[发明专利]一种带防旋转机构的液压缸

说明书

技术领域

本发明涉及液压执行元件技术领域，具体涉及一种带防旋转机构的液压缸。

背景技术

作为一种液压执行元件，液压缸通过能量转换可实现液压能转变为直线运动机械功，满足不同应用场合的需要。例如，各种工程机械，不同领域加工设备等等。

众所周知，传统液压缸的活塞及相适配的缸筒绝大多为圆柱形结构，受其自身结构的限制，活塞与缸筒之间具有可相对旋转的自由度。工作过程中，活塞杆与缸筒之间产生的旋转，极易造成密封件的变形、加速磨损等破坏；特别地，在某些要求活塞杆输出方向与缸筒成固定角度的场合，将直接导致液压缸受力状态下额外增加侧载力或轴向力矩，从而带来不安全因素，大大缩短液压缸的使用寿命。

为了避免活塞杆与缸筒之间的非正常旋转，现有技术中提出几种不同的解决思路。其一，在液压缸外部加设导向装置，以便带载状态下不发生相对旋转；该方案需要增加外部装置配合实现防旋转，影响整体外观及总体布置，适用范围小，不便于推广应用。其二，将活塞杆及导向套配合面（或其它位置的配合面）设置为多边形结构，由此无法选用标准圆环形密封件，需要特殊定制相应形状的密封件，制造成本相对较高。其三，采用套缸式防旋转结构，与传统油缸相比，在相同作用面积下，保证同样大小的压力，则需要增大整体液压缸直径；同时，其结构过于复杂，成本大幅提升，并且不便于拆卸安装。其四，活塞与活塞杆之间形成偏心式导向结构，负载状态下伸缩操作时，两端受力不在同一轴线上而产生侧向扭矩，容易造成活塞杆的弯曲变形，与此同时密封件也将受到单侧挤压，从而大大缩短液压缸导向元件及密封的使用寿命。

有鉴于此，亟待另辟蹊径针对液压缸的防旋转手段进行优化设计，以有效兼顾液压缸的工艺制造成本、工作可靠性，以及良好的可适应性。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于提供一种带防旋转机构的液压缸，以通过结构优化降低产品工艺制造成本，在提高油缸工作可靠性的同时，有效提升其适应性。

本发明提供的带防旋转机构的液压缸，包括缸筒和内置于所述缸筒内的活塞，其活塞杆伸出于与所述缸筒的头部密封配合的压盖；所述缸筒的底部具有导向容腔，所述活塞的头部具有插装于所述导向容腔内的导向段；所述导向容腔和所述导向段两者中，一者具有沿轴向设置的导向槽，另一者具有与所述导向槽相适配的导向键，以在所述活塞的带动下在所述导向槽内轴向滑动。

优选地，所述导向槽开设于所述导向容腔的侧壁，所述导向键设置于所述导向段的外周表面。

优选地，还包括插装于所述缸筒底部的导向套，所述导向套的内壁与所述缸筒的筒底内壁形成所述导向容腔；所述导向槽形成于所述导向套的内壁。

优选地，所述导向套的端部法兰通过螺纹紧固件与所述缸筒的底壁可拆卸固定连接。

优选地，所述导向键通过螺纹紧固件与所述活塞的导向段可拆卸固定连接。

优选地，所述导向键与所述导向槽的轴向配合长度大于所述活塞的工作行程。

优选地，所述活塞与所述活塞杆和所述导向段一体成形。

优选地，相适配的所述导向键和所述导向槽至少设置为两组，且沿周向均匀布置。

优选地，所述导向键具体为长平键。

与现有技术相比，本发明针对液压缸的防旋转机构进行了改进，其中缸筒的底部具有导向容腔，活塞的头部具有插装于该导向容腔内的导向段；其中，构成防旋转机构的导向键和导向槽形成于缸筒的导向容腔和活塞一端的导向段之间，工作过程中，在活塞的带动下导向槽相对于导向槽轴向滑动，从而建立周向相对旋转的限制。

如此设置，首先本方案的防旋转机构位于液压缸的内部，不需要增加外部装置进行配合，对应用场合的装配空间没有特殊的限制性要求，大大提高了其适用范围；同时，不占用油缸的外部装配空间，整体外观较好。其次，该防旋转机构形成于活塞的头部与筒底之间，活塞及活塞杆的密封结构依然可以采用圆环形标准密封件，从而有效控制了其工艺制造成本。再次，防旋转机构的结构设计不占用液压缸的径向尺寸，相同额定压力下无需改变液压缸直径，具有结构简单、可靠性高的特点。最后，本方案的防旋转机构轴向设置于液压缸底部，活塞中心与活塞杆中心同轴，工作状态下产生的轴向受力不会形成侧向扭矩，可进一步提高液压缸的工作稳定性，为确保液压缸的使用寿命提供了可靠的保障。