活塞桿伸縮旋轉(zhuǎn)一體式液壓缸

【摘要】：針對工程實(shí)際中經(jīng)常遇到的旋轉(zhuǎn)伸縮復(fù)合式運(yùn)動情況，介紹了一種新型活塞桿伸縮旋轉(zhuǎn)一體式液壓缸，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，可節(jié)省空間，性能優(yōu)良，使用壽命長。

【關(guān)鍵詞】：一體式液壓缸；旋轉(zhuǎn)伸縮復(fù)合；液壓傳動

1.引言

液壓缸作為一種常見的傳動裝置，由于其運(yùn)動平穩(wěn)，可以實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，免去繁雜的減速裝置而被廣泛運(yùn)用于諸多領(lǐng)域當(dāng)中。在某些特殊應(yīng)用領(lǐng)域或行業(yè)的設(shè)備中，有時會對液壓缸提出一些非常規(guī)的功能要求。例如在一些展覽或演出活動中，常會用到一些可旋轉(zhuǎn)的升降臺，此時液壓缸作為執(zhí)行元件，除了需要帶動外部構(gòu)件做伸縮運(yùn)動外還需要做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，有時還要求伸縮運(yùn)動與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動需要分別實(shí)施。以往此類情況中，一般是采用電機(jī)帶動鏈條以控制展臺的轉(zhuǎn)動，再通過升降氣缸控制展臺升降，或者增設(shè)其他液壓系統(tǒng)控制液壓缸的轉(zhuǎn)動。這類裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)構(gòu)龐大，占用空間過大，不便于控制，且成本過高，而且在使用過程中，如果控制不到位則很容易造成安全隱患。

2. 活塞桿伸縮旋轉(zhuǎn)一體式液壓缸

本文中介紹的一種活塞桿伸縮旋轉(zhuǎn)一體式液壓缸，通過在活塞桿上設(shè)置限位鋼球，在導(dǎo)桿上設(shè)置螺旋導(dǎo)向槽，并將導(dǎo)桿與缸底剛性連接，從而使活塞桿在伸出的過程中，由于受到限位鋼球的驅(qū)使而發(fā)生旋轉(zhuǎn)。這種活塞桿伸縮旋轉(zhuǎn)一體式液壓缸結(jié)構(gòu)簡單合理，占用空間較小，安裝使用便利，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。

1-伸縮液壓缸活塞桿；2-伸縮液壓缸缸頭；3-伸縮液壓缸缸筒；4-導(dǎo)桿；

5-鋼球；6-定位銷

此活塞桿伸縮旋轉(zhuǎn)一體式液壓缸由活塞桿、缸頭、缸筒、缸底、導(dǎo)桿、定位銷等組合而成。活塞桿伸出過程中受鋼球側(cè)向力影響發(fā)生旋轉(zhuǎn)，達(dá)到伸出和旋轉(zhuǎn)同步運(yùn)行的效果。

旋轉(zhuǎn)伸縮一體液壓缸內(nèi)安裝帶螺旋導(dǎo)向槽導(dǎo)桿（圖1指號4所示），導(dǎo)桿如圖2所示。導(dǎo)桿末端加工銷孔，定位銷穿過銷孔使導(dǎo)桿與缸底固定，形成剛性聯(lián)結(jié)。活塞桿上設(shè)置限位鋼球，裝配后活塞桿上的限位鋼球與導(dǎo)桿螺旋導(dǎo)向槽相配合，在活塞桿伸出的過程中鋼球在孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。此時由于受到螺旋導(dǎo)向槽的阻力產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩迫使活塞桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使活塞桿在伸出的同時達(dá)到旋轉(zhuǎn)的目的。

這種活塞桿伸出旋轉(zhuǎn)一體式液壓缸根據(jù)使用工況的要求可以進(jìn)行不同的調(diào)節(jié)，活塞桿伸出長度，旋轉(zhuǎn)角度都能通過計(jì)算得出理想數(shù)據(jù)。但是由于此類油缸不僅受伸出的阻力影響還受到扭矩的影響，所以對于導(dǎo)桿及鋼球的材質(zhì)要求較高，熱處理工藝更加復(fù)雜，同時對于導(dǎo)桿螺旋導(dǎo)向槽的加工精度有更高的要求。

3.結(jié)論

這種新型的活塞桿伸縮旋轉(zhuǎn)一體式液壓缸的研發(fā)，將傳統(tǒng)的分別實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功能和直線往復(fù)伸縮功能的液壓缸集成在一起，一臺液壓缸即可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)伸縮復(fù)合運(yùn)動的功能，并且可以實(shí)現(xiàn)伸縮長度和旋轉(zhuǎn)角度的精確控制。這種活塞桿伸縮旋轉(zhuǎn)一體式液壓缸的出現(xiàn)與應(yīng)用使得機(jī)構(gòu)更加精簡，大幅節(jié)省空間，安裝便利，性能提高，控制精確，滿足了市場對液壓設(shè)備性能越來越高的要求。