CN109099024A - 一种摆动式液压缸 - Google Patents
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Abstract
一种摆动式液压缸，包括缸体，缸体前端设有前盖、后端设有后盖，缸体内装设有中间叶片安装轴，缸体侧壁装设有进油管和出油管，中间叶片安装轴后端装接有与后盖卡装的后端组合轴，中间叶片安装轴前端装接有从前盖穿向外穿出的前端组合轴，所述缸体内壁设有与进油管和出油管连通的进油孔和出油孔，中间叶片安装轴上装设有转子叶片，缸体内壁装设有定子叶片，定子叶片的前侧端面与中间叶片安装轴贴合接触，转子叶片的前端侧与缸体内壁贴合接触，缸体、前盖、后盖、转子叶片和定子叶片形成两个环形的密封腔。本发明密封性好，提高转动的稳定性，提高缸体运动的稳定可靠性，并降低加工成本。
Description
技术领域
本发明属于液压驱动技术应用领域，发明目的在于设计一种结构紧凑，密封性能良好，相对于传统摆动液压缸具有较小的内泄露的叶片摆动式液压缸。
背景技术
叶片式摆动液压缸具有输出扭矩大、结构紧凑、摆动角度大的优点，在各类工程机械设备，交通运输、机器人及各种特种作业设备等领域得到了大量应用。叶片式摆动缸主要包括单叶片和双叶片两种设计形式。一般单叶片摆动缸的最大转交小于300°；双叶片摆动缸的最大转角小于120°。
传统的叶片式摆动缸，其密封截面通常为矩形，叶片的密封难度大，需要特殊设计的矩形组合式密封。其存在的泄露主要是指内泄露。叶片式摆动缸的内泄露主要包括3部分，分别是穿过叶片周边的密封形成的叶片泄漏、穿过轴肩密封形成的径向轴肩泄漏，以及叶片顶部的拐角处和叶片密封与轴肩密封结合处的缝隙泄漏。传统的叶片式摆动液压缸通常在叶片的中间位置设置密封槽，内部放置组合式密封圈，用以阻止叶片泄露；在轴肩位置同样设置组合式密封圈，用以降低轴肩泄漏；叶片周边的矩形密封由三段密封条拼接而成，结合处在压力作用下，或当叶片密封及轴肩密封结合处有相对运动时，会形成缝隙泄漏，难以消除。
国内目前对叶片式摆动液压缸的研究多集中在理论研究或密封方式的改进上，相应的加工工艺也达不到要求，因而还没有相应的成熟产品面世，大部分还是依赖进口产品。
目前，如“叶片式液压摆动马达的非线性泄漏分析”，北京航空航天大学学报，2014年4月，公开了类似的半圆形叶片摆动缸的设计，但其外形尺寸仍然较大。采用的叶片密封形式为镶嵌在叶片两侧的圆弧状唇形密封板，制造复杂, 操作困难, 要求工艺性好, 成本高。同时，其轴肩泄漏没有进行改进研究。
还有一部分在先文献，“摆动液压缸内部结构改进设计”，液压气动与密封，2007年第6期，一种静压支承叶片摆动缸，CN201721395360.1，一种水液压单叶片式摆动缸，CN201610035551.0，叶片式摆动液压缸设计中通常采用矩形叶片形式，配合门框型的组合式密封结构，以及轴肩的组合式密封，进行内泄露的控制；同时，在外形的设计上，存在直径较大，空间结构不紧凑的情况，难以在机器人关节驱动等对安装空间有较多限制的场合应用。此外，密封结构复杂，内泄露量也难以控制，随着高低压腔的压力差增大，内泄露也迅速增高，降低了摆动液压缸的总效率和使用寿命。再次，其维护维修难度、成本控制等方面也都难以达到理想程度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种摆动式液压缸，密封性好，提高转动的稳定性，安装更加稳固。
为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种摆动式液压缸，包括缸体，缸体前端设有前盖、后端设有后盖，缸体内装设有中间叶片安装轴，缸体侧壁装设有进油管和出油管，中间叶片安装轴后端装接有与后盖卡装的后端组合轴，中间叶片安装轴前端装接有从前盖穿向外穿出的前端组合轴，所述缸体内壁设有与进油管和出油管连通的进油孔和出油孔，中间叶片安装轴上装设有转子叶片，缸体内壁装设有定子叶片，定子叶片的前侧端面与中间叶片安装轴贴合接触，转子叶片的前端侧与缸体内壁贴合接触，缸体、前盖、后盖、转子叶片和定子叶片形成两个环形的密封腔。
所述转子叶片的前侧端面的中心沿轴线方向设有转子叶片组合密封条。
所述中间叶片安装轴的前端和后端分别开孔，前端组合轴卡装在中间叶片的前端的孔中，后端组合轴卡装在中间叶片的后端的孔中，中间叶片的前端和后端的孔的端面上分别设有轴肩密封均压槽。
所述转子叶片通过间隔排布的固定销钉和固定螺钉安装在中间叶片安装轴上。
所述前端组合轴上设有键槽和安装销孔。
所述定子叶片的中心沿轴线方向设有定子叶片组合密封条，进油孔和出油孔分别位于定子叶片的两侧。
所述缸体和前盖的装接处设有前盖密封圈，缸体和后盖的装接处设有后盖密封圈。
所述前端组合轴与前盖之间设有前盖组合密封圈，前端组合轴上套装有前盖螺母，该前盖螺母锁紧着前盖组合密封圈。
所述后盖上还设有安装孔。
所述前盖通过前盖螺钉锁紧在缸体上，后盖通过后盖螺钉锁紧在缸体上，定子叶片通过定子叶片安装螺钉锁紧在缸体上。
本发明具有以下有益效果：
1、密封性较佳，结构紧凑，外径较小。
2、转子叶片和定子叶片分别采用的是环形的组合式密封条，避免了传统摆动液压缸矩形密封结构存在叶片密封与轴肩密封结合处的缝隙泄漏；并通过减小轴肩环形面积，并加工出均压槽的方式，在提高轴肩转动稳定性的同时，尽可能的降低了轴肩泄漏。
3、将转子叶片和定子叶片设计成近似“T”型结构，增大了转动范围，转子叶片可转动250°的角度范围，也便于提高叶片安装固定的可靠性。利用转子叶片和定子叶片的前侧端面的密封，除了相应的组合密封条之外，还进一步贴合接触密封，实现间隙密封的效果，进一步降低泄漏量。
附图说明
附图1为本发明立体结构示意图；
附图2为本发明另一视角的立体结构示意图；
附图3为本发明剖面结构示意图；
附图4为转子叶片的装配示意图；
附图5为本发明去掉后盖的结构示意图；
附图6为本发明定子叶片装配后的剖开示意图；
附图7为本发明转动角度示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如附图1—6所示，本发明揭示了一种摆动式液压缸，包括缸体2，缸体2前端设有前盖8、后端设有后盖1，缸体2内装设有中间叶片安装轴28，缸体2侧壁装设有进油管3和出油管5，中间叶片安装轴288后端装接有与后盖1卡装的后端组合轴27，中间叶片安装轴28前端装接有从前盖8穿向外穿出的前端组合轴29，所述缸体2内壁设有与进油管3和出油管5连通的进油孔24和出油孔25，中间叶片安装轴28上装设有转子叶片16，缸体2内壁装设有定子叶片22，定子叶片22的前侧端面与中间叶片安装轴28贴合接触，转子叶片16的前端侧与缸体2内壁贴合接触，缸体2、前盖8、后盖1、转子叶片16和定子叶片22形成两个环形的密封腔。定子叶片和转子叶片设为T型结构，有利于增大转子叶片的摆动范围，也便于提高叶片安装固定的可靠性，最终设计的摆动缸转动范围为250°，转动范围更大。另外，进油孔24和出油孔25分别位于定子叶片22的两侧，即位于转子叶片和定子叶片分隔成的两个环形的密封腔中，分别连接高压油和低压回路，从而控制转子叶片的转动，产生扭矩输出。
所述转子叶片16的前侧端面的中心沿轴线方向设有转子叶片组合密封条17，该转子叶片组合密封条17环形绕设在转子叶片16上，能够进行良好的密封，转子叶片前侧的端面具有一定的宽度，除了转子叶片组合密封条与缸体内壁密封之外，还利用该转子叶片组合密封条两侧的区域进行密封，实现间隙密封，提高密封效果，进一步降低泄漏量。转子叶片16通过间隔排布的固定销钉19和固定螺钉18安装在中间叶片安装轴16上。在转子叶片一侧较优的设置三个固定螺钉和三个固定销钉，固定螺钉和固定销钉交错安装，提高扭矩传递的可靠性。
所述中间叶片安装轴16的前端和后端分别开孔，前端组合轴29卡装在中间叶片安装轴的前端的孔中，后端组合轴27卡装在中间叶片安装轴的后端的孔中，防止轴向运动及相对转动。中间叶片安装轴28的前端和后端的孔的端面上分别设有轴肩密封均压槽26，减小孔的端面的轴肩面积，在提高轴肩转动稳定性的同时，尽可能的降低了轴肩泄漏。
所述前端组合轴29上设有键槽21和安装销孔20，便于安装，保证转动时的稳定性。
所述定子叶片22的中心沿轴线方向设有定子叶片组合密封条23。定子叶片组合密封条23的两侧具有预留的定子叶片宽度，能够更好的与中间叶片安装轴实现密封，提高密封效果。
所述缸体2和前盖8的装接处设有前盖密封圈7，缸体2和后盖1的装接处设有后盖密封圈6。前端组合轴29与前盖8之间设有前盖组合密封圈10，前端组合轴29上套装有前盖螺母11，该前盖螺母11锁紧着前盖组合密封圈10。通过各种的密封圈的设置，确保缸体的密封性能，尽可能的减小缸体的内泄露，提高摆动液压缸的总效率和使用寿命。
所述后盖1上还设有安装孔4，便于安装各种角度检测传感器。
所述前盖8通过4个前盖螺钉13锁紧在缸体2上，后盖1通过4个后盖螺钉12锁紧在缸体2上，定子叶片22通过定子叶片安装螺钉15锁紧在缸体2上，各个螺钉的数量可以灵活设定。缸体2侧面还可设置侧面安装螺孔14，便于装配相应的螺钉。
如附图7所示，转子叶片的转动范围整体为250°，使得转子叶片和定子叶片的设计达到最佳状态。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种摆动式液压缸，包括缸体，缸体前端设有前盖、后端设有后盖，缸体内装设有中间叶片安装轴，缸体侧壁装设有进油管和出油管，中间叶片安装轴后端装接有与后盖卡装的后端组合轴，中间叶片安装轴前端装接有从前盖穿向外穿出的前端组合轴，其特征在于，所述缸体内壁设有与进油管和出油管连通的进油孔和出油孔，中间叶片安装轴上装设有转子叶片，缸体内壁装设有定子叶片，定子叶片的前侧端面与中间叶片安装轴贴合接触，转子叶片的前端侧与缸体内壁贴合接触，缸体、前盖、后盖、转子叶片和定子叶片形成两个环形的密封腔。
2.根据权利要求1所述的摆动式液压缸，其特征在于，所述转子叶片的前侧端面的中心沿轴线方向设有转子叶片组合密封条。
3.根据权利要求2所述的摆动式液压缸，其特征在于，所述中间叶片安装轴的前端和后端分别开孔，前端组合轴卡装在中间叶片的前端的孔中，后端组合轴卡装在中间叶片的后端的孔中，中间叶片的前端和后端的孔的端面上分别设有轴肩密封均压槽。
4.根据权利要求3所述的摆动式液压缸，其特征在于，所述转子叶片通过间隔排布的固定销钉和固定螺钉安装在中间叶片安装轴上。
5.根据权利要求4所述的摆动式液压缸，其特征在于，所述前端组合轴上设有键槽和安装销孔。
6.根据权利要求5所述的摆动式液压缸，其特征在于，所述定子叶片的中心沿轴线方向设有定子叶片组合密封条，进油孔和出油孔分别位于定子叶片的两侧。
7.根据权利要求6所述的摆动式液压缸，其特征在于，所述缸体和前盖的装接处设有前盖密封圈，缸体和后盖的装接处设有后盖密封圈。
8.根据权利要求7所述的摆动式液压缸，其特征在于，所述前端组合轴与前盖之间设有前盖组合密封圈，前端组合轴上套装有前盖螺母，该前盖螺母锁紧着前盖组合密封圈。
9.根据权利要求8所述的摆动式液压缸，其特征在于，所述后盖上还设有安装孔。
10.根据权利要求9所述的摆动式液压缸，其特征在于，所述前盖通过前盖螺钉锁紧在缸体上，后盖通过后盖螺钉锁紧在缸体上，定子叶片通过定子叶片安装螺钉锁紧在缸体上。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| KR102177467B1 (ko) * | 2019-10-14 | 2020-11-11 | 에스지서보(주) | 유압식 요동형 엑추에이터 |
| KR102177468B1 (ko) * | 2019-10-14 | 2020-11-11 | 에스지서보(주) | 유압식 요동형 엑추에이터 |
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2018
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| CN116202886A (zh) * | 2023-04-21 | 2023-06-02 | 四川职业技术学院 | 一种金属材料剪切模量的检测装置及其检测方法 |
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