CN102305227A

CN102305227A - 一种微行程双作用激振液压缸

Info

Publication number: CN102305227A
Application number: CN201110229855A
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: 2012-01-04
Anticipated expiration: 2031-08-11
Also published as: CN102305227B

Abstract

本发明公开一种微行程双作用激振液压缸。在其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；在第二流道的出口处装有单向阀，在每一侧活塞杆上沿圆周方向间隔地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；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。

Description

一种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，不能满足工作负载振动幅值小的要求，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，从而造成液压系统复杂，成本高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种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，在活塞的每一侧的活塞杆上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侧活塞两的所述限位孔的中心轴线之间的距离相等。

进一步地，本发明所述双作用液压缸的缸筒的侧壁的内表面沿周向设有环形槽，所述缸筒的侧壁的内部设有第三流道，所述第三流道的出口与双作用液压缸的第一工作油腔连通，所述第三流道的出口处安装有单向阀，所述第三流道的进口与所述环形槽连通；所述活塞内设有第四流道，双作用液压缸的第二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）在双作用激振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，通过主油口油液进出液压缸缸筒，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，可在液压缸初始运动状态下主油口完全遮住时，油液经单向阀进入液压缸工作油腔，实现液压缸瞬间运动换向。（3）在液压缸缸筒侧壁的内部开设第三流道，在流道的进口处设有环形槽，出口处安装单向阀，第三流道、环形槽、单向阀组成液压工作系统的内泄油路，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是本发明微行程双作用激振液压缸的结构示意图；

图2是本发明微行程双作用激振液压缸的主油口A₁部分打开时的位置示意图；

图3是本发明微行程双作用激振液压缸的内泄油路导通时的位置示意图；

图4是本发明微行程双作用激振液压缸的主油口A₁完全打开时的位置示意图；

图5是本发明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的分布示意图；

图6是本发明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—环形槽；9—第九流道；10—第八流道； 11—第十流道； 12、13、14—单向阀；15、16—第一流道；17、18—第二流道；191、192、193、194—限位孔；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、第八流道10、第五流道6、第六流道7、第九流道9、第十流道11、环形槽8、单向阀12、单向阀13、单向阀14、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15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16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。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6，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5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5所示，限位孔191、限位孔192、限位孔193和限位孔194沿左侧活塞杆的圆周方向间隔地均匀分布，且限位孔191、限位孔192、限位孔193和限位孔194的中心轴线位于活塞杆上的同一横截面上。其中，限位孔191和限位孔193构成对，限位孔191的中心轴线和限位孔193的中心轴线重合；限位孔192和限位孔194构成对，限位孔192的中心轴线和限位孔194的中心轴线重合；限位孔191、限位孔192、限位孔193和限位孔194的中心轴线均与第一流道15的中心轴线相交。

作为本发明的优选实施方式，如图1至图4所示，双作用液压缸的缸筒3的侧壁的内表面沿周向设有环形槽8；缸筒3的侧壁的内部开设有第三流道，第三流道的出口与双作用液压缸的第一工作油腔连通，且在第三流道的出口处安装有单向阀，第三流道的进口与环形槽8连通；活塞5内设有第四流道，在缸筒3来回往复运动过程中，双作用液压缸的第二工作油腔C能够通过该第四流道与环形槽8连通。

作为本发明的更优选实施方式，如图1至图4所示，第三流道由第八流道10、第九流道9、第十流道11共同构成。具体地说，在双作用液压缸的缸筒3的侧壁的内部沿轴向设有第八流道10，在第八流道10的左、右两端分别沿径向开设有第九流道9、第十流道11，且第九流道9的出口、第十流道11的进口分别与第八流道10的两个端口相接。环形槽8与第九流道9的进口相接并相互连通。在第十流道11的出口处安装有单向阀14。

作为本发明的优选实施方式，如图1至图4所示，第四流道由第五流道6和第六流道7共同构成。具体地说，在活塞的左侧开设第五流道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8连通。第五流道6、第六流道7、环形槽8、第九流道9、第八流道10、第十流道11和单向阀14组成本发明微行程双作用激振液压缸的内泄油路。

如图1所示，当端盖1完全遮住主油口A₁时，端盖2恰好完全离开主油口A₂；液压工作系统提供的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进入液压缸的第二工作油腔C。此时，液压缸的缸筒3开始向左运动，端盖1开始远离主油口A₁，端盖2开始遮盖主油口A₂。

当液压缸的缸筒3运动到如图2所示的位置时，液压工作系统提供的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，再分别经过单向阀12和主油口A₁进入液压缸的第二工作油腔C，同时环形槽8逐渐靠近第六流道7。

当液压缸的缸筒3运动到如图3所示位置时，第五流道6、第六流道7、环形槽8、第九流道9、第八流道10、第十流道11和单向阀14组成本发明微行程双作用激振液压缸的内泄油路导通，液压缸的第二工作油腔C的部分工作油液沿着该内泄油路进入第一工作油腔B；同时，液压工作系统提供的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，再分别经过单向阀12和主油口A₁进入液压缸的第二工作油腔C。

当液压缸的缸筒3运动到如图4所示位置时，端盖2完全遮住主油口A₂，液压缸的缸筒3停止运动。由于端盖1的内端面和端盖2的内端面之间的距离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，因此，当端盖2恰好完全遮住主油口A₂时，端盖1恰好完全离开主油口A₁。

当液压工作系统切换油液方向时，如图4所示，液压工作系统提供的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。此时，液压缸的缸筒3开始向右运动，端盖2开始远离主油口A₂，端盖1开始遮盖主油口A₁，由于单向阀具有单向导通特性，由第五流道6、第六流道7、环形槽8、第九流道9、第八流道10、第十流道11和单向阀14组成的内泄油路不能导通，液压缸第一工作油腔B的工作油液不能进入液压缸的第二工作油腔C。

当液压缸的缸筒3运动到如图2所示位置时，液压工作系统提供的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。

当液压缸的缸筒3运动到如图1所示的位置时，端盖1完全遮住主油口A₁，液压缸的缸筒3停止运动。

由此，液压缸完成一个周期运动。经过液压工作系统中油液高频换向，液压缸实现小幅高频直线往复运动，带动外部负载实现高频振动。

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，在活塞的每一侧的活塞杆上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。

2.根据权利要求1所述的微行程双作用激振液压缸，其特征是：所述双作用液压缸的缸筒的侧壁的内表面沿周向设有环形槽，所述缸筒的侧壁的内部设有第三流道，所述第三流道的出口与双作用液压缸的第一工作油腔连通，所述第三流道的出口处安装有单向阀，所述第三流道的进口与所述环形槽连通；所述活塞内设有第四流道，双作用液压缸的第二工作油腔能够通过所述第四流道与环形槽连通。