CN221054055U - 伸缩旋转一体的组合油缸 - Google Patents

Abstract

本申请涉及液压控制技术领域，尤其涉及一种伸缩旋转一体的组合油缸，包括，缸体，所述缸体内沿其轴向设置有两个安装腔；活塞杆，所述活塞杆活动设置在缸体内；旋转机构，所述旋转机构设置在缸体内，所述旋转机构用于控制活塞杆转动，所述旋转机构由设置在缸体上的第一旋转油口、第二旋转油口控制，所述旋转机构设置在一个安装腔内；伸缩机构，所述伸缩机构设置在缸体内，所述伸缩机构用于控制活塞杆沿缸体的轴向移动，所述伸缩机构由设置在缸体上的第一伸缩油口、第二伸缩油口控制，所述伸缩机构设置在另一个安装腔内。本申请通过为旋转机构、伸缩机构分别设置独立的油路控制，以实现控制活塞杆转动、伸缩，同时旋转伸缩的多种动作。

Description

伸缩旋转一体的组合油缸

技术领域

本申请涉及液压控制技术领域，尤其涉及一种伸缩旋转一体的组合油缸。

背景技术

目前，公知的液压缸分普通伸缩式液压缸和旋转液压缸两种。

普通的伸缩式液压缸借助流体压强在活塞两端面产生的作用力之差，克服活塞密封环和活塞杆密封环上的摩擦力后，推动活塞杆实现平移运动。旋转液压缸的驱动轴轴向固定，油压推动旋转活塞沿轴向滑动，从而在驱动轴和缸筒之间产生扭矩并使驱动轴旋转。

不论是伸缩式液压缸和旋转液压缸，现有技术中的油缸动作单一，只可实现单独伸缩动作或者单独实现旋转动作，或为同时实现伸缩动作和旋转动作，同时实现伸缩动作和旋转动作，可能会存在较为复杂且庞大的结构设计。在复杂工况下，现有的油缸难以实现伸缩、旋转、同时伸缩旋转的动作。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：现有的油缸难以实现伸缩、旋转、同时伸缩旋转的动作。

为此，本实用新型提供一种伸缩旋转一体的组合油缸。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种伸缩旋转一体的组合油缸，包括，

缸体，所述缸体内沿其轴向设置有两个安装腔；

活塞杆，所述活塞杆活动设置在缸体内；

旋转机构，所述旋转机构设置在缸体内，所述旋转机构用于控制活塞杆转动，所述旋转机构由设置在缸体上的第一旋转油口、第二旋转油口控制，所述旋转机构设置在一个安装腔内；

伸缩机构，所述伸缩机构设置在缸体内，所述伸缩机构用于控制活塞杆沿缸体的轴向移动，所述伸缩机构由设置在缸体上的第一伸缩油口、第二伸缩油口控制，所述伸缩机构设置在另一个安装腔内。

通过采用上述技术方案，在缸体中设置两个安装腔，将旋转机构、伸缩机构分别单独设置在两个安装腔内，旋转机构、伸缩机构分别通过独立的油路控制，以实现活塞杆的动作，单独控制旋转机构的油路实现活塞杆的转动，单独控制伸缩机构的油路实现活塞杆的伸缩，同时控制旋转机构和伸缩机构的油路可实现活塞杆同时旋转和伸缩。

进一步地，所述旋转机构包括输出螺杆、空心螺杆，所述输出螺杆与活塞杆同轴连接，所述空心螺杆套设在输出螺杆上并与输出螺杆螺纹连接，所述空心螺杆与缸体的内侧壁螺纹配合，所述空心螺杆的内圈和外圈均设置有螺纹，且其内圈和外圈的螺纹旋向相反。

通过采用上述技术方案，输出螺杆的外螺旋与空心螺杆内螺旋组成第一螺旋副，后端盖内螺旋与空心螺杆外螺旋组成第二螺旋副，通过两副旋向相反的螺旋副，带动活塞杆旋转，形成旋转机构。

进一步地，所述空心螺杆的一端与缸体螺纹连接，另一端与缸体之间密封设置将缸体分隔为第一旋转油腔和第二旋转油腔，所述第一旋转油口与第一旋转油腔连通，所述第二旋转油口与第二旋转油口连通。

进一步地，所述活塞杆与输出螺杆之间通过渐开线花键螺纹配合。

进一步地，所述旋转机构设置在活塞杆伸出方向一侧的安装腔内。

通过采用上述技术方案，旋转机构前置式的油缸结构相比于旋转机构后置式的油缸结构，可输出更大的旋转扭矩，且输出扭矩较稳定。

进一步地，所述缸体外部连接有阀块，所述阀块上安装有一对平衡阀，所述阀块两侧分别设置第一旋转油口与第二旋转油口，所述第一旋转油口通过阀块与第一旋转油腔连通，所述第二旋转油口通过油管和直角接头接入第二旋转油腔。

进一步地，所述伸缩机构包括伸缩活塞，所述伸缩活塞设置在缸体内并与活塞杆同轴连接，所述伸缩活塞与缸体之间密封设置，所述第一伸缩油口、第二伸缩油口分别设置在伸缩活塞的两侧。

进一步地，所述伸缩活塞将安装腔分隔为有杆腔和无杆腔，所述第一伸缩油口与有杆腔连通，所述第二伸缩油口与无杆腔连通。

进一步地，所述缸体的开口端设置有导向套，所述活塞杆通过导向套与缸体插接。

进一步地，所述缸体包括第一缸筒和第二缸筒，所述安装腔分别设置在第一缸筒和第二缸筒内，所述第一缸筒与第二缸筒之间密封连接。

本实用新型的有益效果是，输出螺杆的外螺旋花键与空心螺杆内螺旋花键组成第一螺旋副，后端盖内螺旋花键与空心螺杆外螺旋花键组成第二螺旋副，通过两副旋向相反的螺旋副，输出螺杆内部渐开线花键与活塞杆左侧外圆渐开线花键相配合形成旋转机构，配合油缸现有的伸缩机构，在活塞杆与伸缩活塞、缸体之间设置轴承，实现活塞杆与伸缩活塞、缸体之间的相对旋转。通过第一旋转油腔、第二旋转油口和第一伸缩油口、第二伸缩油口的单独或联合控制实现活塞杆的单独伸缩、单独旋转、同时伸缩并旋转。

输出螺杆、空心螺杆、缸筒内侧壁之间上均设置花键，渐开线花键较矩形花键有许多优点，如齿数多、齿端，齿根部厚，承载能力强，易自动定心，安装精度高。相同外形尺寸下花键小径大，有利于增加轴的刚度。渐开线花键便于采用冷搓、冷打、冷挤等无切屑加工工艺方法，生产效率高，精度高，并且节约材料。

当旋转机构前置式的油缸结构相比于旋转机构后置式的油缸结构，可输出更大的旋转扭矩，且输出扭矩较稳定。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例1中组合油缸的剖面图。

图2是本实用新型实施例1中组合油缸的整体结构示意图。

图3是本实用新型实施例2中组合油缸的剖面图。

图4是本实用新型实施例2中组合油缸的整体结构示意图。

图中：1、缸体；10、第一缸筒；11、第二缸筒；12、连接法兰；13、端盖；14、平衡阀；15、阀块；16、直角接头；17、油管；18、连接螺母；2、活塞杆；3、导向套；4、旋转机构；40、输出螺杆；41、空心螺杆；42、固定螺母；43、第一旋转油腔；44、第二旋转油腔；45、第一旋转油口；46、第二旋转油口；47、旋转活塞；48、螺母盖；5、伸缩机构；50、伸缩活塞；51、轴承挡圈；52、有杆腔；53、无杆腔；54、第一伸缩油口；55、第二伸缩油口；56、压紧螺母；6、压盖；7、锁紧螺母。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

参照图1和图2，一种伸缩旋转一体的组合油缸，包括缸体1、活塞杆2、旋转机构4和伸缩机构5。

缸体1包括第一缸筒10和第二缸筒11，第一缸筒10和第二缸筒11同轴设置，第一缸筒10与第二缸筒11之间通过端盖13和连接法兰12连接，第一缸筒10个第二缸筒11的开口朝向同一侧设置，第二缸筒11的开口朝向第一缸筒10设置，活塞杆2插设在缸体1内，活塞杆2与缸体1同轴设置，第一缸筒10缸体1的缸口处同轴连接有导向套3，活塞杆2贯穿导向套3。图中以第一缸筒10的开口朝向为左侧，第一缸筒10和第二缸筒11内各设置有一个安装腔。

本实施例中旋转机构4设置在第一缸筒10内，伸缩机构5设置在第二缸筒11内。

旋转机构4包括输出螺杆40、空心螺杆41和固定螺母42，输出螺杆40中空设置，输出螺杆40套设在活塞杆2上并与活塞杆2螺纹配合，输出螺杆40插设在第一缸体1内，第一缸筒10的两端设置台阶，输出螺杆40与缸体1左侧台阶通过垫片配合连接，输出螺杆40置于缸体1内部，输出螺杆40贯穿导向套3，输出螺杆40通过导向套3与第一缸筒10的内壁配合形成支撑，并采用密封件将油缸内部与外部分隔开来形成密封机构。

输出螺杆40的左端外侧壁上设置有螺纹，空心螺杆41同轴套设在输出螺杆40上，输出螺杆40右端也设置有螺纹，端盖13台阶与第一缸体1右部台阶通过垫片配合连接；输出螺杆40的右端上螺纹连接有连接螺母18，连接螺母18将端盖13压在缸体1之上，连接螺母18与输出螺杆40之间打紧定螺钉防松。连接法兰12一端通过螺钉与第一缸筒10相连接，另一端与第二缸筒11连接。

固定螺母42同轴连接在第一缸筒10内部，固定螺母42与第一缸筒10内侧壁之间采用焊接的连接方式固定。空心螺杆41的内侧壁和外侧壁上均设置有螺纹，空心螺杆41内侧壁与输出螺杆40螺纹连接，空心螺杆41的外侧壁与固定螺母42螺纹连接。

第一缸筒10内部设置有旋转活塞47，旋转活塞47位于空心螺杆41与第一缸筒10之间并位于空心螺杆41的右端，旋转活塞47与空心螺杆41采用螺纹连接并通过圆柱销进行防松，在旋转活塞47与空心螺杆41之间设置密封件，旋转活塞47与缸体1内壁之间设置密封件，空心螺杆41与输出螺杆40杆部之间设置密封件，三道密封，将油缸分隔为两腔，固定螺母42、旋转活塞47、空心螺杆41之间为第一旋转油腔43，空心螺杆41、输出螺杆40、端盖13之间为第二旋转油腔44。

缸体1外部连接有阀块15，阀块15上安装有一对平衡阀14，采用平衡阀14可对油缸动作起到保护作用；阀块15两侧分别设置第一旋转油口45与第二旋转油口46，第一旋转油口45油路通过阀块15直接进入第一旋转油腔43，第二旋转油口46油路通过油管17和直角接头16接入第二旋转油腔44。

第二缸筒11的底部连接有压盖6，压盖6与连接法兰12通过长螺钉进行连接固定，活塞杆2的右端贯穿端盖13、连接法兰12、第二缸筒11并通过锁紧螺母7与压盖6连接。为防止油缸动作时第二缸筒11旋转，采用圆柱销将第一缸筒10与第二缸筒11固定。

伸缩机构5包括轴承挡圈51、伸缩活塞50。伸缩活塞50设置在第二缸筒11内，活塞杆2与伸缩活塞50之间采用轴承连接，使得伸缩活塞50与活塞杆2之间可以相对转动，轴承挡圈51设置在活塞杆2与伸缩活塞50之间，通过活塞杆2台阶部与轴承挡圈51将轴承固定；活塞与第二缸筒11内壁设置密封，伸缩活塞50与活塞杆2之间设置密封。

伸缩活塞50将第二缸筒11分隔为有杆腔52和无杆腔53，连接法兰12上合适位置设置第一伸缩油口54，第一伸缩油口54与有杆腔52连通，压盖6上设置有第二伸缩油口55，第二伸缩油口55与无杆腔53连通。

上述实施例1的实施原理为：

输出螺杆40左侧外圆设计有螺旋花键，内部设计有渐开线花键，固定螺母42内孔设计有螺旋花键，空心螺杆41内外圆都设计有螺旋花键，活塞杆2左端设计有渐开线花键。输出螺杆40的外螺旋花键与空心螺杆41内螺旋花键组成第一螺旋副，后端盖13内螺旋花键与空心螺杆41外螺旋花键组成第二螺旋副，这两副螺旋副旋向相反；输出螺杆40内部渐开线花键与活塞杆2左侧外圆渐开线花键相配合。

当第二旋转油口46时，空心螺杆41在油压的作用下向左作直线和旋转运动，因两副螺旋副旋向相反，输出螺杆40外螺旋花键在空心螺杆41内螺旋花键作用下开始做旋转运动，同时带动活塞杆2旋转；当第二伸缩油口55进油时，在油压的作用下，伸缩活塞50向左做直线运动，带动活塞杆2向外伸出；即当第二旋转油口46与第二伸缩油口55同时进油，活塞杆2可同时实现旋转与直线相结合的运动；若先让第二旋转油口46进油，再让第二伸缩油口55进油，则可依次实现旋转与伸缩动作。

以活塞杆2的伸出方向为前，本实施例中，将旋转机构4设置在缸体1的前部缸筒内，旋转机构4前置式相比于旋转机构4后置式，可输出更大的旋转扭矩，且输出扭矩较稳定。

实施例2

参照他3和图4，本实施与实施例1的不同之处在于，本申请中旋转机构4设置在第二缸筒11内，伸缩机构5设置在第一缸筒10内。

本实施例中，第一缸体1与第二缸体1之间通过螺钉连接在一起，端盖13设置在第一缸筒10与第二缸筒11之间，端盖13与第二缸体1之间螺纹连接，并通过O形圈实现密封，端盖13与第二缸体1之间还设置有螺钉，防止其间发生转动。第二缸筒11的底部开口设置，第二缸筒11的底部通过压盖6连接有螺母盖48，螺母盖48的内圈设置有螺纹，螺母盖48的外侧壁上设置有凸台，第二缸筒11右端的内圈、压盖6左端的内圈均设置有连接槽，凸台位于第二缸筒11、压盖6上的连接槽之间，压盖6与第二缸筒11的底部通过螺钉连接，从而将螺母盖48固定在第二缸筒11与压盖6之间，并采用O形圈进行密封。

本实施例中，旋转机构4中的输出螺杆40的左端同轴插设在活塞杆2的右端内，输出螺杆40贯穿第一缸筒10的底部和端盖13，并插设在第二缸筒11内，输出螺杆40与端盖13内孔之间，通过滑动轴套配合，端盖13内孔与输出螺杆40通过滑动轴套配合，且安装有防尘圈和杆用密封圈，防止外界异物污染和油缸外泄。输出螺杆40与端盖13内孔通过滚针轴承接触，输出螺杆40与第二缸筒11的左端内圈台阶部也通过滚针轴承连接，输出螺杆40的右端也通过滚针轴承与螺母盖48的底部连接。

空心螺杆41套设在输出螺杆40上，空心螺杆41的内圈与第二缸筒11的外圈螺纹连接，空心螺杆41的外圈的右端与螺母盖48的内圈螺纹连接，空心螺杆41的左端与第二缸筒11内壁、空心螺杆41与输出螺杆40之间设置密封，将油缸后端分隔为第一旋转油腔43和第二旋转油腔44，第一旋转油腔43位于第二缸筒11、输出螺杆40、空心螺杆41之间，第二旋转油腔44位于第二缸筒11、空心螺杆41、螺母盖48之间，第二缸筒11的侧壁上设置有与第一旋转油腔43连通的第一旋转油口45、与第二旋转油腔44连通的第二旋转油口46。

本实施例中，伸缩活塞50设置在第一缸筒10的内部，伸缩活塞50与活塞杆2通过限位台阶与压紧螺母56将伸缩活塞50固定，伸缩活塞50与活塞杆2之间采用轴承连接；伸缩活塞50与第一缸筒10之间设置密封，伸缩活塞50与活塞杆2之间设置密封，伸缩活塞50将第一缸筒10分隔为有杆腔52与无杆腔53，伸缩活塞50的左侧为有杆腔52、右侧为无杆腔53。第一缸筒10上设置有与有杆腔52连通的第一伸缩油口54和与无杆腔53连通的第二伸缩油口55。

上述实施例2的实施原理为：

输出螺杆40左侧外圆设计有螺旋花键，内部设计有矩形花键，螺母盖48内孔设计有螺旋花键，空心螺杆41内外圆都设计有螺旋花键，活塞杆2左端设计有矩形花键。输出螺杆40的外螺旋花键与空心螺杆41内螺旋花键组成第一螺旋副，后端盖13内螺旋花键与空心螺杆41外螺旋花键组成第二螺旋副，这两副螺旋副旋向相反；输出螺杆40内部渐开线花键与活塞杆2左侧外圆渐开线花键相配合。

当第二伸缩油口55进油时，在油压的作用下，活塞向左做直线运动，带动活塞杆2向外伸出；当第二旋转油口46进油时，空心螺杆41在油压的作用下向左作直线和旋转运动，因两副螺旋副旋向相反，输出螺杆40外螺旋花键在空心螺杆41内螺旋花键作用下开始做旋转运动，同时带动活塞杆2旋转。即，当第二伸缩油口55与第二旋转油口46同时进油，活塞杆2可同时实现旋转与直线相结合的运动；若先让第二伸缩油口55进油，再让第二旋转油口46进油，则可依次实现旋转与伸缩动作。

综上所述，输出螺杆40的外螺旋花键与空心螺杆41内螺旋花键组成第一螺旋副，后端盖13内螺旋花键与空心螺杆41外螺旋花键组成第二螺旋副，通过两副旋向相反的螺旋副，输出螺杆40内部渐开线花键与活塞杆2左侧外圆渐开线花键相配合形成旋转机构4，配合油缸现有的伸缩机构5，在活塞杆2与伸缩活塞50、缸体1之间设置轴承，实现活塞杆2与伸缩活塞50、缸体1之间的相对旋转。通过第一旋转油腔43、第二旋转油口46和第一伸缩油口54、第二伸缩油口55的单独或联合控制实现活塞杆2的单独伸缩、单独旋转、同时伸缩并旋转。

输出螺杆40、空心螺杆41、缸筒内侧壁、螺母盖48、固定螺母42上均设置花键，渐开线花键较矩形花键有许多优点，如齿数多、齿端，齿根部厚，承载能力强，易自动定心，安装精度高。相同外形尺寸下花键小径大，有利于增加轴的刚度。渐开线花键便于采用冷搓、冷打、冷挤等无切屑加工工艺方法，生产效率高，精度高，并且节约材料。

其中，实施例1中旋转机构4前置式的油缸结构相比于旋转机构4后置式的油缸结构，可输出更大的旋转扭矩，且输出扭矩较稳定。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种伸缩旋转一体的组合油缸，其特征在于，包括，

缸体(1)，所述缸体(1)内沿其轴向设置有两个安装腔；

活塞杆(2)，所述活塞杆(2)活动设置在缸体(1)内；

旋转机构(4)，所述旋转机构(4)设置在缸体(1)内，所述旋转机构(4)用于控制活塞杆(2)转动，所述旋转机构(4)由设置在缸体(1)上的第一旋转油口(45)、第二旋转油口(46)控制，所述旋转机构(4)设置在一个安装腔内；

伸缩机构(5)，所述伸缩机构(5)设置在缸体(1)内，所述伸缩机构(5)用于控制活塞杆(2)沿缸体(1)的轴向移动，所述伸缩机构(5)由设置在缸体(1)上的第一伸缩油口(54)、第二伸缩油口(55)控制，所述伸缩机构(5)设置在另一个安装腔内。

2.根据权利要求1所述的伸缩旋转一体的组合油缸，其特征在于，所述旋转机构(4)包括输出螺杆(40)、空心螺杆(41)，所述输出螺杆(40)与活塞杆(2)同轴连接，所述空心螺杆(41)套设在输出螺杆(40)上并与输出螺杆(40)螺纹连接，所述空心螺杆(41)与缸体(1)的内侧壁螺纹配合，所述空心螺杆(41)的内圈和外圈均设置有螺纹，且其内圈和外圈的螺纹旋向相反。

3.根据权利要求2所述的伸缩旋转一体的组合油缸，其特征在于，所述空心螺杆(41)的一端与缸体(1)螺纹连接，另一端与缸体(1)之间密封设置将缸体(1)分隔为第一旋转油腔(43)和第二旋转油腔(44)，所述第一旋转油口(45)与第一旋转油腔(43)连通，所述第二旋转油口(46)与第二旋转油口(46)连通。

4.根据权利要求2所述的伸缩旋转一体的组合油缸，其特征在于，所述活塞杆(2)与输出螺杆(40)之间通过渐开线花键螺纹配合。

5.根据权利要求3所述的伸缩旋转一体的组合油缸，其特征在于，所述旋转机构(4)设置在活塞杆(2)伸出方向一侧的安装腔内。

6.根据权利要求5所述的伸缩旋转一体的组合油缸，其特征在于，所述缸体(1)外部连接有阀块(15)，所述阀块(15)上安装有一对平衡阀(14)，所述阀块(15)两侧分别设置第一旋转油口(45)与第二旋转油口(46)，所述第一旋转油口(45)通过阀块(15)与第一旋转油腔(43)连通，所述第二旋转油口(46)通过油管(17)和直角接头(16)接入第二旋转油腔(44)。

7.根据权利要求1所述的伸缩旋转一体的组合油缸，其特征在于，所述伸缩机构(5)包括伸缩活塞(50)，所述伸缩活塞(50)设置在缸体(1)内并与活塞杆(2)同轴连接，所述伸缩活塞(50)与缸体(1)之间密封设置，所述第一伸缩油口(54)、第二伸缩油口(55)分别设置在伸缩活塞(50)的两侧。

8.根据权利要求7所述的伸缩旋转一体的组合油缸，其特征在于，所述伸缩活塞(50)将安装腔分隔为有杆腔(52)和无杆腔(53)，所述第一伸缩油口(54)与有杆腔(52)连通，所述第二伸缩油口(55)与无杆腔(53)连通。

9.根据权利要求1所述的伸缩旋转一体的组合油缸，其特征在于，所述缸体(1)的开口端设置有导向套(3)，所述活塞杆(2)通过导向套(3)与缸体(1)插接。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的伸缩旋转一体的组合油缸，其特征在于，所述缸体(1)包括第一缸筒(10)和第二缸筒(11)，所述安装腔分别设置在第一缸筒(10)和第二缸筒(11)内，所述第一缸筒(10)与第二缸筒(11)之间密封连接。