CN103967865A - 一种具有位置锁定功能的液压缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有位置锁定功能的液压缸，其缸筒包括第一缸筒、第二缸筒和设于二者之间、内径小于二者的中间套，所述第一缸筒、所述第二缸筒内分别滑动配合有第一活塞、第二活塞；液压缸的活塞杆贯穿第二活塞、并与第二活塞轴向滑动配合，且活塞杆位于第二活塞内侧的端部连接有限位部件，所述限位部件的径向最大尺寸小于所述中间套的内径、大于所述第二活塞的内径。采用这种结构，该液压缸能够稳定地实现中位锁定，并且具有较小的整体长度，节省了安装空间，在同等安装距下能够提供更大的油缸行程。

Description

一种具有位置锁定功能的液压缸

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种具有位置锁定功能的液压缸。

背景技术

随着制造和调试技术越来越成熟，高可靠性和低成本性成为汽车、工程机械零部件设计改进的主流方向，而液压缸作为关键执行零部件尤为如此。在重型汽车及各种工程机械车辆的转向机构、起重机械的卷扬机构以及各类专用设备的工装夹具中，经常会需要具有位置锁定功能的液压缸，实现车辆行驶方向锁定、卷扬静止、工件固定及转运到位。

请参考图1，图1为现有技术中一种具有锁定功能的液压缸的结构示意图。该中位油缸包括缸筒，缸筒包括左缸筒11′、中间缸筒13′和右缸筒12′，左缸筒11′、右缸筒12′内分别设有左活塞2′、右活塞3′，中间缸筒13′的内径小于左活塞2′、右活塞3′的内径，活塞杆4′可左右滑动地配合于中间缸筒13′中，并且其右端贯穿右活塞3′和右端盖6′、向外伸出。工作过程中，当油孔A′和B′通压力油时，液压力分别从两侧推动左活塞2′、右活塞3′向中间运动、直到二者位于中间缸筒13′的两侧，并间接推动活塞杆4′运动至左活塞2′、右活塞3′之间的定位位置，即具有中位锁定功能。当油孔A′和B′通回油路时，活塞杆4′在外力推动作用下可左右滑行，此时活塞杆4′可以完成伸出、缩回动作。

上述中位油缸具有如下技术缺陷：

首先，由于中间缸筒13′与活塞杆4′滑动配合连接，因此其中间缸筒13′的长度必须大于油缸行程，才能防止活塞杆4′向外伸长后(如图2所示)，活塞杆4′内端能够准确无误地重新回到中间缸筒13′内。如果将缸筒的长度设置较小，则活塞杆4′向外伸出后会脱离中间缸筒13′(如图3所示)，由于加工误差、焊接变形等原因，活塞杆4′很可能无法重新回到中间缸筒13′内。由此导致该中位油缸的整体长度较大，使得同等安装距下液压缸的行程范围受到极大的制约。

其次，由于中间缸筒13′的长度较长、且厚度大于左缸筒11′、右缸筒12′，使得原材料成本过高。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，优化设计现有技术中的具有位置锁定功能的液压缸，在保证中位锁定的基础上，减小液压缸的整体长度，节省安装空间。

发明内容

本发明的目的为提供一种具有位置锁定功能的液压缸，该液压缸能够稳定地实现中位锁定，并且具有较小的整体长度，节省了安装空间，在同等安装距下能够提供更大的油缸行程。

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有位置锁定功能的液压缸，其缸筒包括第一缸筒、第二缸筒和设于二者之间、内径小于二者的中间套，所述第一缸筒、所述第二缸筒内分别滑动配合有第一活塞、第二活塞；液压缸的活塞杆贯穿第二活塞、并与第二活塞轴向滑动配合，且活塞杆位于第二活塞内侧的端部连接有限位部件，所述限位部件的径向最大尺寸小于所述中间套的内径、大于所述第二活塞的内径。

优选地，所述限位部件为螺纹连接于所述端部外的螺母，所述螺母的外径小于中间套的内径。

优选地，所述螺母与所述端部设有对应的定位孔，所述定位孔沿所述活塞杆的径向延伸，所述定位孔内插装有贯穿所述端部、所述限位部件的定位销。

优选地，所述螺母外轮廓的对应两侧设有平面，所述定位孔垂直贯穿所述平面。

优选地，所述定位销为开口销，所述定位孔一端设有倒角，所述倒角沿径向向内渐缩。

优选地，还包括第一端盖、第二端盖，所述第一端盖、所述第二端盖分别螺纹连接于所述第一缸筒、所述第二缸筒的外侧。

优选地，所述第一端盖均布有多个用于与所述第一缸筒连接的第一螺纹孔，所述第一缸筒的油口设于相邻两个所述第一螺纹孔的中间；所述第二端盖均布有多个用于与所述第二缸筒连接的第二螺纹孔，所述第二缸筒的油口设于相邻两个所述第二螺纹孔的中间。

优选地，所述中间套的油口沿所述中间套的径向设置。

优选地，所述第一端盖与所述第一缸筒、所述第二端盖与所述第二缸筒均通过两个密封连接，其中位于内侧的内侧密封为哑铃密封圈，位于外侧的外侧密封为O型圈。

采用这种结构，当第一缸筒的油口、第二缸筒的油口接通压力油时，第一活塞从左侧向中间位置移动、第二活塞从右侧向中间位置移动，直到二者运动至内径较小的中间套的两侧，由于限位部件的径向最大尺寸大于第二活塞的内径，能够防止活塞杆从第二活塞中脱出，因此，第二活塞向中部移动会带动活塞杆也向中间移动，直到活塞杆的端部被约束在中间套的径向内侧、第一活塞、第二活塞的轴向内侧之间，即活塞杆的自由度被限制，实现液压缸的中位锁定，整个结构处于锁定状态。当第一缸筒的油口、第二缸筒的油口同时卸压时，第一活塞、第二活塞处于自由状态，可以分别在第一缸筒、第二缸筒内自由滑动，活塞杆也可以自由完成伸出、缩回功能。

上述工作过程中，由于限位部件的最大径向尺寸小于中间套的内径，因此，无论活塞杆向外伸出的长度多少，活塞杆都能够回到中间套内部，因此中间套的轴向尺寸可以做的较小，只要能够容纳活塞杆的端部和限位部件即可。与现有技术中间缸筒的长度较长的结构相比，该液压缸的整体长度大大减小，在同等安装距的条件下能够提供更大的油缸行程。此外，由于中间套较短、且厚度较小，因此大大节省了原材料的使用，减小了生产成本。

附图说明

图1为现有技术中一种具有锁定功能的液压缸的结构示意图；

图2为图1中活塞杆伸出后与中间缸筒的位置关系图；

图3为图1的中间缸筒缩短后，活塞杆伸出时与中间缸筒的位置关系图；

图4为本发明所提供具有位置锁定功能的液压缸的主视剖面图；

图5为图4中活塞杆伸出时与中间缸筒的位置关系图；

图6为图4中螺母的主视半剖图；

图7为图6的左视图；

图8为图4中第一端盖的结构示意图。

其中，图1至图3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

左缸筒11′；右缸筒12′；中间缸筒13′；

左活塞2′；右活塞3′；活塞杆4′；左端盖5′；右端盖6′；

图4至图8中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

第一缸筒11；第一缸筒的油口A；

第二缸筒12；第二缸筒的油口B；

中间套13；中间套的油口T；

第一活塞2；

第二活塞3；

活塞杆4；端部41；限位部件42；定位孔421；倒角4211；定位销422；平面423；

第一端盖5；第一螺纹孔51；

第二端盖6；

内侧密封7；外侧密封8。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种具有位置锁定功能的液压缸，该液压缸能够稳定地实现中位锁定，并且具有较小的整体长度，节省了安装空间，在同等安装距下能够提供更大的油缸行程。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

需要说明的是，本文中出现的方位词“内”指的是从图4中的中心处向上、向下、向左、向右延伸的方向，方位词“外”指的是从图4中上方、下方、左侧、右侧向中部汇聚的方向；“径向”指的是图4中的上下方向，“轴向”指的是图4中的左右方向；应当理解，这些方位词的出现是以说明书附图为基准而设立的，它们的出现不应当影响本发明的保护范围。

请参考图4，图4为本发明所提供具有位置锁定功能的液压缸的主视剖面图。

在一种具体实施方式中，如图4所示，本发明提供一种具有位置锁定功能的液压缸，其缸筒包括第一缸筒11、第二缸筒12和设于二者之间、内径小于二者的中间套13，第一缸筒11、第二缸筒12内分别滑动配合有第一活塞2、第二活塞3。液压缸的活塞杆4贯穿第二活塞3、并与第二活塞3轴向滑动配合，且活塞杆4位于第二活塞3内侧的端部41连接有限位部件42，该限位部件42的径向最大尺寸小于中间套13的内径、大于第二活塞3的内径。

采用这种结构，当第一缸筒11的油口A、第二缸筒12的油口B接通压力油时，第一活塞2从左侧向中间位置移动、第二活塞3从右侧向中间位置移动，直到二者运动至内径较小的中间套13的两侧，由于限位部件42的径向最大尺寸大于第二活塞3的内径，能够防止活塞杆4从第二活塞3中脱出，因此，第二活塞3向中部移动会带动活塞杆4也向中间移动，直到活塞杆4的端部41被约束在中间套13的径向内侧、第一活塞2、第二活塞3的轴向内侧之间，即活塞杆4的自由度被限制，实现液压缸的中位锁定，整个结构处于锁定状态。

当第一缸筒11的油口A、第二缸筒12的油口B同时卸压时，第一活塞2、第二活塞3处于自由状态，可以分别在第一缸筒11、第二缸筒12内自由滑动，活塞杆4也可以自由完成伸出、缩回功能。

上述工作过程中，由于限位部件42的最大径向尺寸小于中间套13的内径，因此，无论活塞杆4向外伸出的长度多少，活塞杆4都能够回到中间套13内部(如图5所示)，因此中间套13的轴向尺寸可以做的较小，只要能够容纳活塞杆4的端部41和限位部件42即可。与现有技术中间缸筒的长度较长的结构相比，该液压缸的整体长度大大减小，在同等安装距的条件下能够提供更大的油缸行程。此外，由于中间套13较短、且厚度较小，因此大大节省了原材料的使用，减小了生产成本。

需要说明的是，本文中“第一”、“第二”并非特指，例如，如图4所示，将左侧活塞作为“第一活塞”、右侧活塞作为“第二活塞”。当然，也可以将右侧活塞作为“第一活塞”、左侧活塞作为“第二活塞。”

具体的方案中，如图4所示，上述限位部件42为螺纹连接于端部41外的螺母，螺母的外径小于中间套13的内径。

采用这种结构，将活塞杆4贯穿第二活塞3、并伸至第二活塞3内端后，只需在该端部41安装螺母，即可简单、方便地实现对活塞杆4的限位。

可以想到，上述限位部件42并不仅限于螺母，还可以设为其他多种结构。例如，限位部件42可以为抱紧在该端部41外侧的对开式轴套，或者为弹性撑开后卡紧在该端部41外侧的弹性卡环，或者为焊接在该端部41外的轴套等等多种形式。

请参考图6和图7，图6为图4中螺母的主视半剖图；图7为图6的左视图。

更进一步的方案中，上述螺母与端部41设有对应的定位孔421，定位孔421沿活塞杆4的径向延伸，定位孔421内插装有贯穿端部41、限位部件42的定位销422。

采用这种结构，定位销422能够进一步起到定位作用，避免螺母、端部41长时间工作后发生松动导致二者产生轴向位移，增强螺母与活塞杆4的端部41的连接可靠性。

在上述方案的基础上，上述螺母外轮廓的对应两侧设有平面423，定位孔421垂直贯穿平面423。

这样，操作人员在拧紧螺母时可以用扳手夹紧这两个平面423进行施力，便于螺母的安装和拆卸。此外，相比与在圆弧面上钻孔，以平面423为基准钻孔较为容易，因此设置这两个平面423大大减小了定位孔421的加工难度，有利于提高生产效率。再者，上述两个平面423之间的距离小于螺母的外径，因此使用较短的定位销422即可，避免设置过长的定位销422与中间套13的内径造成干涉，或者划伤中间套13的内壁。具体地，上述两个平面423可以具体可以通过铣床铣出，当然也可以通过其他工艺加工。

更为具体的方案中，上述定位销422可以为开口销，定位孔421一端设有倒角4211，倒角4211沿径向向内渐缩。

采用这种结构，该倒角4211进一步提供了容置开口销端部41的空间，便于控制开口销安装后的尺寸，进一步避免开口销尺寸较大而划伤中间套13的内壁。

此外，还可以进一步设置上述油缸的其他结构。

在另一种具体实施方式中，如图4所示，上述液压缸还可以包括第一端盖5、第二端盖6，第一端盖5、第二端盖6分别螺纹连接于第一缸筒11、第二缸筒12的外侧。

采用这种结构，使得液压缸两侧的缸筒与其对应的端盖具有结构简单、安装和拆卸方便的特点。当然，其两侧的缸筒与其对应的端盖还可以采用焊接等其他方式。

进一步的方案中，请参考图8，图8为图4中第一端盖5的结构示意图，上述第一端盖5均布有多个用于与第一缸筒11连接的第一螺纹孔51，第一缸筒11的油口A设于相邻两个第一螺纹孔51的中间；第二端盖6均布有多个用于与第二缸筒12连接的第二螺纹孔，第二缸筒12的油口B设于相邻两个第二螺纹孔的中间。

采用这种结构，即两侧油口与该侧端盖的螺纹孔处于同一横截面内，具有结构紧凑、空间布局合理的特点，与两侧油口设于螺纹孔的轴向内侧或轴向外侧的结构相比，便于减小液压缸的长度尺寸，降低液压缸的整体重量。

此外，上述中间套13的油口T沿中间套13的径向设置。由于中间套13的内径大于限位部件42的外径，因此，与现有技术相比，中间套13与限位部件42之间具有较大的间隙，设置这种方向的油口即可简单、直接地向中间套13内注入油液，具有加工、制造方便的特点。

另一种具体实施方式中，上述第一端盖5与第一缸筒11、第二端盖6与第二缸筒12均通过两个密封连接，其中位于内侧的内侧密封7为哑铃密封圈，位于外侧的外侧密封8为O型圈。

采用这种结构，即采用对称式静密封配置，利用双层密封防止液压缸发生泄漏现象。当然，上述液压缸的两侧缸筒及其端盖还可以采用其他密封形式。

以上对本发明所提供的一种具有位置锁定功能的液压缸进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种具有位置锁定功能的液压缸，其缸筒包括第一缸筒(11)、第二缸筒(12)和设于二者之间、内径小于二者的中间套(13)，所述第一缸筒(11)、所述第二缸筒(12)内分别滑动配合有第一活塞(2)、第二活塞(3)；其特征在于，所述液压缸的活塞杆(4)贯穿所述第二活塞(3)、与所述第二活塞(3)轴向滑动配合，且所述活塞杆(4)位于所述第二活塞(3)内侧的端部(41)连接有限位部件(42)，所述限位部件(42)的径向最大尺寸小于所述中间套(13)的内径、大于所述第二活塞(3)的内径。

2.根据权利要求1所述的具有位置锁定功能的液压缸，其特征在于，所述限位部件(42)为螺纹连接于所述端部(41)外的螺母，所述螺母的外径小于中间套(13)的内径。

3.根据权利要求2所述的具有位置锁定功能的液压缸，其特征在于，所述螺母与所述端部(41)设有对应的定位孔(421)，所述定位孔(421)沿所述活塞杆(4)的径向延伸，所述定位孔(421)内插装有贯穿所述端部(41)、所述限位部件(42)的定位销(422)。

4.根据权利要求3所述的具有位置锁定功能的液压缸，其特征在于，所述螺母外轮廓的对应两侧设有平面(423)，所述定位孔(421)垂直贯穿所述平面(423)。

5.根据权利要求4所述的具有位置锁定功能的液压缸，其特征在于，所述定位销(422)为开口销，所述定位孔(421)一端设有倒角(4211)，所述倒角(4211)沿径向向内渐缩。

6.根据权利要求1-5任一项所述的具有位置锁定功能的液压缸，其特征在于，还包括第一端盖(5)、第二端盖(6)，所述第一端盖(5)、所述第二端盖(6)分别螺纹连接于所述第一缸筒(11)、所述第二缸筒(12)的外侧。

7.根据权利要求6所述的具有位置锁定功能的液压缸，其特征在于，所述第一端盖(5)均布有多个用于与所述第一缸筒(11)连接的第一螺纹孔(51)，第一缸筒的油口(A)设于相邻两个所述第一螺纹孔(51)的中间；所述第二端盖(6)均布有多个用于与所述第二缸筒(12)连接的第二螺纹孔，第二缸筒的油口(B)设于相邻两个所述第二螺纹孔的中间。

8.根据权利要求7所述的具有位置锁定功能的液压缸，其特征在于，中间套的油口(T)沿所述中间套(13)的径向设置。

9.根据权利要求6所述的具有位置锁定功能的液压缸，其特征在于，所述第一端盖(5)与所述第一缸筒(11)、所述第二端盖(6)与所述第二缸筒(12)均通过两个密封连接，其中位于内侧的内侧密封(7)为哑铃密封圈，位于外侧的外侧密封(8)为O型圈。