超长行程的齿轮齿条气动执行器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种超长行程的齿轮齿条气动执行器，属于执行器技术领域。其包括缸体、驱动轴和齿条活塞；所述缸体与驱动轴配合连接，驱动轴与齿条活塞啮合；其特征是：所述缸体包括左侧缸体、中间缸体和右侧缸体；所述左侧缸体、中间缸体和右侧缸体互相连接，组合成缸体；所述驱动轴和齿条活塞均位于中间缸体中。本实用新型专利技术提供的超长行程的齿轮齿条气动执行器在保证齿条活塞运动行程的同时，避免了单只缸体长度过长的困境；同时，中间缸体的设计避免了齿条活塞导向圈和密封圈在接缝处来回运动对夹具齿条活塞导向圈和密封圈的损耗。

Ultra long stroke rack and pinion pneumatic actuator

【技术实现步骤摘要】
超长行程的齿轮齿条气动执行器
本技术涉及一种超长行程的齿轮齿条气动执行器，属于执行器

技术介绍
气动执行器是用气压力驱动启闭或调节阀门的执行装置，又被称气动执行机构或气动装置，不过一般通俗的称之为气动头。气动执行器有时还配备一定的辅助装置。常用的有阀门定位器和手轮机构。阀门定位器的作用是利用反馈原理来改善执行器的性能,使执行器能按控制器的控制信号,实现准确的定位。手轮机构的作用是当控制系统因停电、停气、控制器无输出或执行机构失灵时,利用它可以直接操纵控制阀，以维持生产的正常进行。气动执行器通过气室内的气源压力推动活塞向缸体两端运动，活塞的齿条与驱动轴的齿轮在啮合作用下，驱动轴开始转动；若需要驱动轴反方向旋转，则在由另一气室内的气源压力推动活塞向缸体中间运动，活塞的齿条与驱动轴的齿轮在啮合作用下，驱动轴开始转动。齿轮齿条气动执行器在实际运用过程中，除了有驱动轴旋转行程角度90度的标准用法，还因为所配阀门的多样性，所需要的齿轮齿条气动执行器驱动轴需要更大旋转行程角度，如120度、135度、180度、270度、360度等非常规角度。齿轮齿条气动执行器的工作原理为驱动轴的齿轮与齿条活塞的齿条啮合，齿条活塞在缸体内孔里做直线运动，与齿条啮合的齿轮驱动轴沿缸体中轴方向做旋转运动。更大旋转角度的齿轮齿条气动执行器，不管是齿条活塞本身的齿条长度，还是齿条活塞的直线运动行程，相比于90度旋转角度的齿轮齿条气动执行器都会更长，因此作为齿条活塞运动的载体，缸体也就需要有足够的长度保证齿条活塞的直线运动行程。更长的缸体长度，对于内孔需要精加工的缸体来说，意味着加工难度更大。在加工缸体内孔时，更长的缸体长度，导致内孔镗刀需要更长的加工行程，相应的只能增加镗刀的刀柄长度，更长的柄长也就意味着随着镗孔的行程不断增加，在镗刀头部因为长力臂的影响，镗刀圆周方向的跳动不断加大，也就是本领域技术人员俗称的“刀甩了”，所以无法保证更加良好的缸体内孔圆度和圆柱度。这个两个形位公差的失控，意味着齿条活塞在缸体内孔里做直线运动时会有更大的损耗，导致了齿条活塞运动的平顺性，进一步导致了驱动轴输出的扭矩降低。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述不足之处，提供一种超长行程的齿轮齿条气动执行器，其可以提供超长行程的缸体结构，在保证齿条活塞运动行程的同时，避免了单只缸体长度过长的困境。本技术的技术方案，超长行程的齿轮齿条气动执行器，包括缸体、驱动轴和齿条活塞；所述缸体与驱动轴配合连接，驱动轴与齿条活塞啮合；其特征是：所述缸体包括左侧缸体、中间缸体和右侧缸体；所述左侧缸体、中间缸体和右侧缸体互相连接，组合成缸体；所述驱动轴和齿条活塞均位于中间缸体中。进一步地，所述左侧缸体、中间缸体和右侧缸体上均设有一个缸体内孔；缸体内孔贯通整个缸体；三个组合缸体上的缸体内孔大小一致，位置相同。进一步地，所述左侧缸体上设有第一定位沉孔、第一连接通孔和第一定位销孔；所述位于左侧缸体上的缸体内孔一端边缘设有第一定位沉孔；所述左侧缸体与中间缸体连接的一侧端面上设有若干个第一连接通孔和第一定位销孔。进一步地，所述中间缸体上设有定位台阶、通气孔、连接密封圈槽、连接螺纹孔和定位销配合孔；所述位于中间缸体上的缸体内孔两端边缘均设有定位台阶；所述定位台阶上还设有连接密封圈槽，和所述中间缸体两侧端面上均设有通气孔、连接螺纹孔和定位销配合孔。进一步地，所述右侧缸体上设有第二定位沉孔、第二连接通孔和第二定位销孔；所述位于右侧缸体上的缸体内孔一端边缘设有第二定位沉孔；所述右侧缸体与中间缸体连接的一侧端面上设有若干个第二连接通孔和第二定位销孔。进一步地，所述左侧缸体上设有第一定位沉孔，中间缸体上设有定位台阶，右侧缸体上设有第二定位沉孔；所述左侧缸体和中间缸体通过第一定位沉孔和定位台阶配合连接；所述右侧缸体和中间缸体通过第二定位沉孔和定位台阶配合连接。进一步地，所述左侧缸体上设有第一连接通孔和第一定位销孔；中间缸体上设有连接螺纹孔和定位销配合孔；右侧缸体上设有第二连接通孔和第二定位销孔；所述左侧缸体和中间缸体通过第一连接通孔与连接螺纹孔、第一定位销孔和定位销配合孔固定；所述中间缸体和右侧缸体通过连接螺纹孔和第二连接通孔、定位销配合孔和第二定位销孔固定。进一步地，还包括连接密封圈；所述连接密封圈设置于连接密封圈槽中；所述通气孔边缘同样设有通气孔密封圈槽，槽内设有对应的密封圈。本技术的有益效果：本技术提供的超长行程的齿轮齿条气动执行器在保证齿条活塞运动行程的同时，避免了单只缸体长度过长的困境；同时，中间缸体的设计避免了齿条活塞导向圈和密封圈在接缝处来回运动对夹具齿条活塞导向圈和密封圈的损耗。附图说明图1是本技术立体结构剖视图。图2是左侧缸体结构示意图。图3是左侧缸体右视图。图4是中间缸体结构主视图。图5是中间缸体结构侧视图。图6是右侧缸体结构示意图。图7是右侧缸体结构左视图。附图标记说明：1、缸体；11、左侧缸体；111、第一定位沉孔；112、第一连接通孔；113、第一定位销孔；12、中间缸体；121、定位台阶；122、通气孔；123、连接密封圈槽；124、连接螺纹孔；125、定位销配合孔；13、右侧缸体；131、第二定位沉孔；132、第二连接通孔；133、第二定位销孔；14、缸体内孔；2、驱动轴；3、齿条活塞。具体实施方式齿轮齿条气动执行器在实际运用过程中，除了有驱动轴旋转行程角度90度的标准用法，还因为所配阀门的多样性，所需要的齿轮齿条气动执行器驱动轴需要更大旋转行程角度，如120度、135度、180度、270度、360度等非常规角度。因为驱动轴的齿轮和齿条活塞的齿条的啮合特性，齿轮和齿条使用相同的齿模数，在这有一个简答计算齿条活塞直线运动距离的公式：L＝π*m*Z*θ/360。其中L代表齿条活塞需要运动行程的直线距离，π为圆周率，m为驱动轴齿轮的齿模数，Z为驱动轴的齿轮齿数，θ为驱动轴需要旋转的角度。驱动轴的旋转角度θ越大，对应的齿条活塞的直线运动行程L也就越大，相应的所需要的齿条上与驱动轴齿轮啮合的齿数越多，也就是齿条活塞的齿板就需要越长。更大旋转角度的齿轮齿条气动执行器，不管是齿条活塞本身的齿条长度，还是齿条活塞的直线运动行程，相比于90度旋转角度的齿轮齿条气动执行器都会更长，因此作为齿条活塞运动的载体，缸体也就需要有足够的长度保证齿条活塞的直线运动行程。更长的缸体长度，对于内孔需要精加工的缸体来说，意味着加工难度更大。从加工工艺角度来看，作为缸体内孔需要两个形位公差的控制来保证齿条活塞在运动过程中的低损耗和平顺性。一个是缸体内孔的圆度，一个是缸体内孔的圆柱度。以一个缸体内孔直径210mm的缸体为例，驱动轴旋转行程角度90度的缸体长度为361mm，在现有加工工艺条件下，可以保证缸体内孔圆度0.05mm的形位公差，缸体内孔圆柱度0.05mm的形位公差；但是驱动轴旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.超长行程的齿轮齿条气动执行器，包括缸体(1)、驱动轴(2)和齿条活塞(3)；所述缸体(1)与驱动轴(2)配合连接，驱动轴(2)与齿条活塞(3)啮合；其特征是：所述缸体(1)包括左侧缸体(11)、中间缸体(12)和右侧缸体(13)；所述左侧缸体(11)、中间缸体(12)和右侧缸体(13)互相连接，组合成缸体(1)；所述驱动轴(2)和齿条活塞(3)均位于中间缸体(12)中。/n

【技术特征摘要】
1.超长行程的齿轮齿条气动执行器，包括缸体(1)、驱动轴(2)和齿条活塞(3)；所述缸体(1)与驱动轴(2)配合连接，驱动轴(2)与齿条活塞(3)啮合；其特征是：所述缸体(1)包括左侧缸体(11)、中间缸体(12)和右侧缸体(13)；所述左侧缸体(11)、中间缸体(12)和右侧缸体(13)互相连接，组合成缸体(1)；所述驱动轴(2)和齿条活塞(3)均位于中间缸体(12)中。


2.如权利要求1所述超长行程的齿轮齿条气动执行器，其特征是：所述左侧缸体(11)、中间缸体(12)和右侧缸体(13)上均设有一个缸体内孔(14)；缸体内孔(14)贯通整个缸体(1)；三个组合缸体上的缸体内孔(14)大小一致，位置相同。


3.如权利要求2所述超长行程的齿轮齿条气动执行器，其特征是：所述左侧缸体(11)上设有第一定位沉孔(111)、第一连接通孔(112)和第一定位销孔(113)；所述位于左侧缸体(11)上的缸体内孔(14)一端边缘设有第一定位沉孔(111)；所述左侧缸体(11)与中间缸体(12)连接的一侧端面上设有若干个第一连接通孔(112)和第一定位销孔(113)。


4.如权利要求2所述超长行程的齿轮齿条气动执行器，其特征是：所述中间缸体(12)上设有定位台阶(121)、通气孔(122)、连接密封圈槽(123)、连接螺纹孔(124)和定位销配合孔(125)；所述位于中间缸体(12)上的缸体内孔(14)两端边缘均设有定位台阶(121)；所述定位台阶(121)上还设有连接密封圈槽(123)，和所述中间缸体(12)两侧端面上均设有通气孔(122)、连接螺纹孔(124)和定位销配合孔(125)。


5.如权利要求2所述超长行程的齿轮齿条...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，胡冰，何楚天，
申请(专利权)人：无锡爱圣拓克流体控制有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32