CN104454752A - 一种行控万向应变角液压油缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种行控万向应变角液压油缸，包括由壳体、压盖、缸体及活塞杆体构成的万向摆动液压柱塞油缸，壳体及压盖构成内球面的腔体，适配与外球面的缸体，构成向心万向球面摆动机构，球面缸体柱形腔体内，适配能沿柱形腔体往复运动的杆体，构成柱塞油缸，压力通过壳体外侧设有液压输入接口，进入流道通过行程液控单向阀流入缸体，作用与杆体内端，运动输出F的作用力，当压力卸荷时，由被拉伸的大弹簧使杆体回复初始状态。柱塞油缸随应内球面的壳体接触面，沿垂直于缸体的球体端面，可作向心万向摆动的往复直线运动。行程液控单向阀的关闭状态，同步与杆体伸出行程S时关闭油路。摆动角度α受缸体球面高于压盖端面相关联。

Description

一种行控万向应变角液压油缸

技术领域

本发明涉及一种行控万向应变角液压油缸，属于工程液压油缸领域。

背景技术

目前国内外的液压油缸，其工作原理及要求，都是尽可能避免径向受力，油缸杆体做直线的轴向运动推(拉)作用力。但当被顶升物体发生变形或倾斜时，物体与顶杆表面将形成了夹角，故采取了各式各样的连接方式，通常增加采用箱体、导轨、结构框架、应变支点等结构，其目的就是使油缸工作时，在有导向和应变作用点的状态下，不受或减小油缸的径向侧力，不宜产生弯曲作用力，保证油缸的正常使用和寿命。

在实际的操作中，油缸的运动经常会出现超越行程的误操作，产品在高压力的作用下，运动部件由于过行程时将产生接触挤压，对部件设计挤压强度及变形带来的影响，将给设计和油缸寿命提出了要求，若受到过载的挤压，关键部件将会变形或损坏，带来工作失常等状况。

目前利用液压油缸原理，制造了繁多产品，由于工作环境和特殊的场合要求，也命名了多种类型和名称的功能油缸。特别是液压功能的千斤顶，是典型利用液压油缸的功能原理的应用，其工作都是做轴向运动输出作用力，杆体作用面与物件接触所输出作用力，工作时最易产出倾斜角及点接触的现象，由于缸体的稳定，产生很高的径向力，杆体不会弯曲，但增加了杆体与导向套的接触摩擦力，会使油缸拉伤、杆体拉伤、漏油和损坏的现象。

如目前现有液压千斤顶主要工作于重物体的顶起或使物件变形、位移、恢复时，所需要的外加力的作用和位移。对于纯作用于轴向推力的物件，在受力的作用下，也易产生变形和倾斜的现象，无形中，也对作用的千斤顶产生了挤压和径向力，影响了液压油缸原理的工作条件和环境，易损坏千斤顶的部件，增大输出的摩擦力，并产生径向侧力，严重影响顶杆和缸体之间相对滑动运动，轻则密封损坏、漏油，工作异常；严重时会使顶杆、缸体拉伤,损坏至报废。

由于只是单纯的轴向运动施加的作用力，对施压力的物件变形和位移时，所产生的倾斜及作用力的点接触的现象，则是无法改变和适应的。这将给物件的作用点和位移都带来了变化，产生新物理变化和受力条件，至使发生上述的损坏现象，也将给工作中带来很大的安全隐患，点接触是重物件发生侧翻的重要原因。

在没有行程控制的千斤顶，这样在实际的工作中，误判断使用操作，都将导致千斤顶的内部部件产生挤压，使部件易变形，失去功能作用，严重时损坏和报废。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种行控万向应变角液压油缸,改变了传统液压千斤顶的作用效果,克服油缸径向受力，关键部件将变形或损坏，产品将出现漏油、工作失常的缺陷。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种行控万向应变角液压油缸，包括壳体、压盖、缸体及活塞杆体，所述壳体外侧设有压力输入接口及流道，其内具有与压盖构成的内球面型腔体，与外球面型缸体适配，所述外球面型缸体沿中心轴线方向开设有柱形空腔，所述柱形空腔内适配可作直线往复运动的活塞杆体，缸体上部高于压盖端面。

本发明的有益效果是：由于壳体内具有与压盖构成的内球面型腔体且与外球面型缸体适配，外球面的缸体沿着中心轴方向设有柱形空腔，柱形空腔设有沿中心轴线方向可作直线往复运动的活塞杆，活塞杆伴随缸体在垂直中心轴线的平面上，内外球面接触实现了应变万向向心摆动机构，自由万向360°应变输出α角度的作用力F，缸体前端面高于壳体端面，实现摆动角度空间。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

本发明如上所述一种行控万向应变角液压油缸，进一步，所述活塞杆体内具有内盲型的容纳腔，容纳腔内设有大弹簧、弹簧拉板及液压控制行程单向阀；活塞杆体为外圆阶梯直径结构，其与所述缸体内的内圆阶梯直径结构的柱形空腔相适配，活塞杆体的大直径部安装有密封圈，大弹簧及液压控制行程单向阀均在活塞杆的容纳腔内；

所述大弹簧一端与弹簧拉板固定，所述弹簧拉板与活塞杆体的容纳腔端面固定；所述大弹簧另一端及液压控制行程单向阀同时固定在壳体底部平面。行程控制单向阀，有效的控制油缸的工作行程，维护了油缸内部的运动部件，不会因为过行程所带来的挤压而损坏。也是保证油缸的使用寿命。

上述的外圆阶梯直径结构的活塞杆体，即由相互连接的大直径部和小直径部构成。所述内圆阶梯直径结构的柱形空腔即由相互连接的大直径部和小直径部连接构成的空腔。

采用上述进一步方案的有益效果是：活塞杆体的大直径部安装有能做密封的往复直线运动行程的密封，使得活塞杆体在柱形空腔密封直线运动。

本发明如上所述一种行控万向应变角液压油缸，进一步，所述液压控制行程单向阀由弹簧阀座固定套、阀体及小弹簧组成，弹簧阀座固定套的外形为具有弹簧螺距圆柱体和锥形体构成，且与壳体固定连接，其内部带有锥端的柱形内腔，适配容纳小弹簧及阀体；所述小弹簧一端与壳体固定连接；所述阀体包括顶杆和阀芯，顶杆的锥尖杆端与弹簧拉板端面接触定位，另一端连接小弹簧且与壳体底部定位，顶杆与阀芯固定连接且均安装在弹簧阀座固定套内的带有锥端的柱形内腔，阀芯与流道末端的出油口之间有一定的过油间隙，阀芯具有锥形端面，所述锥形端面与所述柱形内腔的锥端吻合密封，实现活塞杆体的运动行程S的控制。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于阀芯的锥形端面与所述柱形内腔的锥端吻合密封，实现活塞杆体的运动行程S的控制，当油压推动活塞杆向上移动时，阀芯具有锥形端面与弹簧阀座固定套内部柱形内腔的锥端紧密结合，从而实现油路的关闭，有效的对过行程起到安全保护，确保内部运动部件在有效的行程范围内，不与固定部件产生相对挤压的现象，确保产品的正常使用和寿命。

本发明如上所述一种行控万向应变角液压油缸，利用了弹簧的应变特性，结合由缸体球面接触的向心万向摆动及柱塞油缸的工作机理，内置增加液压控制行程单向阀为一体，发明构成一种行控万向应变角度液压油缸。

为保证该机构为液压特性有效性，该发明连接处均采用密封装置，即有球面密封，螺纹泄漏密封，单向阀截止密封等泄漏密封。油缸活塞作用密封，采用耐高压，耐磨及摩擦力小的格莱圈。有效保证了油缸工作性能和使用寿命。

由于采用上述本发明技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、灵活机动的工作环境及功能，被作用的物件，不会受多余的外向力。

2、具有普通油缸的功能，更具有简单连接机构和适应性。

3、始终保持受力的接触面积，作用力安全，稳定、可靠。

4、应变角度灵活，物件不受点接触的挤压变形和损伤。

5、结构紧凑简单、制造方便、性能优越、机理完善。

6、是目前液压油缸功能完善和革新，广泛的适应范围和环境。

附图说明

图1为本发明一种行控万向应变角液压油缸结构的一种实施方式结构示意图；

图2为本发明一种行控万向应变角液压油缸结构的一种实施方式结构示意图；

图3为图2A处的放大示意图；

图4为本发明一种行控万向应变角液压油缸工作示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、壳体，2、压盖，3、缸体，4、活塞杆体，5、压力输入接口，6、流道，7、大弹簧，8、弹簧拉板，9、液压控制行程单向阀，10、密封，11、过油间隙。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1、2所示，本发明一种行控万向应变角液压油缸结构的典型实施方式：包括壳体1、压盖2、缸体3及活塞杆体4，所述壳体1外侧设有压力输入接口5及流道6，其内具有与压盖构成的内球面型腔体，与外球面型缸体适配，所述外球面型缸体沿中心轴线方向开设有柱形空腔，所述柱形空腔内适配可作直线往复运动的活塞杆体，缸体上部高于压盖端面。活塞杆伴随缸体在垂直中心轴线的平面上，自由万向360°应变输出α角度的作用力F缸体前端面高于壳体端面，实现摆动角度空间。

所述活塞杆体4内具有内盲型的容纳腔，容纳腔内设有大弹簧7、弹簧拉板及液压控制行程单向阀；活塞杆体为外圆阶梯直径结构，其与所述缸体内的内圆阶梯直径结构的柱形空腔相适配，活塞杆体的大直径部安装有密封圈，大弹簧及液压控制行程单向阀均在活塞杆的容纳腔内；

所述大弹簧7一端与弹簧拉板8固定，所述弹簧拉板8与活塞杆体4的容纳腔端面固定；所述大弹簧7另一端及液压控制行程单向阀同时固定在壳体底部平面。活塞杆体的大直径部安装有能做密封的往复直线运动行程的密封10，使得活塞杆体在柱形空腔密封直线运动。

所述液压控制行程单向阀9由弹簧阀座固定套91、阀体92及小弹簧93组成，弹簧阀座固定套91的外形为具有弹簧螺距圆柱体和锥形体构成，且与壳体固定连接，其内部带有锥端的柱形内腔94，适配容纳小弹簧93及阀体92；所述小弹簧一端与壳体固定连接；所述阀体92包括顶杆921和阀芯922，顶杆921的锥尖杆端与弹簧拉板端面接触定位，其另一端连接小弹簧93，所述小弹簧93另一端与壳体底部固定连接，顶杆921与阀芯922固定连接且均安装在弹簧阀座固定套91内的带有锥端的柱形内腔94，阀芯922与流道6末端的出油口之间有一定的过油间隙11，阀芯具有锥形端面9221，所述锥形端面9221与所述柱形内腔94的锥端941吻合密封，实现活塞杆体4的运动行程S的控制。

本发明的工作过程：本发明行控应变角度液压油缸，即以壳体为定位、缸体为定心的万向应变摆动液压油缸，其工作循环过程：当压力P通过壳体外接油口，进入流道通过行程控制单向阀9，再进入缸体3内腔，作用于活塞顶杆4，使活塞顶杆4在缸体内运动，输出作用力F，作用在物件上，在物件发生位移的反作用力的作用下，缸体2随之应变摆动由活塞顶杆4输出作用力F，并且始终保持活塞顶杆4与物件之间的接触面同步作用运动。运动行程至S时，同步运动的阀芯处于封闭状态，行程控制单向阀9处于关闭油路，压力油被截止流入，活塞顶杆4停止运动状态，完成工作行程，即阀芯92行程为S时的关闭状态，联动并同步于活塞顶杆4行程S，起到过行程保护作用。当压力P卸荷情况下，固定连接于活塞顶杆4内腔面及与壳体1连接的被拉伸的大弹簧7作用下，恢复初始状态，完成一次工作过程。

如上所述一种行控万向应变角液压油缸，整个工作过程，故使作用物件的接触面保持不变的状态，确保了物件的安全稳定，有效的保证作用力的功效，消除了工作面行程夹角所带来的径向侧力，保证了顶升作用力的方向，始终保持油缸的正常工作状态，克服了油缸由径向外力对油缸工作的影响，延长油缸的工作寿命。

如图4所示物体接触受力面具有360度平面内，随物件应变角度α输出作用力F。保持活塞杆不受径向力，而作直线运动输出作用力F的功能。这样将给油缸特性提供了最佳的工作条件。不需再添加外置的应变机构，始终保持活塞杆的轴向受力。

无论部件W是什么初始状态和方式A，活塞杆的作用平面P1与物件W都是面接触，作用力F与部件W接触面P1垂直作用，保证物件W的接触面积P1的稳定性。不会再接触面形成倾斜角和点接触的现象。保证物体W稳定和安全性。

行程控制单项阀与柱形油腔上端的锥面紧密结合，确保了活塞杆的行程范围S,不会使活塞杆运动超越行程S,避免了运动部件内部发生挤压变形、损坏。保护了油缸部件，延长油缸使用寿命和功能。

本发明的设计结构适应各多功能作用的油缸，及推、拉(单、双)作用油缸，在输入压力P的作用下，输出相应的作用力F，推、拉作用物件W上。由于随动相应的角度α，油缸不会受到径向作用力，使油缸充分发挥其性能作用，是油缸的使用的最佳条件和场合。α角度的大小可以根据球体的大小，即缸体的大小、活塞杆上升至最大位置时不能与壳体碰撞及综合评价油缸的稳定性确定。

如图4所示的w为物件，p为工作压力，F表示作用力、α应变角度，S作用力行程，H0为油缸初始高度及物件w移动距离，p1应变作用力平面，A表示物件基准(固定、铰链、浮动)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种行控万向应变角液压油缸,其特征在于，包括壳体、压盖、缸体及活塞杆体，所述壳体外侧设有压力输入接口及流道，其内具有与压盖构成的内球面型腔体，与外球面型缸体适配，所述外球面型缸体沿中心轴线方向开设有柱形空腔，所述柱形空腔内适配可作直线往复运动的活塞杆体，缸体上部高于压盖端面。

2.根据权利要求1所述一种行控万向应变角液压油缸，其特征在于，所述活塞杆体内具有内盲型的容纳腔，容纳腔内设有大弹簧、弹簧拉板及液压控制行程单向阀；活塞杆体为外圆阶梯直径结构，其与所述缸体内的内圆阶梯直径结构的柱形空腔相适配，活塞杆体的大直径部安装有密封圈，大弹簧及液压控制行程单向阀均在活塞杆的容纳腔内；

所述大弹簧一端与弹簧拉板固定，所述弹簧拉板与活塞杆体的容纳腔端面固定；所述大弹簧另一端及液压控制行程单向阀同时固定在壳体底部平面。

3.根据权利要求2所述一种行控万向应变角液压油缸,其特征在于，所述液压控制行程单向阀由弹簧阀座固定套、阀体及小弹簧组成，弹簧阀座固定套的外形为具有弹簧螺距圆柱体和锥形体构成，且与壳体固定连接，其内部带有锥端的柱形内腔，适配容纳小弹簧及阀体；所述小弹簧一端与壳体固定连接；所述阀体包括顶杆和阀芯，顶杆的锥尖杆端与弹簧拉板端面接触定位，另一端连接小弹簧且与壳体底部定位，顶杆与阀芯固定连接且均安装在弹簧阀座固定套内的带有锥端的柱形内腔，阀芯与流道末端的出油口之间有一定的过油间隙，阀芯具有锥形端面，所述锥形端面与所述柱形内腔的锥端吻合密封。

4.根据权利1-3任一项所述一种行控万向应变角液压油缸，利用了弹簧的应变特性，结合由缸体球面接触的向心万向摆动及柱塞油缸的工作机理，内置增加液压控制行程单向阀为一体，发明构成一种行控万向应变角度液压油缸。