CN107605850A - 一种新型双行程油缸 - Google Patents

Abstract

一种新型双行程油缸，包括油缸的缸体和位于缸体内的活塞，活塞上连接有活塞杆，活塞杆的右端伸出缸体，活塞杆上套设有弹簧，弹簧左右两端分别顶靠在缸体右部内侧面和活塞上，缸体上设有油口A、油口B、油口C和油口D，其中油口A位于缸体的前端，油口A连接有系统进油管路，系统进油管路上设有普通单向阀，油口B位于靠近缸体后端的位置，油口C位于缸体的后端，油口D位于靠近缸体前端的位置；活塞左右两侧分别为无杆腔和有杆腔，油口A与无杆腔连通，油口C与有杆腔连通；油口C和油口D之间还设有通过油管连接的液控单向阀，液控单向阀设有压力油口E、油口Ｆ和油口Ｈ。本发明的双行程油缸，能够用一个油缸使活塞先快速运动后慢速运动，即完成快进与工进行程，且油缸的结构非常简单，容易控制活塞运动，大大节省了成本，提高了效率。

Description

一种新型双行程油缸

技术领域

本发明涉及液压领域，尤其是涉及一种油缸。

背景技术

在机床的执行机构中，大多使用液压装置，当机床的加工工件时有时需要刀具快速运动到指定位置，即刀具需快进，快进时间短，效率高，当刀具到达工件表面处时，需要放慢加工的速度，按照正常的加工速度，即刀具需工进，工进夹紧力大，行程短。同时，在机床夹具的夹紧机构上，先快进后对工件夹紧加工，油缸均需两个行程。一般情况下一个液压缸难以完成快进与工进，往往需要其它辅助构件，有许多方法可以实现，比如采用换向阀或者电磁阀，若采用换向阀则需另外增加部件，这样会增加成本；若是采用电磁阀，由于电磁阀通电，容易产生电火花，产生安全隐患，故应考虑到防静电的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、功能多样、容易控制的一种新型双行程油缸，在快速运动后能顺利转为慢速运动，即由快进行程转为工进行程，且操作简单，极大地保证加工质量，能大大提高劳动的效率。

本发明的技术方案是：

一种新型双行程油缸，包括油缸的缸体和位于缸体内的活塞，活塞上连接有活塞杆，活塞杆的右端伸出缸体，活塞杆上套设有弹簧，弹簧左右两端分别顶靠在缸体右部内侧面和活塞上，缸体上设有油口A、油口B、油口C和油口D，其中油口A位于缸体的前端，油口A连接有系统进油管路，系统进油管路上设有普通单向阀，油口B位于靠近缸体后端的位置，油口C位于缸体的后端，油口D位于靠近缸体前端的位置；活塞左右两侧分别为无杆腔和有杆腔，油口A与无杆腔连通，油口C与有杆腔连通；油口C和油口D之间还设有通过油管连接的液控单向阀，液控单向阀设有压力油口E、油口Ｆ和油口Ｈ，油口C与油口Ｆ通过油管连通，当压力油口E有压力油时，油口Ｆ和油口Ｈ打开，油口C的压力油经油口F流入到油口H；普通单向阀下方的系统进油管路和油口B之间设有连通管；活塞的左极限运动位置（M）位于油口A右侧，右极限运动位置（N）位于油口C左侧，设活塞的长度为L，当活塞左侧面顶靠在左极限运动位置（M）时，活塞右侧完全关闭油口D；油口B中心线到油口D中心线之间的间距为L1，活塞长度L=L1；当活塞右侧面顶靠在右极限运动位置（N）时，活塞左侧完全关闭油口B。

缸体包括缸体本体和连接在缸体本体左端的前盖、连接在缸体本体右端的后盖；油口A设在前盖上，油口B设在后盖上。

前盖的右侧面与缸体本体之间形成作为活塞的左极限运动位置（M）的台阶，后盖的左侧面与缸体本体之间形成作为右极限运动位置（N）的台阶。

活塞杆的左部穿过活塞并在活塞杆左端端部设有螺杆，螺杆上螺纹连接有螺母；所述前盖上设有容纳螺杆和螺母的容纳空间。

所述活塞右侧面的中间部分向内凹陷形成凹陷空间，活塞的左端顶靠在凹陷空间内的活塞侧面上。

活塞从左极限运动位置（M）开始，油口A与油口B同时打开，活塞阻挡住油口D，活塞向油口B向右处快速运动，此行程即为快进行程。

当活塞向右运动到刚阻挡了油口B处，即油口B关闭不起作用，此时油口D完全露出，油口D打开，压力油从油口D进入到油口E处，液控单向阀动作将阀口打开，即油口F、H打开，油口C的压力油经油口F流入到油口H；此时，活塞向右端油口C处慢速运动，此行程为工进行程。

当活塞向右运动到刚开始阻挡油口B，即油口B未完全关闭，而此时油口D开始露出但未完全露出，油口D打开，压力油从油口D进入到油口E处，活塞开始减速运动，液控单向阀动作将油口F、H打开，油口C的压力油经油口F流入到油口H。

设油口D右端到左极限运动位置（M）的距离为L3，则L＞L3；设油口B左端到右极限运动位置（N）的距离为L2，则L＞L2。

设油口D右端到左极限运动位置（M）的距离为L3，则L=L3；设油口B左端到右极限运动位置（N）的距离为L2，则L=L2。

本发明为双行程液压油缸，由活塞、缸体、液控单向阀等组成。所述的缸体在一端设置有油口A，中部设有油口B与油口D，另一端设有油口C与活塞杆孔，活塞装配在缸体内部，且与缸体相联通，活塞杆穿出缸体。

油口A是一端的进油口，压力油是从A口进入，在活塞快速运动行程过程中，中部的油口B是出油口，油口B流出的油回到油口A，在其后的活塞慢速运动行程中，即工进行程，另一端油口C为出油口。在油缸中部设置有油口D，在一端出油口C后设置有液控单向阀，油口C远程控制液控单向阀的开关，即控制油口C的开关。

本发明的特点：

1、活塞的长度等于油口B到油口D的垂直距离L1，同时活塞长度等于活塞快速运动行程的长度，活塞长度大于活塞左侧从起始位置到油口D距离，活塞长度大于油口B到活塞右侧运动终止位置的距离，即L1大于L2。

2、当快进行程完成后，油口B刚被堵上，油口B不起作用，油口D刚好露出，此时液压油打开液控单向阀，油口C打开并起作用，此时活塞开始慢速运动，油缸由差动缸变为普通缸。

本发明的双行程油缸，能够用一个油缸使活塞先快速运动后慢速运动，即完成快进与工进行程，且油缸的结构非常简单，容易控制活塞运动，大大节省了成本，提高了效率。

附图说明

图1是本发明双行程液压油缸原理图：

图2是本发明双行程液压油缸结构图：

图3是活塞右端刚到达油口B，油口B开放且油口D关闭时的结构示意图；

图4是活塞右端位于油口B中间位置且活塞左端位于油口D中间位置时的结构示意图；

图5是活塞右端通过油口B关闭油口B而将油口D完全露出时的示意图；

图6是活塞右端到达右极限位置N处时的示意图。

附图标记：1—前盖，2—螺杆，3—螺母，4—垫片，5—唇形密封圈，6—活塞，7—弹簧，8—活塞杆，9—连通管，10—缸体，11—垫片，12—后盖，13—导向套，14—单向阀活塞，15—推杆，16—阀芯，17—单向阀弹簧，18-液控单向阀，19-弹簧凹槽，20-普通单向阀，21-系统进油管路，A、B、C、D、E、F、G、H为油口，M为活塞左极限运动位置，N为活塞右极限运动位置。

具体实施方式

如图1、2所示，一种新型双行程液压油缸，包括前盖1、活塞6、弹簧7、活塞杆8、缸体10、后盖12、液控单向阀14、普通单向阀20，活塞6的右部设有内凹的凹陷空间，凹陷空间处的活塞上还设有用于卡住弹簧的弹簧凹槽19。

前盖1位于缸体10的左端，后盖12位于缸体10的右端，活塞6在缸体10的内部，活塞杆8的左部为螺杆2，通过螺母3和垫片4将螺杆2固定在活塞6的左侧上，在缸体10的内壁和活塞6的外圆周面之间设有起到密封作用的唇形密封圈5。前盖1的右部设有容纳螺母3和螺杆2的容纳空间。前盖1的右端面为活塞左极限运动位置M（左侧起始位置），活塞6的左端面可以顶靠在前盖1的右端面上。

活塞杆8的右半部分套设有弹簧7，弹簧7的左、右端分别顶靠在活塞6右侧的弹簧凹槽19和后盖12上。后盖12与缸体10之间设有垫片11，后盖12右端通孔，该通孔内设有导向套13，活塞杆8的右部穿过导向套13。导向套13的左部位于后盖12的内部。后盖12左端面为活塞右极限运动位置N，活塞6的右端面运动到最右端时顶靠在后盖12左端面上。

液控单向阀18包括控制活塞14、推杆15、阀芯16、控制弹簧17，控制活塞14位于推杆15的左侧，推杆15与阀芯16留有一定距离，控制弹簧17的左端紧贴着阀芯16。液控单向阀18上分别设有油口E、油口F、油口H、油口G。油口F、油口H分别位于液控单向阀18的上下两端。

本实施例的液控单向阀18为外泄式液控单向阀，控制油口为E，当控制油口E不通压力油时，液控单向阀与普通单向阀一样，油液只能从H口流向F口，当控制油口E通压力油时，就有一个向右的液压力作用在控制活塞14的左侧端面，推动推杆15右移并推动阀芯16，同时压缩控制弹簧17，阀口开启，正、反向的液流均可自由通过。E口的压力油向右推动控制活塞14后，从控制活塞14的下部的油口G处流回油箱。

压力油口E进油后，控制活塞14受到压力时向右运动，推动推杆15右移并压缩控制弹簧17，同时打开油口Ｆ、Ｈ。在压力油口E没有压力时，液压油可以从油口Ｈ向油口Ｆ单向流动。

前盖1上连接有系统进油管路21，系统进油管路21上设有普通单向阀20，系统进油管路21与前盖1连接处设有油口A，后盖13上设有油口C，缸体13上设有油口B、D。系统进油管路21和油口B在缸体13 外侧通过连通管9连通，油口D与油口E通过油管连通，油口C通过油管与油口Ｆ连通。油口D远程控制液控单向阀的开关，即控制油口C的开关。

压力油从油口A进入，在活塞6快速运动行程过程中，中部的油口B是出油口，油口B流出的油经连通管9回到油口A，在其后的活塞慢速运动行程中，即工进行程。另一端油口C为出油口，但因为液控单向阀18的油口Ｆ关闭，油口C并不会输出压力油。

活塞6的长度L等于油口B中心线到油口D中心线的垂直距离L1，即活塞6长度L等于活塞6快进行程的长度（活塞6左端在M处时，活塞6右端刚好位于油口D的右边沿处）。左极限运动位置M（活塞左侧起始位置）到油口D右端的距离设为L3，则活塞6长度L≥L3，一般为大于。当活塞左侧面顶靠在左极限运动位置（M）时，活塞右侧一直完全关闭油口D。油口B左端到右极限运动位置N（活塞右侧运动终止位置）的距离设为L2，活塞6长度L≥ L2，当活塞右侧面顶靠在右极限运动位置（N）时，活塞左侧一直完全关闭油口B。

当活塞从左侧起始位置M运动时，油口A与油口B打开，活塞6封住油口D，液控单向阀18不打开，油口C不起作用，活塞运动为快进行程，此缸为差动缸，当活塞6运动至油口B被堵上，油口B不起作用，油口D刚好露出，此时压力油远程控制打开液控单向阀18，油口C打开并起作用，此时活塞开始慢速运动，油缸由差动缸变为普通缸。

本发明的控制和工作过程：

1、如图2所示，本发明开始工作时，活塞6在初始位置M处时，普通单向阀20打开，油口A与油口B同时打开，活塞6阻挡住油口D，即油口D关闭，使油口C出压力油流到油口F处即停止，即油口C不起作用，压力油从油口B经连通管9流向油口A，活塞6向右端油口B处快速运动，此时油缸为差动液压缸，此行程即为快进行程。

3、如图3所示，活塞6继续右移，活塞6右端刚到达油口B，油口B开放且油口D关闭；压力油从油口B经连通管9流向油口A，液控单向阀14一直处于关闭状态；

4、如图4所示，活塞6继续右移，活塞6右端到达并开始封闭油口B，同时活塞左端开始将油口D露出，有杆腔的压力油从油口B经连通管9流向油口A；同时，压力油从油口D进入到油口E处，压力油推动控制活塞14，控制活塞14推动推杆15，推杆15推动阀芯16，弹簧17压缩，打开液控单向阀18，从而打开油口F、H，使得有杆腔的压力油经油口C从油口F流入到油口H，进而流回液压油的油缸；因为液控单向阀18为外泄式液控单向阀，油口G大小远小于油口D大小，由油口A处流入无杆腔的油绝大部分推动活塞6向右移动，无杆腔的小部分压力油经油口Ｄ、Ｅ以及Ｇ进入液压油的油缸。继续右移，活塞6右端位于油口B中间位置，同时活塞左端位于油口D中间位置；

5、如图5所示，油口A打开，当活塞6运动到刚完全阻挡了油口B处，即油口B完全关闭不起作用，此时油口D刚好完全露出，油口D完全打开，此时，活塞6向右端油口C处慢速运动，此时油缸变为普通缸，此行程即为工进行程。

6、如图6所示，当活塞6向右继续运动到最右端N处，停止进油，普通单向阀20关闭。活塞6向右运动中，从M到N，弹簧7一直处于被压缩的状态。

7、活塞6在弹簧7作用下向左运动，完成活塞6的复位。工作过程与上述过程相反。

8、因为有普通单向阀20，所以油口A不会进油。复位过程中，首先，活塞6在弹簧7反作用下向左推动压力油进入油口E，打开液控单向阀18的阀口，油缸的压力油从油口H反向向上进入油口F，进而回到有杆腔；当油缸中活塞6向左移动至刚好完全遮住油口D而露出油口B时，活塞左侧油由A口流向B口到达有杆腔，直至活塞复位完成。

Claims (10)

1.一种新型双行程油缸，包括油缸的缸体和位于缸体内的活塞，活塞上连接有活塞杆，其特征在于：活塞杆的右端伸出缸体，活塞杆上套设有弹簧，弹簧左右两端分别顶靠在缸体右部内侧面和活塞上，缸体上设有油口A、油口B、油口C和油口D，其中油口A位于缸体的前端，油口A连接有系统进油管路，系统进油管路上设有普通单向阀，油口B位于靠近缸体后端的位置，油口C位于缸体的后端，油口D位于靠近缸体前端的位置；活塞左右两侧分别为无杆腔和有杆腔，油口A与无杆腔连通，油口C与有杆腔连通；油口C和油口D之间还设有通过油管连接的液控单向阀，液控单向阀设有压力油口E、油口Ｆ和油口Ｈ，油口C与油口Ｆ通过油管连通，当压力油口E有压力油时，油口Ｆ和油口Ｈ打开，油口C的压力油经油口F流入到油口H；普通单向阀下方的系统进油管路和油口B之间设有连通管；活塞的左极限运动位置（M）位于油口A右侧，右极限运动位置（N）位于油口C左侧，设活塞的长度为L，当活塞左侧面顶靠在左极限运动位置（M）时，活塞右侧完全关闭油口D；油口B中心线到油口D中心线之间的间距为L1，活塞长度L=L1；当活塞右侧面顶靠在右极限运动位置（N）时，活塞左侧完全关闭油口B。

2.根据权利要求1所述的新型双行程油缸，其特征在于：缸体包括缸体本体和连接在缸体本体左端的前盖、连接在缸体本体右端的后盖；油口A设在前盖上，油口B设在后盖上。

3.根据权利要求2所述的新型双行程油缸，其特征在于：前盖的右侧面与缸体本体之间形成作为活塞的左极限运动位置（M）的台阶，后盖的左侧面与缸体本体之间形成作为右极限运动位置（N）的台阶。

4.根据权利要求2所述的新型双行程油缸，其特征在于：活塞杆的左部穿过活塞并在活塞杆左端端部设有螺杆，螺杆上螺纹连接有螺母；所述前盖上设有容纳螺杆和螺母的容纳空间。

5.根据权利要求1所述的新型双行程油缸，其特征在于：所述活塞右侧面的中间部分向内凹陷形成凹陷空间，活塞的左端顶靠在凹陷空间内的活塞侧面上。

6.根据权利要求1所述的新型双行程油缸，其特征在于：活塞从左极限运动位置（M）开始，油口A与油口B同时打开，活塞阻挡住油口D，活塞向油口B向右处快速运动，此行程即为快进行程。

7.根据权利要求1或6所述的新型双行程油缸，其特征在于：当活塞向右运动到刚阻挡了油口B处，即油口B关闭不起作用，此时油口D完全露出，油口D打开，压力油从油口D进入到油口E处，液控单向阀动作将阀口打开，即油口F、H打开，油口C的压力油经油口F流入到油口H；此时，活塞向右端油口C处慢速运动，此行程为工进行程。

8.根据权利要求1或6所述的新型双行程油缸，其特征在于：当活塞向右运动到刚开始阻挡油口B，即油口B未完全关闭，而此时油口D开始露出但未完全露出，油口D打开，压力油从油口D进入到油口E处，活塞开始减速运动，液控单向阀动作将油口F、H打开，油口C的压力油经油口F流入到油口H。

9.根据权利要求1所述的新型双行程油缸，其特征在于：设油口D右端到左极限运动位置（M）的距离为L3，则L＞L3；设油口B左端到右极限运动位置（N）的距离为L2，则L＞L2。

10.根据权利要求1所述的新型双行程油缸，其特征在于：设油口D右端到左极限运动位置（M）的距离为L3，则L=L3；设油口B左端到右极限运动位置（N）的距离为L2，则L=L2。