[发明专利]一种双螺旋摆动液压缸

说明书

技术领域

本发明涉及到一种摆动液压缸，尤其是涉及到一种双螺旋摆动液压缸。

背景技术

在液压设备领域，为了实现传动机构在两个方向的摆动，通常选用齿轮齿条摆动缸、叶片式摆动缸和螺旋摆动液压缸。

齿轮齿条摆动缸是通过液压缸的活塞推动齿条往复直线运动，齿条带动齿轮实现往复摆动。但是，在使用中发现齿轮齿条摆动缸存在以下几方面缺点。首先，齿轮齿条摆动缸采取齿条搓动齿轮旋转，这种结构，使齿轮轴上承受较大的弯矩，容易损坏齿轮轴；受加工和安装精度的影响，齿条和液压缸活塞较容易发生偏磨，造成液压缸活塞漏油。其次，由于齿轮齿条传动过程中，通常只有1~2个齿参与啮合。所以齿上承受的弯曲应力较大，容易发生崩齿现象。另外，齿轮的输出转角大小取决于齿条的长度，当需要摆动缸实现较大的摆角时，齿条就必须加长。所以齿轮齿条摆动缸的外形尺寸很大，也使其使用场合受到较大的限制。通常，齿轮齿条摆动缸的摆角不超过180°较合适。

叶片式摆动缸也可以实现输出轴的往复摆动。它是依靠液压油推动缸体中的转动叶片，带动输出轴实现往复摆动的。由于缸体的内腔有固定叶片限位，所以，理论上，转动叶片最大转角不会超过360°。通常，叶片式摆动缸的最大转角不超过270°。叶片式摆动缸还存在一个致命弱点，转动叶片是长条形，而缸体内腔是圆弧形，两者之间的压力油腔是依靠间隙密封的。由于受加工精度的影响，不可能实现绝对无泄漏。为了减少间隙密封的泄漏量，叶片式摆动缸的工作压力都比较低，这大大降低了输出轴的输出转矩。

螺旋摆动液压缸是一种新型的摆动缸，它采用大导程的螺旋进行传动；包括缸体、活塞、安装法兰和输出转轴；活塞套装在输出转轴的前端，活塞内与输出转轴的前端设有相对应的梯形螺纹，输出转轴与活塞形成一螺旋副；活塞将缸体内分割为有杆腔和无杆腔，在缸体上设有一与有杆腔相通的有杆腔输油孔和一与无杆腔相通的无杆腔输油孔；缸体外端口的输出转轴上套装一安装法兰；其中活塞和输出转轴之间是大导程的螺旋副，液压油推动活塞往复运动时，螺旋副带动输出转轴实现往复摆动；螺旋摆动液压缸有逐步替代齿轮齿条摆动缸和叶片式摆动缸的趋势，但是目前的螺旋摆动液压缸的输出转轴的转动角度不大，还普遍存在螺旋副的螺牙磨损快，使得输出转轴使用寿命短，同时输出转轴承受轴向、径向载荷能力差，这也是限制其快速推广的原因。

发明内容

针对上述的缺点，本发明的目的在于提供一种提高输出转轴承受轴向、径向载荷能力和转动角度、使用寿命的双螺旋摆动液压缸。

本发明的技术内容为，一种双螺旋摆动液压缸，包括缸体、活塞、安装法兰和输出转轴；活塞套装在输出转轴的前端，活塞内与输出转轴的前端设有相对应的梯形螺纹，输出转轴与活塞形成第一螺旋副；活塞将缸体内分割为有杆腔和无杆腔，在缸体上设有一与有杆腔相通的有杆腔输油孔和一与无杆腔相通的无杆腔输油孔；缸体外端口的输出转轴上套装一安装法兰；其特征为它还包括隔圈和平面推力滚子轴承；在活塞的外侧表面与缸体内壁上设有相对应的梯形螺纹，活塞与缸体形成第二螺旋副，第二螺旋副的旋转方向与第一螺旋副的旋转方向相反，在安装法兰内侧的输出转轴上设有一凸环，凸环内侧的输出转轴上设有一隔圈，在凸环与隔圈之间及凸环与安装法兰之间的输出转轴上分别设有一平面推力滚子轴承。

为提高输出转轴及油缸的使用寿命，在凸环外侧的输出转轴表面设有一层堆焊青铜耐磨层，活塞的螺纹牙处材料采用铝青铜，缸体和输出转轴的螺纹牙采用合金钢碳氮共渗的工艺进行热处理。

本发明与现有技术相比所具有的优点为，本发明具有外形尺寸小，结构紧凑，输出转矩大，本发明采用两组旋向相反的大导程螺旋副传动，转动角度叠加，输出转角变大，其摆动角度可以大于360°；两组螺旋副的螺纹牙强度好，不易蹦牙，硬度高，耐磨和减磨性好，寿命长；通过输出转轴上设有的凸环及平面推力滚子轴承，使得输出转轴可以绕轴线旋转，但不能轴向窜动，并使输出转轴能够承受较大的轴向推力载荷；在安装法兰的内孔处的输出转轴表面设有一堆焊青铜的耐磨层，既增加了输出转轴承受径向载荷的能力，同时结构简单，成本低。

附图说明

图1为发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种双螺旋摆动液压缸，包括缸体1、活塞2、安装法兰3和输出转轴4；活塞2套装在输出转轴4的前端，活塞2内与输出转轴4的前端设有相对应的梯形螺纹，输出转轴4与活塞2形成第一螺旋副；活塞2将缸体1内分割为有杆腔1.1和无杆腔1.2，在缸体1上设有一与有杆腔1.1相通的有杆腔输油孔1.3和一与无杆腔1.2相通的无杆腔输油孔1.4；缸体1外端口的输出转轴4上套装一安装法兰3；其特征为它还包括隔圈5和平面推力滚子轴承6；在活塞2的外侧表面与缸体1内壁上设有相对应的梯形螺纹，活塞2与缸体1形成第二螺旋副，第二螺旋副的旋转方向与第一螺旋副的旋转方向相反，在安装法兰3内侧的输出转轴4上设有一凸环4.1，凸环4.1内侧的输出转轴4上设有一隔圈5，在凸环4.1与隔圈5之间及凸环4.1与安装法兰3之间的输出转轴4上分别设有一平面推力滚子轴承6；在凸环4.1外侧的输出转轴4表面设有一层堆焊青铜耐磨层7，活塞2的螺纹牙处材料采用铝青铜，缸体1和输出转轴4的螺纹牙采用合金钢碳氮共渗的工艺进行热处理。