CN109253127A - 一种球头结构抗偏载重载伺服液压缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种球头结构抗偏载重载伺服液压缸，属于液压油缸技术领域，具体包括所述缸体内安装有活塞，活塞杆穿过端盖导向套的导向孔，活塞杆的端部设置有球头结构，活塞的端面中心设置有球头孔，球头结构安装在球头孔内，活塞上还安装有压盖和密封垫圈，压盖通过固定螺栓固定在活塞上，压盖上设置有球槽，活塞杆和端盖导向套的导向孔之间设置有防尘圈和密封圈，本发明采用球头的方式连接，保证活塞杆在一定径向力作用时会有一定自由度，有效避免活塞与缸筒偏摩，避免了摩擦损坏液压缸的风险，避免了拉缸现象的发生，活塞运动平稳，使用寿命长。

Description

一种球头结构抗偏载重载伺服液压缸

技术领域

本发明涉及一种球头结构抗偏载重载伺服液压缸，属于液压油缸技术领域。

背景技术

伺服液压缸作为液压伺服系统的执行元件，其性能好坏直接影响到了整个系统的工作稳定性，所以在伺服液压缸的设计方面，提出了很高的要求，须满足高强度、高精度定位、控制精准，且运动平稳、无泄漏、低摩擦。而传统液压缸在实际安装、工作过程中，由于活塞杆承受了一定的径向力，而非理想的二力杆结构，所以导致活塞与缸筒之间出现了偏摩，该摩擦严重影响了液压缸的输出力，同时对缸筒造成极大的损伤，使得液压缸出现了漏油现象，极大程度上缩短了液压缸的工作寿命。故提出此发明，目的是减轻偏磨对活塞造成的不利影响，保证伺服液压缸的工作性能与寿命。

发明内容

为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种采用球头的方式连接，有效避免活塞与缸筒偏摩，活塞运动平稳，使用寿命长的铰接结构抗偏载重载伺服液压缸。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为一种球头结构抗偏载重载伺服液压缸，包括缸体、活塞，端盖导向套和活塞杆，所述缸体内安装有活塞，所述活塞杆穿过端盖导向套的导向孔，并延伸至缸体内，且活塞杆的端部设置有球头结构，所述活塞的端面中心设置有球头孔，所述球头结构安装在球头孔内，所述活塞上还安装有压盖和密封垫圈，所述压盖通过固定螺栓固定在活塞上，所述压盖和密封垫圈均套在活塞上，所述压盖上设置有与球头结构弧度相同的球槽，所述活塞杆和端盖导向套的导向孔之间设置有防尘圈和密封圈，所述防尘圈位于密封圈的外侧。

优选的，所述端盖导向套一体固定在缸体上，所述球头结构的球心与活塞杆轴心线共线。

优选的，所述球头孔位于活塞端面的中心，所述球头孔的球心与所述球头结构的球心同心，且弧度大小一致，所述球头孔的端面面积不小于与球头结构接触的纬度所在截面面积，所述球头孔的球心与活塞杆轴心线共线。

优选的，所述球槽的端面面积不小于与球头结构接触的纬度所在截面面积，且球槽的圆心与与球头结构的球心同心。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明通过在伺服液压缸中采用球头结构，从而完全克服了活塞杆在径向力作用下运动时，对活塞与缸筒之间摩擦的影响，最大限度的减少了伺服液压缸中活塞的摩擦磨损，提高了伺服液压缸的响应特性和做功输出效率，同时可在很宽的速度范围静止、低速到高速和载荷范围内进行无磨损的平稳工作，大大增强了伺服液压缸的各种性能，延长了液压缸的使用寿命。

同时本发明能够应用于各类液压伺服系统中，同时铰接结构易加工，易安装，只须保证铰接轴与径向力的作用方向垂直即可，实现成本较低，能够作为克服伺服液压缸偏摩擦损伤的一种全新技术手段，也代表着现代伺服液压缸的全新设计方向，具有广阔的市场推广使用前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中压盖与活塞的连接结构示意图。

图3为本发明的受力分析示意图。

图中：1为缸体，2为活塞，3为端盖导向套，4为活塞杆，5为密封圈，6为球头结构，7为球头孔，8为防尘圈，9为压盖，10为密封垫圈，11为固定螺栓，12为球槽。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2所示，一种球头结构抗偏载重载伺服液压缸，包括缸体1、活塞2、端盖导向套3和活塞杆4，缸体1内安装有活塞2，活塞杆4穿过端盖导向套3的导向孔，并延伸至缸体1内，且活塞杆4的端部设置有球头结构6，活塞2的端面中心设置有球头孔7，球头结构6安装在球头孔7内，活塞上还安装有压盖9和密封垫圈10，压盖9通过固定螺栓11固定在活塞2上，压盖9和密封垫圈10均套在活塞2上，密封垫圈10的安装最大程度减小了伺服液压缸在运动过程中的内泄。压盖9上设置有与球头结构6弧度相同的球槽12，活塞杆4和端盖导向套3的导向孔之间设置有防尘圈8和密封圈5，防尘圈8位于密封圈5的外侧。

其中，端盖导向套3一体固定在缸体1上，球头结构6的球心与活塞杆4轴心线共线。球头孔7位于活塞2端面的中心，球头孔7的球心与球头结构6的球心同心，且弧度大小一致，球头孔7的端面面积不小于与球头结构6接触的纬度所在截面面积，球头孔7的球心与活塞杆4轴心线共线，目的是保证球头结构可以顺利的安装在球头孔内，以及在球头孔内良好的旋转。球槽12的端面面积不小于与球头结构6接触的纬度所在截面面积，且球槽的圆心与与球头结构6的球心同心，目的是保证球头结构在球形孔内运动而不脱离，且保证球头结构在球形孔内良好的旋转。

本发明通过在活塞杆的一个端面加工球头，活塞的一个端面加工球头孔，利用压盖和密封垫圈将活塞杆的球头安装在活塞的球头孔中，从而给活塞杆添加了三个转动方向上的自由度，使其在承受径向力时，会有一定的转动趋势，从而使径向力不影响活塞运动，克服了活塞杆在径向力作用下，对活塞径向力大小以及与缸体之间摩擦造成的不利影响，保证了活塞在缸筒内部在承受活塞杆拉力或者推力，以及油液压力的情况下，沿着缸筒运动，避免了摩擦损坏液压缸的风险，保证了做功输出力，大大增强了伺服液压缸的各种性能，延长了液压缸的寿命。

同时，活塞杆承受偏载力时，活塞杆与活塞之间会产生一定的转动趋势，带球头孔的活塞在缸体内部，由于液体压力的作用，始终沿着缸体运动，带球头的活塞杆前端工况变化不会影响到带球头孔的活塞的运动，在伺服液压缸运动过程中，液压油可以保证带球头孔的活塞与带球头结构的活塞杆之间的充分润滑。

如图3所示，卧式伺服液压缸在受到自身重力和偏载径向力F1时，会使活塞杆和端盖导向套以及活塞和缸体直接接触，并且活塞和缸体直接作用，在径向力F1加大时摩擦力也会加大从而产生拉缸、漏油等现象。本发明在活塞杆与活塞的接触的端面轴心线上加工一个球头，并且在活塞与活塞杆接触的端面轴心线上加工一个球头孔，将球头安装在球头孔内。当活塞杆承受自身重力G和径向偏载力F1时，会有一定的转动趋势，但是对于活塞的径向运动没有造成影响。从而完全克服了由于活塞杆承受的径向力加重了活塞与缸筒之间的摩擦，最大程度的避免了拉缸现象的发生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。

Claims (4)

1.一种球头结构抗偏载重载伺服液压缸，其特征在于：包括缸体（1）、活塞（2）、端盖导向套（3）和活塞杆（4），所述缸体（1）内安装有活塞（2），所述活塞杆（4）穿过端盖导向套（3）的导向孔，并延伸至缸体（1）内，且活塞杆（4）的端部设置有球头结构（6），所述活塞（2）的端面中心设置有球头孔（7），所述球头结构（6）安装在球头孔（7）内，所述活塞上还安装有压盖（9）和密封垫圈（10），所述压盖（9）通过固定螺栓（11）固定在活塞（2）上，所述压盖（9）和密封垫圈（10）均套在活塞（2）上，所述压盖（9）上设置有与球头结构（6）弧度相同的球槽（12），所述活塞杆（4）和端盖导向套（3）的导向孔之间设置有防尘圈（8）和密封圈（5），所述防尘圈（8）位于密封圈（5）的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种铰接结构抗偏载重载伺服液压缸，其特征在于：所述端盖导向套（3）一体固定在缸体（1）上，所述球头结构（6）的球心与活塞杆（4）轴心线共线。

3.根据权利要求1所述的一种铰接结构抗偏载重载伺服液压缸，其特征在于：所述球头孔（7）位于活塞（2）端面的中心，所述球头孔（7）的球心与所述球头结构（6）的球心同心，且弧度大小一致，所述球头孔（7）的端面面积不小于与球头结构（6）接触的纬度所在截面面积，所述球头孔（7）的球心与活塞杆（4）轴心线共线。

4.根据权利要求1所述的一种铰接结构抗偏载重载伺服液压缸，其特征在于：所述球槽（12）的端面面积不小于与球头结构（6）接触的纬度所在截面面积，且球槽的圆心与与球头结构（6）的球心同心。