一种抗偏载自导向作动装置的制作方法

1.本实用新型涉及液压油缸技术领域，具体为一种抗偏载自导向作动装置。

背景技术：

2.液压作动装置是一种动力转换装置，能够把液压能转换为机械能。作动装置按照确定的控制规律通过作动装置的往复直线运动，为各种工作机构、试验装置、机床设备提供驱动力。液压作动装置结构简单，工作可靠，在机床设备、工程机械、汽车制造、冶金矿山、航天航空等行业领域得到了广泛的应用。
3.在各种设备中，大多数工况下，作动装置承载的是偏心的载荷。作动装置在实现工作机构直线往复运动的过程中，承受压力或拉力的同时，也往往会受到一定程度偏载力。作动装置承受偏载时，径向作用力会导致活塞杆弯曲，从而导致不均匀磨损、流体泄漏、密封失效等失效的发生。同时，活塞杆受到径向作用力，不可避免的导致活塞杆相对作动装置缸体发生一定角度的偏转。
4.为解决以上问题，防止作动装置受到较大的偏载力、保证作动装置正确运动轨迹，一般会配置外置导向机构。该种导向机构一般通过直线导轨或光轴导轨来实现，零部件数量较多，结构复杂，设备安装后空间尺寸较大。尤其在高频、大负载、偏载力大的场合中，由于作动装置需要承载更大的偏载力，外部导向机构尺寸大幅增加，加工及安装要求也随之提高。
5.针对一些需要保证运动轨迹、安装空间狭小的特殊工况，市场上也有一些内置导向机构的作动装置。该种作动装置一般采用缸筒内壁开导向槽，配合安装在活塞上的导向键形成导向副，保证作动装置的正确运动轨迹，缩小了作动装置的整体尺寸。对于内置导向的抗扭转作动装置，由于在作动装置缸内壁设计了导向槽,增加了加工难度，对缸体直径和长度等尺寸都有极大限制。同时，
6.导向槽破坏了内壁的完整性,从而容易导致密封失效、内泄等问题的发生，不能适用高压场合。另外，由于导向机构集成在缸体内部，导向键尺寸受到限制，抵抗活塞杆扭转的能力较低。且该种作动装置在抗偏载能力上与普通作动装置基本相同，均依靠活塞杆和导向套抵抗偏载力，不能用于大负载、偏载力大的场合。

技术实现要素：

7.本实用新型就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种抗偏载自导向作动装置，将导向机构和作动装置集成一体，在保证作动装置运动轨迹、抵抗偏载力的同时，简化了作动装置结构，缩小了作动装置尺寸，使得设备安装及维护更加方便。
8.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
9.一种抗偏载自导向作动装置，包括导向机构和作动装置，所述导向机构包括导向套筒，所述导向套筒包括套筒和顶部法兰，所述套筒上端与顶部法兰焊接固定。
10.所述作动装置包括焊接缸筒，所述焊接缸筒包括内筒与外筒，所述内筒与外筒通
过连接法兰焊接成一体；所述焊接缸筒下部安装有后端盖，所述后端盖与安装法兰固定连接，所述焊接缸筒上部安装有前端盖，所述焊接缸筒内部设有活塞，所述活塞与活塞杆的下端固定连接，所述活塞杆的上端穿过前端盖与顶部法兰固定连接，所述导向套筒套设在作动装置上。
11.优选的，所述导向套筒下端设有环槽，所述环槽内设有滑动轴承，所述滑动轴承的内孔与焊接缸筒的外壁滑动连接，构成摩擦副。
12.优选的，所述导向套筒的侧面开设有透槽，所述透槽上固定安装导向嵌套。
13.优选的，所述焊接缸筒外壁安装有导向块，所述导向块与导向嵌套滑动连接，构成导向副。
14.优选的，所述顶部法兰设有凸台，所述凸台和套筒上端设有配套的螺纹，所述顶部法兰和套筒通过螺纹连接，所述顶部法兰和套筒连接后的接缝处进行
15.焊接。
16.优选的，所述顶部法兰开设有透孔，所述透孔两端设有凹槽，所述凹槽内安装有推力关节轴承，所述活塞杆过推力关节轴承和锁紧螺母与顶部法兰固定连接。
17.优选的，所述前端盖上设有透孔，所述透孔内壁设有环槽，所述环槽内设有导向带和密封圈，所述活塞杆穿过前端盖上的透孔与导向带和密封圈相匹配。
18.优选的，所述前端盖和后端盖上均设有定位凸台，所述定位凸台上设有环槽，所述环槽内设有密封圈，所述密封圈与焊接缸筒内壁相匹配。
19.优选的，所述活塞与活塞杆的下端固定连接，所述活塞的内孔壁上设有环槽，所述环槽内设有密封圈，所述密封圈与活塞杆匹配，所述活塞的外环壁上设有环槽，所述环槽内设有导向带和密封圈，所述导向带和密封圈与焊接缸筒的内壁相匹配。
20.优选的，所述前端盖上设有b口，所述b口与有杆腔相通，所述后端盖上设有a口，所述a口与无杆腔相通。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
22.1、本实用新型结构简单、设计合理，将导向机构和作动装置集成一体，无需配置外置导向机构。相比普通作动装置配置外置导向机构附件较多，安装空间大等缺点。该作动装置可抵抗偏载、防止作动装置发生扭转，同时，具有成本低，安装调试方便，安装空间小等优点。可用于振动、冲击、负载大、速度高等环境恶劣的场合。
23.2、本装置中作动装置焊接缸筒是由内筒和外筒通过连接法兰焊接而成，缸筒焊接完成后，对其进行整体加工，保证缸筒内孔与外壁同轴度要求。缸筒外壁作为导向柱面，与安装在导向套筒上的滑动轴承滑动连接，形成摩擦副。作为导向柱面，缸筒外壁可承受作动装置往复运动时的偏载力，所以作动装置无需配置外置的导向机构。具有成本低，安装调试方便，安装空间小等优点。
24.此外，缸筒采用铝合金焊接结构，减少了材料重量，增强了结构强度。同
25.时，焊接结构改变了作动装置的固有频率，有效避免了系统共振的发生。
26.3、本装置中安装在缸筒外壁上的导向块与安装在导向套筒上的导向嵌套构成导向副，防止作动装置发生扭转，保证了作动装置直线运动，实现了作动装置自导向。由于该导向机构集成在作动装置缸筒外壁，与内置导向机构的作动装置相比，该作动装置导向机构具有加工简单、安装与维护方便、安装空间大等优点。由于导向块扭矩方向宽度尺寸可设
计范围广，因此作动装置可抵抗较大的扭转力。并且外置导向机构可有效解决内置导向机构的缸内壁不完整带来的密封失效、内泄等问题。可用于高压、大负载等工况恶劣的场合。
27.4、本装置的导向套筒及活塞材料采用耐腐蚀、焊接及力学性能好的优质铝合金。减少了作动装置运动部件的质量，有效降低了作动装置运动时的系统惯性。同时，在设计时活塞及前端盖密封件采用优质低摩擦组合密封，确保在非常低和非常高的活塞速度时，运动无粘滞也无滑移，使有接触的密封圈摩擦力降到最低。同时，安装在导向套筒上的滑动轴承采用低摩擦系数的耐磨材料，起到降低摩擦因数提高耐磨性的作用。极低的摩擦阻尼和系统惯性，大大降低了作动装置起动压力，提高了作动装置动态响应特性。
28.5、本装置由于安装在导向套筒上的滑动轴承与缸筒外壁构成的摩擦副属于间隙配合，在作动装置工作过程中，当导向套筒受到较大偏载力时，不可避免地发生振动和偏斜。为避免导向套筒振动及偏斜对活塞杆造成影响，作动装置导向套筒顶部法兰与活塞杆之间安装有推力关节轴承，推力关节轴承的对中特性可避免活塞杆随导向套筒一起发生振动与偏斜，更好地保证了作动装置性能，提高了作动装置使用寿命。
29.6、本装置焊接缸筒内孔与外壁、活塞杆表面采用滚压加工工艺，减少了摩擦副接触表面的弹性和塑性变形，提高表面光洁度，提高了活塞杆表面的耐磨性及抗腐蚀能力。并能延缓疲劳裂纹的产生或扩大，因而提高活塞杆疲劳强度。
附图说明
30.图1为本实用新型外观结构图；
31.图2为本实用新型剖面图；
32.图3为导向套筒的结构示意图；
33.图4为图2的局部结构示意图。
34.图中：1、导向机构；11、导向套筒；111、套筒；112、顶部法兰；121、导向嵌套；122、导向块；13、滑动轴承；2、作动装置；21、焊接缸筒；211、内筒；212、外筒；213、连接法兰；22、前端盖；23、后端盖；24、活塞；25、活塞杆；26、推力关节轴承；27、锁紧螺母；28、安装法兰；3、位移传感器。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.实施例1
37.一种抗偏载自导向作动装置，如图1-图4所示，包括导向机构1和作动装置2，所述导向机构1包括导向套筒11，所述导向套筒11包括套筒111和顶部法兰112，所述套筒111上端与顶部法兰112焊接固定。
38.所述顶部法兰112设有凸台，所述凸台和套筒111设有配套的螺纹，所述顶部法兰112和套筒111通过螺纹连接，所述顶部法兰112和套筒111连接后的接缝处进行焊接。
39.导向套筒11的材质采用耐腐蚀、焊接及力学性能好的优质铝合金。套筒111及顶部
法兰112焊接前进行分体加工，套筒111与顶部法兰112加工有螺纹，焊接前先将套筒111与顶部法兰112通过螺纹紧固连接，保证导向套筒11装配后公差要求。套筒111和顶部法兰112通过螺纹紧固后，接缝处周圈满焊，保证导向套筒11强度要求。
40.所述导向套筒11的侧面开设有透槽，所述透槽上固定安装导向嵌套121。
41.导向嵌套121采用高强度、耐摩擦合金钢，其安装在导向套筒11侧面的透槽上，提高了导向部位结构强度及耐磨性。
42.所述导向套筒11的下端设有环槽，所述环槽内设有滑动轴承13。
43.滑动轴承13安装在导向套筒11底部的环槽中，滑动轴承13与环槽相匹配，端部安装有止转螺丝，防止滑动轴承13转动与脱落。焊接缸筒21外壁作为导向柱面，与滑动轴承13内孔构成摩擦副，缸筒外壁作为导向柱面用来承受作动装置2往复运动时的偏载力。同时，作动装置2运行过程中，滑动轴承13固体润滑剂释放到轴承表面形成固体润滑膜，起到降低摩擦因数提高耐磨性的作用。
44.所述作动装置2包括焊接缸筒21、安装法兰28、前端盖22、后端盖23、活塞24和活塞杆25。
45.所述焊接缸筒21的下部安装有后端盖23，所述后端盖23与安装法兰28固定连接，所述焊接缸筒21的上部安装有前端盖22，所述焊接缸筒21的内部设有活塞24，所述活塞24与活塞杆25的下端固定连接，所述活塞杆25的上端穿过前端盖22与顶部法兰112固定连接，所述导向套筒11套设在作动装置2上。
46.所述焊接缸筒21包括内筒211与外筒212，所述内筒211与外筒212通过连接法兰213焊接。
47.内筒211与外筒212均采用耐腐蚀、焊接及力学性能好的优质合金钢。焊接后对焊接缸筒21整体加工，加工时保证内孔与安装法兰28垂直度要求，以及内孔和外壁同轴度要求。
48.所述外筒212的上固定安装有导向块122，所述导向块122与导向嵌套121滑动连接。
49.导向块122与安装在导向套筒11上的导向嵌套121构成导向副，防止作动装置2发生扭转，保证了作动装置2直线运动，实现了作动装置2自导向。
50.同时，作动装置2运行过程中导向块122中的固体润滑剂释放到表面形成固体润滑膜，从而获得极低的摩擦系数，有效提升导向副耐磨性及抗咬合能力。外置导向块122扭矩方向宽度尺寸设计范围更广，可抵抗较大的扭转力。
51.所述内筒211内部设有与内筒211直径匹配的活塞24，所述活塞杆25的底端固定安装在活塞24的内孔上，并与活塞24保持同心工作，所述内筒211的上端固定安装前端盖22，下端固定安装后端盖23。
52.所述前端盖22上设有透孔，所述透孔与活塞杆25相匹配，所述活塞杆25的顶端与顶部法兰112之间安装有推力关节轴承26，并使用锁紧螺母27紧固固定。
53.由于安装在导向套筒11上的滑动轴承13与缸筒外壁构成的摩擦副属于间隙配合，在作动装置2工作过程中，当导向套筒11受到较大偏载力时，不可避免地发生振动和偏斜。为避免导向套筒11振动及偏斜对活塞杆25造成影响，作动装置2的导向套筒11与活塞杆25之间安装有推力关节轴承26。推力关节轴承26的对中特性可避免活塞杆25随导向套筒11一
起发生振动与偏斜，更好地保证了作动装置2性能，提高了作动装置2使用寿命。
54.所述前端盖22和后端盖23上均设有定位凸台，所述定位凸台上设有环槽。
55.前端盖22和后端盖23上的定位凸台与内筒211紧密配合，前端盖22和后端盖23凸台上的环槽用于安装密封圈，防止液压油液泄露。
56.所述前端盖22上设有b口，所述后端盖23上设有a口。a口与无杆腔连通，b口与有杆腔连通。
57.作动装置2工作时，液压系统按照确定控制规律交替向a口或b口输入流量及压力，从而实现作动装置2活塞杆25作往复运动。由于活塞杆25与导向套筒11之间安装有推力关节轴承26，并使用锁紧螺母27紧固固定；而导向套筒11顶部法兰112加工有螺纹孔，与负载机构连接。所以，当作动装置2活塞杆25作往复运动时，活塞杆25会带动导向套筒11一起做往复运动，从而为各种机床设备、试验装置等工作机构提供驱动力。
58.实施例2
59.在实施例1的基础上，本装置侧面安装有位移传感器3，位移传感器3的上端与导向套筒11的上端连接，下端与安装法兰28连接，本装置工作时能够对作动装置2位移信号、速度信号进行实时监控，并实时将位移信号、速度信号反馈给控制系统。控制系统接收到位移信号、速度信号后，通过计算机模拟系统，计算出作动装置2的运动特性曲线，然后将控制信号反馈给液压系统，实现作动装置2振动位移及速度的闭环控制。
60.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：

1.一种抗偏载自导向作动装置，包括导向机构和作动装置，其特征在于，所述导向机构包括导向套筒，所述导向套筒包括套筒和顶部法兰，所述套筒的上端与顶部法兰焊接固定；所述作动装置包括焊接缸筒，所述焊接缸筒包括内筒与外筒，所述内筒与外筒通过连接法兰焊接成一体；所述焊接缸筒下部安装有后端盖，所述后端盖与安装法兰固定连接，所述焊接缸筒上部安装有前端盖，所述焊接缸筒内部设有活塞，所述活塞与活塞杆的下端固定连接，所述活塞杆的上端穿过前端盖与顶部法兰固定连接，所述导向套筒套设在作动装置上。2.如权利要求1所述一种抗偏载自导向作动装置，其特征在于，所述导向套筒下端设有环槽，所述环槽内设有滑动轴承，所述滑动轴承的内孔与焊接缸筒的外壁滑动连接，构成摩擦副。3.如权利要求1所述一种抗偏载自导向作动装置，其特征在于，所述导向套筒的侧面开设有透槽，所述透槽上固定安装导向嵌套。4.如权利要求3所述一种抗偏载自导向作动装置，其特征在于，所述焊接缸筒外壁安装有导向块，所述导向块与导向嵌套滑动连接，构成导向副。5.如权利要求1所述一种抗偏载自导向作动装置，其特征在于，所述顶部法兰设有凸台，所述凸台和套筒上端设有配套的螺纹，所述顶部法兰和套筒通过螺纹连接，所述顶部法兰和套筒连接后的接缝处进行焊接。6.如权利要求5所述一种抗偏载自导向作动装置，其特征在于，所述顶部法兰开设有透孔，所述透孔两端设有凹槽，所述凹槽内安装有推力关节轴承，所述活塞杆过推力关节轴承和锁紧螺母与顶部法兰固定连接。7.如权利要求1所述一种抗偏载自导向作动装置，其特征在于，所述前端盖上设有透孔，所述透孔内壁设有环槽，所述环槽内设有导向带和密封圈，所述活塞杆穿过前端盖上的透孔与导向带和密封圈相匹配。8.如权利要求7所述一种抗偏载自导向作动装置，其特征在于，所述前端盖和后端盖上均设有定位凸台，所述定位凸台上设有环槽，所述环槽内设有密封圈，所述密封圈与焊接缸筒内壁相匹配。9.如权利要求8所述一种抗偏载自导向作动装置，其特征在于，所述活塞与活塞杆的下端固定连接，所述活塞的内孔壁上设有环槽，所述环槽内设有密封圈，所述密封圈与活塞杆匹配，所述活塞的外环壁上设有环槽，所述环槽内设有导向带和密封圈，所述导向带和密封圈与焊接缸筒的内壁相匹配。10.如权利要求9所述一种抗偏载自导向作动装置，其特征在于，所述前端盖上设有b口，所述b口与有杆腔相通，所述后端盖上设有a口，所述a口与无杆腔相通。

技术总结

本实用新型涉及液压油缸技术领域，具体公开了一种抗偏载自导向作动装置，包括导向机构和作动装置，所述导向机构包括导向套筒，所述导向套筒包括套筒和顶部法兰，所述套筒的上端与顶部法兰焊接固定。所述作动装置包括焊接缸筒，所述焊接缸筒包括内筒与外筒，所述内筒与外筒通过连接法兰焊接成一体；所述焊接缸筒下部安装有后端盖，所述后端盖与安装法兰固定连接，所述焊接缸筒上部安装有前端盖，所述焊接缸筒内部设有活塞，所述活塞与活塞杆的下端固定连接，所述活塞杆的上端穿过前端盖与顶部法兰固定连接，所述导向套筒套设在作动装置上。该作动装置可抵抗偏载、防止作动装置发生扭转，同时，具有成本低，安装调试方便，安装空间小等优点。小等优点。小等优点。