變速箱換擋油缸裝置制造方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種變速箱換擋油缸裝置，包括油缸，雙伸出活塞桿(2)，所述油缸的兩端具有開口，所述雙伸出活塞桿(2)從所述油缸兩端的開口伸出，并且所述雙伸出活塞桿(2)的一端與撥叉(8)固定連接，所述油缸上設(shè)置第一油口(P1)、第二油口(P2)、第三油口(P3)和第四油口(P4)，所述雙伸出活塞桿(2)上設(shè)置主活塞(201)、左端副活塞(12)、右端副活塞(13)，所述四個(gè)油口與三個(gè)活塞相互間隔地設(shè)置。本實(shí)用新型只需要一根雙伸出活塞桿驅(qū)動(dòng)一套滑移齒輪，即需要一根軸就能實(shí)現(xiàn)四擋變速，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所占空間小，制造成本低。通過(guò)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制，確保主變速箱實(shí)現(xiàn)四擋自動(dòng)變速功能，換擋準(zhǔn)確、可靠、安全。
【專利說(shuō)明】變速箱換擋油缸裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)床的變速箱裝置，特別涉及控制變速箱擋位的油缸裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，高端數(shù)控鏜銑床對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求主要是大功率，大扭矩，高轉(zhuǎn)速，寬范圍無(wú)級(jí)調(diào)速等。為了實(shí)現(xiàn)這些要求，數(shù)控銑鏜床的主軸箱一般需配備二至四擋的自動(dòng)變速裝置。在主電機(jī)功率恒定的情況下，隨著擋位數(shù)量的增多，主軸更容易實(shí)現(xiàn)大扭矩，寬變速范圍，這樣確保加工時(shí)選用到合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。
[0003]在鏜銑床四擋變速的主變速箱里，過(guò)去一般采用兩支油缸分別驅(qū)動(dòng)兩套滑移齒輪進(jìn)行換擋，這時(shí)需要三根軸進(jìn)行傳動(dòng):如上?？茖W(xué)技術(shù)出版社1979年12月第I版《機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè)》中所記載的一種變速箱油缸，第一油缸推動(dòng)第一滑移齒輪在III軸上來(lái)回滑動(dòng)，可使III軸上的齒輪22X4與主軸上的對(duì)應(yīng)齒輪60 X 4相嚙合，或者使111軸上的齒輪53X4與主軸上的對(duì)應(yīng)齒輪35 X 4相嚙合，將運(yùn)動(dòng)由III軸傳遞到主軸，可使主軸具有兩種不同的轉(zhuǎn)速；第二油缸推動(dòng)第二滑移齒輪也在III軸上來(lái)回滑動(dòng)，可使III軸上的齒輪52X3與III軸上的對(duì)應(yīng)齒輪38X3相嚙合，或者使III軸上的齒輪67X3與III軸上的對(duì)應(yīng)齒輪23 X 3相嚙合，將運(yùn)動(dòng)由11軸傳遞到III軸，兩組齒輪分別嚙合可使III軸具有兩種不同的轉(zhuǎn)速。由此可見，兩套滑移齒輪分別讓III軸和主軸具有兩種轉(zhuǎn)速(假設(shè)電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定)，它們組合后可使變速箱的主軸具有4種不同的轉(zhuǎn)速，即四擋變速。整個(gè)換擋部分需要三根軸和兩個(gè)油缸，機(jī)械結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所占空間大，制造成本高，可靠性較低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種變速箱換擋油缸裝置，包括油缸，雙伸出活塞桿，所述油缸的兩端具有開口，所述雙伸出活塞桿從所述油缸兩端的開口伸出，并且所述雙伸出活塞桿的一端與撥叉固定連接，所述油缸上設(shè)置第一油口、第二油口、第三油口和第四油口，所述雙伸出活塞桿上設(shè)置主活塞、左端副活塞、右端副活塞，所述主活塞的截面積小于所述左端副活塞和所述右端副活塞的截面積，所述四個(gè)油口與三個(gè)活塞相互間隔地設(shè)置，形成第一油腔、第二油腔、第三油腔、第四油腔。
[0005]本實(shí)用新型只需要一根雙伸出活塞桿驅(qū)動(dòng)一套滑移齒輪，即需要一根軸就能實(shí)現(xiàn)四擋變速，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所占空間小，制造成本低。
[0006]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，所述油缸包括依次連接的左端副油缸、主油缸、右端副油缸，所述左端副油缸和所述右端副油缸具有供所述雙伸出活塞桿伸出的開口，所述第二油口和所述第三油口設(shè)置在主油缸兩端，所述第一油口設(shè)置在所述左端副油缸上，所述第四油口設(shè)置在所述右端副油缸上，所述主活塞位于主油缸內(nèi)，所述左端副活塞位于所述左端副油缸內(nèi)，所述右端副活塞位于所述右端副油缸內(nèi)。缸體設(shè)計(jì)為可拆卸的方式，便于維護(hù)和修理。[0007]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，所述左端副油缸通過(guò)左雙向連接蓋與所述主油缸連接，所述右端副油缸通過(guò)右雙向連接蓋與所述主油缸連接。
[0008]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，所述左雙向連接蓋上設(shè)置第一氣口，所述右雙向連接蓋上設(shè)置第二氣口。由于密封原因，不可避免的會(huì)有氣體進(jìn)入到油腔中，設(shè)置氣口便可將變速箱換擋油缸裝置的氣體排出，以免影響利用油壓進(jìn)行定位的準(zhǔn)確性。
[0009]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，所述左端副油缸的開口處的缸體向內(nèi)彎折形成限位部，所述右端副油缸的開口處的缸體向內(nèi)彎折形成限位部。限位部起到了很好的定位作用和密封作用，不會(huì)使雙伸出活塞桿從油缸中脫出。
[0010]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，所述雙伸出活塞桿為中部粗兩端細(xì)的階梯軸，所述主活塞設(shè)置在粗軸上，所述左端副活塞和右端副活塞設(shè)置在細(xì)軸上。這樣設(shè)置能夠在改變缸體的整體結(jié)構(gòu)的前提下適應(yīng)主活塞與左端副活塞和右端副活塞截面積不一致的形狀。
[0011]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，所述撥叉通過(guò)壓蓋和夾座固定在雙伸出活塞桿的端部，所述撥叉與壓蓋和夾座的連接處填裝球面墊圈和錐面墊圈。消除由于受加工精度的影響帶來(lái)的滑移齒輪安裝軸線與油缸安裝軸線及撥叉安裝軸線的平行度誤差，使雙伸出活塞桿在動(dòng)作時(shí)免受或盡量少受除軸向力以外的其它方向的力，防止其彎曲變形。
[0012]在本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式中，所述右端副油缸外側(cè)固定設(shè)置開關(guān)架，所述開關(guān)架上安裝無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)，所述雙伸出活塞桿從所述右端副油缸伸出的一側(cè)設(shè)置信號(hào)塊，所述無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)用于感應(yīng)所述信號(hào)塊到達(dá)的位置。
[0013]雙伸出活塞桿另一端裝有信號(hào)塊，通過(guò)無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)精確地檢測(cè)和識(shí)別四個(gè)擋位，具有電氣檢測(cè)位置功能。通過(guò)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制，確保主變速箱實(shí)現(xiàn)四擋自動(dòng)變速功能，換擋準(zhǔn)確、可靠、安全。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的變速箱換擋油缸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的變速箱換擋油缸裝置安裝示意圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的變速箱換擋油缸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(第一位置)；
[0017]圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的變速箱換擋油缸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(第二位置)；
[0018]圖5為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的變速箱換擋油缸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(第三位置)；
[0019]圖6為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的變速箱換擋油缸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(第四位置；
[0020]圖7為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的變速箱換擋油缸裝置的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1和圖7所示，本實(shí)用新型的變速箱換擋油缸裝置包括:主油缸1，在主油缸I的兩端具有環(huán)狀凸緣101 ;左端副油缸3和右端副油缸4分別通過(guò)左雙向連接蓋5和右雙向連接蓋6與主油缸I連接，它們的內(nèi)部形成空腔102 ;左端副油缸3和右端副油缸4與雙向連接蓋不相連的一側(cè)具有開口 301、401，開口處的缸體向內(nèi)彎折形成限位部302、402。這樣，開口的直徑小于副油缸缸孔直徑；
[0022]雙伸出活塞桿2穿過(guò)左雙向連接蓋5和右雙向連接蓋6可左右移動(dòng)的設(shè)置在空腔102中。雙伸出活塞桿2為階梯軸。雙伸出活塞桿2的粗軸部分設(shè)置有主活塞201，主活塞201可在左雙向連接蓋5和右雙向連接蓋6之間的主油缸I中運(yùn)動(dòng)。雙伸出活塞桿2位于左端副油缸3中的細(xì)軸部分設(shè)置左端副活塞12，左端副活塞12在左端副油缸3的限位部302與左雙向連接蓋5之間運(yùn)動(dòng)。雙伸出活塞桿2位于右端副油缸4中的細(xì)軸部分設(shè)置右端副活塞13，右端副活塞13在右端副油缸4的限位部402與右雙向連接蓋6之間運(yùn)動(dòng)。
[0023]如圖1、圖2和圖7所示，主油缸I兩端的環(huán)狀凸緣101上分別安裝有第二油口 P2和第三油口 P3 ;左雙向連接蓋5和右雙向連接蓋6上分別安裝有第一氣口 LI和第二氣口L2，為了減少排氣時(shí)的噪音，第一氣口 LI和第二氣口 L2上可以安裝消聲器；在左端副油缸3的限位部302位置設(shè)置有第一油口 P1，右端副油缸4的限位部402位置設(shè)置有第四油口P4。第一油口 P1、第二油口 P2、第三油口 P3、第四油口 P4、第一氣口 L1、第二氣口 L2都與空腔102相通。
[0024]雙伸出活塞桿2從左端副油缸3和右端副油缸4的開口 301、401伸出，雙伸出活塞桿2從左端副油缸3開口 301伸出的一側(cè)通過(guò)連接單元7與撥叉8連接，其具體連接方式為在撥叉8的兩端面各設(shè)有一套球面墊圈和錐面墊圈組合，用壓蓋(其上有螺釘)和夾座將墊圈組合和撥叉8固定在雙伸出活塞桿2的端部。球面墊圈和錐面墊圈配合使用，具有自動(dòng)調(diào)節(jié)位置、定心的功能，使壓蓋支撐面與雙伸出活塞桿2垂直，消除由于受加工精度的影響帶來(lái)的滑移齒輪安裝軸線與油缸安裝軸線及撥叉8安裝軸線的平行度誤差，使雙伸出活塞桿2在動(dòng)作時(shí)免受或盡量少受除軸向力以外的其它方向的力，防止其彎曲變形。變速箱內(nèi)部與撥叉8相適應(yīng)的位置，設(shè)置有四聯(lián)滑移齒輪組件14。當(dāng)雙伸出活塞桿2帶動(dòng)撥叉8左右移動(dòng)時(shí)，四聯(lián)滑移齒輪組件14同時(shí)被撥叉8帶動(dòng)沿花鍵軸向左或右移動(dòng)，使四聯(lián)滑移齒輪組件14上的四組齒輪分別與相鄰軸(示意圖中未畫出)上的對(duì)應(yīng)齒輪嚙合，從而實(shí)現(xiàn)換擋功能。
[0025]在右端副油缸4的開口 401上方水平的安裝有開關(guān)架10，無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)11設(shè)置在開關(guān)架10上，開關(guān)架10及無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)11組成電氣檢測(cè)裝置。雙伸出活塞桿2從右端副油缸4伸出的一側(cè)與信號(hào)塊9連接，信號(hào)塊9的位置在無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)11的感應(yīng)范圍內(nèi)。當(dāng)雙伸出活塞桿2帶動(dòng)信號(hào)塊9左右水平移動(dòng)時(shí)，無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)11便可感應(yīng)到信號(hào)塊9所到達(dá)的位置，系統(tǒng)根據(jù)無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)11的感應(yīng)結(jié)果判斷四聯(lián)滑移齒輪組件14所處擋位。信號(hào)塊9為一金屬塊，無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)11可以選用歐姆龍e2e(-z)型，其通過(guò)外部磁場(chǎng)影響，檢測(cè)金屬塊表面產(chǎn)生的渦電流引起的磁性損耗，在檢測(cè)線圈內(nèi)使其產(chǎn)生交流磁場(chǎng)，并檢測(cè)金屬塊產(chǎn)生的渦電流引起的阻抗變化。
[0026]在換擋時(shí)，操作者按動(dòng)控制面板上的按鈕，告訴系統(tǒng)需要切換到哪個(gè)擋位，系統(tǒng)通過(guò)執(zhí)行程序控制各油口的進(jìn)/回油狀態(tài)，使雙伸出活塞桿2產(chǎn)生動(dòng)作，信號(hào)塊9隨雙伸出活塞桿2 —起移動(dòng)，當(dāng)信號(hào)塊9 “觸發(fā)”到相對(duì)應(yīng)擋位的接近開關(guān)時(shí)，接近開關(guān)將信號(hào)反饋給系統(tǒng)，告訴系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)擋位的齒輪已嚙合到位，系統(tǒng)再反饋給操作者當(dāng)前所處的擋位，使其得知當(dāng)前四聯(lián)滑移齒輪組件14所處的擋位。
[0027]按照上述方式完成設(shè)置，在本實(shí)用新型的變速箱換擋油缸裝置中會(huì)形成四個(gè)油腔和兩個(gè)氣腔。分別是左端副油缸3的限位部302與左端副活塞12之間形成的第一油腔M1，左端副活塞12與左雙向連接蓋5之間形成的第一氣腔NI，左雙向連接蓋5與雙伸出活塞桿2上的主活塞201之間形成的第二油腔M2，雙伸出活塞桿2上的主活塞201與右雙向連接蓋6之間形成的第三油腔M3，右雙向連接蓋6與右端副活塞13之間形成的第二氣腔N2，右端副活塞13與右端副油缸4限位部402之間形成的第四油腔M4。左端副活塞12和右端副活塞13與雙伸出活塞桿2外圓面裝有密封圈，可防止油腔內(nèi)的液壓油進(jìn)入氣腔。
[0028]如圖3所示，工作時(shí)，當(dāng)?shù)诙涂?P2進(jìn)油，第三油口 P3、第四油口 P4回油時(shí)，液壓油進(jìn)入第二油腔M2中并通過(guò)主活塞201推動(dòng)雙伸出活塞桿2向右移動(dòng)，雙伸出活塞桿2右端細(xì)軸端面抵到右端副活塞13上，并推動(dòng)右端副活塞13 —起向右移動(dòng)，使右端副活塞13抵到右端副油缸4的限位部402上，此時(shí)雙伸出活塞桿12移動(dòng)到最右位置，無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)11感應(yīng)到信號(hào)塊9處于最右端(第一位置)。
[0029]如圖4所示，當(dāng)?shù)诙涂?P2、第四油口 P4同時(shí)進(jìn)油，第三油口 P3回油時(shí)，液壓油進(jìn)入第二油腔M2和第四油腔M4并產(chǎn)生壓力，由于右端副活塞13的截面積較雙伸出活塞桿2上的主活塞201截面積大，因此右端副活塞13截面上產(chǎn)生的推力要比雙伸出活塞桿2上的主活塞201截面上產(chǎn)生的推力大，從而使右端副活塞13通過(guò)其與雙伸出活塞桿2右端細(xì)軸接觸的端面推動(dòng)雙伸出活塞桿2 —起向左移動(dòng)，當(dāng)右端副活塞13抵到右雙向連接蓋6上時(shí)，雙伸出活塞桿2向左移動(dòng)了 SI行程，與雙伸出活塞桿2連接的信號(hào)塊9同樣向左移動(dòng)了 SI行程(第二位置)。
[0030]如圖5所示，當(dāng)?shù)谝挥涂?Pl和第三油口 P3進(jìn)油，第二油口 P2回油時(shí)，液壓油進(jìn)入第一油腔Ml和第三油腔M3并產(chǎn)生壓力，第三油腔M3中的壓力推動(dòng)雙伸出活塞桿2使其向左移動(dòng)，直到雙伸出活塞桿2左端細(xì)軸的端面抵到左端副活塞12上。由于左端副活塞12的截面積較雙伸出活塞桿2上的主活塞201截面積大，因此左端副活塞12截面上產(chǎn)生的推力要比雙伸出活塞桿2上的主活塞201截面上產(chǎn)生的推力大，第一油腔Ml中的壓力油推動(dòng)左端副活塞12向右運(yùn)動(dòng)，使其抵到左雙向連接蓋5上，這樣就限制了雙伸出活塞桿2繼續(xù)向左移動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中，雙伸出活塞桿2帶動(dòng)信號(hào)塊9 一起向左移動(dòng)了 S2行程(第三位置)。
[0031]如圖6所示，當(dāng)?shù)谌涂?P3進(jìn)油，第一油口 P1、第二油口 P2回油時(shí)，液壓油進(jìn)入第三油腔M3產(chǎn)生壓力并通過(guò)主活塞201推動(dòng)雙伸出活塞桿2連同左端副活塞12 —起移動(dòng)到最左位置，使左端副活塞12抵到左端副油缸3的限位部302上，在這個(gè)過(guò)程中，雙伸出活塞桿2連同左端副活塞12并帶動(dòng)信號(hào)塊9 一起向左移動(dòng)了 S3行程(第四位置)。
[0032]在完成上述動(dòng)作時(shí)，由于密封原因，不可避免的會(huì)有氣體進(jìn)入到油腔中，在注油和壓縮過(guò)程中，氣體會(huì)被壓入第一氣腔NI和第二氣腔N2，隨著氣體積累，其產(chǎn)生足夠的壓力頂開排氣閥，之后順著第一氣口 LI和第二氣口 L2排出。
[0033]以上結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式做了詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.變速箱換擋油缸裝置，其特征在于，包括油缸，雙伸出活塞桿(2)，所述油缸的兩端具有開口，所述雙伸出活塞桿(2)從所述油缸兩端的開口伸出，并且所述雙伸出活塞桿(2)的一端與撥叉(8)固定連接，所述油缸上設(shè)置第一油口(P1)、第二油口(P2)、第三油口(P3)和第四油口(P4)，所述雙伸出活塞桿(2)上設(shè)置主活塞(201)、左端副活塞(12)、右端副活塞(13)，所述主活塞(201)的截面積小于所述左端副活塞(12)和所述右端副活塞(13)的截面積，所述四個(gè)油口與三個(gè)活塞相互間隔地設(shè)置，形成第一油腔(Ml)、第二油腔(M2)、第三油腔(M3)、第四油腔(M4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速箱換擋油缸裝置，其特征在于，所述油缸包括依次連接的左端副油缸(3)、主油缸(I)、右端副油缸(4)，所述左端副油缸(3)和所述右端副油缸(4)具有供所述雙伸出活塞桿(2)伸出的開口(301、401)，所述第二油口(P2)和所述第三油口(P3)設(shè)置在主油缸(I)兩端，所述第一油口(Pl)設(shè)置在所述左端副油缸(3)上，所述第四油口(P4)設(shè)置在所述右端副油缸(4)上，所述主活塞(201)位于主油缸內(nèi)，所述左端副活塞(12)位于所述左端副油缸(3)內(nèi)，所述右端副活塞(13)位于所述右端副油缸(4)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速箱換擋油缸裝置，其特征在于，所述左端副油缸(3)通過(guò)左雙向連接蓋(5)與所述主油缸(I)連接，所述右端副油缸(4)通過(guò)右雙向連接蓋(6)與所述主油缸(I)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變速箱換擋油缸裝置，其特征在于，所述左雙向連接蓋(5)上設(shè)置第一氣口(LI)，所述右雙向連接蓋(6)上設(shè)置第二氣口(L2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的變速箱換擋油缸裝置，其特征在于，所述左端副油缸(3)的開口(301)處的缸體向內(nèi)彎折形成限位部(302)，所述右端副油缸(4)的開口(401)處的缸體向內(nèi)彎折形成限位部(402)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變速箱換擋油缸裝置，其特征在于，所述雙伸出活塞桿(2)為中部粗兩端細(xì)的階梯軸，所述主活塞(201)設(shè)置在粗軸上，所述左端副活塞(12)和右端副活塞(13)設(shè)置在細(xì)軸上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變速箱換擋油缸裝置，其特征在于，所述撥叉(8)通過(guò)壓蓋和夾座固定在雙伸出活塞桿(2)的端部，所述撥叉(8)與壓蓋和夾座的連接處填裝球面墊圈和錐面墊圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或7所述的變速箱換擋油缸裝置，其特征在于，所述右端副油缸(4)外側(cè)固定設(shè)置開關(guān)架(10)，所述開關(guān)架(10)上安裝無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)(11)，所述雙伸出活塞桿(2)從所述右端副油缸(4)伸出的一側(cè)設(shè)置信號(hào)塊(9)，所述無(wú)觸點(diǎn)接近開關(guān)(11)用于感應(yīng)所述信號(hào)塊(9)到達(dá)的位置。
【文檔編號(hào)】F16H61/40GK203809671SQ201420211210
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】王全寶, 楊甫, 武記超, 馬文俊, 徐貴善, 李軍, 張力, 余光懷 申請(qǐng)人:沈機(jī)集團(tuán)昆明機(jī)床股份有限公司