齿轮齿条式气动执行器制造技术

本发明专利技术公开一种齿条式气动执行器，属于气动执行器领域。活塞间隙固定两个活塞半环，活塞半环断面为斜面，两个活塞半环之间的间隙槽中安装活塞密封圈，活塞密封圈从一个活塞半环一侧经过断面间隙绕至另一个活塞半环的另一侧；基于同一思路，在活塞的一端绕活塞圆周开设活塞密封圈槽，活塞密封圈槽型为类横向拉伸的“Z”字型，两直线部分与活塞端面平行，斜线部与直线部成钝角，且圆弧过渡连接，“Z”字型槽开设在活塞圆柱面半圆周，在另一半圆周开设反“Z”字型槽，该两“Z”字型槽相对于齿条对称平面对称，且在活塞圆周组成完整闭合的密封圈槽，活塞密封圈固定安装在活塞密封圈槽内。具有执行器使用寿命长，维修频率低且维修简便快捷的优点。

Rack and pinion pneumatic actuator

【技术实现步骤摘要】
齿轮齿条式气动执行器
本专利技术涉及气动执行器
，具体为齿轮齿条式气动执行器。
技术介绍
气动执行器是一种用来开启和关闭阀门的执行装置，广泛用在石油化工和冶金等工业领域，绝大部分用在远程控制上。目前气动执行器的执行机构主要有活塞式、拨叉式、隔膜式和齿轮齿条式，其中齿轮齿条式气动执行机构的结构简单、体积小，外形美观，因此应用非常广泛。齿轮齿条式气动执行机构尤其以一体式气缸最为普遍，但其还存在不完善的地方：齿条齿列分度平面是受力中心面，与活塞受气压力中心线偏移一个齿轮分度圆半径，在工作中对活塞产生非常大的转矩，需要通过缸壁限制活塞环和齿条承垫来抵消气压对活塞的转矩，从而造成缸壁、活塞环及齿条承垫磨损快，使用寿命降低。而且在双作用式齿轮齿条气动执行器设计时，齿轮轴直径也不能设计得更大些，也就是在同等的气缸径条件下，扭矩不能做得再大些。单作用式齿轮齿条气动执行器中弹簧的回复力方向也作用在活塞中心线上，因此也存在同样的缺陷。
技术实现思路
为解决现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种齿轮齿条式气动执行器。本专利技术的技术方案是：本专利技术第一方面提供一种齿轮齿条式气动执行器，包括气缸体、左活塞、右活塞、左齿条、右齿条、齿轮轴、活塞密封圈和固定安装在气缸体两端的左、右端盖；所述左活塞、右活塞分别安装在气缸体内的左、右两侧；所述左活塞、右活塞通过其各自分别带有的左齿条、右齿条连动齿轮轴；所述齿轮轴贯穿气缸体内中心上下；所述左活塞、右活塞上分别间隙固定两活塞半环，且活塞半环的断面均为斜面，在两个活塞半环之间的间隙槽中安装有活塞密封圈，且活塞密封圈从一个活塞半环的一侧经过断面间隙绕至另一个活塞半环的另一侧。优选地，每个所述活塞半环通过螺钉固定在活塞上。本专利技术第二方面提供一种齿轮齿条式气动执行器，包括气缸体、左活塞、右活塞、左齿条、右齿条、齿轮轴、活塞密封圈和固定安装在气缸体两端的左、右端盖；所述左活塞、右活塞分别安装在气缸体内的左、右两侧；所述左活塞、右活塞通过其各自分别带有的左齿条、右齿条连动齿轮轴；所述齿轮轴贯穿气缸体内中心上下；在所述左活塞、右活塞的一端绕活塞圆周开设活塞密封圈槽；所述活塞密封圈槽型为类横向拉伸的“Z”字型，两直线部分与活塞端面平行，斜线部与直线部成钝角，且圆弧过渡连接，“Z”字型槽开设在活塞圆柱面半圆周，在另一半圆周开设反“Z”字型槽，该两“Z”字型槽相对于齿条对称平面对称，且在活塞圆周组成完整闭合的密封圈槽；所述活塞密封圈固定安装在活塞密封圈槽内。根据前述第一方面或第二方面所述的齿轮齿条式气动执行器，还包括弹簧独立体；所述弹簧独立体由壳体、弹簧组和弹簧顶杆构成；所述弹簧组的一端固定在壳体内的一端，所述弹簧组的另一端固定连接弹簧顶杆的一端；所述弹簧顶杆的另一端穿出壳体内的另一端；所述左端盖和右端盖的外侧均固定连接弹簧独立体；所述左端盖、右端盖均开设供弹簧顶杆活动的透孔；所述弹簧顶杆头部分别通过左端盖、右端盖上开设的透孔嵌入到左活塞和右活塞的外端面，左弹簧独立体、右弹簧独立体的受力中心分别与左齿条齿列、右齿条齿列的分度平面中心重合。优选地，所述透孔均配合密封堵。优选地，所述左端盖和右端盖的外侧均螺纹连接弹簧独立体。本专利技术的有益效果：本专利技术的齿轮齿条式气动执行器活塞半环、活塞上开错位密封圈槽和弹簧独立体的设计能消除绝大部分活塞环对气缸壁的压力，大大减少了活塞环的磨损，也减少了活塞密封圈、齿条承垫和气缸的磨损，增加执行器的使用寿命，降低维修频率。通过改变活塞密封圈错位的大小，可以消除活塞环和齿条承垫对缸壁的压力，所以可以增加齿轮轴直径来增大执行器的扭矩，来实现大扭矩气动执行器；进一步地，弹簧独立体的设计还能使得单作用与双作用齿轮齿条式气动执行器之间实现快速转换，实用性加强，且安装、更换、维修简单。附图说明图1为实施方式一具有活塞半环的双作用式气动执行器工作0°位置主视剖面图；图2为实施方式一具有活塞半环的双作用式气动执行器工作0°位置俯视剖面图；图3为实施方式二活塞开槽的双作用式气动执行器工作0°位置俯视剖面图；图4为实施方式二具有错位活塞密封圈槽的右活塞齿条组件结构示意图；图5为现有齿轮齿条式气动执行器中活塞的结构和受力状况示意图；图6为实施方式一气动执行器活塞半环与活塞安装方向图；图7为实施方式一具有活塞半环的双作用式气动执行器工作90°位置俯视剖面图；图8为实施方式三中弹簧独立体的结构示意图；图9为实施方式三具有活塞半环的单作用齿轮齿条式气动执行器俯视剖面图；图10为实施方式三具有错位活塞密封圈槽的单作用齿轮齿条式气动执行器0°位置俯视剖面图；其中，1—气缸体；2—左端盖；3—右端盖；4—左活塞；5—右活塞；6—左齿条；7—右齿条；8—活塞半环；9—活塞半环螺钉；10—活塞密封圈；11—齿条承垫；12—中间腔通气孔；13—两端腔通气孔；14—齿轮轴；15—端盖固定螺钉；16—弹簧顶杆；17—开设有透孔的左端盖；18—开设有透孔的右端盖；19—左弹簧独立体；20—右弹簧独立体；21—活塞环22—活塞密封圈槽；23—壳体；24—弹簧组；25—透孔。具体实施方式下面结合附图1～10，对本专利技术的具体实施方式进行详述。实施方式一：本专利技术第一方面提供的齿轮齿条式气动执行器，如图1和图2所示，包括气缸体1、左活塞4、右活塞5、左齿条6、右齿条7、齿条承垫11、齿轮轴14、活塞半环8、活塞密封圈10和固定安装在气缸体两端的左端盖2、右端盖3；所述左活塞4、右活塞5分别安装在气缸体1内的左、右两侧；所述左活塞4、右活塞5通过其各自分别带有的左齿条6、右齿条7连动齿轮轴14；左齿条6左侧与左活塞4制成一体，右齿条7右侧与右活塞5制成一体；所述左齿条6的右侧背部和右齿条7的左侧背部均安装有齿条承垫11；所述齿轮轴14贯穿气缸体1内中心上下；所述左活塞4、右活塞5上分别间隙固定活塞半环8，且活塞半环8的断面均为斜面，在两个活塞半环8之间的间隙槽中安装有活塞密封圈10，且活塞密封圈10从一个活塞半环8的一侧经过断面间隙绕至另一个活塞半环8的另一侧。实施方式二：基于第一方面提供的齿轮齿条式气动执行器的同一思路，本专利技术第二方面提供的齿轮齿条式气动执行器，如图3所示，包括气缸体1、左活塞4、右活塞5、左齿条6、右齿条7、齿条承垫11、齿轮轴14、活塞密封圈10、活塞环21、活塞密封圈槽22和固定安装在气缸体两端的左端盖2、右端盖3；所述左活塞4、右活塞5分别安装在气缸体1内的左、右两侧；所述左活塞4、右活塞5通过其各自分别带有的左齿条6、右齿条7连动齿轮轴14；左齿条6左侧与左活塞4制成一体，右齿条7右侧与右活塞5制成一体；所述左齿条6的右侧背部和右齿条7的左侧背部均安装有齿条承垫11；所述齿轮轴14贯穿气缸体1内中心上下；如图4所示，分别在所述左活塞4、右活塞5的一端绕活塞圆周开设活塞密封圈槽；所述活塞密封圈槽型为类横向拉伸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种齿轮齿条式气动执行器，包括气缸体、左活塞、右活塞、左齿条、右齿条、齿轮轴、活塞密封圈和固定安装在气缸体两端的左、右端盖；所述左活塞、右活塞分别安装在气缸体内的左、右两侧；所述左活塞、右活塞通过其各自分别带有的左齿条、右齿条连动齿轮轴；所述齿轮轴贯穿气缸体内中心上下；其特征在于：所述左活塞、右活塞上分别间隙固定两个活塞半环，且活塞半环的断面均为斜面，在两个活塞半环之间的间隙槽中安装有活塞密封圈，且活塞密封圈从一个活塞半环的一侧经过断面间隙绕至另一个活塞半环的另一侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种齿轮齿条式气动执行器，包括气缸体、左活塞、右活塞、左齿条、右齿条、齿轮轴、活塞密封圈和固定安装在气缸体两端的左、右端盖；所述左活塞、右活塞分别安装在气缸体内的左、右两侧；所述左活塞、右活塞通过其各自分别带有的左齿条、右齿条连动齿轮轴；所述齿轮轴贯穿气缸体内中心上下；其特征在于：所述左活塞、右活塞上分别间隙固定两个活塞半环，且活塞半环的断面均为斜面，在两个活塞半环之间的间隙槽中安装有活塞密封圈，且活塞密封圈从一个活塞半环的一侧经过断面间隙绕至另一个活塞半环的另一侧。


2.根据权利要求1所述的齿轮齿条式气动执行器，其特征在于：每个所述活塞半环通过螺钉固定在活塞上。


3.一种齿轮齿条式气动执行器，包括气缸体、左活塞、右活塞、左齿条、右齿条、齿轮轴、活塞环、活塞密封圈和固定安装在气缸体两端的左、右端盖；所述左活塞、右活塞分别安装在气缸体内的左、右两侧；所述左活塞、右活塞通过其各自分别带有的左齿条、右齿条连动齿轮轴；所述齿轮轴贯穿气缸体内中心上下；其特征在于：分别在所述左活塞、右活塞的一端绕活塞圆周开设活塞密封圈槽；所述活塞密封圈槽型为类横向拉伸的“Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁毅，
申请(专利权)人：丁毅，
类型：发明
国别省市：辽宁;21