CN103899593B - 弹性环多级自动锁定液压缸 - Google Patents
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Abstract
弹性环多级自动锁定液压缸，属于锁定液压缸技术领域，所解决的技术问题是提供一种可用于单级和多级伸出到位弹性环闭式自动锁定的液压缸，所采用的技术方案：后缸盖与外缸筒的一端固定连接，外缸筒的另一端与一级前缸盖固定连接，在外缸筒靠近一级前缸盖一端的内壁设置有锁定沟槽，在外缸筒的内腔还设置有二级缸筒，二级缸筒伸出外缸筒的一端通过二级锁母与二级前缸盖固定连接，二级缸筒伸出外缸筒一端的内壁设置有锁定沟槽，在所述二级缸筒的内腔设置有与二级缸筒内壁间隙配合的二级活塞杆，本发明可应用于军用装备与民用工程车辆固定行程伸出到位机械锁定的工况，以及其它需要卸压后能够可靠锁定的设备。
Description
技术领域
弹性环多级自动锁定液压缸，属于锁定液压缸技术领域。
背景技术
随着世界各行各业机械化程度的提高，机械锁止液压缸的应用越来越广泛。现有的锁定液压缸按锁定位置分为行程两端锁定与需要行程段锁定两种形式，无论哪种锁定方式都只用于单级缸。行程两端闭式机械锁定主要有钢球式锁定、锁爪式锁定等形式，钢球式锁定、锁爪式锁定用于单级缸锁定，锁定可靠，外形简洁，结构紧凑，是两种应用不错的单级缸锁定方式，但不能用于多级缸中。目前单级液压缸既没有弹性环锁定形式，同时也没有任何形式多级缸的闭式机械锁定，两项技术均为当前空缺项。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种可用于单级和多级伸出到位弹性环闭式自动锁定的液压缸。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：弹性环多级自动锁定液压缸，包括后缸盖、二级活塞、一级活塞、二级定位弹性环、二级锁套、一级定位弹性环、一级座套、一级锁套、一级锁止弹性环、二级锁止弹性环、二级座套、外缸筒、二级缸筒、二级活塞杆、一级前缸盖和二级前缸盖，所述后缸盖与外缸筒的一端固定连接，所述外缸筒的另一端与一级前缸盖固定连接，并且在后缸盖与外缸筒的连接处设有密封圈、外缸筒靠近一级前缸盖一端的内壁设置有锁定沟槽，在所述外缸筒的内腔还设置有二级缸筒，所述二级缸筒伸出外缸筒的一端通过二级锁母与二级前缸盖固定连接，并且二级缸筒伸出外缸筒一端的内壁设置有锁定沟槽，在所述二级缸筒的内腔设置有与二级缸筒内壁间隙配合的二级活塞杆；
在一级前缸盖与外缸筒的连接处、一级前缸盖与二级缸筒的连接处、二级前缸盖与二级缸筒的连接处、二级前缸盖与二级活塞杆的连接处均设置有密封圈；
所述一级活塞与二级缸筒靠近后缸盖的一端固定连接，在一级活塞外径开有放置一级定位弹性环的环形凹槽，所述二级缸筒的外壁设有防止一级座套轴向移动的台阶，所述一级座套沿二级缸筒轴向嵌在一级活塞和二级缸筒台阶之间，并且一级座套为台阶状结构，所述一级锁止弹性环的外径与外缸筒的内壁紧贴，同时一级锁止弹性环还与一级座套的大径台阶表面留有径向间隔，所述一级锁套的内径与一级座套的小径台阶间隙配合、外径与外缸筒的内壁间隙配合，所述一级锁套伸入一级定位弹性环与外缸筒间隙的一端设有凸台，所述一级锁套的凸台通过卡住一级定位弹性环对一级锁套轴向限位，所述一级锁套的另一端可伸入一级锁止弹性环与一级座套大径台阶的间隙，在所述一级座套的内径、一级锁套的内径和外径均设置有密封圈；
所述二级活塞与二级活塞杆靠近后缸盖的一端固定连接，在二级活塞外径开有放置二级定位弹性环的环形凹槽，所述二级活塞杆的外壁设有防止二级座套轴向移动的台阶，所述二级座套沿二级活塞杆轴向嵌在二级活塞和二级活塞杆台阶之间，并且二级座套为台阶状结构，所述二级锁止弹性环的外径与二级缸筒的内壁紧贴，同时二级锁止弹性环还与二级座套的小径台阶表面留有径向间隔，所述二级锁套的内径与二级活塞的外径间隙配合、外径与二级缸筒的内壁间隙配合，所述二级锁套伸入二级定位弹性环与二级缸筒间隙的一端设有凸台，所述二级锁套的凸台通过卡住二级定位弹性环对二级锁套轴向限位，所述二级锁套的另一端可伸入二级锁止弹性环与二级座套小径台阶的间隙，在所述二级锁套的内径和外径均设置有密封圈。
在所述二级活塞杆靠近二级前缸盖一端的内腔设置有连接耳，所述连接耳的外径与二级活塞杆的内壁间隙配合，并且在连接耳的外径与二级活塞杆的内壁间设置有密封圈。
本发明和现有技术相比具有以下有益效果。
一、通过在外缸筒靠近一级前缸盖一端的内壁设置锁定沟槽、在二级缸筒靠近二级前缸盖一端的内壁设置锁定沟槽，嵌在一级活塞和二级缸筒台阶之间的一级座套对一级锁止弹性环轴向定位，防止一级锁止弹性环向前缸盖方向移动，同时一级座套也可以推动一级锁止弹性环向后缸盖方向移动，设置在一级活塞外径环形凹槽的一级定位弹性环对一级锁套轴向限位，同样，嵌在二级活塞和二级活塞杆台阶之间的二级座套对二级锁止弹性环轴向定位，防止二级锁止弹性环向前缸盖方向移动，同时二级座套也可以推动二级锁止弹性环向后缸盖方向移动，设置在二级活塞外径环形凹槽的二级定位弹性环对二级锁套轴向限位；
由此，外缸筒与后缸盖以及一二级锁定机构，组成封闭油腔，作为液压缸无杆腔A；二级缸筒、一级前缸盖、外缸筒以及一级锁止机构组成液压缸的一级有杆腔B；二级缸筒、二级活塞杆、二级前缸盖及二锁止机构形成二级缸的有杆腔C，一级锁止机构包括一级定位弹性环、一级座套、一级锁套、一级锁止弹性环，二级锁止机构包括二级定位弹性环、二级座套、二级锁套、二级锁止弹性环；
给无杆腔A供油，压力油作用液压缸二级缸筒（相当于一级活塞杆）带动二级活塞杆一起伸出，此时，一级锁套端部的凸台压缩一级定位弹性环使得一级定位弹性环收缩，一级定位弹性环收缩到一定位置失去对一级锁套的轴向限位，一级锁套开始轴向移动，当一级锁套的凸台越过一级定位弹性环后一级定位弹性环变成之前的非压缩状态，一级定位弹性环再次限位一级锁套，防止一级锁套向后缸盖方向移动，然后一级锁套继续向一级锁止弹性环方向移动并使一级锁套的一端进入一级锁止弹性环与一级座套大径台阶的间隙、推动一级锁止弹性环向前缸盖方向移动，当二级缸筒伸出到位时，一级锁止弹性环移动到外缸筒锁定沟槽，一级锁止弹性环从之前的压缩状态变成进入外缸筒锁定沟槽的涨开状态，二级缸筒被一级锁止弹性环锁定，之后二级活塞杆开始从二级缸筒中伸出，此时，二级锁套端部的凸台压缩二级定位弹性环使得二级定位弹性环收缩，二级定位弹性环收缩到一定位置失去对二级锁套的轴向限位，二级锁套开始轴向移动，当二级锁套的凸台越过二级定位弹性环后二级定位弹性环变成之前的非压缩状态，二级定位弹性环再次限位二级锁套，防止二级锁套向后缸盖方向移动，然后二级锁套继续向二级锁止弹性环方向移动并使二级锁套的一端进入二级锁止弹性环与二级座套小径台阶的间隙、推动二级锁止弹性环向前缸盖方向移动，当二级活塞杆伸出到位时，二级锁止弹性环移动到二级缸筒锁定沟槽，二级锁止弹性环从之前的压缩状态变成进入二级缸筒锁定沟槽的涨开状态，二级活塞杆被二级锁止弹性环锁定。此时，一级前缸盖、二级前缸盖与相应缸筒固定，挡住一级锁止弹性环、二级锁止弹性环继续向前缸盖方向移动；一级锁套、二级锁套对一级锁止弹性环、二级锁止弹性环轴向限位，防止一级锁止弹性环、二级锁止弹性环向后缸盖方向移动；
给一级有杆腔B供压力油，压力油作用一级锁套向后缸盖方向运动，一级锁套端部的凸台压缩一级定位弹性环使得一级定位弹性环收缩，一级定位弹性环收缩到一定位置失去对一级锁套的轴向限位，一级锁套开始向后缸盖方向移动，随着一级锁套逐渐远离一级锁止弹性环，一级弹性环具备了收缩条件，之后一级弹性环脱离外缸筒的锁定沟槽，二级缸筒处于解锁状态，可以缩回外缸筒；
给二级有杆腔C供压力油，压力油作用二级锁套向后缸盖方向运动，二级锁套端部的凸台压缩二级定位弹性环使得二级定位弹性环收缩，二级定位弹性环收缩到一定位置失去对二级锁套的轴向限位，二级锁套开始向后缸盖方向移动，随着二级锁套逐渐远离二级锁止弹性环，二级弹性环具备了收缩条件，之后二级弹性环脱离二级缸筒的锁定沟槽，二级活塞杆处于解锁状态，可以缩回外缸筒；
如果对一级有杆腔B、、二级有杆腔C同时供压力油，则一二级锁定机构同时解锁，二级缸筒和二级活塞杆同时收收缩；
如此，本发明通过简单的操作，不需要附加控制能源与元件，就快速可靠的实现了对液压缸行程两端的弹性件闭式机械锁定与解锁动作，弥补了当前的多级油缸没有闭式机械锁定以及没有弹性件锁定的技术空缺，本发明既可以应用于单级油缸也可以应用于多级油缸，同时本发明外形简洁，结构紧凑合理，占用空间小，不增加液压缸的径向尺寸，液压缸的轴向尺寸变化也不大，可广泛应用于各种需要液压缸伸出状态锁定的设备。
二、通过在二级活塞杆靠近二级前缸盖一端的内腔设置连接耳，并且在连接耳的外径与二级活塞杆的内壁之间设置密封圈，可以将外接设备与连接耳连接使用，使得本发明的应用更加广泛。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的外观示意图。
图中，1为后缸盖，2为二级活塞，3为一级活塞，4为二级定位弹性环，5为二级锁套，6为一级定位弹性环，7为一级座套，8为一级锁套，9为一级锁止弹性环，10为二级锁止弹性环，11为二级座套，12为外缸筒，13为二级缸筒，14为二级活塞杆，15为一级前缸盖，16为二级前缸盖，17为锁母，18为连接耳。
具体实施方式
实施例一
如图1、图2所示，弹性环多级自动锁定液压缸，包括后缸盖1、二级活塞2、一级活塞3、二级定位弹性环4、二级锁套5、一级定位弹性环6、一级座套7、一级锁套8、一级锁止弹性环9、二级锁止弹性环10、二级座套11、外缸筒12、二级缸筒13、二级活塞杆14、一级前缸盖15和二级前缸盖16，所述后缸盖1与外缸筒12的一端固定连接，所述外缸筒12的另一端与一级前缸盖15固定连接，并且在后缸盖1与外缸筒12的连接处设有密封圈、外缸筒12靠近一级前缸盖15一端的内壁设置有锁定沟槽，在所述外缸筒12的内腔还设置有二级缸筒13，所述二级缸筒13伸出外缸筒12的一端通过二级锁母17与二级前缸盖16固定连接，并且二级缸筒13伸出外缸筒12一端的内壁设置有锁定沟槽，在所述二级缸筒13的内腔设置有与二级缸筒13内壁间隙配合的二级活塞杆14；
在一级前缸盖15与外缸筒12的连接处、一级前缸盖15与二级缸筒12的连接处、二级前缸盖16与二级缸筒12的连接处、二级前缸盖16与二级活塞杆14的连接处均设置有密封圈；
所述一级活塞3与二级缸筒13靠近后缸盖1的一端固定连接，在一级活塞3外径开有放置一级定位弹性环6的环形凹槽，所述二级缸筒13的外壁设有防止一级座套7轴向移动的台阶，所述一级座套7沿二级缸筒13轴向嵌在一级活塞3和二级缸筒13台阶之间，并且一级座套7为台阶状结构，所述一级锁止弹性环9的外径与外缸筒12的内壁紧贴，同时一级锁止弹性环9还与一级座套7的大径台阶表面留有径向间隔，所述一级锁套8的内径与一级座套7的小径台阶间隙配合、外径与外缸筒12的内壁间隙配合，所述一级锁套8伸入一级定位弹性环6与外缸筒12间隙的一端设有凸台，所述一级锁套8的凸台通过卡住一级定位弹性环6对一级锁套8轴向限位，所述一级锁套8的另一端可伸入一级锁止弹性环9与一级座套7大径台阶的间隙，在所述一级座套7的内径、一级锁套8的内径和外径均设置有密封圈；
所述二级活塞2与二级活塞杆14靠近后缸盖1的一端固定连接，在二级活塞2外径开有放置二级定位弹性环4的环形凹槽，所述二级活塞杆14的外壁设有防止二级座套11轴向移动的台阶，所述二级座套11沿二级活塞杆14轴向嵌在二级活塞2和二级活塞杆14台阶之间，并且二级座套11为台阶状结构，所述二级锁止弹性环10的外径与二级缸筒13的内壁紧贴，同时二级锁止弹性环10还与二级座套11的小径台阶表面留有径向间隔，所述二级锁套5的内径与二级活塞2的外径间隙配合、外径与二级缸筒13的内壁间隙配合，所述二级锁套5伸入二级定位弹性环4与二级缸筒13间隙的一端设有凸台，所述二级锁套5的凸台通过卡住二级定位弹性环4对二级锁套5轴向限位，所述二级锁套5的另一端可伸入二级锁止弹性环10与二级座套11小径台阶的间隙，在所述二级锁套5的内径和外径均设置有密封圈。
所述后缸盖1，二级缸筒13，外缸筒12，一级前缸盖15，二级前缸盖16，锁母17均为现有技术。
在所述一级座套7的内径、一级锁套8的内径和外径均设置有密封圈，在所述二级锁套5的内径和外径均设置有密封圈，可以防止从配合面进入压力油。
本发明适用于伸出后不需要调整行程，工作状态固定的工况，可满足精细作业，行程精度可达到十分之一毫米。
本发明适合动力源缺乏的工作场合，可用手摇泵升起，泵源停止工作，液压缸仍可保持长度精度要求，而不会出现回缩现象。
本发明油路简单，锁定后不需要工作油液，液压泵源可停止工作，油源的工作时间缩小，延长了系统的工作寿命；同时节约了能源，减少了噪音；同时本发明省略了液压锁，也避免由于液压锁渗漏所产生的软腿现象。
实施例二
如图1、图2所示，弹性环多级自动锁定液压缸，包括后缸盖1、二级活塞2、一级活塞3、二级定位弹性环4、二级锁套5、一级定位弹性环6、一级座套7、一级锁套8、一级锁止弹性环9、二级锁止弹性环10、二级座套11、外缸筒12、二级缸筒13、二级活塞杆14、一级前缸盖15和二级前缸盖16，所述后缸盖1与外缸筒12的一端固定连接，所述外缸筒12的另一端与一级前缸盖15固定连接，并且在后缸盖1与外缸筒12的连接处设有密封圈、外缸筒12靠近一级前缸盖15一端的内壁设置有锁定沟槽，在所述外缸筒12的内腔还设置有二级缸筒13，所述二级缸筒13伸出外缸筒12的一端通过二级锁母17与二级前缸盖16固定连接，并且二级缸筒13伸出外缸筒12一端的内壁设置有锁定沟槽，在所述二级缸筒13的内腔设置有与二级缸筒13内壁间隙配合的二级活塞杆14；
在一级前缸盖15与外缸筒12的连接处、一级前缸盖15与二级缸筒12的连接处、二级前缸盖16与二级缸筒12的连接处、二级前缸盖16与二级活塞杆14的连接处均设置有密封圈；
所述一级活塞3与二级缸筒13靠近后缸盖1的一端固定连接，在一级活塞3外径开有放置一级定位弹性环6的环形凹槽，所述二级缸筒13的外壁设有防止一级座套7轴向移动的台阶，所述一级座套7沿二级缸筒13轴向嵌在一级活塞3和二级缸筒13台阶之间，并且一级座套7为台阶状结构，所述一级锁止弹性环9的外径与外缸筒12的内壁紧贴，同时一级锁止弹性环9还与一级座套7的大径台阶表面留有径向间隔，所述一级锁套8的内径与一级座套7的小径台阶间隙配合、外径与外缸筒12的内壁间隙配合，所述一级锁套8伸入一级定位弹性环6与外缸筒12间隙的一端设有凸台，所述一级锁套8的凸台通过卡住一级定位弹性环6对一级锁套8轴向限位，所述一级锁套8的另一端可伸入一级锁止弹性环9与一级座套7大径台阶的间隙，在所述一级座套7的内径、一级锁套8的内径和外径均设置有密封圈；
所述二级活塞2与二级活塞杆14靠近后缸盖1的一端固定连接，在二级活塞2外径开有放置二级定位弹性环4的环形凹槽，所述二级活塞杆14的外壁设有防止二级座套11轴向移动的台阶，所述二级座套11沿二级活塞杆14轴向嵌在二级活塞2和二级活塞杆14台阶之间，并且二级座套11为台阶状结构，所述二级锁止弹性环10的外径与二级缸筒13的内壁紧贴，同时二级锁止弹性环10还与二级座套11的小径台阶表面留有径向间隔，所述二级锁套5的内径与二级活塞2的外径间隙配合、外径与二级缸筒13的内壁间隙配合，所述二级锁套5伸入二级定位弹性环4与二级缸筒13间隙的一端设有凸台，所述二级锁套5的凸台通过卡住二级定位弹性环4对二级锁套5轴向限位，所述二级锁套5的另一端可伸入二级锁止弹性环10与二级座套11小径台阶的间隙，在所述二级锁套5的内径和外径均设置有密封圈。
在所述二级活塞杆14靠近二级前缸盖16一端的内腔设置有连接耳18，所述连接耳18的外径与二级活塞杆14的内壁间隙配合，并且在连接耳18的外径与二级活塞杆14的内壁间设置有密封圈。
所述后缸盖1，二级缸筒13，外缸筒12，一级前缸盖15，二级前缸盖16，锁母17均为现有技术。
在所述一级座套7的内径、一级锁套8的内径和外径均设置有密封圈，在所述二级锁套5的内径和外径均设置有密封圈，可以防止从配合面进入压力油。
本发明适用于伸出后不需要调整行程，工作状态固定的工况，可满足精细作业，行程精度可达到十分之一毫米。
本发明适合动力源缺乏的工作场合，可用手摇泵升起，泵源停止工作，液压缸仍可保持长度精度要求，而不会出现回缩现象。
本发明油路简单，锁定后不需要工作油液，液压泵源可停止工作，油源的工作时间缩小，延长了系统的工作寿命；同时节约了能源，减少了噪音；同时本发明省略了液压锁，也避免由于液压锁渗漏所产生的软腿现象。
本发明可应用于军用装备与民用工程车辆固定行程伸出到位机械锁定的工况，以及其它需要卸压后能够可靠锁定的设备。
Claims (2)
1.弹性环多级自动锁定液压缸，其特征在于：包括后缸盖（1）、二级活塞（2）、一级活塞（3）、二级定位弹性环（4）、二级锁套（5）、一级定位弹性环（6）、一级座套（7）、一级锁套（8）、一级锁止弹性环（9）、二级锁止弹性环（10）、二级座套（11）、外缸筒（12）、二级缸筒（13）、二级活塞杆（14）、一级前缸盖（15）和二级前缸盖（16），所述后缸盖（1）与外缸筒（12）的一端固定连接，所述外缸筒（12）的另一端与一级前缸盖（15）固定连接，并且在后缸盖（1）与外缸筒（12）的连接处设有密封圈、外缸筒（12）靠近一级前缸盖（15）一端的内壁设置有锁定沟槽，在所述外缸筒（12）的内腔还设置有二级缸筒（13），所述二级缸筒（13）伸出外缸筒（12）的一端通过二级锁母（17）与二级前缸盖（16）固定连接，并且二级缸筒（13）伸出外缸筒（12）一端的内壁设置有锁定沟槽，在所述二级缸筒（13）的内腔设置有与二级缸筒（13）内壁间隙配合的二级活塞杆（14）；
在一级前缸盖（15）与外缸筒（12）的连接处、一级前缸盖（15）与二级缸筒（12）的连接处、二级前缸盖（16）与二级缸筒（12）的连接处、二级前缸盖（16）与二级活塞杆（14）的连接处均设置有密封圈；
所述一级活塞（3）与二级缸筒（13）靠近后缸盖（1）的一端固定连接，在一级活塞（3）外径开有放置一级定位弹性环（6）的环形凹槽，所述二级缸筒（13）的外壁设有防止一级座套（7）轴向移动的台阶，所述一级座套（7）沿二级缸筒（13）轴向嵌在一级活塞（3）和二级缸筒（13）台阶之间，并且一级座套（7）为台阶状结构，所述一级锁止弹性环（9）的外径与外缸筒（12）的内壁紧贴，同时一级锁止弹性环（9）还与一级座套（7）的大径台阶表面留有径向间隔，所述一级锁套（8）的内径与一级座套（7）的小径台阶间隙配合、外径与外缸筒（12）的内壁间隙配合，所述一级锁套（8）伸入一级定位弹性环（6）与外缸筒（12）间隙的一端设有凸台，所述一级锁套（8）的凸台通过卡住一级定位弹性环（6）对一级锁套（8）轴向限位，所述一级锁套（8）的另一端可伸入一级锁止弹性环（9）与一级座套（7）大径台阶的间隙，在所述一级座套（7）的内径、一级锁套（8）的内径和外径均设置有密封圈；
所述二级活塞（2）与二级活塞杆（14）靠近后缸盖（1）的一端固定连接，在二级活塞（2）外径开有放置二级定位弹性环（4）的环形凹槽，所述二级活塞杆（14）的外壁设有防止二级座套（11）轴向移动的台阶，所述二级座套（11）沿二级活塞杆（14）轴向嵌在二级活塞（2）和二级活塞杆（14）台阶之间，并且二级座套（11）为台阶状结构，所述二级锁止弹性环（10）的外径与二级缸筒（13）的内壁紧贴，同时二级锁止弹性环（10）还与二级座套（11）的小径台阶表面留有径向间隔，所述二级锁套（5）的内径与二级活塞（2）的外径间隙配合、外径与二级缸筒（13）的内壁间隙配合，所述二级锁套（5）伸入二级定位弹性环（4）与二级缸筒（13）间隙的一端设有凸台，所述二级锁套（5）的凸台通过卡住二级定位弹性环（4）对二级锁套（5）轴向限位，所述二级锁套（5）的另一端可伸入二级锁止弹性环（10）与二级座套（11）小径台阶的间隙，在所述二级锁套（5）的内径和外径均设置有密封圈。
2.根据权利要求1所述的弹性环多级自动锁定液压缸，其特征在于：在所述二级活塞杆（14）靠近二级前缸盖（16）一端的内腔设置有连接耳（18），所述连接耳（18）的外径与二级活塞杆（14）的内壁间隙配合，并且在连接耳（18）的外径与二级活塞杆（14）的内壁间设置有密封圈。
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