一種旋轉伸縮一體化液壓缸的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及流體傳動及控制領域，具體來講是一種旋轉伸縮一體化液壓缸。
【背景技術】
[0002]目前，公知的液壓缸分普通伸縮式液壓缸和旋轉液壓缸兩種。
[0003]普通的伸縮式液壓缸借助流體壓強在活塞兩端面產生的作用力之差，克服活塞密封環和活塞桿密封環上的摩擦力后，推動活塞桿實現平移運動。
[0004]旋轉液壓缸則主要有葉片式、齒輪齒條式和螺旋式三種不同的結構形式。葉片式旋轉液壓缸通過改變油液的供給方向和壓強大小，改變驅動軸上葉片受力方向和受力大小，從而使驅動軸實現旋轉運動，可實現的最大轉角小于360度。齒輪齒條式旋轉液壓缸是借助伸縮式液壓缸推動齒輪齒條副中的齒條，使齒輪產生旋轉。螺旋式旋轉液壓缸的驅動軸軸向固定，油壓推動旋轉活塞沿軸向滑動，從而在驅動軸和缸筒之間產生扭矩并使驅動軸旋轉。
[0005]但是上述液壓缸只能實現伸縮或旋轉一種功能。現有實現伸縮和旋轉兩種功能的主要方式兩種:一種是伸縮式液壓缸的活塞桿頂部設置一個齒輪齒條式旋轉液壓缸，齒輪和活塞桿同軸。另一種是將葉片式旋轉液壓缸或者螺旋式旋轉液壓缸與雙出桿伸縮式液壓缸連接。
[0006]這兩種方式雖然實現了液壓缸的伸縮和旋轉功能，但是均為兩個不同種類液壓缸的簡單連接，實現伸縮部分的活塞桿和實現旋轉功能的結構連接方式為嚙合，且嚙合部位暴露在外，用戶需定期對嚙合部位維護保養，進行清洗、防銹蝕、加潤滑脂等工作，浪費人力物力。另外，兩個液壓缸連接后，安裝座有兩個，密封圈的數量是兩個液壓缸密封圈數量的總和，尺寸相對龐大。
【實用新型內容】
[0007]針對現有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種旋轉伸縮一體化液壓缸，實現旋轉功能的部分都設置在主缸筒內，無需對其進行維護保養，只需一個安裝座，相對減少密封圈數量，尺寸相對較小。
[0008]為達到以上目的，本實用新型采取的技術方案是:一種旋轉伸縮一體化液壓缸，包括主缸筒，以及分別位于主缸筒兩端的上端蓋和下端蓋，主缸筒內其余部分為無桿腔，主缸筒內還設有扭矩傳動軸，扭矩傳動軸分為上部、中部和下部；所述扭矩傳動軸的上部插入活塞桿底部，所述插入部分的下部套設有滑套，滑套部分設置于活塞桿內且與活塞桿固定連接，活塞桿下部的側壁向外形成一個凸肩，凸肩下方套設有伸縮活塞，且活塞桿相對于伸縮活塞轉動設置，所述伸縮活塞沿活塞桿軸向方向移動設置于主缸筒內壁；所述主缸筒無桿腔的內壁固定設有螺旋缸筒，所述扭矩傳動軸的中部和下部均位于螺旋缸筒內，扭矩傳動軸的中部由內向外依次套設有內導向套、外導向套，內導向套與扭矩傳動軸之間靜密封，內導向套相對于外導向套轉動設置，外導向套與螺旋缸筒內壁之間靜密封；所述螺旋缸筒轉動設置一個圓柱狀的螺旋活塞，螺旋活塞頂部向內凹陷形成容納腔，所述扭矩傳動軸的下部螺紋連接于所述容納腔內壁；所述主缸筒的側壁自上而下依次設有第一油口至第四油口，伸縮活塞頂部與上端蓋之間連通第一油口，螺旋缸筒頂部與伸縮活塞底部之間連通第二油口，內導向套和外導向套的底部與旋轉活塞頂部之間連通第三油口，旋轉活塞底部與下端蓋之間連通第四油口。
[0009]在上述技術方案的基礎上，所述扭矩傳動軸的上部為棱柱狀，其外切圓半徑小于扭矩傳動軸的中部半徑。
[0010]在上述技術方案的基礎上，所述滑套包括螺紋固定于活塞桿內的軸套和軸套底端的環狀邊沿，環狀邊沿設置于活塞桿和伸縮活塞的底部，且通過鎖緊螺釘與活塞桿底部固定，所述環狀邊沿和軸套一體成型，軸套內設有與扭矩傳動軸的上部相配合的通孔。
[0011]在上述技術方案的基礎上，所述伸縮活塞與活塞桿之間套設有第一法向密封圈和導向環；伸縮活塞與主缸筒之間設有軸向密封圈和導向環。
[0012]在上述技術方案的基礎上，所述伸縮活塞的頂面嵌入一個第一擋圈和一個推力滾針軸承，所述第一擋圈位于推力滾針軸承上方，且第一擋圈抵持于活塞桿的凸肩；所述伸縮活塞的底部與滑套的環狀邊沿之間同樣設有推力滾針軸承。
[0013]在上述技術方案的基礎上，所述扭矩傳動軸的中部和下部連接處設有第一環形槽，第一環形槽套設有第二擋圈；第二擋圈為兩個相對設置的半圓環形結構，通過一個卡箍合攏并固定于第一環形槽。
[0014]在上述技術方案的基礎上，內導向套和外導向套之間設有第二法向密封圈和導向環，外導向套和螺旋缸筒之間設有靜密封圈，且外導向套和螺旋缸筒之間通過第一螺紋副固定。
[0015]在上述技術方案的基礎上，所述扭矩傳動軸的中部套設有一個隔圈，隔圈設置于內導向套和外導向套下方，且隔圈與內導向套之間、隔圈與所述第二擋圈之間均設有推力滾針軸承。
[0016]在上述技術方案的基礎上，所述螺旋活塞與螺旋缸筒之間設有第三法向密封圈和導向環，第三法向密封圈位于導向環上部。
[0017]在上述技術方案的基礎上，所述螺旋活塞與螺旋缸筒之間通過第二螺紋副連接，第二螺紋副位于螺旋活塞與螺旋缸筒之間的導向環下方，螺旋活塞與扭矩傳動軸的下部通過第三螺紋副連接，且第二螺紋副和第三螺紋副的螺紋方向相反。
[0018]在上述技術方案的基礎上，所述扭矩傳動軸的中部繞其軸向設有一個第二環形槽，第二環形槽內嵌入靜密封圈。
[0019]在上述技術方案的基礎上，所述螺旋缸筒與主缸筒無桿腔的內壁之間設有三個靜密封的靜密封圈。
[0020]在上述技術方案的基礎上，所述螺旋缸筒底端向外彎折形成外邊沿，外邊沿位于主缸筒底端，所述下端蓋通過螺釘與所述外邊沿、主缸筒底端固定。
[0021]在上述技術方案的基礎上，所述上端蓋包括插入在主缸筒內的插入部分和蓋在主缸筒頂端的端頭部分，所述端頭部分與活塞桿之間設有復合密封圈和防塵圈，所述插入部分與活塞桿之間設有導向環。
[0022]本實用新型的有益效果在于:
[0023]1、本實用新型中實現旋轉功能的部分，包括扭矩傳動軸、旋轉缸筒、導向套等，均位于主缸筒內，無需對該部分進行維護保養，省時省力。
[0024]2、本實用新型在安裝時，因為是一個主缸筒，因此只需要一個安裝座，整體尺寸較小，提高了液壓缸的適用范圍。
[0025]3、扭矩傳動軸的中部套設有內、外導向套，外導向套通過螺紋副旋入缸筒壓緊隔圈，第二擋圈能夠嵌入安裝到第一環形槽內，隔圈上、下的推力滾針軸承被夾緊，有效地將將扭矩傳動軸沿軸向固定的同時，允許該軸以較低的摩擦力轉動；扭矩傳動軸和內導向套之間、扭矩傳動軸和內導向套之間設有靜密封圈，外導向套和內導向套之間設有允許相對平移和旋轉的第二法向密封圈和導向環，從而將實現螺旋式擺動油缸功能的部分和實現伸縮式油缸功能的部分有效的隔離開，達到有效密封，相對減少密封圈的數量，進一步減小液壓缸的尺寸。
[0026]4、伸縮活塞和主缸筒之間采用軸向密封件密封(能夠移動)、活塞桿和伸縮活塞之間密封采用法向密封件密封(能夠旋轉)，由于伸縮活塞和主缸筒之間的密封結構摩擦力，大于活塞桿和伸縮活塞之間之間的密封結構的摩擦力，而前者摩擦力作用力臂又大于后者，因此在活塞桿旋轉時首先產生相對旋轉的是活塞桿和伸縮活塞，也就是說該處的密封結構僅負責旋轉密封，而伸縮活塞和主缸筒之間的密封結構僅負責軸向平移運動，從而避免單個密封結構同時擔負軸向動密封和法向動密封的不利工況，提高了密封壽命和可靠性。
[0027]5、扭矩傳動軸為棱柱狀，滑套的孔與其形狀相配合，在伸縮活塞的全行程范圍內，扭矩傳動軸和滑套形成有效配合，滑套的環狀邊沿開有螺紋孔，通過螺釘與活塞桿緊固，防止滑套松脫，保證扭矩傳動軸與活塞桿的緊密配合。
【附圖說明】
[0028]圖1為本實用新型旋轉伸縮一體化液壓缸的剖面結構示意圖。