CN110145509A - 一种液压缸活塞杆与负载间的连接结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液压缸活塞杆与负载间的连接结构，径向对心自补偿结构部分包括外接件、设置在外接件两端部的压盖、设置在外接件内的两个开口衬套、设置在开口衬套内的自补偿零件，两个自补偿零件相对设置，每个自补偿零件与开口衬套接触的一端设置有带缺口的配合锥面、另一端设置有滚珠槽的内锥面，每个自补偿零件的带缺口的配合锥面内设置有一胀紧顶块，在每个胀紧顶块与对应的压盖之间设置有压缩弹簧；转向对心自补偿结构部分包括设置在两个自补偿零件之间的液压缸连接轴、滚动体，液压缸连接轴两端部设置有与滚珠槽的内锥面配合的外锥面。本发明消除液压缸活塞杆与负载之间传统铰接连接方式所存在的连接间隙。

Description

一种液压缸活塞杆与负载间的连接结构
技术领域
本发明涉及一种液压缸活塞杆与负载间的连接结构，可替代传统的铰接连接方式，避免产生间隙非线性，可应用于各种液压缸活塞杆与负载的连接。
背景技术
液压缸活塞杆与负载之间一般通过铰链连接，这种连接结构往往会存在较大的运动间隙，具体有两处：连接轴与球铰轴套之间的间隙以及连接轴与耳座之间的间隙。当系统处于运行状态时，由于铰链连接处含有间隙，球铰轴承与轴在接触时会产生碰撞，使得系统产生噪声和振动，从而加剧对机构的破坏，导致系统工作效率降低；由于间隙产生的冲击力会使系统部件之间的磨损加剧，从而进一步的增大间隙。
液压缸活塞杆与负载连接铰链处的间隙非线性会造成液压系统动态性能变差，超调量增加，稳态误差增大，产生响应滞后，并使系统非线性化，进而导致负载启动延时、低速匍匐、极限环振荡等。
发明内容
本发明的目的是为了消除液压缸活塞杆与负载之间传统铰接连接方式所存在的连接间隙而提供一种液压缸活塞杆与负载间的连接结构。
本发明的目的是这样实现的：包括径向对心自补偿结构和转向对心自补偿结构两部分，径向对心自补偿结构部分包括外接件、设置在外接件两端部的压盖、设置在外接件内的两个开口衬套、设置在开口衬套内的自补偿零件，两个自补偿零件相对设置，每个自补偿零件与开口衬套接触的一端设置有带缺口的配合锥面、另一端设置有滚珠槽的内锥面，每个自补偿零件的带缺口的配合锥面内设置有一胀紧顶块，在每个胀紧顶块与对应的压盖之间设置有压缩弹簧；转向对心自补偿结构部分包括设置在两个自补偿零件之间的液压缸连接轴、滚动体，液压缸连接轴两端部设置有与滚珠槽的内锥面配合的外锥面，且滚动体设置在液压缸连接轴的外锥面与滚珠槽的内锥面之间。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.开口衬套的外表面与外接件的内孔表面相配合，开口衬套一端顶住对应的压盖、另一端顶住自补偿零件上的轴肩。
2.每个胀紧顶块外表面设置有与带缺口的内锥面配合的外锥面。
3.外接件底部设置有与负载端相连的四个螺纹孔，液压缸连接轴通过螺纹连接与液压缸活塞杆相连。
4.带缺口的配合锥面的内表层涂有润滑油。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可使自补偿零件与负载之间实现无间隙配合。自补偿零件与液压缸连接轴的配合端具有相同的锥度，因此可自动将自补偿零件与液压缸连接轴的轴心对正，以实现无间隙连接的目的。自补偿零件与外接件之间不存在相对运动，因此不存在机械磨损。同时，由于滑动摩擦变为滚动摩擦，极大地减少了两零件之间发生相对运动时所产生的热量，从而减少了机械磨损，并增加了系统的稳定性和可靠性。
附图说明
图1是本发明的径向、转动对心自补偿结构划分图；
图2是本发明的新型连接结构剖面图；
图3a和图3b均是自补偿零件结构图。
具体实施方式
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。
结合图1～3b，本发明主要由径向对心自补偿结构和转向对心自补偿结构两部分组成。径向对心结构主要由压盖1、压缩弹簧2、开口衬套3、自补偿零件4、胀紧顶块7、外接件8、六角螺栓9组成；转向对心自补偿结构主要由自补偿零件4、滚动体5、液压缸连接轴6组成。压盖1通过均匀布置的八个六角螺栓9连接至外接件8，外接件8底部布置有对称分布的四个螺纹孔与负载端相连；压缩弹簧8嵌套在压盖1上并通过胀紧顶块7压紧；开口衬套3的外表面与外接件8的内孔表面相配合，一端顶住压盖1，另一端顶住自补偿零件4的轴肩；自补偿零件4带缺口一端的配合锥面与胀紧顶块7的锥面配合安装，另一端挖有滚珠槽的锥面与液压缸连接轴6的锥面配合，滚珠槽内安装滚动体5，自补偿零件4配合锥面的内表层涂有润滑油；液压缸连接轴6通过螺纹连接与液压缸活塞杆相连。
本发明主要由径向对心自补偿结构和转向对心自补偿结构两部分组成；径向对心自补偿结构包含六角螺栓、压盖、外接件(负载连接端)、开口衬套、压缩弹簧、胀紧顶块以及自补偿零件；压盖通过六角螺栓连接至外接件(负载连接端)；压缩弹簧在压盖的挤压下为胀紧顶块提供轴向力；胀紧顶块在轴向力的作用下使与液压缸连接轴配合的自补偿零件的锥面发生径向变形；在上述变形作用下，开口衬套的外圆直径发生扩张，实现与外接件的无间隙配合；转向对心自补偿零件主要包括自补偿零件、液压缸连接轴以及滚动体；自补偿零件在胀紧顶块的作用下发生径向变形，为液压缸连接轴提高轴向作用力；在此轴向力的作用下，自补偿零件向液压缸连接轴(液压缸活塞杆的连接件)方向移动，从而实现转向对心补偿。自补偿零件与液压缸连接轴之间采用锥度配合，自补偿零件配合锥面的内表层涂有润滑油，并在其配合面之间镶嵌滚动体，减小摩擦阻力的同时还有使活塞杆绕其轴心转动；自补偿零件与胀紧顶块之间采用锥度配合，在弹簧的挤压下自补偿零件发生径向膨胀。使用开口衬套，用以连接自补偿零件与机架，以减小配合间隙。
具体工作原理：
结合图1～3b，压盖1通过六角螺栓9连接至外接件8；压缩弹簧2在压盖1的挤压下为胀紧顶块7提供轴向力；胀紧顶块7在轴向力的作用下使与自补偿零件4配合的锥面发生径向变形，由于配合面存在多处缺口，变形量可传递到自补偿零件4与开口衬套3的配合面；开口衬套3在上述变形的作用下使外圆直径扩张，从而与外接件8的配合内孔实现无间隙配合。
通过上述方式即可使自补偿零件4与外接件8实现无间隙配合，外接件8与与负载通过螺纹连接，进而可以实现与负载的无间隙配合，即实现轴向对中作用。由于自补偿零件4与外接件8之间不存在相对运动，故配合处不存在机械磨损。
具体工作原理：
自补偿零件4在胀紧顶块7的作用下发生径向变形，同时具有轴向作用力；滚动体5在自补偿零件4的轴向力的作用下会向液压缸连接轴6的方向移动；液压缸连接轴6通过螺纹连接与液压缸活塞杆相连；自补偿零件4与液压缸连接轴6之间安装的滚动体5可随着液压缸连接轴6旋转，并将滑动摩擦变为滚动摩擦，自补偿零件4配合锥面的内表层涂有润滑油，防止部件发生机械摩擦损伤。由于自补偿零件4与液压缸连接轴6的配合端具有相同的锥度，因此可自动将自补偿零件4与液压缸连接轴6的轴心对正，以实现无间隙连接的目的，即实现转向对中作用。
综上，本发明涉及一种液压缸活塞杆与负载间的新型连接结构。液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动或摆动运动的液压执行元件，广泛应用于航空航天、精密制造、振动试验、以及海底作业等高科技技术领域。高新技术的不断发展，对液压缸的运动准确性提出了更高的要求。液压缸活塞杆与负载端之间一般通过铰链连接，这种连接结构往往会存在较大的运动间隙，具体有两处：连接轴与球铰轴套之间的间隙以及连接轴与耳座之间的间隙。这种间隙的存在会导致系统产生滞后响应，使得系统非线性化，进而导致负载启动延时、低速匍匐、极限环振荡等，影响系统运动的准确性。本发明设计一种新型连接结构对液压缸活塞杆与负载进行连接，并从径向对心和转向对心两方面对连接处进行补偿，从根本上解决了铰接方式产生的间隙非线性。

Claims (9)

1.一种液压缸活塞杆与负载间的连接结构，其特征在于：包括径向对心自补偿结构和转向对心自补偿结构两部分，径向对心自补偿结构部分包括外接件、设置在外接件两端部的压盖、设置在外接件内的两个开口衬套、设置在开口衬套内的自补偿零件，两个自补偿零件相对设置，每个自补偿零件与开口衬套接触的一端设置有带缺口的配合锥面、另一端设置有滚珠槽的内锥面，每个自补偿零件的带缺口的配合锥面内设置有一胀紧顶块，在每个胀紧顶块与对应的压盖之间设置有压缩弹簧；转向对心自补偿结构部分包括设置在两个自补偿零件之间的液压缸连接轴、滚动体，液压缸连接轴两端部设置有与滚珠槽的内锥面配合的外锥面，且滚动体设置在液压缸连接轴的外锥面与滚珠槽的内锥面之间。
2.根据权利要求1所述的一种液压缸活塞杆与负载间的连接结构，其特征在于：开口衬套的外表面与外接件的内孔表面相配合，开口衬套一端顶住对应的压盖、另一端顶住自补偿零件上的轴肩。
3.根据权利要求1或2所述的一种液压缸活塞杆与负载间的连接结构，其特征在于：每个胀紧顶块外表面设置有与带缺口的内锥面配合的外锥面。
4.根据权利要求1或2所述的一种液压缸活塞杆与负载间的连接结构，其特征在于：外接件底部设置有与负载端相连的四个螺纹孔，液压缸连接轴通过螺纹连接与液压缸活塞杆相连。
5.根据权利要求3所述的一种液压缸活塞杆与负载间的连接结构，其特征在于：外接件底部设置有与负载端相连的四个螺纹孔，液压缸连接轴通过螺纹连接与液压缸活塞杆相连。
6.根据权利要求1或2所述的一种液压缸活塞杆与负载间的连接结构，其特征在于：带缺口的配合锥面的内表层涂有润滑油。
7.根据权利要求3所述的一种液压缸活塞杆与负载间的连接结构，其特征在于：带缺口的配合锥面的内表层涂有润滑油。
8.根据权利要求4所述的一种液压缸活塞杆与负载间的连接结构，其特征在于：带缺口的配合锥面的内表层涂有润滑油。
9.根据权利要求5所述的一种液压缸活塞杆与负载间的连接结构，其特征在于：带缺口的配合锥面的内表层涂有润滑油。
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