一种减小两腔容积差且带机械锁结构的作动筒

技术领域

本发明属于伺服作动技术领域，具体涉及一种减小两腔容积差且带机械锁结构的作动筒。

背景技术

作动筒作为液压系统或气压系统的操纵运动机构执行元件，广泛应用在现代航空、航天、船舶以及工程机械上。作动筒内部有收上腔和放下腔，在液压作用下输出使用载荷。一般作动筒的收上腔为有活塞杆腔，而放下腔为没有活塞杆腔，因此放下腔容积较大，使得两腔的容积相差大，输出的收上载荷和放下载荷值相差也大，液压系统为提供容积大的放下腔油液的供给，需增加机载油箱容积，进而增加油箱重量和油箱安置空间。所以，急需对现有作动筒进行改进，以满足使用需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种减小两腔容积差且带机械锁结构的作动筒。

一种减小两腔容积差且带机械锁结构的作动筒，包括外筒，外筒的一端连接有端盖，且在连接处设有密封圈，端盖上设有放下管嘴，外筒的另一端设有与外筒内部连通的收上管嘴，外筒内设有活塞杆，活塞杆为阶梯轴，活塞杆内设有阶梯通孔，阶梯通孔内设有柱塞杆，柱塞杆的一端与端盖连接，活塞杆伸入外筒内部的一端设有锁结构，锁结构用于活塞杆收上和放下时的锁紧，端盖、柱塞杆、锁结构和外筒之间形成空腔A，放下管嘴与空腔A连通，活塞杆向外的一端设有内螺纹，内螺纹上由内向外依次连接有限位螺帽和双耳螺栓，活塞杆与柱塞杆之间设有运动活塞，运动活塞与活塞杆、运功活塞与柱塞杆之间均设有密封圈，运动活塞、柱塞杆和活塞杆之间形成空腔B，收上管嘴与空腔B连通，外筒与活塞杆之间设有封严盖，封严盖的外侧设有锁紧螺母，锁紧螺母与外筒螺纹连接，封严盖与外筒之间、封严盖与活塞杆之间均设有密封圈，锁结构、活塞杆、封严盖和外筒之间形成空腔C，活塞杆上设有通油孔，从而使得空腔B和空腔C连通。

例如，为减轻重量，柱塞杆沿轴线方向设有通孔一，通孔一的一端设有内螺纹，端盖中部设有沉头孔，沉头孔内设有连接螺杆（连接螺杆为沉头螺杆），连接螺杆的另一端与柱塞杆的内螺纹连接，沉头孔由内向外还设有紧固螺帽和锁紧螺帽，紧固螺帽与沉头孔之间设有密封圈，连接螺杆与柱塞杆的连接处也设有密封圈。

例如，为便于对活塞杆收上和放下时进行锁紧，锁结构包括紧固螺母、左锁卡圈、移动活塞、右锁卡圈、左衬套、右衬套、钢球和支撑套，活塞杆内的阶梯作为限位台阶，支撑套设于活塞杆的端部，并通过紧固螺母固定，支撑套与活塞杆之间、支撑套与柱塞杆之间均设有密封圈，紧固螺母与活塞杆螺纹连接，移动活塞设于活塞杆上，左锁卡圈和右锁卡圈分别设于移动活塞的两端，左锁卡圈设置在紧固螺母和移动活塞之间，右锁卡圈设置在活塞杆的台阶处（活塞杆为阶梯轴），活塞杆壁上设有通孔二，钢球设于通孔二内并通过移动活塞压紧，移动活塞与活塞杆接触的一端设有两个盲孔，当活塞杆收缩时，钢球位于右端的盲孔内，当活塞杆伸出时，在移动活塞向右移动的过程中，移动活塞左端的盲孔移动到钢球处，从而使得钢球处于左端的盲孔中，左衬套和右衬套均设于活塞杆和柱塞杆之间，左衬套与支撑套之间、右衬套与限位台阶之间均设有弹簧，钢球压在左衬套和右衬套的连接处。

例如，为便于油液流通，同时对零件起润滑作用，左衬套和右衬套上均设有通孔三，通油孔设于安装锁结构一端的活塞杆上。

例如，为便于卡住左锁卡圈和右锁卡圈，外筒内壁设有左台阶和右台阶，分别用于锁住左锁卡圈和右锁卡圈，左台阶和右台阶连通。

例如，为便于对运动活塞进行限位，柱塞杆的端部设有限位环；为便于对活塞杆进行限位，双耳螺栓上设有设有限位螺母。

例如，为保证限位螺帽的连接可靠，限位螺帽上设有防松螺钉。

本发明减小两腔容积差且带机械锁结构的作动筒，与现有技术相比，其有益效果在于：1.本发明通过在活塞杆中部设置柱塞杆，并将柱塞杆与端盖连接，从而减小放下腔（即空腔A）容积，而收上腔分成了空腔B和空腔C，活塞杆上的通油孔使得空腔B和空腔C连通，从而增加了收上腔容积（但总体减小了放下腔和收上腔的容积差），扩大液压作用面积，增大了收上时的输出载荷；2.本发明将通油孔设置在锁结构一端的活塞杆上，不仅保证了空腔B与空腔C的连通，同时使得左右衬套和弹簧得到润滑；3.本发明结构紧凑，通过缩小收上腔和放下腔的容积差，从而缩小输出的收上载荷和放下载荷差，减少油箱容积，节省放置空间，同时，锁结构的设置，保证作动筒活塞杆收上后和放下后的可靠锁定，性能稳定、安装及操作方便，满足使用要求。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1为本发明减小两腔容积差且带机械锁结构的作动筒的结构示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为本发明减小两腔容积差且带机械锁结构的作动筒的立体结构示意图。

图中所示，1-外筒、2-活塞杆、3-柱塞杆、4-右锁卡圈、5-移动活塞、6-左锁卡圈、7-紧固螺母、8-端盖、9-放下管嘴、10-锁紧螺帽、11-紧固螺帽、12-连接螺杆、13-支撑套、14-左衬套、15-钢球、16-右衬套、17-弹簧、18-运功活塞、19-收上管嘴、20-防松螺钉、21-限位螺帽、22-封严盖、23-锁紧螺母、24-双耳螺栓、25-限位螺母、26-限位环。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“外”、“内”、“左”、“右”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设有”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。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发明中的具体含义。

需要说明的是，术语“包括”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

如图1、3所示，一种减小两腔容积差且带机械锁结构的作动筒，包括外筒1，外筒1的一端连接有端盖8，且在连接处设有密封圈，端盖8上设有放下管嘴9，外筒1的另一端设有与外筒1内部连通的收上管嘴19，外筒1内设有活塞杆2，活塞杆2为阶梯轴，包括大端和小端，大端的直径大于小端，活塞杆2内设有阶梯通孔，包括大孔和小孔，大孔直径大于小孔直径，大端对应大孔，小端对应小孔，阶梯通孔内设有柱塞杆3，柱塞杆3的一端与端盖8连接，活塞杆2伸入外筒1内部的一端设有锁结构，锁结构设于小端上，锁结构用于活塞杆2收上和放下时的锁紧，端盖、柱塞杆3、锁结构和外筒1之间形成空腔A，放下管嘴与空腔A连通，活塞杆2向外的一端（即大端）设有内螺纹，内螺纹上由内向外依次连接有限位螺帽21和双耳螺栓24，双耳螺栓24内设有盲孔，限位螺帽21设有外螺纹，限位螺帽21的外螺纹与活塞杆2的内螺纹连接，限位螺帽21中部设有通孔四，柱塞杆3穿过该通孔四延伸至双耳螺栓24的盲孔内，活塞杆2与柱塞杆3之间设有运动活塞18，运动活塞18设于大孔内，通过限位螺帽21限位，运动活塞18与活塞杆2、运功活塞18与柱塞杆3之间均设有密封圈，运动活塞18、柱塞杆3和活塞杆2之间形成空腔B，收上管嘴与空腔B连通，外筒1与活塞杆2之间设有封严盖22，封严盖22的外侧设有锁紧螺母23，封严盖22通过锁紧螺母23固定在外筒1上，锁紧螺母23与外筒1螺纹连接，封严盖22与外筒1之间、封严盖22与活塞杆2之间均设有密封圈，锁结构、活塞杆2、封严盖22和外筒1之间形成空腔C，活塞杆2上设有通油孔，从而使得空腔B和空腔C连通。

例如，为减轻重量，柱塞杆3沿轴线方向设有通孔一，通孔一的一端设有内螺纹，端盖8中部设有沉头孔，沉头孔内设有连接螺杆12（连接螺杆12为沉头螺杆），连接螺杆12的另一端与柱塞杆3的内螺纹连接，沉头孔由内向外还设有紧固螺帽11和锁紧螺帽10，紧固螺帽11与沉头孔之间设有密封圈，连接螺杆12与柱塞杆3的连接处也设有密封圈。

例如，如图2所示，为便于对活塞杆2收上和放下时进行锁紧，锁结构包括紧固螺母7、左锁卡圈6、移动活塞5、右锁卡圈4、左衬套14、右衬套16、钢球15和支撑套13，活塞杆2内的阶梯作为限位台阶，支撑套13设于活塞杆2的端部，并通过紧固螺母7固定在活塞杆2端部，支撑套13与活塞杆2之间、支撑套13与柱塞杆3之间均设有密封圈，紧固螺母7与活塞杆2螺纹连接，移动活塞5设于活塞杆2上，移动活塞5与外筒1之间、移动活塞5与活塞杆2之间均设有密封圈，左锁卡圈6和右锁卡圈4分别设于移动活塞5的两端，左锁卡圈6设置在紧固螺母7和移动活塞5之间，右锁卡圈4设置在活塞杆2的台阶处（活塞杆为阶梯轴），活塞杆2壁上设有通孔二，钢球15设于通孔二内并通过移动活塞5压紧，移动活塞5与活塞杆2接触的一端设有两个盲孔，当活塞杆2收缩时，钢球15位于右端的盲孔内，当活塞杆2伸出时，在移动活塞5向右移动的过程中，移动活塞5左端的盲孔移动到钢球15处，从而使得钢球15处于左端的盲孔中，此时，移动活塞5挤压右锁卡圈4，左衬套14和右衬套16均设于活塞杆2和柱塞杆3之间，左衬套14和右衬套16均套设与柱塞杆3上，左衬套14与支撑套13之间、右衬套16与限位台阶之间均设有弹簧17，使得左衬套14和右衬套16相互挤压，从而挤压钢球15，以通过钢球15锁定移动活塞5，钢球15压在左衬套14和右衬套16的连接处。

例如，为便于油液流通，同时对零件起润滑作用，左衬套14和右衬套16上均设有通孔三，通油孔设于安装锁结构一端的活塞杆2上，即活塞杆2的小端上。

例如，为便于卡住左锁卡圈6和右锁卡圈4，外筒1内壁设有左台阶和右台阶，分别用于锁住左锁卡圈6和右锁卡圈4，左台阶和右台阶连通，左台阶设于端盖8的一端，右台阶设于封严盖22的一端。

例如，柱塞杆3的端部设有限位环26，限位环26的外径小于限位螺帽21的通孔四孔径，从而使得限位环26能够对运动活塞18进行限位；为便于对活塞杆2进行限位，双耳螺栓24上设有设有限位螺母25。

例如，为保证限位螺帽21的连接可靠，限位螺帽21上设有防松螺钉20。

本发明是通过以下方式实现的：

从放下管嘴9通入液压油，液压油进入空腔A，推动锁结构向右移动，活塞杆2向右移动，从而使得左锁卡圈6从左台阶处滑向右端，实现解锁，移动活塞5向右移动的过程中，其左端的盲孔移动到钢球15处，从而使得移动活塞5挤压右锁卡圈4，当右锁卡圈4移动到右台阶处时，右锁卡圈4滑入右台阶，实现上锁，在活塞杆2向右移的过程中，活塞杆2带动限位螺帽21和双耳螺栓24一起向右移，当大孔的底部接触到运功活塞18时，一起带动运动活塞18向右移，直至右锁卡圈4上锁，完成活塞杆2的伸出。

当活塞杆2伸出之后，从收上管嘴19通入液压油，液压油进入C空腔，推动锁结构向左移，活塞杆2向左移，从而使得右锁卡圈4从右台阶处滑向左端，实现解锁，移动活塞5向左移的过程中，其右端的盲孔移动到钢球15处，从而使得移动活塞挤压左锁卡圈6，当左锁卡圈6移动到左台阶处时，左锁卡圈6滑入左台阶，实现上锁，在活塞杆2向左移的同时，液压油通过活塞杆2上的通油孔进入从C空腔进入B空腔，推动运动活塞18向右移，直至被限位螺帽21限位，然后跟随限位螺帽21一起向左移，直至左卡圈6上锁，完成活塞杆2的缩回。

本发明其他未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术。

本发明的保护范围不限于具体实施方式所公开的技术方案，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均落入本发明的保护范围。