一种电液执行器中的摆动液压缸

技术领域

本发明涉及电液执行器领域，具体涉及一种电液执行器中的摆动液压缸。

背景技术

摆动液压缸的原理是将活塞的往复运动通过齿条带动齿轮，转化成齿轮的正反向摆动旋转，同时将活塞的推力转化成齿轮的输出扭矩。但是常规的摆动液压缸普遍存在结构缺陷，使得摆动液压缸的使用寿命都不长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：将提供一种使用寿命长的电液执行器中的摆动液压缸。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为：一种电液执行器中的摆动液压缸，包括：齿轮箱，在齿轮箱中设置有一个带键孔的齿轮，键孔可供阀门轴插入，使得齿轮能通过驱动阀门轴旋转而控制阀门，在齿轮箱的上、下方分别安装有一个缸筒，两个缸筒的中部均与齿轮箱相连通，在每个缸筒中均设置有两个活塞和一个位于两个活塞之间的圆柱状的齿条，每个活塞上均设置有能对活塞和缸筒之间间隙进行密封的密封圈，两个齿条均通过所在缸筒和齿轮箱的连通处与齿轮相啮合传动，在每个缸筒的两端上分别设置有与缸筒内腔相连通的油孔，压力油通过油孔通入缸筒一端中后能驱动其所在端的活塞顶推齿条和另一个活塞向着缸筒另一端移动，使得齿条能驱动齿轮旋转、另一个活塞能将缸筒另一端中的油通过其所在端的油孔压出缸筒，这样每个缸筒上的两个油孔均交替通油使两根齿条做方向相反的往复运动后就能驱动齿轮正反旋转，在每个齿条的背面和缸筒之间均设置有一个支撑轴瓦，支撑轴瓦通过按压齿条来调节齿条和齿轮之间的啮合间隙，其特征在于：每个缸筒内腔的两端底部上均设置有一个朝向活塞的缓冲套，每个缸筒中的两个活塞的外端上均设置有一个朝向其所在端的缓冲套的缓冲凸台，各个缓冲凸台均由一个圆台段和一个位于圆台段内侧的圆柱段同轴连接而成，圆台段的小端位于外侧，圆柱段的直径等于圆台段的大端直径，圆柱段与活塞相固定，在每个缓冲套上均设置有阻尼孔和畅流孔，阻尼孔的一个端口位于缓冲套的端面上并与缸筒内腔相连通，阻尼孔的另一个端口通过带单向节流阀的管路与其所在端的油孔相连通，单向节流阀能对从阻尼孔流向油孔的油液进行节流，畅流孔的一个端口位于缓冲套的内圈侧壁上并与缸筒内腔相连通，畅流孔的另一个端口通过管路与其所在端的油孔相连通，在每个缓冲套的内圈侧壁上均设置有位于畅流孔内侧的套内密封圈，当活塞移动至缸筒端部时，活塞上的缓冲凸台能插入至相对应的缓冲套中，使得缓冲凸台上的圆台段能随着插入而逐渐缩小缓冲套内圈的通流截面，从而能减少从畅流孔流出的油液，这样能起到降低活塞速度的缓冲作用，当缓冲凸台上的圆柱段插入至缓冲套中时，套内密封圈能密封住圆柱段和缓冲套之间的间隙，使得油液无法通过畅流孔流出，从而使油液只能从阻尼孔流出，这样就能通过单向节流阀限制油液的流量而起到降低活塞速度的缓冲作用，并且由于单向节流阀的节流开度可调，使得活塞速度降低的快慢可调；每个缸筒中的齿条和两个活塞均不连接固定；在每个活塞的侧壁上均设置有环形的容纳槽，在每个容纳槽中均放置有用于清理杂质的纳污环，纳污环位于活塞上的密封圈的内侧；支撑轴瓦为弧形的球铁瓦，在支撑轴瓦的外圈表面上设置有盲孔，在缸筒的侧壁上设置有沉头螺纹孔，在沉头螺纹孔中从外向内旋入有调节螺栓，调节螺栓的内端插入至盲孔中并对支撑轴瓦进行按压；在每个缸筒中均嵌设有两个套装于齿条上的且分别位于齿轮两侧的导向环，导向环能对齿条进行导向并且在齿条发生挠性变形时能防止齿条端部刮擦缸筒内壁。

进一步的，前述的一种电液执行器中的摆动液压缸，其中：单向节流阀上设置有位于外侧的手动旋钮，通过旋转手动旋钮能很方便地调节单向节流阀的节流开度。

进一步的，前述的一种电液执行器中的摆动液压缸，其中：导向环的宽度不低于齿条上的两倍的齿距。

进一步的，前述的一种电液执行器中的摆动液压缸，其中：盲孔位于支撑轴瓦的中心处。

进一步的，前述的一种电液执行器中的摆动液压缸，其中：缓冲套和缸筒侧壁之间设置有密封圈。

本发明的优点为：所述的摆动液压缸由于增加了可调节的缓冲机构，使得活塞运动到缸筒端部时能受到缓冲，从而能延长摆动液压缸的使用寿命，并且受到缓冲时其速度降低的快慢能进行调节，从而使摆动液压缸能更适合用于高速旋转的场合、以及能用于末端缓冲需要可调节的工况，另外，所述的摆动液压缸中由于齿条和两个活塞均不连接固定、在活塞上设置了纳污环、支撑轴瓦设置为球铁瓦、增设了调节螺栓和导向环，使得摆动液压缸的使用寿命进一步大大延长。

附图说明

图1为本发明所述的一种电液执行器中的摆动液压缸的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，一种电液执行器中的摆动液压缸，包括：齿轮箱1，在齿轮箱1中设置有一个带键孔的齿轮2，键孔可供阀门轴插入，使得齿轮2能通过驱动阀门轴旋转而控制阀门，在齿轮箱1的上、下方分别安装有一个缸筒3，两个缸筒3的中部均与齿轮箱1相连通，在每个缸筒3中均设置有两个活塞4和一个位于两个活塞4之间的圆柱状的齿条5，每个活塞4上均设置有能对活塞4和缸筒3之间间隙进行密封的密封圈，两个齿条5均通过所在缸筒3和齿轮箱1的连通处与齿轮2相啮合传动，在每个缸筒3的两端上分别设置有与缸筒3内腔相连通的油孔6，压力油通过油孔6通入缸筒3一端中后能驱动其所在端的活塞4顶推齿条5和另一个活塞4向着缸筒3另一端移动，使得齿条5能驱动齿轮2旋转、另一个活塞4能将缸筒3另一端中的油通过其所在端的油孔6压出缸筒3，这样每个缸筒3上的两个油孔6均交替通油使两根齿条5做方向相反的往复运动后就能驱动齿轮2正反旋转，在每个齿条5的背面和缸筒3之间均设置有一个支撑轴瓦7，支撑轴瓦7通过按压齿条5来调节齿条5和齿轮2之间的啮合间隙，每个缸筒3内腔的两端底部上均设置有一个朝向活塞4的缓冲套7，每个缸筒3中的两个活塞4的外端上均设置有一个朝向其所在端的缓冲套7的缓冲凸台8，各个缓冲凸台8均由一个圆台段81和一个位于圆台段81内侧的圆柱段82同轴连接而成，圆台段81的小端位于外侧，圆柱段82的直径等于圆台段81的大端直径，圆柱段82与活塞4相固定，在每个缓冲套7上均设置有阻尼孔71和畅流孔72，阻尼孔71的一个端口位于缓冲套7的端面上并与缸筒3内腔相连通，阻尼孔71的另一个端口通过带单向节流阀9的管路与其所在端的油孔6相连通，单向节流阀9能对从阻尼孔71流向油孔6的油液进行节流，畅流孔72的一个端口位于缓冲套7的内圈侧壁上并与缸筒3内腔相连通，畅流孔72的另一个端口通过管路与其所在端的油孔6相连通，在每个缓冲套7的内圈侧壁上均设置有位于畅流孔72内侧的套内密封圈73，当活塞4移动至缸筒3端部时，活塞4上的缓冲凸台8能插入至相对应的缓冲套7中，使得缓冲凸台8上的圆台段81能随着插入而逐渐缩小缓冲套7内圈的通流截面，从而能减少从畅流孔72流出的油液，这样能起到降低活塞4速度的缓冲作用，当缓冲凸台8上的圆柱段82插入至缓冲套7中时，套内密封圈73能密封住圆柱段82和缓冲套7之间的间隙，使得油液无法通过畅流孔72流出，从而使油液只能从阻尼孔71流出，这样就能通过单向节流阀9限制油液的流量而起到降低活塞4速度的缓冲作用，并且由于单向节流阀9的节流开度可调，使得活塞4速度降低的快慢可调，即缓冲速度可调；

每个缸筒3中的齿条5和两个活塞4均不连接固定；在每个活塞4的侧壁上均设置有环形的容纳槽，在每个容纳槽中均放置有用于清理杂质的纳污环642，纳污环642位于活塞4上的密封圈的内侧；支撑轴瓦7为弧形的球铁瓦，球铁具有良好的自润滑性能并且硬度较铜要高，在支撑轴瓦7的外圈表面上设置有盲孔671，盲孔671位于支撑轴瓦7的中心处，在缸筒3的侧壁上设置有沉头螺纹孔631，在沉头螺纹孔631中从外向内旋入有调节螺栓632，调节螺栓632的内端插入至盲孔671中并对支撑轴瓦7进行按压；在每个缸筒3中均嵌设有两个套装于齿条5上的且分别位于齿轮2两侧的导向环68，导向环68能对齿条5进行导向并且在齿条5发生挠性变形时能防止齿条5端部刮擦缸筒3内壁。

在本实施例中，畅流孔72为L形孔，L形孔比较容易加工。单向节流阀9上设置有位于外侧的手动旋钮91，通过旋转手动旋钮91能很方便地调节单向节流阀9的节流开度。缓冲套7和缸筒3侧壁之间设置有密封圈，这样可以防止漏油。

本实施例中，导向环68为球铁环，球铁具有良好的自润滑性能并且硬度较高。导向环68的宽度A不低于齿条5上的两倍的齿距，这样设置是为了更好的导向。

齿轮在旋转过程中会给齿条一个很大的径向力，常规的摆动液压缸中的齿条和两个活塞通常是连接固定的，那么径向力就会传导至活塞上，这样会导致活塞上的密封件快速磨损，造成油缸功能失效，为了避免这种问题的发生，本发明将活塞和齿条不连接固定，两者整体分开，齿条受径向力的时候不影响活塞密封结构，这样设计可以提高密封件的寿命，从而能延长摆动液压缸的使用寿命。

齿轮和齿条之间齿面摩擦会产生铁屑，铁屑会由润滑脂经过齿条带入到缸筒内，掉落在缸筒内壁上，当活塞经过此处时，有可能会造成活塞密封件的损坏或者缸筒内壁拉伤，造成摆动液压油缸失效，本发明在活塞上增加了纳污环，纳污环是一种现有的能买到的零件，纳污环具有杂质浸没包裹功能，这样就可以防止铁屑杂质引起活塞上的密封件损坏，保证密封件有长的使用寿命，进而保证摆动液压缸有超长的使用寿命。

常规的摆动液压缸中的支撑轴瓦通常为铜瓦，铜具有自润滑功能但是比较软，对齿条的粗糙度要求比较高，如果齿条粗糙度比较大，会加剧支撑轴瓦的磨损，这样支撑轴瓦就无法很好按压齿条，会造成齿条与齿轮之间的啮合间隙变大，进而会造成齿条以及齿轮的齿面磨损严重，影响摆动液压缸的使用寿命，本发明将支撑轴瓦设置成了球铁瓦，球铁具有良好的自润滑性能并且硬度较铜要高，所以支撑轴瓦不易磨损；当支撑轴瓦磨损时，可以通过向下旋转调节螺栓来使支撑轴瓦重新贴合按压齿条。

齿轮在旋转过程中会给齿条一个很大的径向力，这样就会使齿条产生挠性变形，挠性变形后，齿条的两端就容易刮擦缸筒内壁，进而造成摆动液压油缸失效，本发明增加两个导向环后能通过对齿条进行导向限位而防止齿条端部刮擦缸筒内壁，从而能延长摆动液压缸的使用寿命。