CN105201958A

CN105201958A - 一种耐高温的液压缸活塞连接装置

Info

Publication number: CN105201958A
Application number: CN201510602179.2A
Authority: CN
Inventors: 安延涛; 赵东; 杨可森; 杨玉娥; 刘鲁宁
Original assignee: University of Jinan
Current assignee: University of Jinan
Priority date: 2015-09-21
Filing date: 2015-09-21
Publication date: 2015-12-30

Abstract

本发明提供了一种耐高温的液压缸活塞连接装置，主要包括缸筒、活塞杆、活塞、恒范钢片、密封圈、紧固螺母和定位螺钉，密封圈安装在活塞上，恒范钢片安装在活塞内腔壁上。其特点是利用活塞和恒范钢片的双金属效应抑制高温工况下活塞的热膨胀变形。本发明通过紧固螺母、垫圈和定位螺钉实现活塞的三重固定；通过中空型铝合金材料的活塞实现降重和及时散热；通过活塞中空腔壁上的恒范钢片抑制活塞的热膨胀变形；通过截面为矩形的氟素橡胶密封圈加强活塞的耐高温密封。

Description

一种耐高温的液压缸活塞连接装置

技术领域

本发明涉及一种耐高温的液压缸活塞连接装置，尤其涉及一种通过紧固螺母、垫圈和定位螺钉实现活塞的三重固定；通过中空型铝合金材料的活塞实现降重和及时散热；通过活塞中空腔壁上的恒范钢片抑制活塞的热膨胀变形；通过截面为矩形的氟素橡胶密封圈加强活塞的耐高温密封。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。但部分液压缸在使用时存在以下问题，一是液压缸的重量大，使得某些应用场合受限；二是高温下，易出现某些问题而使液压缸的工作性能下降，如活塞散热慢所引起的热膨胀卡缸、密封失效等问题。

因此，针对现有部分液压缸活塞在使用中存在的重量大，高温下活塞散热慢、膨胀卡缸及密封失效等问题，应从液压缸活塞及其连接装置上进行综合考虑，设计出比重小，高温下散热快、不卡缸且密封效果好的一种活塞连接装置。

发明内容

本发明针对现有部分液压缸活塞在使用中存在的重量大，高温下活塞散热慢、膨胀卡缸及密封失效等问题，提供了一种可有效解决上述问题的一种耐高温的液压缸活塞连接装置。

本发明的一种耐高温的液压缸活塞连接装置采用以下技术方案：

一种耐高温的液压缸活塞连接装置，主要包括缸筒、活塞杆、活塞、恒范钢片、密封圈、紧固螺母和定位螺钉，密封圈安装在活塞上，恒范钢片安装在活塞内腔壁上；所述活塞杆头端设有轴肩和外螺纹，活塞杆头的轴向上依次安装有弹性挡圈、活塞、弹性垫圈和紧固螺母，活塞杆头的外螺纹处安装有带垫圈的定位螺钉，垫圈卡在紧固螺母上；所述活塞采用铝合金材料，其结构为中空型，内腔壁上安装有恒范钢片，活塞外侧圆面上安装有2个密封圈；所述恒范钢片采用含镍33%～36%的低碳合金钢，结构为中空型，恒范钢片壁厚为活塞壁厚的1/3；所述密封圈采用截面为矩形的氟素橡胶密封圈。

本发明在活塞杆头的外螺纹处安装带垫圈的定位螺钉、且垫圈卡在紧固螺母上，通过这种设计防止紧固螺母松动，实现活塞的轴向定位，即通过垫圈的弹性变形及定位螺钉的钉头限定紧固螺母的轴向移动，从而实现活塞的轴向固定。如当紧固螺母绕外螺纹转动、产生松动时，紧固螺母会在活塞杆上产生轴向移动，而卡在紧固螺母的垫圈会通过弹性变形阻碍其移动；如当垫圈失效时，定位螺钉的钉头亦会阻碍紧固螺母移动。而通过螺纹连接的紧固螺母本身就起到固定活塞的作用，因此通过紧固螺母、垫圈和定位螺钉实现活塞的三重固定。

本发明将活塞采用铝合金材料且设计为中空型结构，通过这种设计实现高温下活塞的及时散热及降低活塞重量。即在满足活塞使用性能的基础上，通过中空型的设计来降低活塞的重量；而铝合金材料具有比重小，强度高且导热性好的特点，不仅可以实现降低活塞重量、满足强度要求，而且其良好的导热性可使高温下的活塞及时散热。

本发明在活塞中空腔壁上安装恒范钢片，通过这种设计实现双金属效应，即通过膨胀系数小的恒范钢片抑制膨胀系数大的铝合金的热膨胀变形。铝合金材料的活塞虽具有比重小，强度高且导热性好的优点，但其存在膨胀系数大的缺点，在高温下虽能将热量及时散去，但也可能会出现活塞局部热膨胀而引起卡缸的现象，因此，在活塞内腔壁上安装恒范钢片，利用两种金属的热膨胀系数不同特点，如当温度升高时，活塞内腔壁可能会发生弯曲，而恒范钢片的膨胀系数低，其结构基本不变，可限制了活塞的热膨胀变形。

本发明在活塞的密封中采用截面为矩形的氟素橡胶密封圈，这是由于氟素橡胶密封圈的耐高温性优于硅橡胶，并且其使用温度范围为-20～250℃，可很好的满足高温环境；而且截面为矩形的设计，可通过密封圈分别与活塞、缸筒的大面积的面接触来加强活塞的密封。

本发明的有益效果是：通过紧固螺母、垫圈和定位螺钉实现活塞的三重固定；通过中空型铝合金材料的活塞实现降重和及时散热；通过活塞中空腔壁上的恒范钢片，实现双金属效应抑制活塞的热膨胀变形；通过截面为矩形的氟素橡胶密封圈加强活塞的耐高温密封。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明用于活塞轴向固定的定位螺钉连接处的局部放大示意图。

其中：1、紧固螺母，2、弹性垫圈，3、恒范钢片，4、活塞，5、密封圈，6、弹性挡圈，7、缸筒，8、活塞杆，9、垫圈，10、定位螺钉。

具体实施方式

实施例：

如图1、图2所示，本发明的一种耐高温的液压缸活塞连接装置，主要包括缸筒7、活塞杆8、活塞4、恒范钢片3、密封圈5、紧固螺母1和定位螺钉10，密封圈5安装在活塞4上，恒范钢片3安装在活塞4内腔壁上。

活塞杆8头端设有轴肩和外螺纹，活塞杆8头的轴向上依次安装有弹性挡圈6、活塞4、弹性垫圈2和紧固螺母1，活塞杆8头的外螺纹处安装有带垫圈9的定位螺钉10，垫圈9卡在紧固螺母1上。工作时，这种设计可防止紧固螺母1松动，实现活塞4的轴向定位，即通过垫圈9的弹性变形及定位螺钉10的钉头限定紧固螺母1的轴向移动，从而实现活塞4的轴向固定。如当紧固螺母1绕外螺纹转动、产生松动时，紧固螺母1会在活塞杆8上产生轴向移动，而卡在紧固螺母1的垫圈9会通过弹性变形阻碍其移动；如当垫圈9失效时，定位螺钉10的钉头亦会阻碍紧固螺母1移动。而通过螺纹连接的紧固螺母1本身就起到固定活塞4的作用，因此通过紧固螺母1、垫圈9和定位螺钉10实现活塞4的三重固定。

活塞4采用铝合金材料，其结构为中空型，内腔壁上安装有恒范钢片3，活塞4外侧圆面上安装有2个密封圈5。工作时，这种设计实现高温下活塞4的及时散热及降低活塞4重量。即在满足活塞4使用性能的基础上，通过中空型的设计来降低活塞4的重量；而铝合金材料具有比重小，强度高且导热性好的特点，不仅可以实现降低活塞4重量、满足强度要求，而且其良好的导热性可使高温下的活塞4及时散热。

恒范钢片3采用含镍33%～36%的低碳合金钢，结构为中空型，恒范钢片3壁厚为活塞4壁厚的1/3。工作时，这种设计实现双金属效应，即通过膨胀系数小的恒范钢片3抑制膨胀系数大的铝合金的热膨胀变形。铝合金材料的活塞4虽具有比重小，强度高且导热性好的优点，但其存在膨胀系数大的缺点，在高温下虽能将热量及时散去，但也可能会出现活塞4局部热膨胀而引起卡缸的现象，因此，在活塞4内腔壁上安装恒范钢片3，利用两种金属的热膨胀系数不同特点，如当温度升高时，活塞4内腔壁可能会发生弯曲，而恒范钢片3的膨胀系数低，其结构基本不变，可限制了活塞4的热膨胀变形。

密封圈5采用截面为矩形的氟素橡胶密封圈，这是由于氟素橡胶密封圈的耐高温性优于硅橡胶，并且其使用温度范围为-20～250℃，可很好的满足高温环境；而且截面为矩形的设计，可通过密封圈5分别与活塞4、缸筒7的大面积的面接触来加强活塞4的密封。

Claims

1.一种耐高温的液压缸活塞连接装置，主要包括缸筒、活塞杆、活塞、恒范钢片、密封圈、紧固螺母和定位螺钉，密封圈安装在活塞上，恒范钢片安装在活塞内腔壁上；其特征在于：所述活塞杆头端设有轴肩和外螺纹，活塞杆头的轴向上依次安装有弹性挡圈、活塞、弹性垫圈和紧固螺母，活塞杆头的外螺纹处安装有带垫圈的定位螺钉，垫圈卡在紧固螺母上；所述活塞采用铝合金材料，其结构为中空型，内腔壁上安装有恒范钢片，活塞外侧圆面上安装有2个密封圈；所述恒范钢片采用含镍33%～36%的低碳合金钢，结构为中空型，恒范钢片壁厚为活塞壁厚的1/3；所述密封圈采用截面为矩形的氟素橡胶密封圈。