CN102287423A

CN102287423A - 一种外泄式微行程双作用激振液压缸

Info

Publication number: CN102287423A
Application number: CN2011102299245A
Authority: CN
Inventors: 龚国芳; 闵超庆; 刘毅; 杨学兰
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2031-08-11
Also published as: CN102287423B

Abstract

本发明公开一种外泄式微行程双作用激振液压缸。在双作用液压缸的活塞两侧的活塞杆内均同时设有相互连通的第一、第二流道，第二流道的出口处装有单向阀，沿活塞杆圆周方向设有一对以上与第一流道连通的限位孔，每对限位孔的中心轴线重合且分别与第一流道的中心轴线相交；同一侧活塞杆内所有限位孔的中心轴线位于活塞杆同一横截面上，所有限位孔的内径相同且其中心轴线与活塞的中心横截面的距离相等；活塞两侧的第一、第二流道分别相对于活塞的中心横截面呈镜像对称；活塞两侧端盖间的距离与活塞两侧限位孔的中心轴线间的距离相等；缸筒侧壁内表面设有环形槽且侧壁内设有安装孔；活塞内设有相对于活塞的中心横截面呈镜像对称的第三、第四流道。

Description

一种外泄式微行程双作用激振液压缸

技术领域

本发明涉及一种双作用液压缸，主要用于实现外部负载振动的液压激振器的技术领域中。

背景技术

激振器是附加在某些机械和设备上用以产生激振力的装置，是利用机械振动的重要部件。激振器能使被激物件获得一定形式和大小的振动量，从而对物体进行振动和强度试验，或对振动测试仪器和传感器进行校准。按激励型式的不同,激振器分为惯性式电动式、电磁式、电液式、气动式和液压式等型式。激振器可作为激励部件组成振动机械，用以实现物料或物件的输送、筛分、密实、成型和土壤砂石的捣固等工作。近年来，液压激振器越来越多的被应用于许多工程机械，如矿山机械、建筑机械、装载机械和振动成形机械等中。与惯性激振器、弹性激振器和电磁激振器相比，液压激振器具有无级调幅、调频、简化系统和操作方便等优点。

液压缸是利用缸筒和活塞的相互运动，实现外部负载直线往复运动或回转摆动，将液压能转变为机械能输出。根据工作要求，通过设定液压系统中压力和流量能够改变液压缸的运动速度和输出力，最终达到外部负载的工作要求。现有液压缸能够实现直线往复运动，但普通液压缸行程大，不能满足工作负载小幅振动的要求，同时在具体工况下，需外加液压缸位置控制系统实现液压缸运动幅值精确控制，从而带来液压系统复杂，成本高等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外泄式微行程双作用激振液压缸，解决了现有液压缸行程大、位置控制系统复杂、成本高、不能满足工作负载振动幅值小、位置不易控制等问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：本发明外泄式微行程双作用激振液压缸在其双作用液压缸的活塞两侧的活塞杆的内部均同时设有第一流道和第二流道；在所述活塞的每一侧活塞杆内，第一流道自该侧活塞杆的头部端面沿活塞杆的轴向延伸至活塞或靠近活塞的位置，第二流道自该侧活塞杆的圆周侧表面向内延伸并与所述第一流道连通且靠近活塞，在第二流道的出口处装有单向阀，沿活塞杆的圆周方向间隔地设有一对以上限位孔，各限位孔自活塞杆的圆周侧表面沿径向向内延伸至与所述第一流道连通，每对限位孔的中心轴线重合且分别与所述第一流道的中心轴线相交；在同一侧活塞杆内的所有限位孔的中心轴线位于活塞杆的同一个横截面上，所有限位孔的内径相同且所有限位孔的中心轴线与活塞的中心横截面的距离相等；活塞两侧的活塞杆内的第一流道相对于活塞的中心横截面呈镜像对称，活塞两侧的活塞杆内的第二流道相对于活塞的中心横截面呈镜像对称；位于所述活塞两侧的端盖之间的距离与位于活塞两侧的所述限位孔的中心轴线之间的距离相等；在双作用液压缸的缸筒的侧壁内表面沿周向设有环形槽；所述缸筒的侧壁内部设有两端分别与环形槽、外部油箱连通的安装孔；所述活塞的内部设有第三流道和第四流道，所述第三流道和第四流道相对于活塞的中心横截面呈镜像对称；所述液压缸的第二工作油腔通过所述第三流道能够与环形槽连通，所述液压缸的第一工作油腔能够通过所述第四流道与环形槽连通。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：（1）在双作用液压缸的活塞每一侧的活塞杆内部设有由一对以上与第一流道连通的限位孔组成的主油口，油液通过主油口进出液压缸工作油腔，实现液压缸小幅高频往复运动和自动限位，最终实现外部负载高频振动，且系统简单，成本低。（2）在活塞杆内部的第二流道的出口处装有单向阀，在液压缸开始运动，主油口完全遮住时，油液经单向阀进入液压缸的工作油腔，实现液压缸的瞬间运动换向。（3）在活塞内部开设第三流道和第四流道，在液压缸的缸筒的侧壁内部开设安装孔，安装孔能够外接油箱，同时在安装孔进口处设有环形槽，使油液能够依次沿着活塞第三流道（或第四流道）、环形槽和安装孔流出液压缸的工作油腔，组成液压工作系统外泄油路，实现液压缸工作油腔换油，解决工作油液长时间工作导致油温升高的问题。

附图说明

图1是外泄式微行程双作用激振液压缸的结构示意图；

图2是外泄式微行程双作用激振液压缸的主油口A₂部分打开时的位置示意图；

图3是外泄式微行程双作用激振液压缸的右端外泄油路导通时的位置示意图；

图4是外泄式微行程双作用激振液压缸的主油口A₂完全打开时的位置示意图；

图5是外泄式微行程双作用激振液压缸的左端外泄油路导通时的位置示意图；

图6是外泄式微行程双作用激振液压缸的主油口A₁的限位孔在活塞杆上分布示意图；

图7外泄式微行程双作用激振液压缸的活塞两侧的端盖与限位孔之间的相对位置关系示意图；

图中 1、2—端盖； 3—缸筒；4—活塞杆；5—活塞； 6—第五流道；7—第六流道；8—第七流道；9—第八流道；10—环形槽；11—安装孔；12、13—单向阀；141、142、143、144—限位孔；15、16—第一流道；17、18—第二流道； A₁ 、A₂—主油口；H₁、H₂—第一流道的进出口；B—第一工作油腔；C—第二工作油腔。L—位于活塞两侧的端盖之间的距离； l—位于活塞两侧的限位孔的中心轴线之间的距离。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明一种外泄式微行程双作用激振液压缸主要由端盖1、端盖2、缸筒3、活塞杆4、活塞5、第一流道15、第一流道16、第二流道17、第二流道18、第五流道6、第六流道7、第七流道8、第八流道9、环形槽10、安装孔11、单向阀12、单向阀13、主油口A₁和主油口A₂等组成。

活塞5左侧的端盖1、缸筒3、活塞杆4的左侧部分和活塞5组成封闭的第二工作油腔C，活塞5右侧的端盖2、缸筒3、活塞杆4的右侧部分和活塞5组成封闭的第一工作油腔B。活塞杆4位于活塞5的左侧部分（即左侧活塞杆）的内部开设有第一流道15，活塞杆4位于活塞5的右侧部分（即右侧活塞杆）的内部开设有第一流道16。第一流道15从活塞杆4的左侧头部端面向右沿活塞杆4的轴向延伸至左侧活塞杆与活塞5的临界处或靠近活塞5的位置。第一流道的进出口H₂位于左侧活塞杆的头部外端面。第一流道16从活塞杆4的右侧头部端面向左沿活塞杆4的轴向延伸至右侧活塞杆与活塞5的临界处或靠近活塞5的位置，第一流道的进出口H₁位于右侧活塞杆的头部外端面。第一流道15与第一流道16相对于活塞5的中心横截面呈镜像对称。左侧活塞杆的内部开设的第二流道17自活塞杆4的圆周侧表面向内（通常沿径向向内）延伸至第一流道15并与第一流道15连通右侧活塞杆的内部开设的第二流道18自活塞杆4的圆周侧表面向内（通常沿径向向内）延伸至第一流道16并与第一流道16连通。第二流道17和第二流道18靠近活塞5，且第二流道17与第二流道18相对于活塞5的中心横截面呈镜像对称。在第二流道17和第二流道18的出口处分别安装单向阀12和单向阀13。参看图6，左侧活塞杆的内部开设一对以上的限位孔以共同构成主油口A₁，这些限位孔沿左侧活塞杆的圆周方向间隔地分布，每个限位孔均自左侧活塞杆的圆周侧表面沿径向向内延伸至第一流道15并与第一流道15连通，每对限位孔的中心轴线重合，左侧活塞杆的所有限位孔的中心轴线均与第一流道15的中心轴线相交。同样，右侧活塞杆的内部也开设有一对以上的限位孔以共同构成主油口A₂，这些限位孔沿右侧活塞杆的圆周方向间隔地分布，每个限位孔均自右侧活塞杆的圆周侧表面沿径向向内延伸至第一流道16并与第一流道16连通，每对限位孔的中心轴线相互重合，右侧活塞杆的所有限位孔中心轴线均与第一流道16的中心轴线相交。

活塞杆内的所有限位孔的内径相同。参看图7，端盖1和端盖2之间的距离L与位于活塞两侧的限位孔的中心轴线之间的距离l相等，以使得当活塞一侧的端盖恰好完全遮住与其位于活塞同一侧的主油口时，活塞另一侧的端盖能够恰好完全离开与其位于活塞同一侧的主油口。

在同一侧活塞杆内的所有限位孔的中心轴线位于活塞杆的同一个横截面上，所有限位孔的内径相同且所有限位孔的中心轴线与活塞的中心横截面的距离相等。图6示出了构成本发明主油口A₁的限位孔的一个优选实施例。如图6所示，限位孔141、限位孔142、限位孔143和限位孔144沿左侧活塞杆的圆周方向间隔地均匀分布，且限位孔141、限位孔142、限位孔143、限位孔144的中心轴线位于活塞杆的同一横截面上。其中，限位孔141和限位孔143构成对且限位孔141和限位孔143的中心轴线重合，限位孔142和限位孔144构成对且限位孔142和限位孔144的中心轴线重合，限位孔141、限位孔142、限位孔143、限位孔144的中心轴线均与第一流道15的中心轴线相交。

在双作用液压缸的缸筒3的侧壁内部沿径向设有安装孔11，安装孔11的外端口能够外接油箱。在双作用液压缸的缸筒3侧壁的内表面沿周向设有环形槽10，环形槽10与安装孔11的内端口相接且相互连通。

如图1至图5所示，活塞5的内部设有第三流道和第四流道，第三流道和第四流道相对于活塞的中心横截面呈镜像对称。在缸筒3来回往复运动过程中，液压缸的第二工作油腔C通过第三流道能够与环形槽10连通，液压缸的第一工作油腔B能够通过第四流道与环形槽10连通。

作为本发明的优选实施方式，如图1至图5所示，第三流道由第五流道6和第六流道7构成，第四流道由第七流道8和第八流道9共同构成。具体地说，在活塞5的左侧内部开设第五流道6和第六流道7，其中，第五流道6沿活塞5的轴向开设，第六流道7沿活塞5的径向开设，第五流道6的出口和第六流道7的进口相接并相互连通，第五流道6的进口与双作用液压缸的第二工作油腔C相接并相互连通。在缸筒3来回往复运动过程中，第六流道7的出口能够与环形槽10连通。在活塞5的右侧内部开设第七流道8和第八流道9，其中，第七流道8沿活塞5的轴向开设，第八流道9沿活塞5的径向开设，第七流道8的出口和第八流道9的进口相接并相互连通，第七流道8的进口与双作用液压缸的第一工作油腔B相接并相互连通。在缸筒3来回往复运动过程中，第八流道9的出口能够与环形槽10连通。第五流道6、第六流道7、环形槽10和安装孔11能够组成外泄式微行程双作用激振液压缸左端的外泄油路；第七流道8、第八流道9、环形槽10和安装孔11能够组成外泄式微行程双作用激振液压缸右端的外泄油路。

如图1所示液压缸运动位置，当端盖2完全遮住主油口A₂，端盖1恰好完全离开主油口A₁。此时，第六流道7的一端与环形槽10连通，油液从第一流道的进出口H₁进入，依次沿着第一流道16、第二流道18、单向阀13进入液压缸的第一工作油腔B，同时第五流道6、第六流道7、环形槽10、安装孔11组成的左端外泄油路完全导通。液压缸的第二工作油腔C的一部分工作油液沿着左端外泄油路流出液压缸的第二工作油腔C，另一部分工作油液沿着主油口A₁、第一流道15流出液压缸的第二工作油腔C。此时，液压缸的缸筒3开始向右运动，端盖2开始打开主油口A₂，端盖1则开始遮盖主油口A₁。当液压缸的缸筒3运动到如图2所示的位置时，油液从第一流道的进出口H₁进入，依次沿着第一流道16、第二流道18，再分别经过单向阀13和主油口A₂进入液压缸的第一工作油腔B；而环形槽10则远离第六流道7，靠近第八流道9，使左端外泄油路不导通。当液压缸的缸筒3运动到如图3所示位置时，油液从第一流道的进出口H₁进入，依次沿着第一流道16、第二流道18，分别经过单向阀13和主油口A₂进入液压缸的第一工作油腔B，同时第八流道9与环形槽10连通，由此使第七流道8、第八流道9、环形槽10和安装孔11组成的右端外泄油路不完全导通，液压缸的第一工作油腔B内的部分工作油液沿着右端外泄油路流出液压缸的第一工作油腔B。当液压缸的缸筒3运动到如图4所示位置时，由第七流道8、第八流道9、环形槽10和安装孔11组成的右端外泄油路完全导通，液压缸的第一工作油腔B内的部分工作油液沿着右端外泄油路流出液压缸的第一工作油腔B。同时端盖1完全遮住主油口A₁，液压缸的缸筒3停止运动。

当工作液压系统切换油液方向时，如图4所示，油液从第一流道的进出口H₂进入，依次沿着第一流道15、第二流道17、单向阀12进入液压缸第二工作油腔C，端盖1开始远离主油口A₁，端盖2开始遮盖主油口A₂，同时第六流道7、第八流道9、环形槽10、安装孔11组成的右端外泄油路完全导通，液压缸第一工作油腔B的一部分工作油液沿着右端外泄油路流出液压缸的第一工作油腔B，另一部分工作油液依次沿着主油口A₂、第一流道16流出液压缸的第一工作油腔B。此时，液压缸的缸筒3开始向左运动。当液压缸的缸筒3运动到如图3所示位置时，由第七流道8、第八流道9、环形槽10和安装孔11组成的右端外泄油路不完全导通，油液从第一流道的进出口H₂进入，依次沿着第一流道15、第二流道17，分别经过单向阀12和主油口A₁进入液压缸的第二工作油腔C，同时液压缸的第一工作油腔B的一部分工作油液沿着右端外泄油路流出液压缸的第一工作油腔B，另一部分工作油液依次沿着主油口A₂、第一流道16流出液压缸的第一工作油腔B。当液压缸的缸筒3运动到如图2所示位置时，第八流道9与环形槽10断开，右端外泄油路不导通，油液从第一流道的进出口H₂进入，依次沿着第一流道15、第二流道17，分别经过单向阀12和主油口A₁进入液压缸的第二工作油腔C，同时液压缸的第一工作油腔B的油液依次沿着主油口A₂、第一流道16流出液压缸的第一工作油腔B。当液压缸的缸筒3运动到如图5所示位置时，油液从第一流道的进出口H₂进入，依次沿着第一流道15、第二流道17，分别经过单向阀12和主油口A₁进入液压缸的第二工作油腔C，同时第六流道7与环形槽10连通，左端外泄油路不完全导通，液压缸第二工作油腔C内的部分工作油液沿着第五流道6、第六流道7、环形槽10和安装孔11组成的左端外泄油路流出液压缸的第二工作油腔C。当液压缸的缸筒3运动到如图1所示位置时，第五流道6、第六流道7、环形槽10和安装孔11组成的左端外泄油路完全导通，液压缸的第二工作油腔C的一部分工作油液沿着左端外泄油路流出液压缸的第二工作油腔C。此时，端盖2完全遮住主油口A₂，液压缸的缸筒3停止运动。由此，液压缸完成一个周期运动。经过工作液压系统中油液高频换向，液压缸实现小幅直线往复运动，带动外部负载高频振动。

本说明书实施陈述的内容只是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为只局限于实施所示的具体方式，应当涉及于本领域技术人员根据本发明构思所能够思考到的等同技术方式。

Claims

1.一种外泄式微行程双作用激振液压缸，其特征是：在双作用液压缸的活塞两侧的活塞杆的内部均同时设有第一流道和第二流道；在所述活塞的每一侧活塞杆内，第一流道自该侧活塞杆的头部端面沿活塞杆的轴向延伸至活塞或靠近活塞的位置，第二流道自该侧活塞杆的圆周侧表面向内延伸并与所述第一流道连通且靠近活塞，在第二流道的出口处装有单向阀，沿活塞杆的圆周方向间隔地设有一对以上限位孔，各限位孔自活塞杆的圆周侧表面沿径向向内延伸至与所述第一流道连通，每对限位孔的中心轴线重合且分别与所述第一流道的中心轴线相交；在同一侧活塞杆内的所有限位孔的中心轴线位于活塞杆的同一个横截面上，所有限位孔的内径相同且所有限位孔的中心轴线与活塞的中心横截面的距离相等；活塞两侧的活塞杆内的第一流道相对于活塞的中心横截面呈镜像对称，活塞两侧的活塞杆内的第二流道相对于活塞的中心横截面呈镜像对称；位于所述活塞两侧的端盖之间的距离与位于活塞两侧的所述限位孔的中心轴线之间的距离相等；在双作用液压缸的缸筒的侧壁内表面沿周向设有环形槽；所述缸筒的侧壁内部设有两端分别与环形槽、外部油箱连通的安装孔；所述活塞的内部设有第三流道和第四流道，所述第三流道和第四流道相对于活塞的中心横截面呈镜像对称；所述液压缸的第二工作油腔通过所述第三流道能够与环形槽连通，所述液压缸的第一工作油腔能够通过所述第四流道与环形槽连通。