CN105156399A - 一种液压缸活塞自适应密封、防松及辅助运动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液压缸活塞自适应密封、防松及辅助运动装置，主要包括液压缸筒、活塞杆、活塞、缓冲套A、缓冲套B、弹性阻尼环和密封圈。其特点是活塞连接装置能自适应密封、防松及辅助运动。本发明通过活塞、缓冲套A、缓冲套B与活塞杆的螺纹连接代替锁紧螺母，通过活塞两侧的梯形凹槽A和梯形凹槽B实现活塞的自适应辅助运动，通过活塞和缓冲套A、缓冲套B的锥台形结构减小活塞运动阻力，以及其上的8个周向均布的同轴盲孔实现活塞的自适应防松，通过将密封圈安装在弹性阻尼环上实现活塞的自适应密封。

Description

一种液压缸活塞自适应密封、防松及辅助运动装置

技术领域

本发明涉及一种液压缸活塞自适应密封、防松及辅助运动装置，尤其涉及一种通过活塞、缓冲套A、缓冲套B与活塞杆的螺纹连接代替锁紧螺母，通过缓冲套A、缓冲套B的锥台形结构减小活塞运动阻力，通过活塞两侧的梯形凹槽A和梯形凹槽B实现活塞的自适应辅助运动，通过活塞和缓冲套A、缓冲套B上的8个周向均布的同轴盲孔实现活塞的自适应防松，通过将密封圈安装在弹性阻尼环上实现活塞的自适应密封，属于液压缸的技术研发领域。

背景技术

液压缸利用活塞的直线往复运动将液压能转变为机械能。但是由于目前活塞结构及连接装置的单一性，造成以下问题：一是密封性差，由于活塞长时间往复运动的摩擦，易使密封圈磨损失效，造成液压缸内泄漏，影响其使用性能；二是连接松动，目前活塞主要通过螺母紧固，但长时间工作易使螺母松动，引起活塞松动；三是活塞运动阻力大，因活塞结构的单一性，使流体对活塞的阻力大，消耗能量，造成机械能转换率低；四是缓冲装置效率低，造成个别活塞缓冲失效，引起零件间的碰撞损坏。

因此，针对现有液压缸活塞在使用中普遍存在的密封性差、易松动和运动阻力大等问题，应从液压缸活塞的结构及连接装置上进行综合考虑，设计出密封性好、防松动且运动阻力小的一种活塞连接装置。

发明内容

本发明针对现有液压缸活塞在使用中普遍存在的密封性差、易松动和运动阻力大等问题，提供了一种可有效解决上述问题的一种液压缸活塞自适应密封、防松及辅助运动装置。

本发明的一种液压缸活塞自适应密封、防松及辅助运动装置采用以下技术方案：

一种液压缸活塞自适应密封、防松及辅助运动装置，主要包括液压缸筒、活塞杆、活塞、缓冲套A、缓冲套B、弹性阻尼环和密封圈，活塞、缓冲套A和缓冲套B开有内螺纹，活塞杆端头开有外螺纹，活塞通过螺纹安装在活塞杆上，活塞两侧安装有缓冲套A、缓冲套B，弹性阻尼环和密封圈安装在活塞上，且密封圈与液压缸筒壁接触；所述活塞两侧开有梯形凹槽A和梯形凹槽B，梯形凹槽A和梯形凹槽B为环槽结构，其截面为直角梯形且斜腰角度为a，a为30°~60°且优值为45°，活塞中部开有盲孔，盲孔内径为d，其数量为8个且周向均布；所述缓冲套A和缓冲套B为锥台形结构，缓冲套A和缓冲套B开有内径为d、数量为8个且周向均布的盲孔，缓冲套A和缓冲套B上的盲孔与活塞上的盲孔同轴；所述弹性阻尼环为圆环形结构，材料为橡胶，弹性阻尼环装在活塞两侧的凹槽内；所述密封圈为O型结构，密封圈共4个且2个为一组安装在弹性阻尼环上。

本发明将活塞、缓冲套A和缓冲套B开有内螺纹，活塞杆端头开有外螺纹，通过这种螺纹连接设计代替活塞杆上的锁紧螺母，在减少液压缸零件及整体成本的同时，又能实现活塞、缓冲套A和缓冲套B的紧固安装。

本发明在活塞两侧开有梯形凹槽A和梯形凹槽B，通过这种设计实现活塞的自适应辅助运动，即通过梯形凹槽A和梯形凹槽B改变局部流体的运动方向，并使这部分流体辅助活塞实现小阻力伸出、大阻力缓冲缩入。具体为，如当活塞杆带动活塞伸出运动时，梯形凹槽B内的流体一部分产生向前的推力，另一部分由于斜腰的存在，使其部分流体改变方向并产生局部涡流，局部涡流以滚动推力的形式推动活塞向前运动；而梯形凹槽A内的流体因斜腰的存在，使其径向阻力流转变方向，在梯形凹槽A内形成局部涡流，而局部涡流在改变流体运动的同时，也对梯形凹槽A产生向前的推力，将径向阻力流变成辅助活塞运动的推力流，实现小阻力伸出。当活塞杆带动活塞缩入运动时，梯形凹槽A内的流体又会产生反向阻力；梯形凹槽B内的流体一部分为径向阻力，另一部分流体形成涡流阻力，并且这部分涡流在阻止活塞缩入的同时，还起到缓冲的作用，即旋转运动的涡流如同一弹性垫，实现对活塞的弹性缓冲。

本发明将缓冲套A、缓冲套B设计为锥台形结构，通过这种设计实现减小活塞运动的阻力，即通过其流线型曲面，使流体平缓流经缓冲套A、缓冲套B，减小活塞的运动阻力。

本发明在活塞和缓冲套A、缓冲套B内开有8个周向均布的盲孔，并使其同轴对齐，通过这种设计实现活塞的自适应防松，即工作时，液压油会注入盲孔内，盲孔内的液压油如同柔性销钉，如当活塞、或缓冲套A、或缓冲套B产生松动旋转时，旋转力会对液压油产生剪切力，迫使液压油挤出盲孔，而盲孔外液压油在压力的作用下，会阻止盲孔内流体挤出，从而阻碍活塞、或缓冲套A、或缓冲套B旋转，实现防松的目的。

本发明将密封圈安装在弹性阻尼环上，通过这种设计实现活塞的自适应密封，即当密封圈长时间磨损而密封失效时，可通过流体对弹性阻尼环的压缩，促使其膨胀并将密封圈顶起，以此弥补密封圈的磨损，使活塞保持密封。

本发明的有益效果是：通过活塞、缓冲套A、缓冲套B与活塞杆的螺纹连接代替锁紧螺母；通过缓冲套A、缓冲套B的锥台形结构减小活塞运动阻力；通过活塞两侧的梯形凹槽A和梯形凹槽B，实现活塞的自适应辅助运动；通过活塞和缓冲套A、缓冲套B上的8个周向均布的同轴盲孔，实现活塞的自适应防松；通过将密封圈安装在弹性阻尼环上，实现活塞的自适应密封。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明梯形凹槽A和梯形凹槽B的局部放大示意图。

图3是本发明活塞、缓冲套A和缓冲套B的工作原理示意图。

图4是本发明弹性阻尼环和密封圈的局部放大示意图。

其中：1、缓冲套A，2、弹性阻尼环，3、密封圈，4、活塞，5、缓冲套B，6、液压缸筒，7、活塞杆，8、盲孔，9、梯形凹槽A，10、梯形凹槽B。

具体实施方式

实施例：

如图1、图2所示，本发明的一种液压缸活塞自适应密封、防松及辅助运动装置，主要包括液压缸筒6、活塞杆7、活塞4、缓冲套A1、缓冲套B5、弹性阻尼环2和密封圈3，弹性阻尼环2和密封圈3安装在活塞4上，且密封圈3与液压缸筒6壁接触。

活塞4、缓冲套A1和缓冲套B5开有内螺纹，活塞杆7端头开有外螺纹，活塞4通过螺纹安装在活塞杆7上，活塞4两侧安装有缓冲套A1、缓冲套B5，工作时，这种螺纹连接设计代替活塞杆7上的锁紧螺母，在减少液压缸零件及整体成本的同时，又能实现活塞4、缓冲套A1和缓冲套B5的紧固安装。

缓冲套A1、缓冲套B5为锥台形结构，这种流线型曲面，使流体平缓流经缓冲套A1、缓冲套B5，减小活塞4的运动阻力。

结合图2、图3所示，活塞4两侧开有梯形凹槽A9和梯形凹槽B10，梯形凹槽A9和梯形凹槽B10为环槽结构，其截面为直角梯形且斜腰角度为a，a为30°~60°且优值为45°。工作时，这种设计实现活塞4的自适应辅助运动，即通过梯形凹槽A9和梯形凹槽B10改变局部流体的运动方向，并使这部分流体辅助活塞4实现小阻力伸出、大阻力缓冲缩入。具体为，如当活塞杆7带动活塞4伸出运动时，梯形凹槽B10内的流体一部分产生向前的推力，另一部分由于斜腰的存在，使其部分流体改变方向并产生局部涡流，局部涡流以滚动推力的形式推动活塞4向前运动；而梯形凹槽A9内的流体因斜腰的存在，使其径向阻力流转变方向，在梯形凹槽A9内形成局部涡流，而局部涡流在改变流体运动的同时，也对梯形凹槽A9产生向前的推力，将径向阻力流变成辅助活塞4运动的推力流，实现小阻力伸出。当活塞杆7带动活塞4缩入运动时，梯形凹槽A9内的流体又会产生反向阻力；梯形凹槽B10内的流体一部分为径向阻力，另一部分流体形成涡流阻力，并且这部分涡流在阻止活塞4缩入的同时，还起到缓冲的作用，即旋转运动的涡流如同一弹性垫，实现对活塞4的弹性缓冲。

活塞4中部开有盲孔8，盲孔8内径为d，其数量为8个且周向均布；缓冲套A1和缓冲套B5为锥台形结构，缓冲套A1和缓冲套B5开有内径为d、数量为8个且周向均布的盲孔8，缓冲套A1和缓冲套B5上的盲孔8与活塞上的盲孔8同轴。工作时，这种设计实现活塞4的自适应防松，即工作时，液压油会注入盲孔8内，盲孔8内的液压油如同柔性销钉，如当活塞4、或缓冲套A1、或缓冲套B5产生松动旋转时，旋转力会对液压油产生剪切力，迫使液压油挤出盲孔8，而盲孔8外液压油在压力的作用下，会阻止盲孔8内流体挤出，从而阻碍活塞4、或缓冲套A1、或缓冲套B5旋转，实现防松的目的。

结合图4所示，弹性阻尼环2为圆环形结构，材料为橡胶，弹性阻尼环2装在活塞4两侧的凹槽内；密封圈3为O型结构，密封圈3共4个且2个为一组安装在弹性阻尼环2上。工作时，这种设计实现活塞4的自适应密封，即当密封圈3长时间磨损而密封失效时，可通过流体对弹性阻尼环2的压缩，促使其膨胀并将密封圈3顶起，以此弥补密封圈3的磨损，使活塞4保持密封。

Claims (1)

1.一种液压缸活塞自适应密封、防松及辅助运动装置，主要包括液压缸筒、活塞杆、活塞、缓冲套A、缓冲套B、弹性阻尼环和密封圈，活塞、缓冲套A和缓冲套B开有内螺纹，活塞杆端头开有外螺纹，活塞通过螺纹安装在活塞杆上，活塞两侧安装有缓冲套A、缓冲套B，弹性阻尼环和密封圈安装在活塞上，且密封圈与液压缸筒壁接触；其特征在于：所述活塞两侧开有梯形凹槽A和梯形凹槽B，梯形凹槽A和梯形凹槽B为环槽结构，其截面为直角梯形且斜腰角度为a，a为30°~60°且优值为45°，活塞中部开有盲孔，盲孔内径为d，其数量为8个且周向均布；所述缓冲套A和缓冲套B为锥台形结构，缓冲套A和缓冲套B开有内径为d、数量为8个且周向均布的盲孔，缓冲套A和缓冲套B上的盲孔与活塞上的盲孔同轴；所述弹性阻尼环为圆环形结构，材料为橡胶，弹性阻尼环装在活塞两侧的凹槽内；所述密封圈为O型结构，密封圈共4个且2个为一组安装在弹性阻尼环上。