万向液压开孔器
技术领域
本发明属于机械技术领域,涉及一种开孔器,尤其涉及一种万向液压开孔器。
背景技术
为了在工件或金属板上开孔,人们设计出了各种各样的液压开孔器。现有的开孔器由油缸和油泵体组成,油缸与油泵体直接固连在一起,这种开孔器由于油缸不能相对于油泵体转动,需要改变油缸的位置时只能连同油泵体一起移动。因此,针对不同的使用场合,现有的开孔器的适用性较差。
为了解决上述问题,申请人设计了一种万向开孔器,并申请了中国专利[其申请号为:201020212762.5;其公开号为:CN201676949U]。该万向开孔器包括油泵体、油缸和储油腔,油泵体与储油腔固连且两者油路相通,油泵体上设有用于将储油腔内的动力油压入油缸内的加压机构,油缸上通过螺纹固连有与其内腔相通的管接头,管接头与油泵体通过能使油缸相对于油泵体转动的刚性活动连接机构相联通。其中,刚性活动联接机构为刚性的接管,其一端与储油腔相连通,另一端铰接于管接头上。使用时,通过手动扳动油缸以使其绕接管和管接头的铰接点转动即可实现油缸的360度转动。
但是,该万向开孔器仍存在一些不足:1、该万向开孔器中的油缸仅能绕位于其中部的接管和管接头的铰接点转动360度,转动仅限于同一平面内,可转动的角度较小,且转动后油缸上用于连接阳模的前端至其铰接点的长度较小,不能完全适应各种工件的打孔;2、该万向开孔器的油缸转动后无法定位,容易受到重力或者其它如轻微碰撞等外力作用而发生偏转,不利于打孔;3、该万向开孔器需要在油缸侧部设置管接头,再通过刚性接管与管接头连接,使得油缸的径向尺寸较大,不利于加工以及在狭窄处打孔。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题,提出了一种油缸的可转动角度较大的万向液压开孔器。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现:
一种万向液压开孔器,包括前端用于与阳模相连接的油缸、油泵体、内部具有储油腔的储油囊以及能连通上述油缸内腔和所述的储油腔的输油通道,所述的储油囊与上述油泵体固连,其特征在于,所述的油缸后端与油泵体之间还连接有均呈柱状的铰链接头和出油接头,所述的油缸的后端套设于上述铰链接头一端的外侧并能绕该铰链接头的轴线转动,且油缸的轴线与铰链接头的轴线相交叉,所述的铰链接头的另一端套设于上述出油接头一端的外侧并能绕该出油接头的轴线转动,且铰链接头的轴线与出油接头的轴线相交叉,所述的出油接头的另一端与上述油泵体固连。
本万向液压开孔器中的油缸的轴线与铰链接头的轴线相交叉,且油缸的后端套设于铰链接头一端的外侧,则油缸的前端可绕铰链接头的轴线作大角度(去除转动过程中可能被油泵体阻挡的角度后,仍能达到约270度)的转动;同样的,铰链接头可绕出油接头的轴线作360度转动,则与铰链接头相连接的油缸也可绕出油接头的轴线作360度转动。因铰链接头的轴线和出油接头的轴线相交叉,即两者不平行,则油缸绕铰链接头的轴线转动时所处的平面以及油缸绕出油接头的轴线转动时所处的平面不为同一平面,即油缸可绕铰链接头以及出油接头的轴线在三维的空间内改变其位置,可转动的角度更大,适用性更广。
在上述的万向液压开孔器中,所述的油缸后端的两侧处分别设有能对油缸两侧进行限位的挡沿一和挡圈一,所述的挡沿一与上述铰链接头连为一体,所述的挡圈一通过紧固件与上述铰链接头固连。
在上述的万向液压开孔器中,所述的挡沿一与油缸后端的侧壁之间和/或所述的挡圈一与油缸后端的侧壁之间设有鞍型弹簧垫圈,该鞍型弹簧垫圈套设于铰链接头外侧且其与油缸后端的侧壁之间还设有阻尼垫圈。鞍型弹簧垫圈设置后处于形变状态,其形变后会施加轴向的作用力在其两侧的油缸和铰链接头上。而设置阻尼垫圈的作用为两个:1、鞍型弹簧垫圈具有锋利的开口,设置阻尼垫圈可防止鞍型弹簧垫圈的开口切割油缸侧壁;2、因鞍型弹簧垫圈向油缸和铰链接头施加作用力,则阻尼垫圈被轴向作用力压紧在油缸和铰链接头之间,增加了两者之间的摩擦力,则油缸绕铰链接头的轴线转动至任意位置均能实现定位,不会因轻微的碰撞或者重力作用而偏移。这里,阻尼垫圈可选用耐磨且摩擦力大的垫圈,可自市场上购得。
在上述的万向液压开孔器中,所述的铰链接头上套设于上述出油接头处的一端的两侧分别设有能对铰链接头两侧进行限位的挡沿二和挡圈二,所述的挡沿二与上述出油接头连为一体,所述的挡圈二通过紧固件与上述出油接头固连。
在上述的万向液压开孔器中,所述的挡沿二与铰链接头的侧壁之间和/或所述的挡圈二与铰链接头的侧壁之间设有鞍型弹簧垫圈,该鞍型弹簧垫圈套设于出油接头外侧且其与铰链接头的侧壁之间还设有阻尼垫圈。同理,鞍型弹簧垫圈可对其两侧铰链接头和出油接头施加作用力,阻尼垫圈用于防止铰链接头侧壁被切割以及增加摩擦力以便于定位。
在上述的万向液压开孔器中,所述的输油通道包括分别开设于上述油缸、铰链接头、出油接头以及油泵体内的油路一、油路二、油路三以及油路四,所述的油路一、油路二、油路三以及油路四依次连通且上述油路一和油路四的一端分别与上述油缸内腔和储油腔相连通。将输油通道开设于油缸、铰链接头以及出油接头内,则无需另外再在油缸的侧壁上开设管接头,缩小了油缸的径向尺寸。
在上述的万向液压开孔器中,所述的油缸包括缸体、设置于缸体内的活塞、固连于缸体后端的弹簧座以及设置于活塞和弹簧座之间的弹簧,所述的弹簧的两端分别与上述活塞和弹簧座上相对的两侧面相抵靠,所述的弹簧座上沿其轴向贯穿开设有一柱状导向腔,该导向腔的后端与上述油路二密封连通,所述活塞上相对于弹簧座的一侧具有凸出的导向杆,该导向杆伸入到上述导向腔内且能沿着导向腔的轴向来回移动,上述油路一包括开设于上述活塞内的斜孔一以及沿导向杆的轴向开设的轴向孔一,所述的轴向孔一的后端与上述导向腔密封连通,所述的斜孔一的一端与上述轴向孔一相连通,另一端与活塞和缸体之间形成的内腔相连通。斜孔一和轴向孔一均开设于活塞内,充分利用了活塞的体积,而弹簧可套设于导向杆上。
在上述的万向液压开孔器中,所述的油路二包括沿上述铰链接头的轴向开设的轴向孔二、沿铰链接头的径向开设的径向孔二以及开设于铰链接头外表面的环形油槽二,所述的轴向孔二的一端与上述油路三相连通,另一端位于上述铰链接头的端部且通过密封件密封,所述的径向孔二和环形油槽二均对应开设于上述油缸与铰链接头的连接处,所述的径向孔二的中部与上述轴向孔二相连通,径向孔二的两端均与上述环形油槽二相连通,所述的环形油槽二能在上述油缸绕铰链接头的轴线转动时与上述油路一密封连通。油液自油路三输送至轴向孔二内再经过径向孔二的中部向径向孔二的两端输送,进入环形油槽二后,因油缸套设于铰链接头外侧且绕其轴线转动,所以,在油缸的转动过程中,其后端处的油路一始终能与环形油槽二相连通。
在上述的万向液压开孔器中,所述的油路三包括沿上述出油接头的轴向开设的轴向孔三、沿出油接头的径向开设的径向孔三以及开设于出油接头外表面的环形油槽三,所述的轴向孔三的一端与上述油路四相连通,另一端与上述径向孔三的中部相连通,所述的径向孔三和环形油槽三均对应开设于上述铰链接头和出油接头的连接处,所述的径向孔三的两端均与上述环形油槽三相连通,所述的环形油槽三能在上述铰链接头绕出油接头的轴线转动时与上述油路二密封连通。油路三的油液输送原理与油路二中的油液输送原理相同。
作为另一种情况,在上述的万向液压开孔器中,所述的输油通道包括开设于上述油缸内且与其内腔相连通的油路五、开设于油泵体内且与上述储油腔相连通的油路六以及输油管,所述的输油管的两端分别与上述油路五和油路六相连通。
在上述的万向液压开孔器中,所述的油缸前端还设有用于与阳模相抵触的座鞍,该座鞍与上述油缸通过紧固件固连。油缸前端连接阳模后,进行长期的打孔操作容易对油缸前端造成磨损,所以另外设置一座鞍,用于与阳模相抵触,可避免油缸的直接磨损,即便座鞍损坏,也可拆卸紧固件来对座鞍进行更换。
在上述的万向液压开孔器中,所述的座鞍采用40Cr制成。
在上述的万向液压开孔器中,所述的液压开孔器还包括固定手柄和活动手柄,所述的固定手柄套设于上述储油囊的外侧且与所述的油泵体固连,所述的活动手柄一端与所述的油泵体铰接,所述的活动手柄上还连接有一柱塞,该柱塞插入到上述油泵体上的柱塞孔内,所述的柱塞孔与上述油路四相连通,所述的油路四沿所述的油泵体的轴向开设,其一端与上述储油腔相连通,另一端与上述油路三相连通,所述的油路四处设置有一能使油路四中的油液经过其向油路三中输送的单向阀结构。使用时,操作活动手柄可活动的一端使其往复地靠近和远离固定手柄,则柱塞随活动手柄上下往复移动,将储油腔内的动力油经过油路四和单向阀结构向油路三中输送。活动手柄的一端可与油泵体上固连的支架铰接。
在上述的万向液压开孔器中,所述的油泵体中还开设有回油通道,该回油通道的一端与上述油路四相连通,另一端与上述储油腔相连通,所述的回油通道中部设置有能阻断回油通道的钢球,所述的油泵体上还螺纹连接有一回油开关,该回油开关的内端伸入所述的油泵体内且其内端面与上述钢球相抵触。回油通道上与油路四相连通的一端位于单向阀结构上相对于油路三的一侧,需要回油时,沿螺纹旋出回油开关,则钢球在油压的作用下被冲开,油液自油缸内腔中沿着油路一、油路二、油路三、油路四以及回油通道流回到储油腔中,回油结束后,重新旋紧回油开关,使其向内顶紧钢球,阻断回油通道。
在上述的万向液压开孔器中,所述的回油开关侧壁上还具有环状的凸肩,油泵体上还固连有一限位件,该限位件能在上述回油开关沿螺纹旋出时与上述凸肩的外侧面相抵靠。限位件为插销、螺钉或螺栓等,用于防止回油开关被拔出。
在上述的万向液压开孔器中,所述的油缸的轴线与上述铰链接头的轴线相垂直,所述的铰链接头的轴线与上述出油接头的轴线相垂直。轴线垂直的情况下,油缸可转动的角度以及可变换的位置范围更大。
与现有技术相比,本万向液压开孔器具有以下优点:
1、本万向液压开孔器中的油缸可绕铰链接头和出油接头的轴线在两个相垂直的平面内自由转动,位置变化范围更大,能适用于各种打孔场所。
2、通过鞍型弹簧垫圈和阻尼垫圈的设置,使得油缸在转动至所需位置后即可定位,不会因轻微碰撞或者重力作用而在使用过程中发生偏转,使得打孔效率更高。
3、本万向液压开孔器中的输油通道分别开设于油缸、铰链接头、出油接头和油泵体内无需另外再在油缸的侧部设置管接头和接管等部件,大大缩小了油缸的径向尺寸。
4、油缸的前端通过紧固件连接钢制的座鞍,使得油缸在长期的使用过程中不会磨损,提高了使用寿命。
5、限位件的设置,使得回油开关不会在使用过程中意外拔出,避免了油液自回油开关处泄漏的情况。
附图说明
图1是本万向液压开孔器的剖视结构示意图。
图2是本万向液压开孔器中油缸处的剖视结构示意图。
图3是本万向液压开孔器中铰链接头和出油接头处的剖视结构示意图。
图4是本万向液压开孔器中回油开关处的剖视结构示意图。
图中,1、油泵体;2、油缸;21、内腔;22、缸体;23、活塞;23a、导向杆;24、弹簧座;24a、导向腔;25、弹簧;3、储油囊;31、储油腔;4、铰链接头;41、挡沿一;5、出油接头;51、挡沿二;6、挡圈一;7、鞍型弹簧垫圈;8、阻尼垫圈;9、挡圈二;10、紧固件;11、油路一;11a、斜孔一;11b、轴向孔一;12、油路二;12a、轴向孔二;12b、径向孔二;12c、环形油槽二;13、油路三;13a、轴向孔三;13b、径向孔三;13c、环形油槽三;14、油路四;15、密封件;16、座鞍;17、固定手柄;18、活动手柄;19、柱塞;20、单向阀结构;201、回油通道;202、钢球;203、回油开关;203a、凸肩;204、限位件。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示,本万向液压开孔器包括前端用于与阳模相连接的油缸2、均呈圆柱状的铰链接头4、出油接头5和油泵体1、内部具有储油腔31的储油囊3、固定手柄17、活动手柄18以及能连通油缸2内腔21和储油腔31的输油通道。其中,储油囊3与油泵体1的后端固连,固定手柄17套设于储油囊3的外侧并与油泵体1固连,活动手柄18的一端与固连于油泵体1一侧的支架相铰接,活动手柄18上还连接有一柱塞19,该柱塞19插入到油泵体1上的柱塞孔内,且该柱塞孔与输油通道相连通。
具体地说,铰链接头4和出油接头5连接于油缸2后端与油泵体1前端之间,且铰链接头4的轴线与油缸2的轴线相垂直,出油接头5的轴线与铰链接头4的轴线相垂直。油缸2的后端套设于铰链接头4一端的外侧并能绕该铰链接头4的轴线转动,铰链接头4的另一端套设于出油接头5一端的外侧并能绕该出油接头5的轴线转动,出油接头5的另一端与油泵体1的前端固连。输油通道包括分别开设于油缸2、铰链接头4、出油接头5以及油泵体1内的油路一11、油路二12、油路三13以及油路四14,油路一11、油路二12、油路三13以及油路四14依次连通且油路一11和油路四14的一端分别与油缸2的内腔21和储油腔31相连通。
如图2所示,油缸2包括呈筒状的缸体22、设置于缸体22内的活塞23、固连于缸体22后端的弹簧座24以及设置于活塞23和弹簧座24之间的弹簧25。弹簧座24上沿其轴向贯穿开设有一圆柱状的导向腔24a,该导向腔24a的后端与油路二12密封连通。活塞23上相对于弹簧座24的一侧具有凸出的导向杆23a,该导向杆23a伸入到导向腔24a内且能沿着导向腔24a的轴向来回移动。导向杆23a与导向腔24a之间设置有密封圈,弹簧25套设于导向杆23a的外侧且其两端分别与活塞23和弹簧座24上相对的两侧面相抵靠。
开设于油缸2内的油路一11包括开设于活塞23内的斜孔一11a以及沿导向杆23a的轴向开设的轴向孔一11b,轴向孔一11b的后端与导向腔24a密封连通,斜孔一11a的一端与轴向孔一11b相连通,另一端与活塞23和缸体22之间形成的内腔21相连通。这里,斜孔一11a和轴向孔一11b均开设于活塞23内,充分利用了活塞23的体积,可减少油缸2的径向尺寸。
油缸2的前端还设有用于与阳模相抵触的座鞍16,该座鞍16与缸体22的前端通过紧固件10固连。当油缸2前端连接阳模后,进行长期的打孔操作容易对油缸2前端造成磨损,所以另外设置一座鞍16,用于与阳模相抵触,可避免油缸2的直接磨损,即便座鞍16损坏,也可拆卸紧固件10来对座鞍16进行更换。在本实施例中,座鞍16采用40Cr制成;固定座鞍16的紧固件10为螺栓。
如图2所示,油缸2后端的两侧处分别设有能对油缸2两侧进行限位的挡沿一41和挡圈一6,挡沿一41与铰链接头4连为一体,挡圈一6通过紧固件10与铰链接头4固连。其中,挡圈一6与油缸2后端的侧壁之间设有鞍型弹簧垫圈7,该鞍型弹簧垫圈7套设于铰链接头4外侧且其与油缸2后端的侧壁之间还设有阻尼垫圈8。在本实施例中,固定挡圈一6的紧固件10为插销。
安装时,将油缸2的后端套设于铰链接头4上并向内推进,直至油缸2后端的侧壁与铰链接头4上的挡沿一41相抵靠,再依次在铰链接头4的外侧套设上阻尼垫圈8、鞍型弹簧垫圈7以及挡圈一6,自挡圈一6的外侧向油缸2方向施加作用力,压缩鞍型弹簧垫圈7,至挡圈一6侧部的安装孔与铰链接头4上的安装孔对齐,再将插销插入以固定挡圈一6与铰链接头4。
此时,鞍型弹簧垫圈7处于形变状态,其形变后会施加轴向的作用力在其两侧的油缸2和铰链接头4上。而设置阻尼垫圈8的作用为两个:1、鞍型弹簧垫圈7具有锋利的开口,设置阻尼垫圈8可防止油缸2转动时,鞍型弹簧垫圈7的开口切割油缸2侧壁;2、因鞍型弹簧垫圈7向油缸2和铰链接头4施加作用力,则阻尼垫圈8被轴向作用力压紧在油缸2和铰链接头4之间,增加了两者之间的摩擦力,则油缸2绕铰链接头4的轴线转动至任意位置均会因摩擦力较大而实现定位,不会因轻微的碰撞或者重力作用而偏移。这里,阻尼垫圈8可选用耐磨且摩擦力大的垫圈,可自市场上购得也可根据需要自行定制。
开设于铰链接头4内的油路二12包括沿铰链接头4的轴向开设的轴向孔二12a、沿铰链接头4的径向贯穿开设的径向孔二12b以及开设于铰链接头4外表面的环形油槽二12c。轴向孔二12a的一端与油路三13相连通,另一端位于铰链接头4的端部且通过密封件15密封。径向孔二12b和环形油槽二12c均对应开设于油缸2与铰链接头4的连接处,其中,径向孔二12b的中部与轴向孔二12a相连通,径向孔二12b的两端均与环形油槽二12c相连通,环形油槽二12c则能在油缸2绕铰链接头4的轴线转动时与油路一11中的导向腔24a始终密封连通。在本实施例中,沿铰链接头4的轴向螺纹连接有一螺栓,密封件15为钢球202,螺栓的内端与钢球202相抵靠且将钢球202压紧于轴向孔二12a内并实现对轴向孔二12a一端的密封。
与铰链接头4处的结构相同,铰链接头4上套设于出油接头5处的一端的两侧分别设有能对铰链接头4两侧进行限位的挡沿二51和挡圈二9,挡沿二51与出油接头5连为一体,挡圈二9通过紧固件10与出油接头5固连。其中,挡沿二51与铰链接头4的侧壁之间设有鞍型弹簧垫圈7,该鞍型弹簧垫圈7套设于出油接头5外侧且其与铰链接头4的侧壁之间还设有阻尼垫圈8。在本实施例中,固定挡圈二9的紧固件10为插销。
开设于出油接头5内的油路三13包括沿出油接头5的轴向开设的轴向孔三13a、沿出油接头5的径向贯穿开设的径向孔三13b以及开设于出油接头5外表面的环形油槽三13c。轴向孔三13a的一端与油路四14相连通,另一端与径向孔三13b的中部相连通,径向孔三13b和环形油槽三13c均对应开设于铰链接头4和出油接头5的连接处,径向孔三13b的两端均与环形油槽三13c相连通,环形油槽三13c能在铰链接头4绕出油接头5的轴线转动时与油路二12中的轴向孔二12a密封连通。
如图1所示,油路四14沿油泵体1的轴向开设,其一端与储油腔31相连通,另一端与油路三13的轴向孔三13a相连通,油路四14处设置有一能使油路四14中的油液经过其向油路三13中输送的单向阀结构20。在本实施例中,单向阀结构20包括钢球202以及弹簧25,上述柱塞孔与油路四14相连通且单向阀结构20位于柱塞孔与油路四14相连通处的相对于油路三13的一侧。使用时,操作活动手柄18可活动的一端使其往复地靠近和远离固定手柄17,则柱塞19随活动手柄18上下往复移动,将储油腔31内的动力油加压并沿油路四14向油路三13的方向输送,单向阀结构20中的钢球202受到油压作用而压缩弹簧25,打开油路四14,使油液能输送至油路三13中。当油路三13处的油液压力较大时,钢球202受到油压以及弹簧25的作用力而顶靠在油路四14中,阻断油路四14,使得油液不能经单向阀流回储油腔31。
如图4所示,油泵体1中还开设有回油通道201,该回油通道201的一端与位于单向阀结构20和油路三13之间的油路四14相连通,另一端与储油腔31相连通。在本实施例中,回油通道201由呈直角开设的回油道一和回油道二组成,回油道一和回油道二的连通处设置有能阻断回油通道201的钢球202。油泵体1侧壁上还螺纹连接有一回油开关203,该回油开关203的内端伸入油泵体1内且其内端面与钢球202相抵触,当回油开关203向油泵体1内旋进时,能推动钢球202阻断回油通道201。需要回油时,沿螺纹旋出回油开关203,则钢球202在油压的作用下被冲开,油液自油缸2内腔21中沿着油路一11、油路二12、油路三13、油路四14以及回油通道201流回到储油腔31中,回油结束后,重新旋紧回油开关203,使其向内顶紧钢球202,阻断回油通道201。
回油开关203的侧壁上还具有环状的凸肩203a,油泵体1上位于回油开关203同一侧处还固连有一限位件204,该限位件204能在回油开关203沿螺纹旋出时与凸肩203a的外侧面相抵靠。在本实施例中,限位件204为螺钉,其与油泵体1螺纹连接,用于防止回油开关203被拔出。
与现有技术相比,本万向液压开孔器中的油缸2的轴线与铰链接头4的轴线相垂直,且油缸2的后端套设于铰链接头4一端的外侧,则油缸2的前端可绕铰链接头4的轴线作大角度(去除转动过程中可能被油泵体1阻挡的角度后,仍能达到约270度)的转动;同样的,铰链接头4可绕出油接头5的轴线作360度转动,则与铰链接头4相连接的油缸2也可绕出油接头5的轴线作360度转动。因铰链接头4的轴线和出油接头5的轴线相垂直,则油缸2绕铰链接头4的轴线转动时所处的平面以及油缸2绕出油接头5的轴线转动时所处的平面不为同一平面,即油缸2可绕铰链接头4以及出油接头5的轴线在三维的空间内改变其位置,可转动的角度更大,适用性更广。且将输油通道开设于油缸2、铰链接头4以及出油接头5内,无需另外再在油缸2的侧壁上开设管接头,缩小了油缸2的径向尺寸。
油液的输送过程为:由柱塞19施加压力,使储油腔31内的油液沿着油路四14推开单向阀结构20中的钢球202输送至油路三13中的轴向孔三13a,再经径向孔三13b的中部流向其两端,接着进入环形油槽三13c。油液自环形油槽三13c输送至轴向孔二12a内后,再经过径向孔二12b的中部向径向孔二12b的两端输送,进入环形油槽二12c。最后,依次经过导向腔24a、轴向孔一11b、斜孔一11a并进入到油缸2的内腔21中。推动活塞23动作,进而带动连接于活塞23前端的拉杆动作,进行打孔。
除上述技术方案外,输油通道还可包括开设于油缸2内且与其内腔21相连通的油路五、开设于油泵体1内且与储油腔31相连通的油路六以及输油管,输油管的两端分别与上述油路五和油路六相连通;油缸2的轴线与铰链接头4的轴线之间以及铰链接头4的轴线与出油接头5的轴线之间可相交叉,而不垂直;鞍形弹簧垫圈跟阻尼垫圈8也可在油缸2侧壁的两侧以及铰链接头4侧壁的两侧均设置。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。