CN103573749B - 缓冲液压缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缓冲液压缸，该缓冲液压缸包括缸体（1）、活塞杆件（2）、缓冲调节杆（3）和缸底（4），缓冲调节杆中形成有中空杆腔（31）并穿过缸底伸入缸体内的无杆腔（B）中，缸底中设有连通无杆腔的第一油道和连通中空杆腔的第二油道，活塞杆件中形成有朝向无杆腔且与缓冲调节杆对齐的活塞缓冲腔（21）；在活塞杆件的回程移动过程中，缓冲调节杆能够插入活塞缓冲腔并使得该活塞缓冲腔与无杆腔液压隔离而与中空杆腔连通，从而使得活塞缓冲腔内的油液经由中空杆腔和第二油道缓冲回油。根据本发明的缓冲液压缸在回程移动过程中能够对活塞杆件形成良好的缓冲效果，还可形成二次和三次截流缓冲，从而能够调节缓冲效果。

Description

缓冲液压缸

技术领域

本发明涉及一种液压缸，尤其是对活塞回程进行缓冲调节的一种缓冲液压缸。

背景技术

对于液压缸，尤其是双作用液压缸，在快速运行的情况下一般回程时速度都比较快，因而需要在行程末端设置缓冲装置。但由于受液压缸内部空间的限制，在行程末端的缓冲效果不一定能够达到要求。尤其是当液压缸驱动大质量的负载时，由于动能过大，会在行程末端产生活塞与缸底、导向套之间的剧烈撞击现象，极大的影响液压缸的正常使用寿命及精度。

一般情况下，运动惯性是产生冲击撞击的主要原因，从公式可以看出，减低运动速度v是减小惯性冲击的最有效的方法，为了避免撞击现象的产生，需要在两端的极限位置设置缓冲机构(即液压阻尼)。常规的缓冲机构如图1所示，当活塞1向左运动，即将达到行程终点时，后端缓冲柱塞2进入缓冲腔3内，对缓冲腔3内的油液形成截流作用，从而使活塞1的运动速度减慢，达到缓冲效果。同样地，在活塞1推出时前端缓冲柱塞4进入前端的相应缓冲腔(未显示)中以进行缓冲。对于系列化的成品液压缸，由于无法事先知道活塞1的运动速度以及运动部分的载荷等，因此大多数液压缸都采用此种简单的缓冲方式。

图1所示的缓冲方式具有的缺陷是：由于液压缸内部结构的影响，后端缓冲柱塞2与缓冲腔3之间的配合以及在缓冲腔3内的缓冲行程在加工过程中已然形成，这就很大程度上限定了液压缸在回收时后端缓冲柱塞2进入缸底以后，液压缸内的液压油的回流速度，导致在实际应用过程中有的时候缓冲效果并不是很好，例如液压缸的缓冲装置在进行试车的时候难免会有缓冲效果达不到理想的状态，从而需要对液压缸进行拆卸、调整维修和再组装，操作复杂且在应用前需要对液压缸进行适应性调整作业。

发明内容

本发明的目的是提供一种缓冲液压缸，在活塞回程时能够对活塞杆件起到良好的缓冲效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种缓冲液压缸，该缓冲液压缸包括缸体、活塞杆件、缓冲调节杆和缸底，该缓冲调节杆中形成有中空杆腔并穿过所述缸底伸入所述缸体内的无杆腔中，所述缸底上设有连通所述无杆腔的第一油道和连通所述中空杆腔的第二油道，所述活塞杆件中形成有朝向所述无杆腔且与所述缓冲调节杆对齐的活塞缓冲腔；在所述活塞杆件的回程移动过程中，所述缓冲调节杆能够插入所述活塞缓冲腔的开口并使得该活塞缓冲腔与所述无杆腔液压隔离而与所述中空杆腔连通，从而使得所述活塞缓冲腔内的油液经由所述中空杆腔和第二油道缓冲回油，该缓冲液压缸还包括截流调节杆a，所述第二油道包括用于容纳安装所述截流调节杆a的截流安装孔a，所述截流调节杆a中形成有截流口a，该截流口a能够根据所述截流调节杆a在所述截流安装孔a中的插入安装位置而改变通流截面积，从而调节通过所述第二油道的液压油流量。

优选地，该缓冲液压缸还包括截流调节杆b，所述第一油道包括用于容纳安装所述截流调节杆b的截流安装孔b，所述截流调节杆b中形成有截流口b，该截流口b能够根据所述截流调节杆b在所述截流安装孔b中的插入安装位置而改变通流截面积，进而调节通过所述第一油道的液压油流量。

更优选地，所述截流安装孔b和截流安装孔a形成为阶梯孔，所述截流调节杆b和截流调节杆a的端部能够插入对应的所述阶梯孔的小直径孔中并形成柱面密封配合，所述端部形成有轴向盲孔，所述截流口b和截流口a分别形成在相应的所述轴向盲孔的孔壁上，以能够对从所述阶梯孔的小直径孔流向大直径孔的液压油形成截流。

优选地，所述截流口b为沿该截流调节杆b的轴向设置的“V”形缺口、方形缺口或梯形缺口；和/或

所述截流口a为沿该截流调节杆a的轴向设置的“V”形缺口、方形缺口或梯形缺口。

优选地，所述截流安装孔b的所述大直径孔与截流安装孔a的所述大直径孔之间设有连通孔。

优选地，所述缸底上还设有连接所述无杆腔与所述连通孔的补充进油油道，该补充进油油道中安装有单向阀，该单向阀的反向端口连通所述无杆腔。

优选地，所述活塞缓冲腔的内壁上设有油液密封件，以在所述缓冲调节杆插入于所述活塞缓冲腔的情况下密封隔离所述活塞缓冲腔与所述无杆腔。

优选地，该缓冲液压缸为双作用液压缸。

优选地，上述缓冲调节杆可轴向移动地安装在所述缸底上并能够调节伸入所述无杆腔中的长度。

优选地，该缓冲液压缸还包括螺杆和螺杆安装座，所述缓冲调节杆的伸入于所述无杆腔中的内端形成有所述中空杆腔，所述缓冲调节杆的外端形成有内螺孔，所述螺杆安装座可拆卸地安装于所述缸底上，所述螺杆的螺纹端连接于所述缓冲调节杆的内螺孔中，另一端安装于所述螺杆安装座上。

根据上述技术方案，本发明的缓冲液压缸中设计了中空的缓冲调节杆和活塞杆件中相匹配的活塞缓冲腔，使得在活塞杆件的回程移动过程中，缓冲调节杆能够插入相应的活塞缓冲腔中，对活塞缓冲腔中的油液形成一次截流，在活塞杆件继续回程移动时，活塞缓冲腔中的液压油受压缩而经由横截面积更小的中空杆腔和第二油道回流，从而对活塞杆件形成液压阻尼，达到良好的缓冲效果。此外还可在第二油道和用于使无杆腔中的油液回油的第一油道中分别设置截流调节杆，起到二次和三次截流缓冲作用，并可调整截流开度，从而调节缓冲效果。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术中的一种缓冲液压缸的局部剖视图；

图2为根据本发明的一种优选实施方式的缓冲液压缸的剖视图；

图3为图2中沿A-A线剖切的剖视示意图，其中截流口b和截流口a均处于最大开度位置，截流口完全打开；

图4与图3类似，不同在于截流口b处于其最大开度位置，截流口a处于半开度位置，其中的阴影部分显示了各截流口的通流截面积；

图5与图3类似，不同在于截流口b处于最大开度位置，截流口a处于完全截止位置，其中的阴影部分显示了各截流口的通流截面积；

图6与图3类似，不同在于截流口b和截流口a均处于半开度位置，其中的阴影部分显示了各截流口的通流截面积；以及

图7与图3类似，不同在于截流口b和截流口a均处于完全截止位置，其中的阴影部分显示了各截流口的通流截面积。

附图标记说明

1缸体2活塞杆件

3缓冲调节杆4缸底

5螺杆安装座6螺杆

7截流调节杆b8截流调节杆a

7’截流安装孔b8’截流安装孔a

9连通孔10补充进油油道

11单向阀12无杆腔连接油孔

13中空杆腔连接油孔14导向套

15有杆腔油口21活塞缓冲腔

22油液密封件31中空杆腔

71截流口b81截流口a

72第一盲孔82第二盲孔

B无杆腔C有杆腔

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图2所示，本发明提供了一种缓冲液压缸，该缓冲液压缸包括缸体1、活塞杆件2、缓冲调节杆3和缸底4，该缓冲调节杆3中形成有中空杆腔31并穿过缸底4伸入缸体1内的无杆腔B中，缸底4中设有连通无杆腔B的第一油道和连通中空杆腔31的第二油道，以用于进油和回油，活塞杆件2中形成有朝向无杆腔B且与缓冲调节杆3对齐的活塞缓冲腔21；在活塞杆件2的回程移动过程中，缓冲调节杆3能够插入活塞缓冲腔21的开口并使得该活塞缓冲腔21与无杆腔B液压隔离而与中空杆腔31连通，从而使得活塞缓冲腔21内的油液经由中空杆腔31和第二油道缓冲回油。在本发明中，通过设计缓冲调节杆3的中空杆腔31和活塞杆件2中的活塞缓冲腔21，使得在活塞杆件2的回程移动过程中，缓冲调节杆3能够插入活塞杆件2的活塞缓冲腔21中，截止活塞缓冲腔21与无杆腔B之间的液压连通(或者说液压油难以通过缓冲调节杆3与活塞缓冲腔21的内壁之间的柱面间隙形成一定量的油液流动，形同截止效果)，对活塞缓冲腔21中的油液形成一次截流效果。此时，当活塞杆件2套设在缓冲调节杆3上继续回程移动(图2中向左移动)时，无杆腔B中的液压油通过缸底4中的第一油道回油，而由于活塞缓冲腔21与无杆腔B之间截止连通，活塞缓冲腔21中的液压油受压缩则仅能经由横截面积更小的中空杆腔31和第二油道回流，从而对活塞杆件2形成液压阻尼，达到良好的缓冲效果。

进一步地，不同于图1中的普通缓冲液压缸中的缓冲腔和后端缓冲柱塞的位置、尺寸均已加工成型，难以调整，本发明中的缓冲调节杆3穿过缸底4伸入缸体1内的无杆腔B中的长度还可进一步地调节，中空杆腔31的内径大小也可调节，从而可调节回油速度、缓冲行程和缓冲效果。具体地，为实现缓冲调节杆3的长度可调节，缓冲调节杆3可轴向移动地安装在缸底4上并能够调节伸入无杆腔B中的长度。作为一种优选安装方式，如图2所示，该缓冲液压缸还包括螺杆6和螺杆安装座5，缓冲调节杆3的伸入于无杆腔B中的内端形成有所述的中空杆腔31，缓冲调节杆3的外端形成有螺孔，螺杆安装座5可拆卸地安装于缸底4上，螺杆6的螺纹端连接于缓冲调节杆3的内螺孔中，另一端安装于螺杆安装座5上。这样，在未将螺杆安装座5安装到缸底4上之前，推动缓冲调节杆3进一步伸入或退出于无杆腔B中。调节缓冲调节杆3插入于无杆腔B的深度后，相应调节螺杆6旋入缓冲调节杆3的内螺孔中的深度，最后将螺杆安装座5安装于缸底4上以支撑该螺杆6和缓冲调节杆3。上述安装方式仅作示例，本领域技术人员可想到其他可实现缓冲调节杆3的长度可调节的其它诸多安装结构，在此不再一一列举。

本实施方式中的缓冲液压缸优选为双作用液压缸，尤其是液压缸运行速度比较快的双作用液压缸，缸体1的有杆腔C中相应设置了有杆腔油口15。参见图2，活塞缓冲腔21的内壁上优选地设有油液密封件22，以在缓冲调节杆3插入于活塞缓冲腔21的情况下密封隔离活塞缓冲腔21与无杆腔B。此外，活塞杆件2可以是一体式的活塞和活塞杆，也可以是组装的活塞和活塞杆组件，活塞杆朝向图2中的右侧伸出缸体1以推动负载，导向套14对活塞杆起到导向和径向支撑作用。

在上述结构基础上，进一步地，本实施方式中的缓冲液压缸还还包括如图3所示的截流调节杆b7，上述的第一油道包括用于容纳安装截流调节杆b7的截流安装孔b7’以及直接连通无杆腔B的无杆腔连接油孔12，截流调节杆b7中形成有截流口b71，该截流口b71能够根据截流调节杆b7在截流安装孔b7’中的插入安装位置而改变通流截面积，进而调节通过第一油道的液压油流量，以下将具体阐述。此处通过在第一油道中设置截流调节杆b7，以对无杆腔B中的油液进行二次截流，调节回油速度，进一步增强对活塞杆件2的缓冲效果，并且方便调节。

同样地，如图3所示，该缓冲液压缸的缸底4中还可设置截流调节杆a8，上述的第二油道包括用于容纳安装截流调节杆a8的截流安装孔a8’和连通到中空杆腔31的中空杆腔连接油孔13，截流调节杆a8中形成有截流口a81，该截流口a81能够根据截流调节杆a8在截流安装孔a8’中的插入安装位置而改变通流截面积，从而调节通过第二油道的液压油流量。此截流调节杆a8设置在第二油道中，以对中空杆腔31和活塞缓冲腔21中的油液进行三次截流，调节回油速度，更进一步地增强对活塞杆件2的缓冲效果。如图2所示，截流调节杆b7和截流调节杆a8优选地间隔设置在缸底4的外周面上，操作人员可操纵其中任意一个调节杆或同时操作两个调节杆，以针对性调节无杆腔B和/或活塞缓冲腔21中的油液的缓冲效果，还可相互配合地操作两个调节杆以协调两路油道中的液压油回油量。在设置上述缓冲调节杆3、截流调节杆b7和截流调节杆a8的基础上，可形成三层次的截流，调节回流液压油的流速，最终达到对活塞杆件2的更好的缓冲调节效果。

如图3所示，作为截流调节杆和截流安装孔的一种优选结构，其中的截流安装孔b7’和截流安装孔a8’形成为阶梯孔，包括小直径孔和大直径孔，截流调节杆b7和截流调节杆a8的端部能够插入对应的阶梯孔的小直径孔中并形成柱面密封配合，即杆的外周面与孔壁之间的柱面配合，使得液压油难以从二者之间通过。各自端部形成有轴向相应的第一盲孔72和第二盲孔82，截流口b71和截流口a81分别形成在相应的轴向盲孔的孔壁上，以能够对从阶梯孔的小直径孔流向大直径孔的液压油形成截流。具体地，小直径孔中的液压油充满盲孔中，而后只能通过盲孔上的缺口(即截流口b71和截流口a81)流向大直径孔中，最后从大直径孔的端部向外流出，进油时则油液流向相反。如图4所示，当截流调节杆b7的截流口b71的上端与阶梯孔的台阶面齐平时，则液压油通过整个截流口b71流动，截流口b71处于最大开度位置，截流口完全打开。若将截流调节杆b7的端部朝阶梯孔的小直径孔推进，如图6所示，则截流口b71处于半开度位置，其通流截面积为图中显示的阴影部分。如图7所示，截流调节杆b7的端部完全进入小直径孔内后，则截流口b71处于完全截止位置，大、小直径孔之间无液压油流通。

其中，本实施方式的截流口b71为沿该截流调节杆b7的轴向设置的“V”形缺口、方形缺口或梯形缺口；和/或，截流口a81为沿该截流调节杆a8的轴向设置的“V”形缺口、方形缺口或梯形缺口。缺口的形状可根据情况设置，若设置为方形缺口(如图3中的截流口b71)，则根据截流调节杆的推入长度而使得截流口的通流截面积作线性变化。若截流口设置为“V”形缺口并且该“V”形缺口如图3中的截流口a81中的方向设置，则截流调节杆的推入长度越大，截流口的通流截面积快速减小，截流效果更明显。“V”形缺口反向设置，则截流调节杆的推入长度越大，截流效果越不明显。

此外，截流安装孔b7’的大直径孔与截流安装孔a8’的大直径孔之间还设有连通孔9，以使得回油液压油或进油液压油能够同时通过两个大直径孔进入或流出。而且，缸底4上还设有连接无杆腔B与连通孔9的补充进油油道10，该补充进油油道10可连接到连通孔9中，从截流调节杆b7和/或截流调节杆a8中进入的液压油可通过连通孔9和补充进油油道10快速进入到无杆腔B中，以推动活塞杆件2伸出。其中，补充进油油道10中安装有单向阀11以使得该补充进油油道10仅用于进油而不能用于回油，该单向阀11的反向端口连通无杆腔B，从而在活塞杆件2回程移动时，单向阀11中的滚珠压靠在安装座上，截止补充进油油道10。此外，作为示例地，图3中的截流安装孔a8’的右侧还可设有连接外界的其它油孔，以用于快速进油或泄压，当截流调节杆a8工作时，所述的其它油孔用端盖密封截止。

在应用截流调节杆b7和/或截流调节杆a8进行缓冲调节时，参见图3至图7。图3显示为截流调节杆b7和截流调节杆a8处于初始状态，两个截流口均完全打开。当需要对中空杆腔31和活塞缓冲腔21中经由第二油道回油的液压油进行缓冲限流时，可将截流调节杆a8从初始状态向内推进，如图4所示，此时截流口b71处于完全打开位置，截流口a81则处于半开度位置，其通流截面积如阴影部分所示已经减小。继续推进截流调节杆a8，则如图5所示，截流调节杆a8的端部以及截流口a81完全没入小直径孔中，处于完全截止位置。同样地，图5至图7显示了逐步推进截流调节杆b7的过程。图5中的截流口b71处于完全打开位置，图6中的截流口b71处于半开度位置，截流口a81处于半开度位置，图7中的截流口b71和截流口a81均处于完全截止位置。

综上，根据本发明的上述截流可调式缓冲液压缸在活塞回程的快速收缩时，缸体内的液压油回流速度可以调节。这样，在一定程度上可以保护液压装置，避免液压装置由于回程速度比较快，撞击缸底，破坏缸底。更好的保护系统避免由于液压缸内动能过大致使系统出现故障，在很大程度上保障系统能够正常、精确的运行。其中，可通过调节缓冲调节杆3插入活塞缓冲腔21中的可插入长度，以调节缓冲效果和回油速度，解决液压缸因为加工过程中某些配合尺寸配合不好，进而使液压油的流量过大，致使活塞杆撞击缸底，而破坏缸底或者缸筒的使用精度的问题。此外还可通过调节截流调节杆b7和/或截流调节杆a8来控制液压缸内液压油的回流流量，使活塞回程的动能更有效地转化为液压能，进而使液压缸获得缓冲效果。

根据本发明的缓冲液压缸中的这种缓冲结构可以在不同程度上满足生产的需要，缓冲速度可在一定范围内进行调节，并且此种缓冲结构更安全可靠，可广泛应用，只需要调节两个截流调节杆即可方便地实现活塞缓冲功能的调整。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种缓冲液压缸，其特征在于，该缓冲液压缸包括缸体(1)、活塞杆件(2)、缓冲调节杆(3)和缸底(4)，该缓冲调节杆(3)中形成有中空杆腔(31)并穿过所述缸底(4)伸入所述缸体(1)内的无杆腔(B)中，所述缸底(4)中设有连通所述无杆腔(B)的第一油道和连通所述中空杆腔(31)的第二油道，所述活塞杆件(2)中形成有朝向所述无杆腔(B)且与所述缓冲调节杆(3)对齐的活塞缓冲腔(21)；

在所述活塞杆件(2)的回程移动过程中，所述缓冲调节杆(3)能够插入所述活塞缓冲腔(21)并使得该活塞缓冲腔(21)与所述无杆腔(B)液压隔离而与所述中空杆腔(31)连通，从而使得所述活塞缓冲腔(21)内的油液经由所述中空杆腔(31)和第二油道缓冲回油；

其中，该缓冲液压缸还包括截流调节杆a(8)，所述第二油道包括用于容纳安装所述截流调节杆a(8)的截流安装孔a(8’)，所述截流调节杆a(8)中形成有截流口a(81)，该截流口a(81)能够根据所述截流调节杆a(8)在所述截流安装孔a(8’)中的插入安装位置而改变通流截面积，从而调节所述活塞缓冲腔(21)通过所述第二油道的液压油流量以缓冲回油。

2.根据权利要求1所述的缓冲液压缸，其特征在于，该缓冲液压缸还包括截流调节杆b(7)，所述第一油道包括用于容纳安装所述截流调节杆b(7)的截流安装孔b(7’)，所述截流调节杆b(7)中形成有截流口b(71)，该截流口b(71)能够根据所述截流调节杆b(7)在所述截流安装孔b(7’)中的插入安装位置而改变通流截面积，从而调节所述无杆腔(B)通过所述第一油道的液压油流量以缓冲回油。

3.根据权利要求2所述的缓冲液压缸，其特征在于，所述截流安装孔b(7’)和截流安装孔a(8’)形成为阶梯孔，所述截流调节杆b(7)和截流调节杆a(8)的端部能够插入对应的所述阶梯孔的小直径孔中并形成柱面密封配合，所述端部形成有轴向盲孔(72,82)，所述截流口b(71)和截流口a(81)分别形成在相应的所述轴向盲孔(72,82)的孔壁上，以能够对从所述阶梯孔的小直径孔流向大直径孔的液压油形成截流。

4.根据权利要求3所述的缓冲液压缸，其特征在于，所述截流口b(71)为沿该截流调节杆b(7)的轴向设置的“V”形缺口、方形缺口或梯形缺口；和/或

所述截流口a(81)为沿该截流调节杆a(8)的轴向设置的“V”形缺口、方形缺口或梯形缺口。

5.根据权利要求3所述的缓冲液压缸，其特征在于，所述截流安装孔b(7’)的所述大直径孔与截流安装孔a(8’)的所述大直径孔之间设有连通孔(9)。

6.根据权利要求5所述的缓冲液压缸，其特征在于，所述缸底(4)上还设有连接所述无杆腔(B)与所述连通孔(9)的补充进油油道(10)，该补充进油油道(10)中安装有单向阀(11)，该单向阀(11)的反向端口连通所述无杆腔(B)。

7.根据权利要求1所述的缓冲液压缸，其特征在于，所述活塞缓冲腔(21)的内壁上设有油液密封件(22)，以在所述缓冲调节杆(3)插入于所述活塞缓冲腔(21)的情况下密封隔离所述活塞缓冲腔(21)与所述无杆腔(B)。

8.根据权利要求1所述的缓冲液压缸，其特征在于，该缓冲液压缸为双作用液压缸。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的缓冲液压缸，其特征在于，所述缓冲调节杆(3)可轴向移动地安装在所述缸底(4)上并能够调节伸入所述无杆腔(B)中的长度。

10.根据权利要求9所述的缓冲液压缸，其特征在于，该缓冲液压缸还包括螺杆(6)和螺杆安装座(5)，所述缓冲调节杆(3)的伸入于所述无杆腔(B)中的内端形成有所述中空杆腔(31)，所述缓冲调节杆(3)的外端形成有内螺孔，所述螺杆安装座(5)可拆卸地安装于所述缸底(4)上，所述螺杆(6)的螺纹端连接于所述缓冲调节杆(3)的内螺孔中，另一端安装于所述螺杆安装座(5)上。