[科普中国]-摆动液压缸

摆动液压缸是一个装配紧密的配件，它在很小的空间里运用液压集合了非常高的扭矩。它内部采用组合螺旋齿结构，整个摆动液压缸在较小的空间内可作出较大的扭矩。尽管动力很高但是他们仍然可以精确容易地控制，摆动液压缸已经成功地应用在了几乎所有要求有限旋转运动且要大扭矩的领域。

简介摆动液压缸是一个装配紧密的配件，它在很小的空间里运用液压集合了非常高的扭矩。它内部采用组合螺旋齿结构，整个摆动液压缸在较小的空间内可作出较大的扭矩。尽管动力很高但是他们仍然可以精确容易地控制，摆动液压缸已经成功地应用在了几乎所有要求有限旋转运动且要大扭矩的领域1。

大螺旋角结构为了达到有效可靠的功能，就需要有高制造精度。缸内部被完好的保护起来可以完全防尘防污防潮。这一精度伴随着结实密封良好的外壳，可以让缸承受达350巴（bar)的工作压力。摆动缸也可以用于非常恶劣的条件下，地下及海平面2300米以下的地方。举一个例子，在俄罗斯原子能潜艇“Kursk”号打捞期间使用了224个摆动缸从而将其举出海平面，即此促使海难救援安全执行。摆动液压缸甚至被运用到了要求高清洁度和卫生保健的药品和食品加工工业。

基于摆动液压缸的小身材，强力和可靠性不可能被感知到。最强大的摆动液压缸可将20辆大众Golf轿车从一边转到另一边。这一设计是建立在带有多重螺旋齿轮的系统之上的。通过多重螺旋齿轮将活塞的直线运动转化成旋转运动。活塞的直线运动越长，旋转的角度就越大1。

主要特点1.内部采用螺旋结构，外型尺寸小，输出扭矩大。

2.18 种系列尺寸，最高扭矩 至 250,000 Nm 。

3.标准工作压力21Mpa，最大至32Mpa。

4.每个系列尺寸都有4 种转角: 90°, 180°, 270° 和360°

5.摆动精度，回转间隙可降低至10分。

6.最大可实现摆动角度1500度的螺旋摆动缸。

7.双平键驱动轴或花键轴（DIN 5480）。

8.驱动轴上的双重密封。

叶片式结构叶片式摆动缸的特征就是它内部一段固定的装置，也就是所谓的叶片。一个叶片段牢牢地固定在外壳上，活塞部分则牢牢地固定在驱动轴上。叶片式摆动缸设计上非常紧凑。尽管如此，它的最大旋转角度仍可达到270度。叶片式摆动缸经常用于伺服回转台。

叶片摆动液压缸又分为单叶片摆动液压缸和多叶片摆动液压缸，单叶片摆动液压缸能转动的最大角度为280度，多叶片摆动液压缸能转动的最大角度为150度。而在本文设计的机械手需要的摆动角度为180度1。

齿轮齿条结构为了输出更大的扭矩，就必须要采用体积相较摆动式.叶片式马达.大很多的齿轮齿条摆动液压缸。

扭矩生成和传输是靠一个位于带有齿条的驱动轴横向位置的齿轮活塞实现的。

根据设计，滚柱轴承液压平衡起或支撑起齿轮齿和活塞的反作用产生的剪力。

摆动缸的原理是将液压缸的往复运动通过齿条带动齿轮，转化成齿轮轴的正反向摆动旋转，同时将往复缸的推力转化成齿轮轴的输出扭矩。由于齿轮轴的摆动角度与齿条的长度成正比，因此齿轮轴的摆角可以任意选择，并能大于360°。

摆动缸广泛用于钢铁、轻工、军事、环保、水电等领域，如炼钢厂中包倾翻摆动缸、高线厂回转臂摆动缸、军舰减摇摆动缸、清扫车用摆动缸、阀门开启摆动缸等等。该产品已达到国外同类产品水平，完全可以替代各国进口的同类产品。

摆动缸有法兰式和脚架式两种安装方式；有单齿条、双齿两种结构型式。可组合成8个系列，每个系列由10种缸径组成10种型号。

摆动缸由于具有特殊的结构形式：特种材质和先进的加工工艺；选用高性能进口密封，因此启动压力低，机械效率高，无内外泄漏和无故障周期特别长。

摆动缸的额定压力：16MPa，启动压力≤1.5MPa，工作温度－50℃～+260℃。当工作温度高于100℃时，选型时应填写高温标识。

摆动缸的输出扭矩与工作压力成正比。输出扭矩的计算见摆动缸参数表。摆动缸的轴和孔两种输出方式都采用双平键结构。样本视图上标识的双平键位置是在摆角的中间位置上，即在此位置的双平键轴（或孔）可左右各转动二分之一摆角。在选用双齿条孔输出形式时，请注意校核您的配合轴的扭转强度。

摆动缸适用于各种矿物油工作介质。如选用乳化液、水乙二醇、磷酸酯等非矿物油工作介质时，请注意标识。其它介质在订货时用文字说明。

摆动缸一般无需维修。每使用一年可打开泄油堵，注入适量润滑油。经长期使用，打开泄油堵发现有工作介质流出时，可在泄油孔接上回油管将泄漏油引回油箱，继续使用，直至输出扭矩不能满足使用要求时再更换密封和维修1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学