專利名稱：液壓隨動旋轉裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液壓隨動旋轉裝置。
背景技術：
旋轉裝置廣泛用于各種機械設備上，如卷揚機、攪拌機等，目前使用的旋轉裝置多為機械傳動結構或者液壓馬達傳動結構，機械傳動普遍采用電機、多級傳動齒輪來驅(qū)動旋轉裝置，不僅結構較為復雜、能量損失較大，而且較難滿足輸出超大功率和超大扭矩的工況，因為在達到一定數(shù)量級后，要想再增大電機的功率將十分困難，成本很高，這使得機械傳動的旋轉裝置的使用范圍受到限制；液壓馬達傳動形式，則受制于馬達功率的限制，在輸出大扭矩或超大扭矩上，也不具有優(yōu)勢。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供一種液壓隨動旋轉裝置，它具有結構簡單、能量損失小的優(yōu)點，并可輸出超大功率和超大扭矩，使用范圍更廣。為達到上述目的，本實用新型的液壓隨動旋轉裝置，包括旋閥、轉軸、固定的支架， 所述旋閥包括閥體、閥蓋、閥芯、設于閥芯上的密封圈，轉軸的一端通過傳遞扭矩的結構與閥芯的外端部相連，支架通過軸承設于轉軸和/或閥芯上，其特征在于轉軸的另一端通過傳遞扭矩的結構與連桿相連，連桿上連有芯軸，兩個雙作用油缸的底部均與支架鉸接，兩個雙作用油缸的活塞桿均與芯軸鉸接，且兩活塞桿的軸線交叉；在閥體上設有與其內(nèi)腔相通的進、出油口和四個工作油口，進、出油口沿閥體軸向設置，四個工作油口在閥體的圓周上均布，在閥芯圓周上設有與進、出油口對應的兩環(huán)槽以及與四個工作油口對應的兩扇形油槽，兩扇形油槽相對設置且相互隔離，兩扇形油槽對應的中心角大于90°而小于180°，兩扇形油槽和各自對應的一環(huán)槽分別通過閥芯內(nèi)的連接油路相連，閥體圓周上相間隔的兩工作油口分別與各自的雙作用油缸的有桿腔油口或無桿腔油口通過管路相連；兩活塞桿的行程大于芯軸中心與轉軸中心距離的兩倍。本實用新型的雙作用油缸的活塞桿伸出或回收時，可通過芯軸和連桿帶動轉軸旋轉，芯軸繞轉軸旋轉360°，其中180°由活塞桿前推完成，另180°由活塞桿后拉完成，兩活塞桿共同作用于芯軸，且兩活塞桿作用于芯軸的旋轉相位相差一定的角度；使用前，預設芯軸的位置在兩活塞桿作用的旋轉相位中相差90°，并調(diào)整閥芯的初始旋轉位置；對旋閥的進油口通入液壓油，液壓油通過對應的環(huán)槽、連接油路進入對應的扇形油槽，該扇形油槽與一個或相鄰的兩工作油口相通，液壓油通過該一個或兩工作油口進入對應雙作用油缸的有桿腔或無桿腔，再由活塞桿通過芯軸、連桿帶動轉軸轉動；由于兩活塞桿的行程大于芯軸中心與轉軸中心距離的兩倍，可實現(xiàn)芯軸繞轉軸、并帶動轉軸的 360°旋轉；同時，轉軸還帶動閥芯同步轉動，使得閥芯的兩扇形油槽交替與四個工作油口中的一個或兩個相鄰的工作油口連通，如此循環(huán)，由閥芯控制的進、回油作用于兩雙作用油缸，其中一扇形油槽及與其對應的連接油路和環(huán)槽作為進油油路，另一扇形油槽及與其對
3應的連接油路和環(huán)槽作為回油油路，使得兩雙作用油缸按照預設地秩序進油或回油，實現(xiàn)兩活塞桿始終同向地推動芯軸、帶動連桿和轉軸連續(xù)轉動，不致于發(fā)生紊亂；如要反向轉動轉軸，只需交換設置進、出油口即可；如需加大轉軸的輸出功率和扭矩，只需加大兩雙作用油缸的活塞腔截面積和進油速度，易于實現(xiàn)，適用范圍廣；由于兩扇形油槽對應的中心角大于90°而小于180°，四個工作油口在閥體的圓周上均布，互相間隔90°，在閥芯轉動的過程中，扇形油槽可連通一個或兩個相鄰的工作油口，使得至少一雙作用油缸保持動作，由其對應的活塞桿推動芯軸，且芯軸的位置在兩活塞桿作用的旋轉相位中相差90°，兩活塞桿和連桿不可能同時處于死點位置，可保證轉軸的連續(xù)轉動；作為本實用新型的進一步改進，在閥芯相對兩側的圓周上還分別設有至少一道扇形平衡油槽，扇形平衡油槽與各自一側的扇形油槽在圓周上的位置對應，兩側的扇形平衡油槽相互隔離并通過各自的平衡油路與相對一側的扇形油槽的連接油路相連；當一扇形油槽通入高壓油時，通過平衡油路可使得相對一側的扇形平衡油槽同時進油，使得閥芯兩側高壓油所產(chǎn)生的徑向力互相平衡，避免承受單向的徑向力，即使在通入高壓油時也能保證閥芯自如的轉動，確保機構的正常運轉；作為本實用新型的進一步改進，在旋閥內(nèi)的閥芯前端外還設有集油腔，在旋閥內(nèi)的閥芯后端還設有中間油腔，集油腔與中間油腔通過閥芯內(nèi)的過油路相連，所述兩連接油路均還與中間油腔相通，并在兩連接油路與中間油腔相鄰的一端內(nèi)均設有單向閥；通過集油腔、過油路將泄漏的油液收集到中間油腔內(nèi)，當中間油腔內(nèi)油壓達到一定程度時，可推開壓力較低的、作為回油油路的連接油路一端的單向閥，從出油口排出，可避免泄漏油在旋閥內(nèi)形成高壓，保證閥芯自如的轉動；作為本實用新型的進一步改進，在兩扇形油槽的兩端均設有流通截面逐漸減小的節(jié)流槽；當閥芯旋轉、兩扇形油槽在各工作油口之間切換時，節(jié)流槽可使流量變化均勻，避免產(chǎn)生困油與失壓；綜上所述，相比于機械傳動的旋轉裝置，本實用新型通過兩支油缸和旋閥來實現(xiàn)轉軸的旋轉，具有結構簡單、能量損失小的優(yōu)點，并可輸出超大功率和超大扭矩，使用范圍更廣。

[0012]圖1為本實用新型實施例的主視圖。[0013]圖2為圖1的俯視圖。[0014]圖3為圖2中F處的放大圖。[0015]圖4為旋閥的的主視圖。[0016]圖5為圖4的A-A剖視圖。[0017]圖6為圖5的B-B剖視圖。[0018]圖7為閥芯的主視圖。[0019]圖8為圖7的俯視圖。[0020]圖9為圖8的D-D剖視圖。[0021]圖10為圖8的E-E剖視圖。[0022]圖11為圖7的G-G剖視圖。圖12為圖7的C-C剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。如圖1至圖12所示，該液壓隨動旋轉裝置，包括旋閥3、轉軸5、固定的支架10，所述旋閥3包括閥體12、閥蓋13、閥芯14、設于閥芯14上的密封圈(未示出)，轉軸5的一端通過鍵與閥芯14的外端部相連，支架10通過兩組軸承設于轉軸5和閥芯14上，轉軸5的另一端通過焊接與連桿6相連，連桿6上連有芯軸7，兩個雙作用油缸1、2的底部均與支架10 鉸接，兩個雙作用油缸1、2的活塞桿4或8均與芯軸7鉸接，且兩活塞桿4、8的軸線交叉； 在閥體13上設有與其內(nèi)腔相通的進油口 16、出油口 17和四個工作油口 20、21、22和23，進油口 16和出油口 17沿閥體軸向設置，四個工作油口 20、21、22和23在閥體12的圓周上均布，相互間隔90°，在閥芯14圓周上設有與進油口 16對應的環(huán)槽18、與出油口 17對應的環(huán)槽19以及與四個工作油口 20、21、22和23對應的兩扇形油槽對、25，兩扇形油槽24、25 相對設置且相互隔離，兩扇形油槽M、25對應的中心角為120°，在兩扇形油槽M、25的兩端均設有流通截面逐漸減小的節(jié)流槽觀；扇形油槽M和對應的環(huán)槽18通過閥芯14內(nèi)的連接油路沈相連，扇形油槽25和對應的環(huán)槽19通過閥芯14內(nèi)的連接油路27相連，在閥芯14相對兩側的圓周上還分別設有兩道扇形平衡油槽30、31，兩道扇形平衡油槽30、31與各自一側的扇形油槽M或25在圓周上的位置對應并位于扇形油槽M或25的軸向兩端， 兩側的扇形平衡油槽30、31相互隔離，扇形平衡油槽30通過平衡油路32與相對一側的扇形油槽25的連接油路27相連，扇形平衡油槽31通過平衡油路33與相對一側的扇形油槽 24的連接油路沈相連，在旋閥3內(nèi)的閥芯14前端外還設有集油腔四，在旋閥3內(nèi)的閥芯 14后端還設有中間油腔34，集油腔四與中間油腔34通過閥芯內(nèi)的過油路35相連，所述兩連接油路沈、27均還與中間油腔34相通，并在兩連接油路沈、27與中間油腔34相鄰的一端內(nèi)均設有單向閥36或37 ；如圖1、圖2和圖3所示，閥體12圓周上相間隔的兩工作油口 20,22分別與雙作用油缸1的有桿腔油口 Ia或無桿腔油口 Ib通過管路相連，相間隔的兩工作油口 21、23分別與雙作用油缸2的無桿腔油口 2b或有桿腔油口加通過管路相連；兩活塞桿4、8的行程大于芯軸7中心與轉軸5中心距離的兩倍。雙作用油缸1、2的活塞桿4或8伸出或回收時，可通過芯軸7和連桿6帶動轉軸 5旋轉，由于兩活塞桿4和8的行程大于芯軸7中心與轉軸5中心距離的兩倍，可實現(xiàn)芯軸 7繞轉軸5、并帶動轉軸5的360°旋轉；芯軸7繞轉軸5旋轉360°，其中180°由活塞桿 4或8前推完成，另180°由活塞桿4或8后拉完成，兩活塞桿4、8共同作用于芯軸7，且兩活塞桿4、8作用于芯軸7的旋轉相位相差一定的角度；在本實施例中，工作前，如圖1、圖2和圖3所示，將芯軸7的位置預設在活塞桿8 作用的旋轉相位中的后拉90°處，同時芯軸7又處在活塞桿4作用的旋轉相位中的后拉 180°處(亦即前推0°處)，在二者的旋轉相位中相差90°，并調(diào)整閥芯14的初始旋轉位置，使得扇形油槽M的中心正對工作油口 23 ；工作時，對旋閥3的進油口 16通入液壓油， 液壓油通過環(huán)槽18、連接油路沈進入對應的扇形油槽對，再通過兩工作油口 23進入雙作用油缸2的有桿腔，活塞桿8回收帶動芯軸7和連桿6繞轉軸5順時針轉動，轉軸5和閥芯14也做同步的自轉，同時芯軸7帶動活塞桿4做從動的伸出；當轉過30°后，工作油口 22開始與扇形油槽M接通，液壓油還進入雙作用油缸1 的無桿腔，活塞桿4主動的伸出，與繼續(xù)回收的活塞桿8共同作用使得芯軸7繼續(xù)繞轉軸5 順時針轉動；再轉過30°后，閥芯14開始關閉工作油口 23，工作油口 22仍與扇形油槽M接通， 活塞桿4繼續(xù)主動的伸出，使得芯軸7繼續(xù)繞轉軸5順時針轉動，同時活塞桿8從動的繼續(xù)回收；再轉過30°后，仍由活塞桿4繼續(xù)主動的伸出，芯軸7繼續(xù)繞轉軸5順時針轉動， 此時芯軸7的位置處于活塞桿4作用的旋轉相位中的前推90°處，同時又處在活塞桿8作用的旋轉相位中的后拉180°處(亦即前推0°處)；再轉過30°后，工作油口 21開始與扇形油槽M接通，液壓油還進入雙作用油缸2 的無桿腔，活塞桿8主動的伸出，與繼續(xù)伸出的活塞桿4共同作用使得芯軸7繼續(xù)繞轉軸5 順時針轉動，此時工作油口 23開始與扇形油槽25接通，雙作用油缸2的有桿腔中的失壓油通過扇形油槽25、連接油路27、出油口 17流回油箱；再轉過30°后，閥芯14開始關閉工作油口 22，工作油口 21仍與扇形油槽M接通， 活塞桿8繼續(xù)主動的伸出，前推芯軸7繼續(xù)繞轉軸5順時針轉動，芯軸7帶動活塞桿4從動的繼續(xù)伸出；再轉過30°后，仍由活塞桿8繼續(xù)主動的伸出，芯軸7繼續(xù)繞轉軸5順時針轉動， 此時芯軸7的位置處于活塞桿8作用的旋轉相位中的前推90°處，同時又處在活塞桿4作用的旋轉相位中的后拉180°處(亦即前推0°處)；再轉過30°后，工作油口 20開始與扇形油槽M接通，液壓油還進入雙作用油缸1 的有桿腔，活塞桿4主動的回收，與繼續(xù)伸出的活塞桿8共同作用使得芯軸7繼續(xù)繞轉軸5 順時針轉動，此時工作油口 22開始與扇形油槽25接通，雙作用油缸1的有桿腔中的失壓油通過扇形油槽25、連接油路27、出油口 17流回油箱；再轉過30°后，閥芯14開始關閉工作油口 21，工作油口 20仍與扇形油槽M接通， 活塞桿4繼續(xù)主動的回收，后拉芯軸7繼續(xù)繞轉軸5順時針轉動，芯軸7帶動活塞桿8從動的繼續(xù)伸出；再轉過30°后，仍由活塞桿4繼續(xù)主動的回收，芯軸7繼續(xù)繞轉軸5順時針轉動， 此時芯軸7的位置處于活塞桿4作用的旋轉相位中的后拉90°處，同時又處在活塞桿8作用的旋轉相位中的前推180°處(亦即后拉0°處)；再轉過30°后，工作油口 23開始與扇形油槽M接通，液壓油還進入雙作用油缸2 的有桿腔，活塞桿8主動的回收，與繼續(xù)回收的活塞桿4共同作用，后拉芯軸7繼續(xù)繞轉軸 5順時針轉動，此時工作油口 21開始與扇形油槽25接通，雙作用油缸2的無桿腔中的失壓油通過扇形油槽25、連接油路27、出油口 17流回油箱；再轉過30 后，閥芯14開始關閉工作油口 20，工作油口 23仍與扇形油槽M接通，活塞桿8繼續(xù)主動的回收，后拉芯軸7繼續(xù)繞轉軸5順時針轉動，芯軸7帶動活塞桿4 從動的繼續(xù)回收；再轉過30°后，仍由活塞桿8繼續(xù)主動的回收，芯軸7繼續(xù)繞轉軸5順時針轉動， 此時芯軸7的位置處于活塞桿8作用的旋轉相位中的后拉90°處，同時又處在活塞桿4作用的旋轉相位中的后拉180°處(亦即前推0°處)，回到初始位置；由此，即完成轉軸5—圈的轉動，如此循環(huán)，可實現(xiàn)轉軸5的連續(xù)轉動；在上述過程中，當扇形油槽對通入高壓油時， 通過平衡油路31可使得相對一側的扇形平衡油槽31同時進油，使得閥芯14兩側高壓油所產(chǎn)生的徑向力互相平衡，避免承受單向的徑向力，即使在通入高壓油時也能保證閥芯14自如的轉動，確保機構的正常運轉；旋閥3內(nèi)少量泄漏的油液通過集油腔四、過油路35被收集到中間油腔34內(nèi)，當中間油腔34內(nèi)油壓達到一定程度時，可推開壓力較低的、作為回油油路的連接油路27 —端的單向閥37，從出油口 17排出，可避免泄漏油在旋閥3內(nèi)形成高壓，也是保證閥芯14自如的轉動；當閥芯14旋轉、兩扇形油槽M、25在各工作油口之間切換時，節(jié)流槽觀可使流量變化均勻，避免產(chǎn)生困油與失壓；如要反向轉動轉軸5，只需交換設置進、出油口即可，如在轉軸5上安裝繞線輪9(如圖1所示，)，即可形成一個液壓的卷揚機；綜上所述，本實用新型由閥芯14控制的進、回油作用于兩雙作用油缸1、2，其中扇形油槽M及與其對應的連接油路26和環(huán)槽18作為進油油路，扇形油槽25及與其對應的連接油路27和環(huán)槽19作為回油油路，兩活塞桿4、8同向地推動芯軸7和連桿6繞轉軸5、 并帶動轉軸5旋轉，轉軸5再帶動閥芯14同步轉動，使得兩雙作用油缸1、2按照預設地秩序進油或回油，實現(xiàn)轉軸5的連續(xù)轉動，不致于發(fā)生紊亂；如需加大轉軸5的輸出功率和扭矩，只需加大兩雙作用油缸1、2的活塞腔截面積和進油速度，此易于實現(xiàn)，使用范圍廣；對于轉軸5轉速的控制問題，實際使用時，可以通過多缸供油、驅(qū)動旋閥3來實現(xiàn)旋轉的平穩(wěn)性和一致性，并可以用液壓系統(tǒng)的比例或伺服控制來實現(xiàn)轉軸5轉速的自動控制。本實用新型不限于上述實施方式，如芯軸7預設在兩活塞桿4、8作用的旋轉相位中的位置也可以不同，例如芯軸7的位置預設在活塞桿4作用的旋轉相位中的前推90° 處，同時芯軸7又處在活塞桿8作用的旋轉相位中的前推0°處(亦即后拉180°處)，只要二者相差90°，并相應的調(diào)整閥芯14的初始旋轉位置，也可達到相同的技術效果。相比于機械傳動的旋轉裝置，本實用新型通過兩支油缸和旋閥來實現(xiàn)轉軸的旋轉，具有結構簡單、能量損失小的優(yōu)點，并可輸出超大功率和超大扭矩，使用范圍更廣。
權利要求1.一種液壓隨動旋轉裝置，包括旋閥、轉軸、固定的支架，所述旋閥包括閥體、閥蓋、閥芯、設于閥芯上的密封圈，轉軸的一端通過傳遞扭矩的結構與閥芯的外端部相連，支架通過軸承設于轉軸和/或閥芯上，其特征在于轉軸的另一端通過傳遞扭矩的結構與連桿相連， 連桿上連有芯軸，兩個雙作用油缸的底部均與支架鉸接，兩個雙作用油缸的活塞桿均與芯軸鉸接，且兩活塞桿的軸線交叉；在閥體上設有與其內(nèi)腔相通的進、出油口和四個工作油口，進、出油口沿閥體軸向設置，四個工作油口在閥體的圓周上均布，在閥芯圓周上設有與進、出油口對應的兩環(huán)槽以及與四個工作油口對應的兩扇形油槽，兩扇形油槽相對設置且相互隔離，兩扇形油槽對應的中心角大于90°而小于180°，兩扇形油槽和各自對應的一環(huán)槽分別通過閥芯內(nèi)的連接油路相連，閥體圓周上相間隔的兩工作油口分別與各自的雙作用油缸的有桿腔油口或無桿腔油口通過管路相連；兩活塞桿的行程大于芯軸中心與轉軸中心距離的兩倍。
2.如權利要求1所述的液壓隨動旋轉裝置，其特征在于在閥芯相對兩側的圓周上還分別設有至少一道扇形平衡油槽，扇形平衡油槽與各自一側的扇形油槽在圓周上的位置對應，兩側的扇形平衡油槽相互隔離并通過各自的平衡油路與相對一側的扇形油槽的連接油路相連。
3.如權利要求1或2所述的液壓隨動旋轉裝置，其特征在于在旋閥內(nèi)的閥芯前端外還設有集油腔，在旋閥內(nèi)的閥芯后端還設有中間油腔，集油腔與中間油腔通過閥芯內(nèi)的過油路相連，所述兩連接油路均還與中間油腔相通，并在兩連接油路與中間油腔相鄰的一端內(nèi)均設有單向閥。
4.如權利要求3所述的液壓隨動旋轉裝置，其特征在于在兩扇形油槽的兩端均設有流通截面逐漸減小的節(jié)流槽。
專利摘要本實用新型公開了一種液壓隨動旋轉裝置，包括旋閥、轉軸、支架，轉軸的一端與閥芯相連，轉軸的另一端連有連桿，連桿上設有芯軸，兩個雙作用油缸的底部均與支架鉸接，兩個雙作用油缸的活塞桿均與芯軸鉸接，且兩活塞桿的軸線交叉；所述旋閥包括閥體、閥蓋、閥芯、設于閥芯上的密封圈，在閥體上設有進、出油口和四個工作油口，閥體圓周上相間隔的兩工作油口分別與各自的雙作用油缸的有桿腔油口或無桿腔油口通過管路相連，兩活塞桿的行程大于芯軸中心與轉軸中心距離的兩倍。本實用新型通過旋閥來調(diào)節(jié)對兩個雙作用油缸的有桿腔油口或無桿腔油口進行供油或排油的順序，使得轉軸能實現(xiàn)正、反向360°的連續(xù)轉動，具有結構簡單、能量損失小的優(yōu)點，并可輸出超大功率和扭矩，使用范圍更廣。
文檔編號F15B9/14GK202194872SQ20112028675
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權日2011年8月9日
發(fā)明者王利, 陳斌 申請人:瀘州天府液壓件有限公司