CN102678654A - 变速油缸系统 - Google Patents

Abstract

一种变速油缸系统，包括油缸座，固定在油缸座上的缸筒，置于缸筒内的活塞，油缸座中央固定有控制调节杆，所述控制调节杆穿过活塞的前部置于活塞中空腔内，在油缸座、活塞、缸筒和控制调节杆间共有四个受力面积不同的油腔，在控制调节杆上有第一油管与第二油管，其中第一油管与第四油腔连通，第二油管与第二油腔连通。还配置有四个换向阀和一个液控单向阀及一个单向阀。该产品通过油缸与系统的结合的集成，油缸随着压力的变化，在不同压力下对应有不同四个从小到大的作用面积，从而实现了输出力与油缸速度的最佳配合，从设计上彻底避开了高速旋转副的变量机构，且整个过程全部自动转换，无行程限制；控制简单，成本也随之大大减少。

Description

变速油缸系统

技术领域

本发明涉及一种油缸系统，具体为一种可随负载变化而改变运行速度的油缸系统。

背景技术

现有技术中的很多工况下，油缸在整个行程中，要求随着负载的增加，速度减小而推力增加，以往的技术是使用恒功率变量泵实现，结构复杂而成本很高，因泵的变量机构在高速旋转副作用下频繁变量，泵的故障率很高，使得寿命缩短，影响整个系统运行。而且其只是减少了启动时花费在空载运行上的时间。不能用于系统运行的全过程。

发明内容

本发明设计了一种变速油缸系统，解决了目前变速油缸结构复杂，运行故障率高且控制效果差的问题。

一种变速油缸系统，包括油缸座，固定在油缸座上的缸筒，置于缸筒内的活塞，在活塞与底座间有第一油腔，活塞与缸筒间有第三油腔，其特征在于油缸座中央固定有控制调节杆，所述的控制调节杆伸入活塞的中空腔内并且控制调节杆的外壁与活塞中空腔内壁间构成第二油腔，所述活塞的外壁与缸筒内壁间构成第三油腔,所述的控制调节杆前端与活塞的内端面之间构成第四油腔，在控制调节杆上有第一油管与第二油管，其中第一油管的一端与第四油腔连通，第二油管的一端与第二油腔连通，在油缸座上有第三油管与第一油腔连通，所述第三油管的另一端与液控单向阀的B口连通，所述的变速油缸系统，还设置有四个电液换向阀，其中换向阀Ⅰ，换向阀Ⅱ为三位四通O型换向阀，换向阀Ⅲ为二位四通O型换向阀，换向阀Ⅳ为二位四通换向阀，所述第一油管分别与换向阀Ⅰ的A口、换向阀Ⅱ和换向阀Ⅲ的P口连通；第二油管与换向阀Ⅱ的A口连通；第一油腔与换向阀Ⅲ的B口、换向阀Ⅳ的P口连通，第三油腔与换向阀Ⅲ的A口、换向阀Ⅳ的A口连通；换向阀Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的T口接油箱，所述的液控单向阀的控制口经单向阀与换向阀I的B口连通；

在一个工作行程中变速油缸分高速、中高速、中速与低速四级前进速度，油缸活塞高速前进时，第二油腔与第四油腔与压力油路连通；油缸活塞以中高速度前进时，第四油腔接压力油路，第二油腔接油箱；当油缸活塞以中速前进时，第一油腔、第三油腔与第四油腔接压力油路，第二油腔接油箱；当油缸活塞以慢速前进时，第一油腔与第四油腔接压力油路，第二油腔与第三油腔接油箱；所述油罐活塞以四个不同速度前进时，其压力油作用面积分别对应依次增大的A、B、C、D四个面积。

此产品通过油缸与系统的结合的集成，油缸随着压力的变化，在不同压力下对应有不同四个从小到大的作用面积，从而实现了输出力与油缸速度的完美配合，从设计上彻底避开了高速旋转副的变量机构，且整个过程全部自动转换，无行程限制；控制简单，用定量泵代替了昂贵的恒功率变量泵，成本也随之大大减少。此产品已在很多场合应用，它实现了装机功率的最有效化分配，经济与节能效益相当可观。

附图说明

图1是变速油缸系统结构示意图。

图中，1-活塞，2-缸筒，3-控制调节杆，4-单向阀，5-油缸座，6-第一油管，7-第二油管，8-第一油腔，9-第二油腔，10-第三油腔，11-第四油腔，12-第三油管，13-液控单向阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述。

参照附图1，本发明的变速油缸系统包括油缸座5，固定在油缸座上的缸筒2，在缸筒内有活塞1。所述活塞1的杆体为中空腔，在油缸座5上固定有控制调节杆3，该控制调节杆3穿入活塞1的中空腔内，由活塞1、缸筒2、控制调节杆3和油缸座5之间形成四个油腔，分别为活塞1与油缸座5之间构成的第一油腔8，控制调节杆3的外壁与活塞1的中空腔内壁间构成的第二油腔9，活塞1的外壁与缸筒2的内壁间构成的第三油腔10和控制调节杆3的端面与活塞1中空腔前端内壁间构成的第四油腔11。在控制调节杆3上有两个油管，即第一油管6与第二油管7。

本发明的变速油缸系统设置有四个换向阀，其中换向阀Ⅰ，换向阀Ⅱ为三位四通O型电液换向阀，换向阀Ⅲ为二位四通O型电液换向阀，换向阀Ⅳ为二位四通电液换向阀。所述的第四油腔11通过第一油管6与换向阀Ⅰ的A口、换向阀Ⅱ的P口、换向阀Ⅲ的P口连通；第二油腔9通过第二油管7与换向阀Ⅱ的A口连通；第一油腔8与换向阀Ⅲ的B口，换向阀Ⅳ的P口连通；第三油腔10与换向阀Ⅲ的A口，换向阀Ⅳ的A口连通；换向阀Ⅰ的P口连接压力油路Y；换向阀Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的T口接油箱；换向阀Ⅲ的T口不对外连通。还设置有液控单向阀13，该液控单向阀的A口通油箱，B口通过第三油管12与第一油腔8连通，控制口K经单向阀4与换向阀Ⅰ的B口连通，同时与第二油管7、换向阀Ⅱ的A口连通。

本实施例所述变速油缸系统的前进速度共分四级，分别为高速、中高速、中速、慢速。当速度为高速时，电磁铁1DT、5DT得电，第二油腔9、第四油腔11经换向阀Ⅰ、换向阀Ⅱ、第一油管6、第二油管7与压力油路Y连通，此时压力油液的作用面积为A，活塞1高速前进；当速度为中高速时，电磁铁1DT、6DT得电，第四油腔11通过第一油管6、换向阀Ⅰ与压力油路Y连通，第二油腔9通过第二油管7、换向阀Ⅱ与油箱连通，此时压力油液的作用面积为B；当速度为中速时，电磁铁1DT、3DT、6DT得电，第一油腔8、第三油腔10，第四油腔11通过第一油管6、换向阀Ⅰ、换向阀Ⅲ、换向阀Ⅳ与压力油路Y连通，第二油腔9通过第二油管7、换向阀Ⅱ与油箱连通，此时压力油液的作用面积为C；当速度为慢速时，电磁铁1DT、3DT、4DT、6DT得电，第一油腔8、第四油腔11通过第一油管6、换向阀Ⅰ、换向阀Ⅲ与压力油路Y连通，第二油腔9通过第二油管7、换向阀Ⅱ与油箱连通，第三油腔10通过换向阀Ⅳ与油箱连通，此时压力油液的作用面积为D；在活塞1前进过程中，液控单向阀13通过第三油管12不断为第一油腔8补油，保证活塞1正常前进。当活塞1需退回时，电磁铁2DT、4DT得电，第二油腔9通过第二油管7、换向阀Ⅰ与压力油路Y连通，第三油腔10通过换向阀Ⅳ与油箱连通，第四油腔11通过第一油管6、换向阀Ⅰ与油箱连通，压力油路Y中压力油通过换向阀Ⅰ、单向阀4进入液控单向阀13控制口K，使得液控单向阀双向连通，因此第一油腔8通过第三油管12、液控单向阀13与油箱连通，活塞1退回。

本发明的产品通过油缸与系统的结合的集成，油缸随着压力的变化，在不同压力下对应有不同四个从小到大的作用面积，从而实现了输出力与油缸速度的完美配合，从设计上彻底避开了高速旋转副的变量机构，且整个过程全部自动转换，无行程限制；控制简单，用定量泵代替了昂贵的恒功率变量泵，成本也随之大大减少。此产品已在很多场合应用，它实现了装机功率的最有效化分配，经济与节能效益相当可观。

Claims (1)

1.一种变速油缸系统，包括油缸座（5），固定在油缸座上的缸筒（2），置于缸筒内的活塞（1），在活塞（1）与底座间有第一油腔（8），活塞与缸筒间有第三油腔（10）,其特征在于油缸座中央固定有控制调节杆（3），所述的控制调节杆（3）伸入活塞（1）的中空腔内并且控制调节杆的外壁与活塞中空腔内壁间构成第二油腔（9），所述活塞（1）的外壁与缸筒（2）内壁间构成第三油腔（10）,所述的控制调节杆（3）前端与活塞（1）的内端面之间构成第四油腔（11），在控制调节杆上有第一油管（6）与第二油管（7），其中第一油管（6）的一端与第四油腔（11）连通，第二油管（7）的一端与第二油腔（9）连通，在油缸座上有第三油管（12）与第一油腔（8）连通，所述第三油管（12）的另一端与液控单向阀（13）的B口连通；

所述的变速油缸系统还设置有四个电液换向阀，其中换向阀Ⅰ，换向阀Ⅱ为三位四通O型换向阀，换向阀Ⅲ为二位四通O型换向阀，换向阀Ⅳ为二位四通换向阀，所述第一油管（6）分别与换向阀Ⅰ的A口、换向阀Ⅱ和换向阀Ⅲ的P口连通；第二油管（7）与换向阀Ⅱ的A口连通；第一油腔（8）与换向阀Ⅲ的B口、换向阀Ⅳ的P口连通，第三油腔（10）与换向阀Ⅲ的A口、换向阀Ⅳ的A口连通；换向阀Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的T口接油箱，所述的液控单向阀（12）的控制口经单向阀（4）与换向阀I的B口连通；

在一个工作行程中变速油缸分高速、中高速、中速与低速四级前进速度，油缸活塞高速前进时，第二油腔与第四油腔与压力油路连通；油缸活塞以中高速度前进时，第四油腔接压力油路，第二油腔接油箱；当油缸活塞以中速前进时，第一油腔、第三油腔与第四油腔接压力油路，第二油腔接油箱；当油缸活塞以慢速前进时，第一油腔与第四油腔接压力油路，第二油腔与第三油腔接油箱；所述油罐活塞以四个不同速度前进时，其压力油作用面积分别对应依次增大的A、B、C、D四个面积。

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