CN103362892A - 一种双作用高推力输出液压油缸 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双作用高推力输出液压油缸，包括主缸体和主活塞，所述主缸体缸体上之上下段分别设置进出油孔；所述主活塞上设置主活塞杆，所述主活塞、主活塞杆与主缸体同轴动密封配合，所述主活塞杆上沿纵轴设置副缸体与副活塞动密封配合，所述主活塞杆上主塞杆油路孔；所述副活塞上设置副活塞杆且支撑于主缸体底部；所述副活塞杆沿纵轴设置导流孔，且副活塞杆上设置副塞杆油路孔与导流孔连通。本发明采用复合液压缸体与双作用活塞组合结构，使得活塞动态作用面积较现有技术液压缸大大提高，从而有效提高了液压缸对外输出功率。本发明结构紧凑，设计巧妙，有效挖掘主活塞杆内的空间形成活塞工作面积，液压推力可增加30%～60%。

Description

一种双作用高推力输出液压油缸
技术领域
本发明属于机械动力传动技术领域，进一步属于液压传动装置技术领域，具体涉及一种结构紧凑的双作用高推力输出液压油缸。
背景技术
    液压缸是液压系统中最重要的执行元件，它将液压能转换成机械能，并与各种传动机构相配合，完成各种的机械运动。液压缸具有结构简单、输出力大、性能稳定可靠、使用维护方便等特点，被广泛应用于各种机械上。在液压油缸的实际应用中，在一些特殊的地方，由于受设备结构方面的限制，提供安装液压油缸的空间有限。由于液压油缸的输出力与活塞面积成正比，与油缸系统工作压力成正比，液压缸结构尺寸受到限制，其活塞面积也将受到限制，在液压系统的压力达到极限的情况下，液压缸的输出力也达到极限。在液压油缸的极限输出力不能满足使用要求的情况下，采用传统的液压缸不能解决这一问题。为此，研制开发一种结构紧凑的高推力输出的液压油缸是解决这一问题的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构紧凑、小巧的双作用高推力输出液压油缸。
本发明的目的是这样实现的，包括主缸体和主活塞，所述的主缸体缸体上之上下段分别设置进出油孔；所述的主活塞上设置主活塞杆，所述的主活塞、主活塞杆与主缸体同轴动密封配合，所述的主活塞杆上沿纵轴设置副缸体与副活塞动密封配合，所述的主活塞杆上主塞杆油路孔；所述的副活塞上设置副活塞杆且支撑于主缸体底部；所述的副活塞杆沿纵轴设置导流孔，且副活塞杆上设置副塞杆油路孔与导流孔连通。
本发明采用复合液压缸体与双作用活塞组合结构，使得活塞动态作用面积较现有技术液压缸大大提高，从而有效提高了液压缸对外输出功率。本发明结构紧凑，设计巧妙，充分挖掘了主活塞杆本体内空间形成有效的工作空间，在液压缸外形尺寸不变的情况下，增加副油缸以有效增加工作活塞的总面积，从而增加液压油缸的输出推力，一般可增加30%～60%，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为现有技术整体结构示意图；
图2为本发明整体结构示意图；
图中：1-主缸体，2-主活塞，3-主活塞杆，31-主塞杆油路孔，4-副活塞杆，41-导流孔，42-副塞杆油路孔，5-副活塞，6-导向座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或改进，均落入本发明保护范围。
如图2所示，本发明包括主缸体1和主活塞2，所述的主缸体1缸体上之上下段分别设置进出油孔11；所述的主活塞2上设置主活塞杆3，所述的主活塞2、主活塞杆3与主缸体1同轴动密封配合，所述的主活塞杆3上沿纵轴设置副缸体与副活塞5动密封配合，所述的主活塞杆3上主塞杆油路孔31；所述的副活塞5上设置副活塞杆4且支撑于主缸体1底部；所述的副活塞杆4沿纵轴设置导流孔41，且副活塞杆4上设置副塞杆油路孔42与导流孔41连通。
所述的主活塞杆3的直径小于主活塞2的直径，主活塞杆3外缘与主缸体1内壁之间形成副推力腔，对应于主活塞2端部和主缸体1之间的主推力腔。
所述的主活塞杆3上靠近主活塞2部位设置主塞杆油路孔31，连通主缸体1与主活塞2之间的副推力腔。
所述的副活塞杆4上靠近主缸体1底部设置副塞杆油路孔42与导流孔41连通。
所述的主活塞2设置中心孔，且与导向座6外缘紧配合，所述的导向座6之内孔与副活塞杆4动密封配合。
所述的主活塞2外缘设置至少一道密封环槽，其中设置密封环且与主缸体1内壁动密封配合。
所述的副活塞5外缘设置至少一道密封环槽，其中设置密封环且与副缸体内壁动密封配合。
所述的主缸体1上盖上设置密封环槽，通过密封环与主活塞杆（3）动密封配合。
所述的导向座6与主活塞2之中心孔紧配合，所述的中心孔大于副缸体内径，两者之间锥台式过渡连接；所述的导向座6之本体直径大于其端部直径，两者之间呈锥台式过渡连接，导向座6前端与主活塞2之中心孔与副缸体连接锥台承托式配合。
所述的主活塞杆3上端为分体结构，主活塞杆3之中心孔与密封端塞紧配合。
所述的副活塞杆4为细颈式结构，其直径为副活塞5直径的1/3~1/5。
所述的副活塞5的端部设置容油凹槽，以利于从导流孔出来的液压油快速均匀地分布到副活塞的工作端面上。
本发明的工作原理及工作过程：
本发明采用复合液压缸体与双作用活塞组合结构，使得活塞动态作用面积较现有技术液压缸大大提高，从而有效提高了液压缸对外输出功率。众所周知，液压缸的对外输出功率等于系统压力乘以总的工作面积。结合图1、图2，不难看出，现有技术的液压缸输出功率，即输出的推力为：
行程推力：F1=A1×P；回程推力：F2=（A1-A2）×P，其中P为系统压力，A1为活塞工作面积，A2为活塞杆的面积。
而本发明的液压缸输出功率，即输出推力则为：
行程推力：F1=（A1+A3-A4）×P；回程推力：F2=（A1-A2+A3-A4）×P，其中P为系统压力，A1为主活塞工作面积，A2为主活塞杆面积，A3为副活塞杆工作面积，A4为副活塞杆界面面积。
两者比较不难发现本发明的输出功率大于现有技术：
在行程时：本发明活塞总面积为（A1+A3-A4），现有技术活塞面积为A1，两者的活塞总面积差为：（A1+A3-A4）- A1= A3-A4，因A3大于A4。而在回程时：本发明活塞总面积为（A1-A2+A3-A4），现有技术活塞面积为（A1-A2），两者的活塞总面积差为：（A1-A2+A3-A4）-（A1-A2）= A3-A4。由图示也不能看出，A4仅为A3的1/3~1/5。如上所述，因液压油缸的输出力与活塞面积成正比，与油缸系统工作压力成正比，在系统工作压力一定的情况下，增加活塞的总面积，就增加了油缸的输出力。因此本发明的活塞工作面积大于现有技术，自然输出功率要大。与行程同理，本发明的输出功率大于现有技术。
工作在行程状态时，系统压力通过主缸体上的油路孔进入主缸室的左室，压力作用在主活塞端面上，有效工作面积为A1-A4；同时系统压力通过副活塞杆上的油路孔进入副油缸内，压力同时作用在主活塞杆（副油缸界面）上，有效工作面积为A3，两者共同作用推动主活塞杆移动。此时的工作推力为：F1=（A1+A3-A4）×P。
工作在回程状态时，系统压力通过主缸体上的油路孔进入主缸室之右室，压力作用在主活塞上，有效工作面积为A1-A2，同时系统压力通过主活塞杆上的油路孔进入副油缸内，压力同时作用在主活塞杆（副油缸截面），有效工作面积为A3-A4，两者共同作用推动主活塞杆移动。此时的工作推力为：F2=（A1-A2+A3-A4）×P。

Claims (10)

1.一种双作用高推力输出液压油缸，包括主缸体（1）和主活塞（2），所述的主缸体（1）缸体上之上下段分别设置进出油孔（11）；所述的主活塞（2）上设置主活塞杆（3），所述的主活塞（2）、主活塞杆（3）与主缸体（1）同轴动密封配合，其特征是：所述的主活塞杆（3）上沿纵轴设置副缸体与副活塞（5）动密封配合，所述的主活塞杆（3）上主塞杆油路孔（31）；所述的副活塞（5）上设置副活塞杆（4）且支撑于主缸体（1）底部；所述的副活塞杆（4）沿纵轴设置导流孔（41），且副活塞杆（4）上设置副塞杆油路孔（42）与导流孔（41）连通。
2.根据权利要求1所述的液压油缸，其特征是：所述的主活塞杆（3）的直径小于主活塞（2）的直径，主活塞杆（3）外缘与主缸体（1）内壁之间形成副推力腔，对应于主活塞（2）端部和主缸体（1）之间的主推力腔。
3.根据权利要求1或2所述的液压油缸，其特征是：所述的主活塞杆（3）上靠近主活塞（2）部位设置主塞杆油路孔（31），连通主缸体（1）与主活塞（2）之间的副推力腔。
4.根据权利要求1所述的液压油缸，其特征是：所述的副活塞杆（4）上靠近主缸体（1）底部设置副塞杆油路孔（42）与导流孔（41）连通。
5.根据权利要求1或4所述的液压油缸，其特征是：所述的副活塞杆（4）为细颈式结构，其直径为副活塞（5）直径的1/3~1/5；所述的副活塞（5）的端部设置容油凹槽。
6.根据权利要求1或2所述的液压油缸，其特征是：所述的主活塞（2）设置中心孔，且与导向座（6）外缘紧配合，所述的导向座（6）之内孔与副活塞杆（4）动密封配合。
7.根据权利要求1或2所述的液压油缸，其特征是：所述的主活塞（2）外缘设置至少一道密封环槽，其中设置密封环且与主缸体（1）内壁动密封配合。
8.根据权利要求1所述的液压油缸，其特征是：所述的副活塞（5）外缘设置至少一道密封环槽，其中设置密封环且与副缸体内壁动密封配合。
9.根据权利要求1、2或4所述的液压油缸，其特征是：所述的主缸体（1）上盖上设置密封环槽，通过密封环与主活塞杆（3）动密封配合。
10.根据权利要求6所述的液压油缸，其特征是：所述的导向座（6）与主活塞（2）之中心孔紧配合，所述的中心孔大于副缸体内径，两者之间锥台式过渡连接；所述的导向座（6）之本体直径大于其端部直径，两者之间呈锥台式过渡连接，导向座（6）前端与主活塞（2）之中心孔与副缸体连接锥台承托式配合。
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