其余各承插件之间均采用过盈配合。
作为一种优选方案，本发明的基于等效作用面的易控单杆式活塞缸总长最小为507mm，外径为80mm。活塞杆1连杆的直径为40mm，长260mm；活塞头的最大直径为100mm，长180mm，活塞头的两端台肩直径为80mm，向内削去30mm，横截面为三角形的轴向斜槽15开槽的三角形为底长20mm，高为30mm的等腰三角形；活塞头的端面处斜槽最低点在圆周为60mm的定位圆上，安装密封圈13的凹槽中心线距端面最小垂直距离60mm，凹槽宽8mm，深4.99mm；安装格莱密封圈12的凹槽中心线距端面最小垂直距离90mm，宽5mm，深7.99mm。缸盖2的最大直径为160mm，厚40mm，缸盖2设置有四个直径为8mm且均布在直径140mm的定位圆上的通孔，缸筒4与缸头3接触处开有安放密封圈13的凹槽，直径112mm，宽3.5mm，深3.5mm。缸头3的最大直径为160mm，厚70mm，四个直径为8mm通孔均布在直径140mm的定位圆上，缸头3向缸体内侧的端面有一外径100mm，内径90mm的凸台，该凸台向内沉孔45mm构成沉槽；该沉槽内开有一油孔11，油孔11距离向缸体外侧端面30mm，直径10mm；用以安装导向套8的通孔直径50mm，厚20mm，紧接着是一个直径为84mm的更大的凹台，其厚度为5mm，用以与导向套8和缸盖2上的凸台配合密封，凸台高5mm，外径84mm，内径60mm，中间通孔直径40mm，通孔内距凸台端面20mm，宽5mm，深5.03mm。与缸筒4配合面开有安装密封圈13的凹槽，位于直径112mm处，宽3.5mm，深3.5mm。缸筒4为一对称圆柱结构，最大直径160mm，内径100mm，缸筒4两端面皆有厚25mm的凸台，凸台处沿直径140mm圆周处均布四个直径8mm的通孔28用以安装双头螺栓5，缸体壁厚10mm。缸底6最大直径160mm，端面沿直径140mm圆周处均布4个直径8mm的通孔28，用以安装双头螺栓5，缸底6向缸体内侧有一凸台，外径50mm，厚10mm，该凸台向内沉槽45mm，沉槽背离缸体内部端面处沿直径90mm定位圆处开有直径为8mm的轴向螺纹孔32，沉槽内有直径20mm、厚15mm的通孔，向缸体内侧端面有凸台内径40mm，厚10mm，圆柱沉槽29轴向长45mm，该沉槽29内部开有油孔11，其中心轴距背离缸体端面的距离为40mm，直径10mm。导向杆7背离缸体内部的杆头处外径108mm，厚20mm，缸筒4端面上沿直径为90mm定位圆处均布有4个直径为8mm的螺纹通孔，其与缸底6接触端面在直径60mm处开有宽3.5mm，深3.5mm的凹槽，导向杆7杆身长200mm，直径40mm，距离向缸体内侧小端面距离为47mm和147mm处开有两个宽6mm，深3.5mm的环形的导向槽17，其中心轴线处开有直径10mm的导气孔16。导向套8内径40mm，大端面凸台外径60mm，厚5mm，小端面外径50mm。双头螺栓5直径8mm，长480mm。螺母规格为标准的M8六角螺母，内六角螺钉直径8mm。
液压缸工作时，压缩空气(或液压油)由油孔11进入，快速推压活塞杆1沿轴向运动，另一侧压缩空气(或液压油)由油孔11导出。液压缸两腔相等的有效作用面积，使活塞在正、反行程上的性能一致，进出油口的流量对称，使该液压缸更易于检测和控制。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于等效作用面的易控单杆式活塞缸，其特征在于：包括缸盖、缸头、缸筒、缸底、活塞杆和导向杆，所述缸盖和所述缸头依次密封设置于所述缸筒的一端，所述缸盖位于所述缸头的外侧，所述缸底密封设置于所述缸筒的另一端，所述活塞杆包括相连的活塞头和连杆，所述活塞头位于所述缸筒内，所述连杆穿出所述缸头和所述缸盖，所述活塞头的中部设置有圆柱孔，所述导向杆的一端嵌套在所述圆柱孔内，所述导向杆的另一端与所述缸底密封连接，所述导向杆与所述圆柱孔嵌套的一端的直径与所述连杆的直径相等，所述缸头和所述缸底上分别设置有一油孔。
2.根据权利要求1所述的基于等效作用面的易控单杆式活塞缸，其特征在于：所述缸盖、所述缸头、所述缸筒和所述缸底依次通过四个双头螺栓进行连接。
3.根据权利要求1所述的基于等效作用面的易控单杆式活塞缸，其特征在于：所述导向杆中部设置有一通气孔，所述通气孔用于连通所述导向杆和所述活塞头之间的空间与大气。
4.根据权利要求1所述的基于等效作用面的易控单杆式活塞缸，其特征在于：所述连杆与所述缸头之间设置有导向套，所述导向套通过所述缸盖压接在所述缸头上。
5.根据权利要求1所述的基于等效作用面的易控单杆式活塞缸，其特征在于：所述缸盖与所述缸头、所述缸头与所述缸筒、所述缸筒与所述缸底、所述连杆与所述缸头以及所述导向杆与所述缸底之间均设置有密封圈。
6.根据权利要求1所述的基于等效作用面的易控单杆式活塞缸，其特征在于：所述活塞头的两端均设置有横截面为三角形的轴向斜槽。
7.根据权利要求1所述的基于等效作用面的易控单杆式活塞缸，其特征在于：所述活塞头外侧设置有三个环槽，两侧的所述环槽用于安装密封圈，中间的所述环槽用于安装格莱密封圈。
8.根据权利要求1所述的基于等效作用面的易控单杆式活塞缸，其特征在于：所述导向杆与所述活塞头配合的一端上设置有两个导向槽，所述导向槽用于安装导向环。
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