氣液聯(lián)動(dòng)螺旋回轉(zhuǎn)缸的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種氣液聯(lián)動(dòng)螺旋回轉(zhuǎn)缸，包括氣缸和通過(guò)中間盤(pán)與氣缸軸向相連接的液壓缸，液壓缸缸體內(nèi)部設(shè)有螺旋母式的液壓缸活塞和螺桿，螺桿沿液壓缸缸體軸向穿過(guò)液壓缸活塞并與液壓缸活塞嚙合，螺桿的上下兩側(cè)安裝有一組對(duì)稱(chēng)穿過(guò)液壓缸活塞并固定放置的導(dǎo)向桿；氣缸缸體內(nèi)部設(shè)有氣缸活塞和光桿，氣缸活塞的一端穿過(guò)中間盤(pán)伸入液壓缸缸體內(nèi)部并與液壓缸活塞相連接，氣缸活塞內(nèi)部傳入有與螺桿相連接的光桿，氣缸缸體頂部的兩側(cè)分別設(shè)有第一氣孔和第二氣孔。本發(fā)明可通過(guò)輸入壓縮空氣，進(jìn)而輸出可大于360°的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)液壓阻尼力，確?；剞D(zhuǎn)平穩(wěn)、連續(xù)以及較高的定位精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】氣液聯(lián)動(dòng)螺旋回轉(zhuǎn)缸
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種液壓與氣動(dòng)執(zhí)行元件，具體涉及一種氣液聯(lián)動(dòng)螺旋回轉(zhuǎn)缸。

【背景技術(shù)】
[0003]與液壓傳動(dòng)相比，氣壓傳動(dòng)因具有工作介質(zhì)獲取方便、流動(dòng)損失小、可集中供氣、遠(yuǎn)距離傳輸和廢氣排放物污染等特點(diǎn)，在現(xiàn)代工業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】中獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，已從傳統(tǒng)的汽車(chē)、采礦、鋼鐵等重工業(yè)迅速擴(kuò)展到化工、輕工、食品和軍事等行業(yè)。但由于空氣可壓縮性大，致使包括氣缸或氣馬達(dá)等氣動(dòng)執(zhí)行元件的動(dòng)作穩(wěn)定性差，定位精度低，尤其是對(duì)于頻繁換向的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)負(fù)載慣性較大時(shí)，要獲得準(zhǔn)確的輸出轉(zhuǎn)角控制的傳動(dòng)比值難度很大。另外，運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，工作噪聲大。由于油液的可壓縮性比空氣壓縮性小的多，并且具有良好的流動(dòng)連續(xù)性和自潤(rùn)滑力，所以，利用氣壓和液壓聯(lián)動(dòng)，能夠很好的解決上述氣壓回轉(zhuǎn)傳動(dòng)的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種氣液聯(lián)動(dòng)螺旋回轉(zhuǎn)缸。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的一種氣液聯(lián)動(dòng)螺旋回轉(zhuǎn)缸，包括氣缸和通過(guò)中間盤(pán)與氣缸軸向相連接的液壓缸，所述液壓缸缸體內(nèi)部設(shè)有螺旋母式的液壓缸活塞和螺桿，所述螺桿沿液壓缸缸體軸向穿過(guò)液壓缸活塞并與液壓缸活塞嚙合，螺桿的上下兩側(cè)安裝有一組穿過(guò)液壓缸活塞并對(duì)稱(chēng)固定放置的導(dǎo)向桿；所述氣缸缸體內(nèi)部設(shè)有氣缸活塞和光桿，氣缸活塞的一端穿過(guò)中間盤(pán)伸入液壓缸缸體內(nèi)部并與液壓缸活塞相連接，氣缸活塞內(nèi)部穿入有與螺桿相連接的光桿，氣缸缸體頂部的兩側(cè)分別設(shè)有第一氣孔和第二氣孔。
[0006]其中，第一氣孔和第二氣孔均可用作進(jìn)氣孔或排氣孔，在氣缸缸體內(nèi)部中的活塞桿采用光桿，便于提高密封性能以及傳動(dòng)效率，在液壓缸缸體內(nèi)部中的活塞桿采用周身帶有梯形鋸齒的螺桿可與液壓缸活塞嚙合，進(jìn)而形成螺旋傳動(dòng)。
[0007]并且，由于氣缸活塞的一端穿過(guò)中間盤(pán)伸入液壓缸缸體內(nèi)部并與液壓缸活塞相連接，因此氣缸活塞與液壓缸活塞能夠一起在回轉(zhuǎn)缸缸體內(nèi)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0008]進(jìn)一步的，所述液壓缸缸體的另一側(cè)設(shè)有右缸蓋，氣缸缸體的另一側(cè)設(shè)有左缸蓋，兩個(gè)缸蓋的外側(cè)均還設(shè)有軸承和軸承端蓋。
[0009]進(jìn)一步的，所述液壓缸缸體頂部靠近右缸蓋的一側(cè)設(shè)有補(bǔ)油螺塞，通過(guò)旋下補(bǔ)油螺塞，可以補(bǔ)充液壓缸體內(nèi)因泄露而減少的油液。
[0010]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)向桿為空心鋼管，導(dǎo)向桿上的兩側(cè)均安裝導(dǎo)油咀，該導(dǎo)向桿既能夠承受輸出轉(zhuǎn)矩的反作用轉(zhuǎn)矩，又能夠用作液壓缸左右兩腔的連通油路。
[0011]為限制液壓缸活塞旋轉(zhuǎn)，所述導(dǎo)向桿的一端固定于中間盤(pán)，導(dǎo)向桿的另一端固定于右端蓋，且位于右端蓋的一側(cè)的導(dǎo)向桿端部設(shè)有緩沖節(jié)流針閥，該緩沖節(jié)流針閥伸出右端蓋，旋轉(zhuǎn)緩沖節(jié)流針閥，能夠改變導(dǎo)油咀通流截面的大小，從而調(diào)節(jié)液壓缸的回油阻尼力的大小。
[0012]進(jìn)一步的，所述螺桿為大升角梯形螺桿。
[0013]進(jìn)一步的，假設(shè)所述液壓缸活塞的直徑為D，液壓缸活塞作直線運(yùn)動(dòng)的工作行程為L(zhǎng),則當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩M —定時(shí)，活塞直徑D為:
D = 2 1..........................^..................—
miptm(a — β)
其中，d為螺桿的中徑，ρ為液壓缸壓力，α是指液壓缸活塞的螺旋副升角，0.85rad< α <0.89 rad，一般取0.87，β是液壓缸活塞的螺旋副摩擦角，0.08 rad〈 β〈0.12 rad,一般取0.1 ；
若負(fù)載要求回轉(zhuǎn)360°，則液壓缸活塞的工作行程L (單頭螺旋)為:
L ZZβ) ο
[0014]進(jìn)一步的，所述左缸蓋和右缸蓋上還連接有軸承和軸承端蓋。
有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
(I)本發(fā)明中的氣液聯(lián)動(dòng)螺旋回轉(zhuǎn)缸，可通過(guò)輸入壓縮空氣，進(jìn)而輸出可大于360°的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)液壓阻尼力，確?；剞D(zhuǎn)平穩(wěn)、連續(xù)以及較高的定位精度。
[0015](2)與傳統(tǒng)的液壓螺旋回轉(zhuǎn)缸相比，本發(fā)明采用來(lái)源更加方便的壓氣作為動(dòng)力輸入，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍，提高了適應(yīng)性，降低了使用成本。
[0016](3)本發(fā)明利用液壓阻尼的原理，進(jìn)一步的提高輸出回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。
[0017](4)本發(fā)明中的氣缸活塞與液壓缸活塞之間無(wú)螺旋傳動(dòng)，便于密封，有利于提高傳動(dòng)效率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中A-A向首I]面不意圖；
圖3為圖1中I處的局部示意圖；
圖4為圖1中II處的局部示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]如圖1至圖4所不,本發(fā)明的一種氣液聯(lián)動(dòng)螺旋回轉(zhuǎn)缸,包括氣缸和通過(guò)中間盤(pán)9與氣缸軸向相連接的液壓缸，液壓缸缸體11內(nèi)部設(shè)有螺旋母式的液壓缸活塞10和大升角梯形螺桿13，螺桿13沿液壓缸缸體11軸向穿過(guò)液壓缸活塞10并與液壓缸活塞10嚙合，螺桿13的上下兩側(cè)安裝有一組穿過(guò)液壓缸活塞10并對(duì)稱(chēng)固定放置的導(dǎo)向桿12 ;氣缸缸體7內(nèi)部設(shè)有氣缸活塞5和光桿6,氣缸活塞5的一端穿過(guò)中間盤(pán)9伸入液壓缸缸體11內(nèi)部并與液壓缸活塞10相連接，氣缸活塞5內(nèi)部穿入有與螺桿13相連接的光桿6，氣缸缸體7頂部的兩側(cè)分別設(shè)有第一氣孔4和第二氣孔8。
[0021]若由第一氣孔4通入壓縮空氣，那么第二氣孔8接通大氣，氣缸活塞5在壓氣壓力作用下向右直線運(yùn)動(dòng)。相反，當(dāng)由第二氣孔8通入壓縮空氣，第一氣孔4接通大氣，氣缸活塞5在壓氣壓力作用下向左直線運(yùn)動(dòng)。由于液壓缸活塞10固定于氣缸活塞5的一端，因此液壓缸活塞10與氣缸活塞5 —起沿導(dǎo)向桿12向左右運(yùn)動(dòng)。
[0022]氣缸活塞5在壓縮氣的壓力作用下，推動(dòng)液壓缸活塞10在回轉(zhuǎn)缸缸體中往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，又因?yàn)閷?dǎo)向桿12的限制，液壓缸活塞10只能沿軸向直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)液壓缸活塞10與螺桿13的嚙合關(guān)系，迫使螺桿13隨著作出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0023]其中，液壓缸缸體11的另一側(cè)設(shè)有右缸蓋16，氣缸缸體7的另一側(cè)設(shè)有左缸蓋3，液壓缸缸體11頂部靠近右缸蓋16的一側(cè)設(shè)有補(bǔ)油螺塞15，左缸蓋3和右缸蓋16上還連接有軸承2和軸承端蓋I。
[0024]本發(fā)明中的導(dǎo)向桿12為空心鋼管，導(dǎo)向桿12上的兩側(cè)均安裝導(dǎo)油咀14，并且導(dǎo)向桿12的一端固定于中間盤(pán)9,導(dǎo)向桿12的另一端固定于右端蓋,且位于右端蓋的一側(cè)的導(dǎo)向桿12端部設(shè)有緩沖節(jié)流針閥17，該緩沖節(jié)流針閥17伸出右端蓋。
[0025]當(dāng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)緩沖節(jié)流針閥17時(shí)，其過(guò)流截面變小，油液流經(jīng)導(dǎo)油咀14的阻力就大，液壓缸活塞10直線運(yùn)動(dòng)的阻尼力大，速度降低，螺桿13旋轉(zhuǎn)速度減慢，穩(wěn)定性提高。反之，當(dāng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)緩沖節(jié)流針閥17時(shí)，過(guò)流截面變大，油液流經(jīng)導(dǎo)油咀14的阻力就小，液壓缸活塞10直線運(yùn)動(dòng)的阻尼力小，螺桿13旋轉(zhuǎn)速度提高。當(dāng)長(zhǎng)期使用后，由于泄漏，液壓缸內(nèi)的油液會(huì)有所減少，此時(shí)可旋下補(bǔ)油螺塞15，然后向液壓缸內(nèi)做適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充。由于液壓油比壓縮空氣的可壓縮性小很多，所以液壓缸活塞10運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性和連續(xù)性要大大優(yōu)于氣缸活塞5。
[0026]由于氣缸活塞5的一端穿過(guò)中間盤(pán)9伸入液壓缸缸體11內(nèi)部并與液壓缸活塞10相連接，因此液壓缸活塞10左右兩側(cè)均充滿油液，當(dāng)液壓缸活塞10向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，其右側(cè)多余的油液通過(guò)上下兩導(dǎo)向桿12上下的導(dǎo)油咀14進(jìn)入空心的導(dǎo)向桿12，經(jīng)導(dǎo)向桿12，從液壓缸活塞10的左側(cè)排出彌補(bǔ)該側(cè)油液的減少。相反，當(dāng)液壓缸活塞10向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，其左側(cè)多余的油液通過(guò)導(dǎo)向桿12流入液壓缸活塞10右側(cè)?？傊?，當(dāng)氣缸左右兩腔依次不斷進(jìn)氣或排氣時(shí)，液壓油只在液壓缸缸體11內(nèi)左右封閉循環(huán)。
[0027]假設(shè)液壓缸活塞的直徑為D，液壓缸活塞作直線運(yùn)動(dòng)的工作行程為L(zhǎng)，則當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩M—定時(shí)，活塞直徑D為:
D = I 1...........................^.....................-
^ Miptm (α — β)
其中，d為螺桿的中徑，ρ為液壓缸壓力，α是指液壓缸活塞的螺旋副升角，0.85rad< α <0.89 rad，一般取0.87，β是液壓缸活塞的螺旋副摩擦角，0.08 rad〈 β〈0.12 rad,一般取0.1 ；
若負(fù)載要求回轉(zhuǎn)360°，則液壓缸活塞的工作行程L (單頭螺旋)為:
L = 7skm(a — β)。
【權(quán)利要求】
1.一種氣液聯(lián)動(dòng)螺旋回轉(zhuǎn)缸，其特征在于:包括氣缸和通過(guò)中間盤(pán)與氣缸軸向相連接的液壓缸，所述液壓缸缸體內(nèi)部設(shè)有螺旋母式的液壓缸活塞和螺桿，所述螺桿沿液壓缸缸體軸向穿過(guò)液壓缸活塞并與液壓缸活塞嚙合，螺桿的上下兩側(cè)安裝有一組穿過(guò)液壓缸活塞并對(duì)稱(chēng)固定放置的導(dǎo)向桿；所述氣缸缸體內(nèi)部設(shè)有氣缸活塞和光桿，氣缸活塞的一端穿過(guò)中間盤(pán)伸入液壓缸缸體內(nèi)部并與液壓缸活塞相連接，氣缸活塞內(nèi)部穿入有與螺桿相連接的光桿，氣缸缸體頂部的兩側(cè)分別設(shè)有第一氣孔和第二氣孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液聯(lián)動(dòng)螺旋回轉(zhuǎn)缸，其特征在于:所述液壓缸缸體的另一側(cè)設(shè)有右缸蓋，氣缸缸體的另一側(cè)設(shè)有左缸蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液聯(lián)動(dòng)螺旋回轉(zhuǎn)缸，其特征在于:所述液壓缸缸體頂部靠近右缸蓋的一側(cè)設(shè)有補(bǔ)油螺塞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液聯(lián)動(dòng)螺旋回轉(zhuǎn)缸，其特征在于:所述導(dǎo)向桿為空心鋼管，導(dǎo)向桿上的兩側(cè)均通有導(dǎo)油咀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣液聯(lián)動(dòng)螺旋回轉(zhuǎn)缸，其特征在于:所述導(dǎo)向桿的一端固定于中間盤(pán)，導(dǎo)向桿的另一端固定于右端蓋，且位于右端蓋的一側(cè)的導(dǎo)向桿端部設(shè)有緩沖節(jié)流針閥，該緩沖節(jié)流針閥伸出右端蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液聯(lián)動(dòng)螺旋回轉(zhuǎn)缸，其特征在于:所述螺桿為大升角梯形螺桿。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液聯(lián)動(dòng)螺旋回轉(zhuǎn)缸，其特征在于:假設(shè)所述液壓缸活塞的直徑為D，液壓缸活塞作直線運(yùn)動(dòng)的工作行程為L(zhǎng)，則當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩M —定時(shí)，活塞直徑D為: Ζ, = 2Γ^^
miptm(a — β) 其中，d為螺桿的中徑，ρ為液壓缸壓力，α是指液壓缸活塞的螺旋副升角，0.85rad< α〈0.89 rad, β是指液壓缸活塞的螺旋副摩擦角，0.08 rad< β〈0.12 rad ； 若負(fù)載要求回轉(zhuǎn)360°，則液壓缸活塞的工作行程L為:
L = mkm(a — β)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣液聯(lián)動(dòng)螺旋回轉(zhuǎn)缸，其特征在于:所述左缸蓋和右缸蓋上還連接有軸承和軸承端蓋。
【文檔編號(hào)】F15B15/08GK104196812SQ201410382921
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】石延平, 倪立學(xué), 陳邵鵬 申請(qǐng)人:淮海工學(xué)院