CN202402387U - 一种用于机床换挡的三位油缸驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的用于机床换挡的三位油缸驱动装置包括油缸，所述油缸的内部中间设有定位台阶，且其两端分别固定有缸盖，所述缸盖上设置有油口；所述油缸内可滑动地设有第一活塞和第二活塞，所述第一活塞的中部设置有定位台阶，所述第二活塞可滑动地套于所述第一活塞的一端上；同时，所述第一活塞中部的定位台阶右端的油液作用面积小于所述第一活塞和第二活塞左端的油液作用面积之和，但不大于所述第一活塞左端的油液作用面积，以实现两个活塞三种位置的定位。

Description

一种用于机床换挡的三位油缸驱动装置

技术领域

本实用新型涉及机械制造领域，尤其是一种用于机床自动换挡的三位油缸驱动装置。

背景技术

主轴是机床高速旋转的运动机构，是机床的关键部件，其性能直接影响零件的加工质量。在实际加工过程中，对于不同的材料为了保证零件的表面粗糙度、形位公差及切削力等，需要主轴有不同的转速。主轴的变速一般采用电控或变速箱来实现。电控主轴直接采用变频系统控制主轴的转速，而主轴变速箱则采用不同的齿轮组合实现几挡不同转速的控制。

现有很多机床采用主轴变速箱形式，主轴的转速与输出功率必须配套，若用单一的齿轮比，固然可以改变主轴转速，但不能充分利用主轴电机的功率。为了兼顾主轴的转速与电机功率，在实际应用中通常采用不同的齿轮组合，通过改变不同齿轮的啮合来达到换挡调速的效果。改变齿轮的啮合时，需使原本相互啮合的两个齿轮相对移动，才能脱离啮合，再与其它齿轮再次啮合，所以每组齿轮至少有两个位置，以变换齿轮变速比。

现有技术中一般采用油缸驱动，使齿轮的位置改变，申请号为200910010763.3的实用新型专利提出了一种两侧反向油缸驱动机，可实现两侧的活塞杆反向同时驱动，但由于油缸驱动难以精准定位，只能依靠定位凸台进行位置限定，造成活塞杆只能在两端的极限位置定位。

实用新型内容

针对油缸驱动难以定位的问题，本实用新型提出一种可在三个位置进行定位的用于机床换挡的三位油缸驱动装置，所述驱动装置包括油缸，所述油缸的内部中间设有定位台阶，且其两端分别固定有缸盖，所述缸盖上设置有油口；所述油缸内可滑动地设有第一活塞和第二活塞，所述第一活塞的中部设置有定位台阶，且一端伸出所述缸盖外，另一端为可滑动地插设于所述油缸内的配合端；所述第二活塞可滑动地套于所述第一活塞的配合端上；同时，本实用新型的所述第一活塞中部的定位台阶右端的油液作用面积小于所述第一活塞和第二活塞左端的油液作用面积之和，且不大于所述第一活塞左端的油液作用面积。

为简化所述油缸机构，可将所述缸盖的一端插于所述油缸内，形成限位台阶，以限制所述第一活塞和第二活塞在油缸内的极限位置。

当所述一个缸盖的油口接通压力油时，所述第一活塞和第二活塞同时在油压压力作用运动，直至与所述缸盖的端面相接触。当所述两个缸盖的油口同时通入压力油时，由于压力油作用于所述第一活塞和第二活塞上的面积不同，使第一活塞和第二活塞同时运动；直至其中第二活塞的端面接触到所述油缸内的定位台阶，第二活塞停止运动，而第一活塞停在中间位置。这样，通过所述油缸两端压力油的接通和截止，实现活塞三个位置的定位。所述活塞的具体行程可通过制作不同长度的活塞杆来调节。

附图说明

附图1为本实用新型优选实施例的缸盖22通入压力油后的状态示意图；

附图2为本实用新型优选实施例的第一活塞3和第二活塞4的拆解结构示意图；

附图3为本实用新型优选实施例的缸盖21通入压力油后的状态示意图；

附图4为本实用新型优选实施例缸盖21和缸盖22通入压力油后的状态示意图；

1油缸，11定位台阶，21缸盖，油口211，22缸盖，油口221，3第一活塞，定位台阶31，定位端面311，定位端面312，排气孔32，4第二活塞。

具体实施方式

参见图1和图2所示，本实用新型优选实施例的用于机床换挡的三位油缸驱动装置包括一个油缸1，在油缸1的两端内部分别插有缸盖21和缸盖22。如图1所示，其左端的为缸盖21，右端的为缸盖22，而且插入油缸1的一端在油缸1内形成限位台阶；同时，在油缸1的内部中间还设有定位台阶11，以分别限制油缸1内的第一活塞3和第二活塞4在油缸1内的行程。

第一活塞3的中部设置有定位台阶31，以限制第一活塞3的左右活动范围。第一活塞3的右端伸出右端的缸盖22外，左端为配合端，可滑动地插设于油缸1内。第二活塞4可滑动地套于第一活塞3的配合端上，且其右端可被定位台阶31挡住。

在缸盖21和缸盖22上分别设置有油口211和油口221，用于推动第一活塞3和第二活塞4的运动。

当左端缸盖21上的油口211接通压力油，而缸盖22的油口221无压力时，压力油同时推动第一活塞3和第二活塞4一起向右运动，直至第一活塞3上的定位台阶31右边的定位端面311接触到缸盖22的左端面，第一活塞3的滑动停止；于此同时，第二活塞4的右端面被油缸1内的定位台阶11挡住，也停止向右运动。第一活塞3和第二活塞4均位于右位，其具体位置如图3所示。

当右端的缸盖22的油口221通入压力油，而缸盖21的油口211无压力时，第一活塞3和第二活塞4在油液压力作用下同时向左运动，直至第二活塞4的左端面接触到缸盖21的右端面时停止；而第一活塞3上的定位台阶31的左端的定位端面312由于碰到第二活塞4的右端端面也停止滑动，此时各活塞的具体位置如图1所示，第一活塞3和第二活塞4均处于左位；

当左端缸盖21和右端的缸盖22同时通入压力油时，第一活塞3和第二活塞4在左端均受到的来自于油口211的向右的压力；同时，第一活塞3上的定位台阶31的右端受到来自于油口221的向左的压力。由于第一活塞3和第二活塞4在左端受到的油液作用面积大于定位台阶31的右端受到的油液作用面积，所以第一活塞3和第二活塞4同时向右运动。当第二活塞4的右端端面接触到油缸1内的定位台阶11的端面时停止。停止后，由于第一活塞3上左端油液的作用面积小于定位台阶31右端的油液作用面积，所以第一活塞3不会继续向右滑动，而是停止在中间位置。

所以当左端的缸盖21和右端的缸盖22通入的压力油油压相同时，第一活塞3要停留在中间位置，必须满足以下条件：第一活塞3中部的定位台阶31右端的油液作用面积应小于第一活塞3和第二活塞4左端的油液作用面积之和，且不大于第一活塞3左端的油液作用面积。

因此，本实用新型可通过设计合适的油液作用面积，以及控制油缸1两端油口压力油的接通和截止，可实现两个活塞三种位置的定位。

各活塞的具体行程可通过制作不同长度的活塞杆来调节。在本实用新型中，第二活塞4的具体行程可结合图4所示，以如下方式进行计算：图中端盖21的右端面与油缸1内的定位台阶11的端面之间的距离为L1，第二活塞4的行程长度为该L1的长度值减去第二活塞4的长度。第一活塞3的行程可结合图1所示进行计算：图中端盖21的左端面与定位台阶31的左定位端面311之间的距离为L2，定位台阶31的长度为L3，第一活塞3的行程为L2的长度减去L3的长度。

在本实用新型的三位油缸驱动装置中，第一活塞3、第二活塞4和油缸1之间还形成有一空腔，第一活塞3上开有排气孔32，该空腔通过该排气孔32与外部通气，以减小滑动阻力。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照优选实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.一种用于机床换挡的三位油缸驱动装置，其特征在于：所述驱动装置包括油缸，所述油缸的内部中间设有定位台阶，且其两端分别固定有缸盖，所述缸盖上设置有油口；所述油缸内可滑动地设有第一活塞和第二活塞，所述第一活塞中部设置有定位台阶，且一端伸出所述缸盖外，另一端为可滑动地插设于所述油缸内的配合端；所述第二活塞可滑动地套于所述第一活塞的配合端上；

所述第一活塞中部的定位台阶右端的油液作用面积小于所述第一活塞和第二活塞左端的油液作用面积之和，且不大于所述第一活塞左端的油液作用面积。

2.如权利要求1所述的用于机床换挡的三位油缸驱动装置，其特征在于：所述缸盖的一端插于所述油缸内，形成限位台阶。

3.如权利要求1所述的用于机床换挡的三位油缸驱动装置，其特征在于：所述第一活塞、第二活塞和油缸之间形成一空腔，所述第一活塞上开有排气孔，所述空腔通过该排气孔与外部通气。

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