流体压力致动装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种轴向尺寸不大，工作行程较小的新型流体压力致动装置（可称其为无活塞油缸）。它一般包括，进出油口、通油孔、至少一个压力腔、刚性壳体和至少一个弹性壳体。与现有技术相比，它具有结构简单，易于制造、安装使用方便等优点。特别适用于安装空场狭小、输出力值大或输出力的方向与大小调整有特殊要求的工作场合。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种流体压力致动装置，尤其是一种轴向尺寸不大，工作行程较小的流体压力致动装置，沿用工程习惯，可称其为“无活塞油(气)缸”。由于其没有活塞和活塞杆，因此特别适合于安装空间狭小，输出力值大或者对输出力的方向和大小调整有特殊要求的工作场合中使用，如用于替代轧机的压下(推上)油缸，用于轴承和特殊销轴的间隙控制，用于机器人关节的间隙控制或模具的磨损补偿等。现有技术中做直线运动的流体压力执行元件主要有液压油缸和气缸。附图说明图1示出了一个典型的工程油缸的结构。这种油缸(包括气缸)一般包括缸体、活塞、活塞密封、活塞导向元件、活塞杆、缸盖、活塞杆导向元件、活塞杆密封和防尘圈等。受其自身结构限制，这种油缸零件较多，制造成本高而且不易维护，特别是其轴向尺寸较大，在安装空间很小且只需要很小工作行程的情况下，这种油缸往往无法使用。图2示出了我国七十年代引进的高精度板带轧机的液压压下油缸安装结构图。该轧机压下控制油缸总高为975mm，而真正用于轧制工作的行程只有3-5mm，微调轧过程中只有0.3mm以下。由此可见，在小行程工作用油缸上，由于油缸自身所需要的轴向必要空间，使轧机机架高度增加，机架的应力线增长，因而使机架整体尺寸加大，制造成本和生产维护成本增加。此外，在轧机中，为了使轧辊进出机架和轧制运动的需要，轧机机架与轧辊轴承座之间都有间隙。但是这个间隙却给轧制精度的提高带来了不利影响。可用现有的缸是无法解决这一问题的，因为没有空间位置安装现有的油缸。现有的油缸，不管是活塞缸还是柱塞缸都存在着运动密封磨损而造成泄漏问题，无论内泄还是外泄都将影响油缸正常工作并污染环境。本专利技术的一个目的在于克服现有技术中流体压力执行元件存在的缺陷，提供一种没有活塞和活塞杆的新型流体压力致动装置，其轴向尺寸不大，工作行程较小。本专利技术的另一个目的是提供一种输出力值大小容易控制，输出力的方向可以根据需要来改变的流体压力致动装置。本专利技术的再一个目的是提供一种用于各种工作场合中间隙的调整、控制与补偿的流体压力致动装置，它可以应用在现代机器人的关节上，也可以用于轴承、销轴或传动轴上，还可以用于各种模具的阳模上。本专利技术的目的是这样实现的一种流体压力致动装置，包括进出油口、通油孔、至少一个压力腔、刚性壳体和至少一个弹性壳体，所述的进出油口和通油孔设在刚性壳体上或弹性壳体的非工作区域上，所述的弹性壳体的工作表面与刚性壳体的支承表面具有相同的形状或不同的形状，所述的刚性壳体和弹性壳体在非工作区形成密封结构。在刚性壳体支承面和弹性壳体工作面之间设有通油槽，所述的通油槽与压力腔连接。所述的压力腔在刚性壳体和弹性壳体之间形成。所述的弹性壳体的工作面与密封结构的弹性壳体之间设置有弹性变形层;该层可以是单层结构，也可以是多层复合结构，该层构成压力腔的一部分。所述弹性壳体的工作面是平面。所述弹性壳体的工作表面是关于轴线对称的环形曲面。所述弹性壳体的工作表面是圆柱形表面。所述弹性壳体的工作表面是半球面或部分球面或球面。所述弹性壳体的工作表面是非二次曲线表面。所述的弹性壳体是弹性变形层，该变形层可以是单层结构，也可以是多层复合结构。所述的弹性壳体由弹簧钢或弹性好的合金材料或复合材料制造，所述的刚性壳体可由普通钢或弹簧钢制造。所述的密封结构为永久式密封。该装置上可以安装压力传感器和位移传感器。该流体压力致动装置用于板轧机带中作为压下油缸使用。该流体压力致动装置可用于销轴的间隙调整，还可用于传动轴的制动。该流体压力致动装置可用于机器人的人工关节。该流体压力致动装置可以用于机械磨擦副的磨损补偿，也可以用于模具磨损补偿。本专利技术的流体压力致动装置(或称为无活塞油缸)与现有技术中的流体压力执行元件(油缸或气缸)相比，具有以下特点1、没有活塞、活塞杆和活塞密封等零件，具有结构简单、易于制造、安装使用方便的优点，而且不需要维护和检修。2、轴向尺寸很小，其轴向尺寸为现有油缸轴向尺寸的三分之一以下，甚至是十分之一以下。3、本专利技术的流体压力致动装置的工作行程很小，一般在5至10mm以下，特别适于在工作行程为3-0.001mm的工作场合中使用，而且单位体积下其输出力值远远大于现有的油缸。4、没有动密封，不存在密封磨损与泄漏等问题，其静密封可以设计成永久式密封形式，如焊接密封，因而其使用寿命长。5、本专利技术的流体压力致动装置，不仅具有呈直线位移的力值输出，而且可以沿轴对称的曲面输出载荷或沿以圆点对称的球面输出载荷，甚至可以沿非二次曲线的表面输出载荷。6、由于本专利技术的流体压力致动装置的上述特点，所以其应用非常广泛，例如(1)用于替代轧机的液压压下油缸，可以减小轧机机架尺寸并缩短轧制应力线，降低了轧机制造成本;(2)用于销轴和轴承的间隙控制与调整;(3)球面垫处的预应力的控制与调整;(4)用于夹紧机构，如液压螺母;(5)用于机器人的人工关节，现有技术中的人工关节和关节轴承一般是间隙配合，在力传递过程中这些配合公差积累起来就带来了传递误差。即使是过渡配合和过盈配合，也存在磨损后的间隙问题，采用本专利技术的装置就可以解决这一问题，在本专利技术的致动装置中通过对压力P的控制，就可以按照实际需要来调整人工关节之间的间隙和比压。下面参照附图对本专利技术的实施例做进一步的描述。图1是现有技术中典型的工程油缸的剖面示意图;图2是现有技术中液压压下油缸安装在板带轧机机架上的结构示意图;图3是本专利技术的流体压力致动装置的剖面结构图，也是本专利技术的第一个实施例;图4是图3中的流体压力致动装置替代图2中的液压压下油缸的安装结构示意图;图5是本专利技术的第二实施例的简图，其与图3的不同之处在于弹性层为多层材料复合结构;而且材料可以是不同材质总合而成;图6是本专利技术的第三实施例的剖面示意图;其与图3的不同之处在于它是由两个弹性壳体组成，以增加工作行程;图7是本专利技术的第四实施例的剖面示意图;图8是本专利技术的第五实施例的剖面示意图;图9是本专利技术的第六实施例的剖面示意图;图10是本专利技术的第七实施例的剖面示意图;图11是本专利技术的第八实施例的剖面示意图;图12是本专利技术的第九实施例的剖面示意图;图13是本专利技术的第十实施例的剖面示意图;图14是本专利技术的第十一实施例的剖面示意图;图中机械密封1;压力腔2、22、32、42;弹性变形层3、23、33、43;位移传感器4;承压垫5;位移传感器密封6;弹性壳体7、27、37、47、57、67、77、87、97;导向接合面8;压力传感器9;刚性壳体10、20、30、40、50、60、70;通油槽11;压力传感器通油孔12;堵盖13;环形槽14;通油孔15;进出油口16;轧机机架25;承压体100、200、300、400、500、600、700、800;参见图3和图4，特别是图3示出本专利技术的流体压力致动装置(或称无活塞油缸)的详细结构。它一般由弹性壳体7和刚性壳体10两大部分组成，图中弹性壳体7的工作表面部分的直径由φ2表示，刚性壳体10的直径由φ1表示。进出油口16和通油孔15均开在刚性壳体10上，环形油槽14位于弹性壳体7和刚性壳体10之间，环形油槽14与压力腔2经通油槽11连通。压力腔2设置弹性壳体7的径向外侧，其外壁为弹性变形层3，弹性变形层3的外侧仍为弹性壳体7的一部分，它与刚性壳体10的一部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体压力致动装置，其特征在于：它包括进出油口、通油孔、至少一个压力腔、刚性壳体和至少一个弹性壳体，所述的进出油口和通油孔设在刚性壳体上或弹性壳体的非工作区域上，所述的弹性壳体的工作表面与刚性壳体的支承表面具有相同的形状或不同的形状，所述的刚性壳体和弹性壳体在非工作区形成密封结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：綦建前，
申请(专利权)人：冶金工业部自动化研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]