[发明专利]液压缸防旋转结构及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压提升冲击试验台的提升装置，特别涉及一种液压缸防旋转结构及方法，属于力学环境试验技术领域。

背景技术

冲击试验台是一种力学环境试验设备，用于模拟被试件在运输或使用过程中所受到的单次或重复的冲击环境，以考核被试件在该环境下功能的可靠性和结构的完好性。

参阅图1，现有液压提升冲击试验台主要由底板13、底座15、减振装置14、波形发生器16、导柱19、工作台面17、液压提升装置20、制动器18等组成。其中，液压提升装置主要由液压缸组件、滑轮座25、滑轮27、钢丝绳22、吊柱21等组成，滑轮座安装在液压缸的活塞杆上，滑轮通过轴承固定在滑轮座上，可绕固定轴旋转，钢丝绳绕过滑轮，一端固定在底座上，一端安装吊柱，如图2所示。

在液压提升冲击试验台工作过程中，由液压源提供动力源，液压缸作为执行元件，通过滑轮、钢丝绳和吊柱将冲击试验台的工作台面提升到设定高度，由制动器使工作台面停留在该高度，待液压缸的活塞回到零位，释放制动器，工作台面在自身重力作用下，沿导柱下滑，撞击底座上的波形发生器，产生波形，安装在工作台面上的传感器采集波形到数据并传输到测控系统中，完成一次试验过程。

然而，目前液压缸的活塞3a和活塞杆都是圆柱形，活塞杆与活塞同轴，活塞与液压缸筒内壁配合，活塞杆与导向座5a和导向端盖6a配合，如图3所示。在提升的过程中，活塞及活塞杆会绕自身轴线旋转，使得安装在活塞杆上的滑轮座在活塞杆轴线方向产生摆动，造成钢丝绳和吊柱摆动，且由于钢丝绳的长度将摆角放大，吊柱的摆动幅度很大，敲击到导柱和油缸筒，影响试验台的性能。

目前有三种解决措施：一种是在液压缸外部加装一根导向杆，这种措施较为常用。如图2所示，加装在液压缸外部的导向杆23通过安装在滑轮座和液压缸筒上的两个导座为液压缸的活塞杆导向，导向杆一端固定在一个导座上，另一端自由，活塞在工作过程中，导向杆固定端随活塞杆一起运动，另一端在一个导座中滑动。由于用于冲击试验台提升的液压缸本身缸径一般不大于100mm，所以，导向杆的直径通常较小，外部导向杆直径一般为10～20mm。这种导向措施结构简单，安装方便，成本低廉，在一定情况下能较好的解决液压缸活塞杆旋转的问题，但用于冲击试验台提升的液压缸行程约为1000mm，在满行程使用的情况下，导向杆自身的刚度不足以克服液压缸活塞旋转产生的扭矩，滑轮座、钢丝绳和吊柱依然会摆动。并且，长时间的工作，导向杆与导向座之间的摩擦使得导向组件上有严重的粉尘积累，也会影响冲击试验台的可靠性。所以，加装导向杆不能很圆满的解决问题。且在液压缸筒上加装导向杆严重影响冲击试验台的整体外观。

第二种解决措施是将活塞杆由圆形改为方形，同时也将液压缸导向端盖的导向孔改为方形，与活塞杆配合。这种方式也能有效解决液压缸活塞在上升过程中旋转问题，但是目前市场上的密封件都是圆形的，方形密封件需要定制，且密封可靠性还未得到验证，技术不甚成熟。

第三种是套缸式防旋转油缸，参阅图4，它包括外缸筒30、内缸34、中缸31、键29、后端盖32。后端盖上开有回缸油口33和出缸油口35，其中回缸油口与沿着内缸轴线方向设有的长油孔相通，该长油孔的另一端与中缸的回缸油腔相通，出缸油口与中缸的出缸油腔相通，内缸与外缸固定连接，中缸外表面的轴线方向开有键槽，键与键槽配合，可防中缸相对内、外缸旋转。在这种结构中，中缸是一个一端带法兰的空心缸管，缸管部分作为活塞杆，法兰部分作为活塞；内缸与外缸筒固定，中缸上的键与外缸上的键槽起着定向作用，使得中缸与外缸及内缸间不产生相对转动。在相同作用面积的情况下，液压缸整体直径需要增大，才足以保证刚度用以定向，但这样会造成成本等的大幅提升。

发明内容

本发明的目的在于提出一种液压缸防旋转结构及方法，其能以很小成本有效防止液压缸活塞在上升过程中旋转，并提升液压缸驱动的冲击试验台性能，以及改善液压驱动的冲击试验台整体外观，从而克服现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种液压缸防旋转方法，其中，所述液压缸包括置于密闭液压缸主体内的活塞以及活塞杆，其中，该方法为：将活塞杆一端与所述活塞的非中心部位连接，并使活塞杆与活塞的轴线相互平行，同时将活塞杆另一端从液压缸主体中穿出。

一种液压缸防旋转结构，包括置于密闭液压缸主体内的活塞以及活塞杆，所述活塞杆一端与活塞连接，另一端从液压缸主体中穿出，进一步的，所述活塞杆一端与所述活塞的非中心部位连接，且活塞杆与活塞的轴线相互平行。