一种双向保压回转油缸论文和设计-孙贤青

全文摘要

本实用新型涉及回转油缸领域，尤其涉及一种双向保压回转油缸。包括回转轴、活塞和缸体，活塞设置于回转轴与缸体紧密配合形成的腔体中间并且能够在腔体内来回移动，活塞与回转轴内壁之间形成第一油室，缸体内壁与活塞之间形成第二油室，回转轴位于第一油室内的侧壁轴向设有保压腔，保压腔由后保压腔和前保压腔组成，后保压腔内设有通往第二油室的第二油道，保压腔内设有保压阀组，保压阀组由后保压阀组和前保压阀组组成，前保压阀组的出油口与第一油室相通，后保压阀组的出油口通过第二油道与第二油室相通。通过设置两个独立的油道分别通往活塞所在的第一油室和第二油室，在回转轴上设置保压腔，实现了不论是工件的压紧还是撑紧均可以保压。

主设计要求

1.一种双向保压回转油缸，包括回转轴（1）、活塞（2）和缸体（3），所述活塞（2）设置于回转轴（1）与缸体（3）紧密配合形成的腔体之中间并且能够在所述腔体内来回移动，所述活塞（2）与回转轴（1）内壁之间形成第一油室（4），所述缸体（3）内壁与活塞（2）之间形成第二油室（5），其特征在于，所述回转轴（1）位于第一油室（4）内的侧壁轴向设有保压腔（10），所述保压腔（10）由后保压腔（11）和前保压腔（12）组成，所述后保压腔（11）内设有通往第二油室（5）的第二油道（51），所述保压腔（10）内设有保压阀组，所述保压阀组由后保压阀组（11a）和前保压阀组（12a）组成，所述前保压阀组（12a）的出油口与第一油室（4）相通，所述后保压阀组（11a）的出油口通过第二油道（51）与第二油室（5）相通。

设计方案

2.根据权利要求1所述的双向保压回转油缸，其特征在于，所述保压阀组的阀体上设有密封结构（11a1），所述密封结构（11a1）将后保压腔（11）隔离为互相密封的前腔室（11b）和后腔室（11c），所述阀体的侧壁分别与前腔室（11b）和后腔室（11c）连通，所述后腔室（11c）中的阀体内设有弹簧和密封球，所述前腔室（11b）和后腔室（11c）通过弹簧和密封球所在通道导通，所述前腔室（11b）内设有换向阀芯（11d）。

3.根据权利要求2所述的双向保压回转油缸，其特征在于，所述回转轴（1）的圆柱壁内设有进油道（13）、出油道（15）和换向油道（14），所述进油道（13）和出油道（15）与前腔室（11b）连通，所述换向油道（14）与换向阀芯（11d）远离密封球的一侧连通。

4.根据权利要求1所述的双向保压回转油缸，其特征在于，所述后保压阀组（11a）的出油口设置于后腔室（11c）侧壁上。

5.根据权利要求1所述的双向保压回转油缸，其特征在于，所述前保压阀组（12a）的出油口设置于阀体内弹簧所在的弹簧座（12e）上。

6.根据权利要求2所述的双向保压回转油缸，其特征在于，所述保压腔（10）的前腔室（11b）所在的侧壁上设有两个油槽（10a），两所述油槽（10a）往保压腔（10）外侧突出并且分别与出油道（15）和进油道（13）连通。

7.根据权利要求3所述的双向保压回转油缸，其特征在于，所述进油道（13）、出油道（15）和换向油道（14）的起始端的侧壁上设有三个进油槽（10b），三个所述进油槽（10b）往所述回转轴（1）的侧壁内侧凹进并且分别与所述进油道（13）、出油道（15）和换向油道（14）连通。

8.根据权利要求6所述的双向保压回转油缸，其特征在于，所述保压腔（10）所在的回转轴（1）的侧壁上设有用于安装保压阀组的螺纹孔（10c）。

9.根据权利要求7所述的双向保压回转油缸，其特征在于，所述回转轴（1）上还套设有进油环（6），所述进油环（6）内外侧均设有环形油槽（61），所述环形油槽（61）上设有进油孔（62），内侧环形油槽（61）与进油槽（10b）相对应。

10.根据权利要求9所述的双向保压回转油缸，其特征在于，进油环（6）两侧还设有润滑孔（63），所述润滑孔（63）之间设有轴向贯通的润滑通道（64）。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及回转油缸领域，尤其涉及一种双向保压回转油缸。

背景技术

液压传动结构一般包括液压泵和液压缸，通过液压泵输出的油压来控制液压缸的运动状态，液压缸输出的运动一般为直线运动和回转运动，在需要执行回转运动的机械传动领域中，就需要用到回转油缸；回转油缸是一个装配紧密的配件，它在很小的空间里运用液压集合了非常高的转矩，通常被应用于机械加工机床上，特别是为机床加工的零件安装提供夹紧力，操作非常方便。然而现有技术中的回转油缸在加工过程中，可能会遇到机床突然断电或者是液压泵突然失压的情况，此时回转油缸便会停止工作使零件松脱，安全性较低。

2018年09月14日中国发明专利公开了一种带保压阀功能的回转油缸，公开号为CN108533569，如附图1所示，在筒状本体01a和端盖01b围成的腔体内设有可在腔体内前后移动的大活塞02，大活塞02内设有保压阀03，保压阀03与大活塞02所在的后侧腔室04连通，大活塞02上设有油道一02a，油道一02a与大活塞02所在的前腔室05连通，大活塞02上还设有油道二02b，油道二02b与大活塞02上的环形槽02c连通，环形槽02c与保压阀03中部连通，在保压阀03前侧还设有小活塞06，小活塞06与大活塞02所在的前腔室05连通，小活塞06在前腔室05液压的压力推动下往前移动可以推开保压阀03里的钢球。在正常工作下，往油道二02b通油时，油通过环形槽02c进入到保压阀03的中间部分，并在油压的作用下将保压阀03的钢珠顶开而使保压阀03处于持续打开的状态，使的油道二02b与后侧腔室04一直处于连通状态，在后侧腔室04充油过程中，液压推动大活塞02前移直至到达极限位置，此时工件一直处于被夹紧状态；当在工件的夹紧状态下遇到供油中断或者是车床停电的情况下，保压阀03会因为油道二02b内的油压变小而重新关闭，这样处于后侧腔室04中的油液无法排出，油压不变，便起到了保压的作用，从而使工件依然保持夹紧状态，避免了工件出现松动而影响到工件的后续加工精度；当需要松开工件时，需要往油道一02a中持续供油，油道一02a与小活塞06的后端相连通，通过油压的作用，小活塞06被推动，其前端顶开钢珠，从而打开保压阀03，从而使后侧腔室04中的油通过油道二02b释放出来，从而使大活塞02往后移动，从而将工件松开。然而上述现有技术在实际生产过程中存在以下缺陷：1、必须保证油道一与油道二不能同时供油，否则有可能导致小活塞的误动作而损坏液压泵；2、同一腔室的供油与排油采用同一油道，有可能导致后腔室油压过大钢球无法打开，油无法排出的情况发生；3、仅能保证单方向的保压，另一个方向无法保持压力，即仅能实现工件的压紧保压功能，无法实现工件的撑紧保压功能。

鉴于上述现有的保压回转油缸存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种双向保压回转油缸，使其更具有实用性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的主要技术问题是: 提供一种双向保压回转油缸，实现回转油缸的双向保压功能。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种双向保压回转油缸，包括回转轴、活塞和缸体，所述活塞设置于回转轴与缸体紧密配合形成的腔体中间并且能够在所述腔体内来回移动，所述活塞与回转轴内壁之间形成第一油室，所述缸体内壁与活塞之间形成第二油室，所述回转轴位于第一油室内的侧壁轴向设有保压腔，所述保压腔由后保压腔和前保压腔组成，所述后保压腔内设有通往第二油室的第二油道，所述保压腔内设有保压阀组，所述保压阀组由后保压阀组和前保压阀组组成，所述前保压阀组的出油口与第一油室相通，所述后保压阀组的出油口通过第二油道与第二油室相通。

进一步地，所述保压阀组的阀体上设有密封结构，所述密封结构将后保压腔隔离为互相密封的前腔室和后腔室，所述阀体的侧壁分别与前腔室和后腔室连通，所述后腔室中的阀体内设有弹簧和密封球，所述前腔室和后腔室通过弹簧和密封球所在通道导通，所述前腔室内设有换向阀芯。

进一步地，所述回转轴圆柱壁内设有进油道、出油道和换向油道，所述进油道和出油道与前腔室连通，所述换向油道与换向阀芯远离密封球的一侧连通。

进一步地，所述后保压阀组的出油口设置于后腔室侧壁上。

进一步地，所述前保压阀组的出油口设置于阀体内弹簧所在的弹簧座上。

进一步地，所述保压腔的前腔室所在的侧壁上设有两个油槽，两所述油槽往保压腔外侧突出并且分别与出油道和进油道连通。

进一步地，所述进油道、出油道和换向油道的起始端的侧壁上设有三个进油槽，三个所述进油槽往所述回转轴的侧壁内侧凹进并且分别与所述进油道、出油道和换向油道连通。

进一步地，所述保压腔所在的回转轴的壁上设有用于安装保压阀组的螺纹孔。

进一步地，所述回转轴上还套设有进油环，所述进油环内外侧均设有环形油槽，所述环形油槽上设有进油孔，内侧环形油槽与进油槽相对应。

进一步地，进油环两侧还设有润滑孔，所述润滑孔之间设有轴向贯通的润滑通道。

本实用新型的有益效果为：通过设置两个独立的油道分别通往活塞所在的第一油室和第二油室，在回转轴上设置保压腔，实现了不论是工件的压紧还是撑紧均可以保压。通过换向阀芯及换向油道的设置，可以实现任意油室的泄压，灵活方便。通过两独立的进油和出油通道的设置，操作简单，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为背景技术中带有保压功能的回转油缸的剖视图；

图2为本实用新型中双向保压回转油缸的爆炸图；

图3为本实用新型中回转轴、活塞和油缸的剖视图；

图4为本实用新型中回转轴的结构示意图；

图5为图3中Ⅰ部分的局部放大图；

图6为图3中Ⅱ部分的局部放大图；

图7为本实用新型中回转轴结构的剖视图；

图8为本实用新型中保压腔与进油道、出油道和换向油道连接结构示意图；

图9为本实用新型中回转轴组件的爆炸图；

图10为本实用新型中进油环的剖视图；

图11为本实用新型中双向保压回转油缸的整体结构剖视图；

附图标记： 01a-筒状本体、01b-端盖、02-大活塞、02a-油道一、02b-油道二、02c-环形槽、03-保压阀、04-后侧腔室、05-腔室、06-小活塞、1-回转轴、2-活塞、3-缸体、4-第一油室、5-第二油室、6-进油环、7-轴承、9-进油壳、10-保压腔、10a-油槽、10b-进油槽、10c-螺纹孔、11-保压腔、11a-保压阀组、11a1-密封结构、11b-前腔室、11c-后腔室、11d-换向阀芯、12-保压腔、12a-保压阀组、12e-弹簧座、13-进油道、14-换向油道、15-出油道、51-第二油道、61-环形油槽、62-进油孔、63-润滑孔、64-润滑通道。

具体实施方式

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。

如图3和图4所示，一种双向保压回转油缸，包括回转轴1、活塞2和缸体3，活塞2设置于回转轴1与缸体3紧密配合形成的腔体中间并且能够在腔体内来回移动，活塞2与回转轴1内壁之间形成第一油室4，缸体3内壁与活塞2之间形成第二油室5，回转轴1位于第一油室4内的内壁轴向设有保压腔10，保压腔10由后保压腔11和前保压腔12组成，后保压腔11内设有通往第二油室5的第二油道51，保压腔10内设有保压阀组，保压阀组由后保压阀组11a和前保压阀组12a组成，前保压阀组12a的出油口与第一油室4相通，后保压阀组11a的出油口通过第二油道51与第二油室5相通。

如图2和图9所示，本双向保压回转油缸的回转轴1装设于进油壳9内，且回转轴1上还套设有进油环6，进油环6两端固定有轴承7，将轴承7安装在回转轴1上然后安装于进油壳9上，回转油缸主要应用在车床主轴箱上，使用时将油缸安装在主轴后端，穿设在主轴内的拉管后端伸入油缸内并与活塞2相连，这样油缸固定，并通过活塞的前后移动来带动主轴前端的夹头或卡盘向前压紧或者向后撑紧工件。当车床断电或者油泵停止供油时，由于前保压阀组12a和后保压阀组11a的保压作用，油压保持不变，既可以保证压紧力不变又能保证撑紧力不变。

具体地，如图5和图6所示，保压阀组的阀体上设有密封结构11a1，密封结构11a1将后保压腔11隔离为互相密封的前腔室11b和后腔室11c，阀体的侧壁分别与前腔室11b和后腔室11c连通，后腔室11c中的阀体内设有弹簧和密封球，前腔室11b和后腔室11c通过弹簧和密封球所在通道导通，前腔室11b内设有换向阀芯11d。

本双向保压回转油缸的保压腔10中设置的保压阀组将保压腔隔离为前腔室11b和后腔室11c，两个腔室通过保压阀阀体侧面的通孔进入到阀体内，在阀体内通过密封球实现两个腔室的导通或者关闭，一般情况下在弹簧的压力下，两个腔室是被密封球密封而封闭的，只有在前腔室11b内油压较大将密封球顶开时前腔室11b内的油才可以进入到后腔室11c内部。进一步地，在前腔室11b所在的阀体内部还设有换向阀芯，换向阀芯的作用是借助外力的推动顶开密封球，从而是密封球持续打开，实现油可以从后腔室11c进入到前腔室11b，实现油的换向功能。

为了使油进入到前腔室11b内以及用油推动换向阀芯的移动，如图4、图7所示，回转轴1的圆柱壁内设有进油道13、出油道15和换向油道14，进油道13和出油道15与前腔室11b连通，换向油道14与换向阀芯11d远离密封球的一侧连通。

在上述双向保压回转油缸中，设置有油道通往前腔室11b，实现油从外部进入到前腔室11b内部，此外还设置有换向油道14与换向阀芯的背面所在的腔室接通，从而独立地控制换向阀芯的动作，在换向阀动作后，其返回的方式是借助于弹簧推密封球时密封球与换向阀芯接触从而将换向阀芯推回原位。

在上述实施例中，油进入到前腔室11b借助油压顶开密封球进入到后腔室11c中，为了使进入后腔室11c后的油进入到第一油室4和第二油室5中，后保压阀组11a的出油口设置于后腔室11c侧壁上。前保压阀组12a的出油口设置于阀体内弹簧所在的弹簧座12e上。由于第二油道51设置于回转轴1和缸体3内，故直接在后腔室11c侧壁上与回转轴上的第二油道51连通，使进入后腔室11c的油经过第二油道51进入到第二油室。如图2和图3所示，由于保压阀组直接安装在第一油室内的回转轴1的内壁上，保压阀组的安装面与第一油室接触，采用直接将前保压阀组12a顶部开孔的方式实现了前保压腔12的后腔室11c与第一油室4直接连通。

为了详细描述保压腔10与进油道13、出油道15的具体连接方式，如图8所示，保压腔10的前腔室11b所在的侧壁上设有两个油槽10a，两油槽10a往保压腔10外侧突出并且分别与出油道15和进油道13连通。由于换向阀芯的设置，保压腔的油进口端需设置在换向阀芯前侧，以免换向阀芯堵住进油通道从而导致油泵的损坏，故在换向阀芯与密封球之间的侧壁上设置油槽，油槽与进油道或出油道连通，加工工艺简单容易实现。

由于进油道13、出油道15和换向油道14设置在回转轴1的圆柱壁内，为了实现从圆柱壁外侧注油，如图4所示，进油道13、出油道15和换向油道14的起始端的侧壁上设有三个进油槽10b，三个进油槽10b往回转轴1的侧壁内侧凹进并且分别与进油道13、出油道15和换向油道14连通。在上述双向保压回转油缸中，由于三个油道均设置在圆柱形的回转轴侧壁内，为了实现将外部的油注入到油道中去，在回转轴侧壁上设置了与保压腔油槽类似的进油槽，通过油槽将油注入到油道中去。

关于保压阀组的安装，保压腔10所在的回转轴1的内壁上设有用于安装保压阀组的螺纹孔10c。在上述双向保压回转油缸中，保压阀组通过压盖的形式密封，通过最外侧的压板和螺钉的配合，将整个保压阀组螺接在与回转轴的保压腔内。

为了实现油从进油壳进入到回转轴1的油道内，如图9和图10所示，回转轴1上还套设有进油环6，进油环6内外侧均设有环形油槽61，环形油槽上设有进油孔62，内侧环形油槽61与进油槽10b相对应。回转轴上套设的进油环6外侧设置有两条环形油槽，两油槽之间使用密封圈互相隔离，在进油环内侧相应位置同样设置有油槽，外部的油槽与内部的油槽通过进油孔62连通，内部的油槽与回转轴侧壁上的进油槽10b对应，从而使油通过进油环进入到对应的油道内。

由于进油环6的两端设有轴承7，为了使轴承7得到充分的润滑，进油环6两侧还设有润滑孔63，润滑孔63之间设有轴向贯通的润滑通道64。

如图9所示，在具体加工时，进油壳9的两侧各设有进出油口和换向油口，当往与第一油室4连通的进出油口注油时，油顶开第一油室所在的保压阀组的密封球进入到第一油室内，同时往进油壳9的另一侧的换向油口注油，此时与第二油室5相连的保压阀在换向阀芯的推动下打开，第二油室5内的油通过进出油口回油，第一油室4内的油压推动活塞往第二油室5方向移动直至工件夹紧，反之往反向移动实现工件的撑紧，当突然断电或者停止供油时，保压阀组起作用，可以使两油室内的油压保持不变，从而提高了安全性能。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

设计图

一种双向保压回转油缸论文和设计

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设计说明书

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