一种直线运动机构运动部件内置柔性约束结构的制作方法

本发明属于机械与液压工程领域，是一种应用于直线运动机构运动部件内置直线位移传感器消除径向与轴向间隙的柔性约束结构，例如作动器、活塞杆、长行程阀芯、液压自增压油箱等需内置直线位移传感器的直线运动机构。

背景技术：

随着传统机械与液压技术的不断发展，高精度、小体积成为主流发展趋势，因此使用直线位移传感器的直线运动机构来实现位置闭环控制是不可或缺的，从而传感器内置来减小机构体积成为重要趋势。

传统的直线位移传感器有采用外置安装方式，或者内置安装方式，外置安装方式一般通过机械连接结构与活塞杆间接固定在一起，此方式由于制造误差和安装误差等误差会导致较大的定位误差；一般内置直线位移传感器采用前段直接安装、尾端直接锁死的固定约束方式，此方式容易导致直线位移传感器外壁与直线运动机构运动部件内壁直接磨损失效，降低传感器工作寿命，并存在直线位移传感器卡死故障风险，同时尾端锁死的固定约束方式容易受到零件制造和安装误差的影响，导致传感器不能正常工作，存在振动冲击时导致锁死结构处永久破坏的风险。

技术实现要素：

本发明的目的：

本发明的目的在于提供一种可靠性和稳定性高，结构简单可靠，能减小外部振动冲击影响，使用寿命长，能降低直线位移传感器工作和卡死故障风险的直线运动机构运动部件内置位移直线位移传感器能消除径向与轴向间隙的柔性约束结构。

本发明采取的技术方案为：

一种直线运动机构运动部件内置柔性约束结构，包括直线运动机构固定部件1、波纹弹簧2、弹簧涨销3、直线位移传感器4、直线运动机构运动部件5和滑环6；

其中，直线运动机构固定部件1内部为中空结构，直线运动机构固定部件1内部中空结构一端具有安装孔，直线位移传感器4位于直线运动机构运动部件5内部，直线位移传感器4的尾端安装于直线运动机构固定部件1的安装孔内，径向通过上下两个弹簧涨销3消除径向间隙，并能实现轴向辅助定位和防止传感器旋转；安装孔底部具有波纹弹簧2，消除直线位移传感器4轴向间隙的预紧力，减小外部振动冲击；位移直线位移传感器4前端安装滑环6，滑环6外侧紧贴直线运动机构运动部件5内壁。

其特征在于，弹簧涨销3为环状结构，具有环槽缺口，弹簧涨销3采用高弹合金材料制成。

其特征在于，在位移直线位移传感器4前端具有环槽，环槽内安装滑环6。

其特征在于，滑环6材料为填充石墨等耐磨材料的聚四氟乙烯，滑环6结构为斜切口型。

本发明的有益效果：

本发明通过将直线位移传感器安置于固定结构安装孔内，并通过上下两个弹簧涨销实现对直线位移传感器尾端径向固定约束，进而消除径向间隙，同时还能实现传感器轴向辅助定位和防止旋转的作用，安装简单方便，便于调整。

本发明通过将直线位移传感器安置于固定结构安装孔内，并通过过安装于直线运动机构固定部件孔底端内波纹弹簧提供的预紧力消除轴向间隙，实现轴向固定约束，此约束方式还具有节省空间、降低噪音和减小振动冲击的优点。

本发明通过安置在直线位移传感器前段环槽上的滑环与直线运动机构运动部件内孔贴合，实现径向柔性固定约束，位置可随活塞杆动作进行小角度摆动微调，同时可避免直接接触磨损，可以提高传感器使用寿命。

本发明中通过弹簧涨销、波纹弹簧、安装孔和滑环等结构的组合使用，具有安装简单和减小外部振动冲击的影响的优点，同时能有效降低零件制造误差和安装误差导致传感器工作故障风险和直线位移传感器在直线运动机构运动部件内卡死风险，可以有效提高直线位移传感器工作的稳定性和可靠性。

附图说明

图1：直线运动机构运动部件内置柔性约束结构组成图；

其中，1－直线运动机构固定部件；2－波纹弹簧；3－弹簧涨销；4－直线位移传感器；5－直线运动机构运动部件；6－滑环。

图2：弹簧涨销结构示意图；

图3：波纹弹簧结构示意图；

图4：滑环结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，一种直线运动机构运动部件内置柔性约束结构，包括直线运动机构固定部件1、波纹弹簧2、弹簧涨销3、直线位移传感器4、直线运动机构运动部件5、滑环6。其中，直线运动机构固定部件1内部为中空结构，直线运动机构固定部件1内部中空结构一端具有安装孔，直线位移传感器4位于直线运动机构运动部件5内部，直线位移传感器4的尾端安装于直线运动机构固定部件1的安装孔内，径向通过上下两个弹簧涨销3消除径向间隙，并能实现轴向辅助定位和防止传感器旋转；安装孔底部具有波纹弹簧2，消除直线位移传感器4轴向间隙的预紧力，减小外部振动冲击；位移直线位移传感器4前端安装滑环6，滑环6外侧紧贴直线运动机构运动部件5内壁。

如图2所示，弹簧涨销3为环状结构，具有环槽缺口，弹簧涨销3采用高弹合金材料制成。

如图3为波纹弹簧结构示意图。

如图4所示，在位移直线位移传感器4前端具有环槽，环槽内安装滑环6。滑环6材料为填充石墨等耐磨材料的聚四氟乙烯，滑环6结构为斜切口型。

此结构中，弹簧涨销3加工时进行回火处理，应进行压缩装入，最好上下同时装入；波纹弹簧2可选择标准件，在选择时应确保预紧力比实际需要力要留有一定裕量，在使用前应对波纹弹簧2工作高度时预紧力进行检验，确认后才可装入；直线运动机构运动部件1内壁表面粗糙度ra应高于0.8。直线运动机构运动部件1内壁与滑环进行1小时磨合试验后再次装入，滑环6最好可在内壁匀速滑动，无卡滞现象，摩擦力建议不超过10n。

本发明适用应用需内置直线位移传感器的长行程直线位移机构中，如飞机舵面控制作动系统中活塞杆内置位移直线位移传感器的机构、阀类零件内长行程阀芯和飞机液压系统内的自增压油箱等，还可以应用于其他类似技术领域中，均在本发明保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种直线运动机构运动部件内置柔性约束结构，包括直线运动机构固定部件(1)、波纹弹簧(2)、弹簧涨销(3)、直线位移传感器(4)、直线运动机构运动部件(5)和滑环(6)。本发明通过上下两个弹簧涨销实现对直线位移传感器尾端径向固定约束，通过过安装于直线运动机构固定部件孔底端内波纹弹簧提供的预紧力消除轴向间隙，实现轴向固定约束，通过滑环与直线运动机构运动部件内孔贴合，实现径向柔性固定约束。本发明中具有安装简单和减小外部振动冲击的影响的优点，可以有效提高直线位移传感器工作的稳定性和可靠性。

技术研发人员：刘玉龙;胡庆刚;张宇;杨锐;姬伟
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心
技术研发日：2018.12.14
技术公布日：2019.03.08