一种四缸式部分回转气动执行器的制作方法

本技术涉及气动执行器，具体为一种四缸式部分回转气动执行器。

背景技术：

1、气动执行器广泛应用于工业控制领域，用于驱动阀门等控制件，实现部分回转或直行程的功能设计要求。

2、传统的部分回转气动执行器一般为双气缸结构设计，如附图1所示，活塞式气缸左右分布于缸体两侧，活塞通过相连的齿条啮合于气缸心部的齿轮输出轴，压缩气体进入缸体驱动活塞运动，进一步带动齿条驱动输出轴旋转，实现力矩输出。

3、在此基础上，中国发明专利申请 cn105889605a 公开了一种气动执行器，对双气缸结构的气动执行器内的活塞进行了改进，将活塞设置为双层结构，一层为金属层，一层为陶瓷层，两层紧密压合在一起，金属层保证活塞的抗拉性，陶瓷层保证了活塞的耐磨性，两层结合在一起使活塞更加坚固和耐磨，从而延长气动执行器的使用寿命。

4、另外，中国实用新型专利cn214466036u提供了一种气动执行器，在双气缸结构的气动执行器内增设了密封圈，密封圈的设置增加了活塞与壳体之间的密封性，且密封圈结构牢固，不易脱落，提升了气动执行器的使用寿命。

5、但是上述双气缸结构的气动执行器都具有以下普遍缺点：气缸要实现较大力矩输出，直径需要较大；又由于结构原因，齿条中心线偏置于输出轴外圆，受力移动状态，活塞体承受有较大偏心力矩，易发生卡涩现象。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本实用新型提供一种四缸式部分回转气动执行器，通过增加气缸数量，实现同等力矩输出状态下，执行器外形尺寸的减小，并实现活塞体、输出轴力矩的圆周均匀分布。

2、为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是：

3、本实用新型提供一种四缸式部分回转气动执行器，包括气缸、活塞、输出轴、缸体和端盖；所述输出轴设置在气缸的中心，输出轴的中部设有花键；所述气缸内围绕输出轴设有四个缸体，每个缸体的外端均设有端盖；且相邻的两个缸体的轴线相互垂直；相对的两个缸体的轴心偏心布置，偏心量e与输出轴上的花键分度圆尺寸一致；每个所述缸体内均设有活塞，每个活塞朝向输出轴的一侧均设有活塞杆，活塞杆上设有齿条，且四根活塞杆上的齿条同时与输出轴上的花键啮合。

4、通过上述技术方案，与传统的两个气缸形式相比，本实用新型通过增加气缸数量，实现同等力矩输出，缸径降低30%左右。并且由于气缸的偏心布置形式，使活塞杆中心线与活塞中心线同轴，活塞本体无偏心力矩作用于活塞外圆，实现活塞、输出轴力矩的圆周均匀分布。

5、进一步的，所述输出轴的中下部设有输出轴限位装置。

6、进一步的，所述输出轴限位装置包括下法兰、椭圆形凸轮、螺母和限位螺钉；所述椭圆形凸轮固定在输出轴的中下部；所述下法兰固定在缸体的底部，承接椭圆形凸轮；所述下法兰的外圆设有两个限位螺钉及两个螺母，限位螺钉伸入下法兰心部，通过螺母固定限位螺钉的位置。

7、通过上述技术方案，上下两个限位螺钉分别调节控制输出轴的逆时针及顺时针两个极限位置，实现气缸与阀门启闭件的位置同步精确控制，有效避免由于阀门启闭件位置误差产生的泄漏。

8、进一步的，所述输出轴的上部及下部设有密封圈。

9、通过上述技术方案，设置密封圈用于气缸内腔压缩空气的密封。

10、进一步的，所述输出轴的上端部设有刻度槽。

11、通过上述技术方案，设置刻度槽能够指示输出轴的开关位置。

12、进一步的，所述活塞外圆设有密封圈。

13、通过上述技术方案，设置密封圈用于活塞与缸体内壁的密封。

14、进一步的，所述端盖与活塞之间设有弹簧。

15、通过上述技术方案，设置弹簧能够在故障状态时，使执行器自动复位。

16、相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

17、（1）本实用新型采用四缸偏置布置的气动执行器的结构设计形式，相比传统的双气缸结构，在同等力矩输出状态下，能够有效降低30%的缸径尺寸，优化执行器空间尺寸布置，进一步实现执行器精细化。

18、（2）本实用新型中采用活塞杆中心线与活塞中心线同轴，无偏心力矩的活塞体结构设计，能够实现活塞及输出轴力矩的圆周均匀分布，减少活塞卡涩隐患。

19、（3）本实用新型中提供的输出轴限位装置的结构设计形式，可以精确调节活塞及输出轴位置，降低阀门内漏隐患。

20、（4）本实用新型采用特殊设计的输出轴，集执行器力矩输出、活塞位置指示、阀门连接、缸体密封功能为一体。

技术特征：

1.一种四缸式部分回转气动执行器，其特征在于：包括气缸（1）、活塞（2）、输出轴（3）、缸体（4）和端盖（5）；所述输出轴（3）设置在气缸（1）的中心，输出轴（3）的中部设有花键；所述气缸（1）内围绕输出轴（3）设有四个缸体（4），每个缸体（4）的外端均设有端盖（5）；且相邻的两个缸体（4）的轴线相互垂直；相对的两个缸体（4）的轴心偏心布置，偏心量e与输出轴（3）上的花键分度圆尺寸一致；每个所述缸体（4）内均设有活塞（2），每个活塞（2）朝向输出轴（3）的一侧均设有活塞杆，活塞杆上设有齿条，且四根活塞杆上的齿条同时与输出轴（3）上的花键啮合。

2.根据权利要求1所述的四缸式部分回转气动执行器，其特征在于：所述输出轴（3）的中下部设有输出轴限位装置。

3.根据权利要求2所述的四缸式部分回转气动执行器，其特征在于：所述输出轴限位装置包括下法兰（7）、椭圆形凸轮（8）、螺母（9）和限位螺钉（10）；所述椭圆形凸轮（8）固定在输出轴（3）的中下部；所述下法兰（7）固定在缸体（4）的底部，承接椭圆形凸轮（8）；所述下法兰（7）的外圆设有两个限位螺钉（10）及两个螺母（9），限位螺钉（10）伸入下法兰（7）心部，通过螺母（9）固定限位螺钉（10）的位置。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的四缸式部分回转气动执行器，其特征在于：所述输出轴（3）的上部及下部设有密封圈（11）。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的四缸式部分回转气动执行器，其特征在于：所述输出轴（3）的上端部设有刻度槽（12）。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的四缸式部分回转气动执行器，其特征在于：所述活塞（2）外圆设有密封圈。

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的四缸式部分回转气动执行器，其特征在于：所述端盖（5）与活塞（2）之间设有弹簧（6）。

技术总结
本技术公开了一种四缸式部分回转气动执行器，包括气缸、活塞、输出轴、缸体和端盖；所述输出轴设置在气缸的中心，输出轴的中部设有花键；所述气缸内围绕输出轴设有四个缸体，每个缸体的外端均设有端盖；且相邻的两个缸体的轴线相互垂直；相对的两个缸体的轴心偏心布置，偏心量E与输出轴上的花键分度圆尺寸一致；每个所述缸体内均设有活塞，每个活塞朝向输出轴的一侧均设有活塞杆，活塞杆上设有齿条，且四根活塞杆上的齿条同时与输出轴上的花键啮合。与传统的两个气缸形式相比，本技术通过增加气缸数量，实现同等力矩输出状态下，执行器外形尺寸减小30%，并且偏心的气缸布置形式能够实现活塞、输出轴力矩的圆周均匀分布。

技术研发人员：朱国良,朱国财,朱培贤,朱培斌,朱培荣,朱培兴
受保护的技术使用者：德科隆（无锡）流体控制有限公司
技术研发日：20231220
技术公布日：2024/9/23