德州學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 王鵬 王志坤

1 高壓液壓旋轉(zhuǎn)接頭的結(jié)構(gòu)原理

1.1 旋轉(zhuǎn)部分的組成及作用

其中旋轉(zhuǎn)部分是由1.旋轉(zhuǎn)接頭端蓋連接法蘭、2.電磁閥、3.旋轉(zhuǎn)接頭端蓋、4.推力軸承、5.旋轉(zhuǎn)閥芯、6.深溝球軸承、9.滾子軸承、10.密封圈、11.端蓋密封墊圈、12.閥芯密封墊圈和13.壓力應(yīng)變片構(gòu)成的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其主要作用是在旋轉(zhuǎn)接頭固定外殼的約束和支撐下進(jìn)行自由的旋轉(zhuǎn)并通過(guò)其中間的液壓油通道提供液壓動(dòng)力的傳輸。旋轉(zhuǎn)接頭端蓋連接法蘭1，其主要的作用是通過(guò)自身兩端的法蘭盤(pán)連接液壓旋轉(zhuǎn)接頭端蓋和液壓油管的輸油端，并對(duì)電磁閥提供固定和支撐。由于采用了區(qū)別于其他旋轉(zhuǎn)液壓接頭的法蘭連接，使連接的可靠性大大提高，連接部分不會(huì)輕易的松動(dòng)，更適用于高壓且具有振動(dòng)的重負(fù)荷設(shè)備。固定在連接法蘭上的電磁閥2能夠根據(jù)電力電子控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)，對(duì)電磁閥閥芯的流量大小進(jìn)行精確的控制，并與動(dòng)力端和執(zhí)行端形成冗余的保護(hù)系統(tǒng)，其控制方式將在應(yīng)用技術(shù)中詳細(xì)解釋。特殊的電力電子控制使得高壓液壓旋轉(zhuǎn)接頭不僅能在旋轉(zhuǎn)的情況下提供動(dòng)力輸出，還可以控制輸出液壓油的流量大小，在出現(xiàn)故障的情況下還能對(duì)液壓系統(tǒng)提供保護(hù)，其可靠性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的液壓旋轉(zhuǎn)接頭。與連接法蘭相連的旋轉(zhuǎn)閥體端蓋3，與旋轉(zhuǎn)閥芯和連接法蘭相固定，左端固定推力軸承，防止旋轉(zhuǎn)閥芯在軸向上的大幅度位移，減輕機(jī)械結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度并防止機(jī)械結(jié)構(gòu)接觸而造成的磨損。固定在旋轉(zhuǎn)端蓋上的推力軸承4主要是限制液壓接頭旋轉(zhuǎn)部分的軸向移動(dòng)及承受高壓液壓油對(duì)閥芯的強(qiáng)大的壓力，使得閥芯不與外部殼體相接觸，減輕旋轉(zhuǎn)閥芯與外部殼體接觸端的磨損，更主要的是大大減少了這兩者之間巨大的摩擦力，使得接頭旋轉(zhuǎn)部分能夠更靈活的運(yùn)行，同時(shí)也減少了由于巨大的摩擦力給接頭造成的振動(dòng)，提高了接頭的使用壽命。與旋轉(zhuǎn)接頭端蓋相連的旋轉(zhuǎn)閥芯5，承受接頭旋轉(zhuǎn)時(shí)全部的徑向載荷，其材質(zhì)的選擇也顯得尤為關(guān)鍵，一般選取強(qiáng)度高、韌性好的合金鋼或細(xì)晶粒高強(qiáng)度鋼，減輕其他器件與旋轉(zhuǎn)閥芯接觸部位的磨損，防止因旋轉(zhuǎn)閥芯表面磨損嚴(yán)重而引起的液壓油泄漏及旋轉(zhuǎn)接頭的振動(dòng)而造成的旋轉(zhuǎn)接頭的損壞。安裝在旋轉(zhuǎn)閥芯上的深溝球軸承。

旋轉(zhuǎn)液壓接頭各部分組成如下圖所示。

1.2 高壓液壓旋轉(zhuǎn)接頭工作原理

高壓液壓旋轉(zhuǎn)接頭在工作時(shí)，固定部分安裝在機(jī)械裝置對(duì)應(yīng)的固定位置上，旋轉(zhuǎn)部分連接在機(jī)械的旋轉(zhuǎn)部分上，為了減輕高壓液壓油對(duì)旋轉(zhuǎn)接頭各連接部分之間的壓力防止因壓力過(guò)大而造成的泄漏，整個(gè)接頭中的液壓油通路基本采用了小縫隙或無(wú)縫隙的連接方式。該高壓液壓旋轉(zhuǎn)接頭的安裝順序?yàn)閺膬?nèi)向外依次進(jìn)行安裝：按照 5、6、7、9、10、8、11、1、2、13、12、4、12、3、11、1、2、14的順序依次安裝即可，在安裝過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)接頭內(nèi)部的連接螺栓因?yàn)橐惺芨邏海璨捎酶邚?qiáng)度螺栓進(jìn)行連接。由于兩端的連接法蘭完全相同，這種結(jié)構(gòu)形式大大降低了零件的生產(chǎn)成本和安裝的困難程度，使該裝置更加的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)而且具有高可靠性。

2 發(fā)展前景

當(dāng)今工業(yè)設(shè)備的發(fā)展不斷加快，提供更為優(yōu)越的裝置是設(shè)備安全可靠運(yùn)行的前提。液壓控制系統(tǒng)在大量的設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用，而此款高壓液壓旋轉(zhuǎn)接頭的設(shè)計(jì)將給液壓系統(tǒng)的控制和動(dòng)力傳遞方面提供更為優(yōu)越的方式，使液壓系統(tǒng)在未來(lái)的控制系統(tǒng)中擁有更為廣闊的展現(xiàn)平臺(tái)。