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24

2023

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04

阀门驱动液压执行器-螺旋液压执行器

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【概要描述】螺旋摆动执行器是利用大升角的螺旋实现输出摆动的一种特殊油缸,也叫来复油缸。它是完全不同于传统摆动缸设计理念的双螺旋摆动缸,相对于传统的齿轮齿条摆动油缸和叶片摆动马达,双螺旋摆动液压执行器具有结构紧凑、安全可靠、占位空间小,易于设计、输出扭矩和摆动角度大等优点。双螺旋摆动液压执行器几乎在每一个需要高扭矩有限摆动运动的场合都得到了应用。螺旋执行器一般分为地脚安装式及法兰安装式样。

今天对另外的一个结构的液压执行器-螺旋执行器简单谈谈。

典型螺旋执行器如下图所示。

螺旋摆动执行器是利用大升角的螺旋实现输出摆动的一种特殊油缸,也叫来复油缸。它是完全不同于传统摆动缸设计理念的双螺旋摆动缸,相对于传统的齿轮齿条摆动油缸和叶片摆动马达,双螺旋摆动液压执行器具有结构紧凑、安全可靠、占位空间小,易于设计、输出扭矩和摆动角度大等优点。双螺旋摆动液压执行器几乎在每一个需要高扭矩有限摆动运动的场合都得到了应用。螺旋执行器一般分为地脚安装式及法兰安装式样。

螺旋执行器典型结构是活塞外表面带有一组螺旋齿与缸体内表面的螺旋齿匹配;加工在活塞内表面的螺旋齿与输出轴上的螺旋齿啮合。如下图所示。

活塞内齿轮和输出轴外齿轮组成第一级螺旋副,活塞外齿轮和固定环内齿轮组成第二级螺旋副。活塞在轴向液压力的作用下在缸体内左右往复运动,通过两级螺旋副的啮合作用,实现螺旋齿摆动液压缸输出轴的正反向转动,进而输出一定的角度和扭矩。

双螺旋摆动缸单级螺旋副传动效率只有80%左右,两级螺旋副的效率相乘之后的效率后,执行器的机械效率就更低了,一般在64%-75%左右。比起齿轮齿条单级传动效率要低。

国外研究的螺旋齿摆动液压缸种类较多,且大多已量产并投入使用,其厂家主要有美国Helac 公司,挪威的Scana Skarpenord AS 公司、日本TAKEDA 公司以及德国HKS 公司,其中,HKS 公司生产的系列等摆动液压缸,输出扭矩最大可达250 kN·m,定位精度可达0. 3°,标准回转角最大可达1 000°。

螺旋摆动油缸设计工作压力都要高于齿轮齿条油缸,大多数厂家设计工作压力为210Bar,  齿轮齿条摆动缸通常设计最大工作压力150Bar。

螺旋执行器运动副主要运动是旋转运动, 涉及到的密封件需要选择适合旋转运动及高压的密封件,齿轮齿条执行器涉及到主要运动是直线运动,所选取密封件是一直线运动为主的密封件。