CN204253489U - 大推力强制润滑式气动执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大推力强制润滑式气动执行机构，包括蜗轮箱、倍力串联气缸、动作转换器和智能定位器，蜗轮箱与倍力串联气缸固定连接，动作转换器与蜗轮箱连接，智能定位器安装在动作转换器上，本实用新型大推力强制润滑式气动执行机构，当有工作气源时，气动执行机构能够在气动状态运行，控制系统可以通过气动执行机构中的智能定位器控制驱动元件；而失去工作气源时，通过操作气动执行机构中的手轮，气动执行机构能够手动状态运行，达到人工手动控制驱动元件的目的，对现场设备检修、维护有重大意义，该气动执行机构采用倍力串联气缸可以在不增加气缸缸径的情况下，有效的增加气动执行机构的出力。

Description

大推力强制润滑式气动执行机构

技术领域

本实用新型涉及一种大推力强制润滑式气动执行机构。

背景技术

现今很多自动控制场合所用执行器都是气动执行机构，因为动力源采用压缩空气，所以成本上经济实惠；同时具有结构简单且易于掌握和维护、在工作现场可以很容易实现正反左右的互换等特点，气动执行机构最大的优点是安全，对于易燃易爆工况、多粉尘或潮湿的工况，气动执行机构在实际应用中占据了重要的地位，目前的气动执行机构多为执行器（直行程气缸或角行程气缸）与智能定位器（ABB、YTC、西门子智能定位器）组合，通过控制系统调节输入到智能定位器的电信号，改变智能定位器气孔中的工作气源（一般为0.5MPa的压缩空气）输入或输出量，进而控制驱动元件。但工作气源中断后，执行机构往往因失去工作动力源而停滞，无法继续工作，不能再进行调整，对现场工作带来了诸多不变。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种大推力强制润滑式气动执行机构。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种大推力强制润滑式气动执行机构，包括蜗轮箱（1）、倍力串联气缸（2）、动作转换器（3）和智能定位器（4），蜗轮箱（1）与倍力串联气缸（2）固定连接，动作转换器（3）与蜗轮箱（1）连接，智能定位器（4）安装在动作转换器（3）上。

所述涡轮箱主要包括手轮（101）、左蜗轮（102）、左旋丝杠（103）、弹性圆柱销（104）、连接板（105）、转套（108）、转套压盖（109）、轴承压盖（112）、右旋丝杠（113）、右蜗轮（116）、推力轴承（117）、轴承导套（120）、活塞杆防尘圈（121）、耐磨导向带（122）、蜗杆（123）、中盖（124）、蜗轮箱体（127）、丝杆护套（128）和螺杆端盖（129），手轮（101）装配于蜗杆（123）上，左蜗轮（102）和右蜗轮（116）安装于轴承导套（120）上，被轴承压盖（112）压紧，左旋丝杠（103）的外螺纹部分穿过轴承压盖（112），旋转装入左蜗轮（102）中心的内螺纹，弹性圆柱销（104）位于右旋丝杠（113）和左旋丝杠（103）头部和连接板（105）的固定销孔中，转套（108）装配于连接板（105）中，转套压盖（109）将转套（108）限位，转套（108）绕前活塞杆（202）轴线在转套压盖（109）内自由转动，右旋丝杠（113）的外螺纹部分穿过轴承压盖（112），旋转装入右蜗轮（116）中心的内螺纹，推力轴承（117）分别装配于左蜗轮（102）和右蜗轮（116）的两侧，轴承导套（120）安装在蜗轮箱体（127）中，活塞杆防尘圈（121）和耐磨导向带（122）装配于中盖（124）内，耐磨导向带（122）装配于连接板（105）内，蜗杆（123）装配蜗轮箱体（127）中，蜗杆（123）上齿形分别与右蜗轮（116）及左蜗轮（102）的齿形相互配合，并啮合到位，蜗杆（123）通过螺杆端盖（129）与蜗轮箱体（127）连接，中盖（124）装配于蜗轮箱体（127）上，丝杠护套（128）装配于轴承导套（120）上。

所述倍力串联气缸包括前活塞杆（202）、拉杆（203）、前端盖（204）、缸筒（205）、活塞（206）、中端盖（207）、后活塞杆（208）、连接销（213）、后端盖（214）、活塞导向带（215）、密封橡胶条（216）、中端盖O形密封圈（217）、活塞O形密封圈（218）、端盖O形密封圈（219）、前端盖油封（220）和导向带（221），前活塞杆（202）及活塞（206）与后活塞杆（208）通过螺纹连接，拉杆（203）安装在前端盖（204）上，前端盖（204）和后端盖（214）装配于缸筒（205）另两侧，中端盖（207）两端分别套上缸筒（205），后活塞杆（208）与活塞（206）连接，后活塞杆（208）装配在中端盖（207）中，活塞导向带（215）及活塞O形密封圈（218）装配于活塞（206）上的沟槽中，密封橡胶条（216）装配于活塞（206）贮脂腔中，中端盖O形密封圈（217）装配于中端盖（207）中，端盖O形密封圈（219）装配于前端盖（204）、中端盖（207）及后端盖（214）相应沟槽中，前端盖油封（220）装配于前端盖（204）中，导向带（221）装配于前端盖（204）及中端盖（207）中。

所述蜗轮箱（1）与倍力串联气缸（2）通过拉杆（203）连接。

所述左蜗轮（102）与右蜗轮（116）具有参数相同但旋转方向相反的齿形。

所述转套（108）上开的销孔K1与前活塞杆（202）头部开的销孔K2直径相同。

所述蜗杆（123）上具有两段参数相同但旋转方向相反的齿形。

附图说明

图1是本实用新型一种大推力强制润滑式气动执行机构主视图。

图2是本实用新型一种大推力强制润滑式气动执行机构侧视图。

图3是本实用新型一种大推力强制润滑式气动执行机构俯视图。

图4是本实用新型一种大推力强制润滑式气动执行机构的蜗轮箱剖视图。

图5是本实用新型一种大推力强制润滑式气动执行机构的倍力串联气缸剖视图。

图6是本实用新型一种大推力强制润滑式气动执行机构的气动原理图。

图7是本实用新型一种大推力强制润滑式气动执行机构的倍力串联气缸强制润滑系统原理图。

具体实施方式

如图1至图5所示，大推力强制润滑式气动执行机构，包括蜗轮箱1、倍力串联气缸2、动作转换器3和智能定位器4，蜗轮箱1与倍力串联气缸2固定连接，动作转换器3与蜗轮箱1连接，智能定位器4安装在动作转换器3上，蜗轮箱1主要包括手轮101、左蜗轮102、左旋丝杆103、弹性圆柱销104、连接板105、储销块106、销子107、转套108、转套压盖109、六角螺栓110、弹性垫圈111、轴承压盖112、右旋丝杆113、六角螺栓114、弹性垫圈115、右蜗轮116、推力轴承117、内六角螺钉118、弹性垫圈119、轴承导套120、活塞杆防尘圈121、耐磨导向带122、蜗杆123、中盖124、六角螺栓125、弹性垫圈126、蜗轮箱体127、丝杆护套128、蜗杆端盖129、六角螺栓130和弹性垫圈131，活塞杆防尘圈121和耐磨导向带122装配于中盖124内，耐磨导向带122装配于连接板105内，中盖124装配于蜗轮箱体127上，通过六角螺栓125及弹性垫圈126固定，轴承导套120安装在蜗轮箱体127中，由内六角螺钉118及弹性垫圈119固定，一个推力轴承117装配于蜗轮（左蜗轮102和右蜗轮116）一侧，一个推力轴承117装配于蜗轮另一侧，装有推力轴承的蜗轮安装于轴承导套120上，被轴承压盖112压紧，承压盖112由六角螺栓114及弹性垫圈115固定，手轮101装配于蜗杆123上，将蜗杆123装配蜗轮箱体127中，蜗杆123上齿形分别与右蜗轮116及左蜗轮102的齿形相互配合，并啮合到位，蜗杆123通过蜗杆端盖129与蜗轮箱体127连接，并通过六角螺栓130及弹性垫圈131限位，右旋丝杆113的外螺纹部分穿过轴承压盖112，旋转装入右蜗轮116中心的内螺纹，左旋丝杆103的外螺纹部分穿过轴承压盖112，旋转装入左蜗轮102中心的内螺纹，丝杆护套128装配于轴承导套120上，起到保护丝杆及防尘的作用，弹性圆柱销104位于右旋丝杆113（及左旋丝杆103）头部和连接板105的固定销孔中，起到连接固定右旋丝杆113（及左旋丝杆103）和连接板105的作用，转套108装配于连接板105中，转套压盖109将其限位，并通过六角螺栓110及弹性垫圈111固定，转套108上开的销孔K1与前活塞杆202头部开的销孔K2直径相同，转套108可以绕前活塞杆202轴线在转套压盖109内自由转动，达到对齐转套108上销孔K1与前活塞杆202头部销孔K2的目的；为了提高蜗轮箱手动传动时的效率及气动执行机构的结构性，在蜗轮箱中设计了两套蜗轮蜗杆传动系统，蜗杆123上具有尺寸参数相同，但旋向相反的两段蜗杆齿形，两段蜗杆旋向相反目的在于使两个蜗轮传入蜗杆的轴向力相互抵消，以减小蜗杆轴上的输入扭矩，同时两个蜗轮也具有完全相同的尺寸参数，但旋向相反的的齿形，即右蜗轮116与蜗杆123上右旋齿形配合；左蜗轮102与蜗杆123上左旋齿形配合，两个蜗轮中心等距对称安装在气缸的两侧，并与气缸中心轴线平行。

随着工业发展需要，现场工作载荷的增加，气动执行机构的动力也需要提高，但受现场环境影响，能够提供的安装空间往往是有限的，所以需要提供一种大推力装置提供动力，倍力串联气缸在相同工作气源压力下，其工作出力是普通气缸的数倍，它采用多层活塞串联组合，出力为普通气缸倍数，适合短行程高出力的场合，倍力串联气缸拥有紧凑的长度尺寸，多层叠加，多个活塞同时受力，成倍增加气缸的输出力，通过增加活塞数量来增加工作出力，不用再改变气缸缸径来增加出力，大大节约了设备的空间，为了讲解方便，本文讲述倍力串联气缸以双活塞倍力串联气缸为例，倍力串联气缸2主要包括锁紧螺母201、前活塞杆202、拉杆203、前端盖204、缸筒205、活塞206、中端盖207、后活塞杆208、螺母209、弹性垫圈210、螺母211、弹性垫圈212、连接销213、后端盖214、活塞导向带215、密封橡胶条216、中端盖O形密封圈217、活塞O形密封圈218、端盖O形密封圈219、前端盖油封220、导向带221，活塞导向带215、活塞O形密封圈218装配于活塞206上相应的沟槽中，密封橡胶条216装配于活塞206贮脂腔N中，端盖O形密封圈219装配于前端盖204、中端盖207及后端盖214相应沟槽中，中端盖O形密封圈217装配于中端盖207中，前端盖油封220装配于前端盖204中，导向带221装配于前端盖204及中端盖207中，首先将后活塞杆208与活塞206连接，并通过螺母211及弹性垫圈212固定，再将后活塞杆208装配在中端盖207中，其次将前活塞杆202及活塞206与后活塞杆208通过螺纹连接，然后将中端盖207两端分别套上缸筒205，将前端盖204和后端盖214装配于缸筒205另两侧，蜗轮箱1及倍力串联气缸2装配完成后，将前活塞杆202穿过中盖124、连接板105、转套108，前端盖204与蜗轮箱体127紧贴，拉杆203穿过倍力串联气缸2，拧入蜗轮箱体127连接螺纹孔中，最后通过螺母209及弹性垫圈210将蜗轮箱1与倍力串联气缸2连接固定。

如图7所示，结合本公司的动力气缸的无油润滑结构（授权公告号：CN201636125U），孔M与活塞贮脂腔N连通；工作气源从气缸气孔E进入，活塞206和前活塞杆202左移,腔室B空气压力P1升高，由于活塞206上Z字形导向带215延迟活塞贮脂腔N空气压力升高，所以活塞贮脂腔内N的空气压力P2相对于腔室B空气压力P1较低，工作气源通过孔M作用于活塞贮脂腔N内的密封胶条216上，密封胶条216向圆周外移动，塞贮脂腔N中的润滑脂受密封胶条216推动，向缸壁移动，活塞206在缸筒205反复运动过程中，缸壁上始终会存有润滑脂，达到长时间润滑活塞206的目的，结合本公司的一种将直线位移转换成角位移的转换装置（授权公告号：CN203146729U，文中简称为动作转换器）及智能定位器、管路接头、通气管路等组成一种大推力强制润滑式气动执行机构。

如图1至图6所示，当气动执行机构处于气动状态时，工作气源经过过滤减压阀进入智能定位器4中，销子107存放在连接板105上的储销块106中,前活塞杆202通过活塞206在智能定位器4的控制下前移或后移，当现场工况需要驱动负载上移到某一工艺位置时，控制系统给出指令电信号后，智能定位器4气孔out1进气，工作气源分别通过气缸气孔C和气孔D进入腔室A和腔室A’，同时腔室B和腔室B’中的压缩气体通过气孔E和气孔F进入智能定位器4气孔out2后，从智能定位器4中排出，智能定位器4控制活塞206向后移时，活塞206带动前活塞杆202上的驱动元件上移，同时动作转换器3将前活塞杆202的运动情况反馈到智能定位器4上，当驱动负载到达需要的工艺位置时，智能定位器4的气孔out1停止进气，气孔out2停止出气，当工况现场需要驱动负载下移到某一工艺位置时，控制系统给出指令电信号后，智能定位器4气孔out2进气，工作气源分别通过气缸气孔E和气孔F进入腔室B和腔室B’，同时腔室A和腔室A’中的气体通过气孔C和气孔D进入智能定位器4气孔out1后，从智能定位器4中排出，当智能定位器4控制活塞206向前移时，活塞206推动前活塞杆202上的驱动元件下移，同时动作转换器3将活塞杆202的运动情况反馈到智能定位器4上，当驱动负载到达需要的工艺位置时，智能定位器4的气孔out2停止进气，气孔out1停止出气，当工作现场出特殊情况时（如停电、控制系统设备检修），气动执行机构会处于手动状态，将转套108的销孔K1和前活塞杆202头部的销孔K2对齐，把销子107从储销块106取出，并插入销孔中，当需要手动调整气缸活塞杆位置时，旋转手轮101（根据现场实际需要，顺时针或逆时针旋转手轮），手轮101带动蜗杆123旋转，而蜗杆123上的齿轮带动蜗轮（左蜗轮102和右蜗轮116）旋转，蜗轮的旋转通过矩形螺纹传动转换为丝杆（左旋丝杆103和右旋丝杆113）的前移或后移，丝杆的前后移动带动连接板105前后移动，安装在连接板105上的转套108通过销子107将力传递给前活塞杆202，活塞杆202带动驱动负载移动，通过这一系列的力的传动，手轮101的转动转换为气缸活塞杆的前移或后移，改变连接在前活塞杆202头部螺纹处驱动机构的工艺位置。操作人员可以根据实际需要，通过手动调节气动执行机构，改变驱动负载的工艺位置，达到维护、调试现场设备的目的。

Claims (7)

1.一种大推力强制润滑式气动执行机构，其特征在于：包括蜗轮箱（1）、倍力串联气缸（2）、动作转换器（3）和智能定位器（4），蜗轮箱（1）与倍力串联气缸（2）固定连接，动作转换器（3）与蜗轮箱（1）连接，智能定位器（4）安装在动作转换器（3）上。

2.根据权利要求1所述的一种大推力强制润滑式气动执行机构，其特征在于：所述蜗轮箱主要包括手轮（101）、左蜗轮（102）、左旋丝杠（103）、弹性圆柱销（104）、连接板（105）、转套（108）、转套压盖（109）、轴承压盖（112）、右旋丝杠（113）、右蜗轮（116）、推力轴承（117）、轴承导套（120）、活塞杆防尘圈（121）、耐磨导向带（122）、蜗杆（123）、中盖（124）、蜗轮箱体（127）、丝杆护套（128）和螺杆端盖（129），手轮（101）装配于蜗杆（123）上，左蜗轮（102）和右蜗轮（116）安装于轴承导套（120）上，被轴承压盖（112）压紧，左旋丝杠（103）的外螺纹部分穿过轴承压盖（112），旋转装入左蜗轮（102）中心的内螺纹，弹性圆柱销（104）位于右旋丝杠（113）和左旋丝杠（103）头部和连接板（105）的固定销孔中，转套（108）装配于连接板（105）中，转套压盖（109）将转套（108）限位，转套（108）绕前活塞杆（202）轴线在转套压盖（109）内自由转动，右旋丝杠（113）的外螺纹部分穿过轴承压盖（112），旋转装入右蜗轮（116）中心的内螺纹，推力轴承（117）分别装配于左蜗轮（102）和右蜗轮（116）的两侧，轴承导套（120）安装在蜗轮箱体（127）中，活塞杆防尘圈（121）和耐磨导向带（122）装配于中盖（124）内，耐磨导向带（122）装配于连接板（105）内，蜗杆（123）装配蜗轮箱体（127）中，蜗杆（123）上齿形分别与右蜗轮（116）及左蜗轮（102）的齿形相互配合，并啮合到位，蜗杆（123）通过螺杆端盖（129）与蜗轮箱体（127）连接，中盖（124）装配于蜗轮箱体（127）上，丝杠护套（128）装配于轴承导套（120）上。

3.根据权利要求1所述的一种大推力强制润滑式气动执行机构，其特征在于：所述倍力串联气缸包括前活塞杆（202）、拉杆（203）、前端盖（204）、缸筒（205）、活塞（206）、中端盖（207）、后活塞杆（208）、连接销（213）、后端盖（214）、活塞导向带（215）、密封橡胶条（216）、中端盖O形密封圈（217）、活塞O形密封圈（218）、端盖O形密封圈（219）、前端盖油封（220）和导向带（221），前活塞杆（202）及活塞（206）与后活塞杆（208）通过螺纹连接，拉杆（203）安装在前端盖（204）上，前端盖（204）和后端盖（214）装配于缸筒（205）另两侧，中端盖（207）两端分别套上缸筒（205），后活塞杆（208）与活塞（206）连接，后活塞杆（208）装配在中端盖（207）中，活塞导向带（215）及活塞O形密封圈（218）装配于活塞（206）上的沟槽中，密封橡胶条（216）装配于活塞（206）贮脂腔中，中端盖O形密封圈（217）装配于中端盖（207）中，端盖O形密封圈（219）装配于前端盖（204）、中端盖（207）及后端盖（214）相应沟槽中，前端盖油封（220）装配于前端盖（204）中，导向带（221）装配于前端盖（204）及中端盖（207）中。

4.根据权利要求1所述的一种大推力强制润滑式气动执行机构，其特征在于：所述蜗轮箱（1）与倍力串联气缸（2）通过拉杆（203）连接。

5.根据权利要求2所述的一种大推力强制润滑式气动执行机构，其特征在于：所述左蜗轮（102）与右蜗轮（116）具有参数相同但旋转方向相反的齿形。

6.根据权利要求2所述的一种大推力强制润滑式气动执行机构，其特征在于：所述转套（108）上开的销孔K1与前活塞杆（202）头部开的销孔K2直径相同。

7.根据权利要求2所述的一种大推力强制润滑式气动执行机构，其特征在于：所述蜗杆（123）上具有两段参数相同但旋转方向相反的齿形。