CN107654440B - 带有防护装置的液压油缸 - Google Patents

Abstract

本发明申请属于液压设备技术领域，具体公开了一种带有防护装置的液压油缸，包括缸筒、活塞、活塞杆、端盖和环状防护装置，活塞与活塞杆固定连接，活塞滑动连接在缸筒内，端盖与所述缸筒连接，环状防护装置固定连接在端盖前端，环状防护装置与活塞杆同轴，环状防护装置自内向外依次是支撑防护架、防护气囊和弹性架，支撑防护架的内径大于活塞杆直径，防护气囊上设有单向出气阀和单向进气阀，支撑防护架上设有拉伸与压缩防护气囊的滑扣。采用本发明的技术方案克服了现有技术液压油缸的活塞杆因受来自环境的径向力而发生弯曲，造成液压油缸使用寿命缩短的技术缺陷，从而提供了带有防护装置的液压油缸，能够有效的延长了液压油缸的使用寿命。

Description

带有防护装置的液压油缸

技术领域

本发明属于液压设备技术领域，具体公开了一种带有防护装置的液压油缸。

背景技术

液压油缸是将液压能转变为机械能，做直线往复或者摆动运动的液压执行元件，结构简单，并且工作可靠，用它来实现往复运动时，可免去减速装置，因此在各种机械的液压系统中获广泛应用。液压油缸一般包括缸筒和活塞杆组件，活塞杆组件包括活塞和活塞杆，活塞将缸筒内腔分隔成有杆腔和无杆腔，并且在有杆腔与无杆腔的其中一个腔室通油而推动活塞带动活塞杆移动，从而使活塞杆伸出缸筒驱动工作机构。一般工程机械工作环境非常恶劣，特别是挖掘机、推土机及一系列的隧道机械，在常规液压油缸的往复运动中，活塞和活塞杆是承受工作机构反馈力的主要元件，并且主要承受和传递来自轴向的作用力，但是活塞杆因承受来自环境径向力发生弯曲变形的情况时有发生。活塞杆的弯曲变形一般分为两种情况，一种是曲线弯曲，造成弯曲的原因是作用在活塞杆上的外力不是在一点或者几点上，而是在一条直线上，导致活塞杆上的弯曲挠度变化比较连续，没有突变；另一种是折线弯曲，造成折线弯曲的原因是外力作用点不连续，导致弯曲挠度不连续。

为解决活塞杆受工作环境径向力的影响而弯曲变形的技术问题，授权公告号为CN205036672U的中国专利文件，公开了一种液压油缸的保护装置，包括缸筒、活塞和活塞杆，其中缸筒外壁固定有导向组件，活塞杆一端与活塞相连，活塞杆另一端伸出缸筒并连接护板，所述护板与活塞杆平行，当活塞带动活塞杆滑动时，护板也随着活塞杆运动，当活塞杆伸出缸筒时，护板处于活塞杆的上方平行位置，对活塞杆起到保护作用；当活塞杆处于缸筒内时，护板也处于缸筒的上方平行位置。

采用上述专利的技术方案，活塞一端连接护板，虽然可以对活塞杆随时保护，但是也由于护板的存在，活塞杆长期承重不均，尤其是在护板密度与体积较大的情况下，活塞杆很容易发生弯曲，导致液压油缸的使用寿命缩短。

发明内容

本发明的目的在提供带有防护装置的液压油缸，以解决液压油缸的活塞杆在承受径向力时容易发生弯曲变形，造成液压油缸损坏的技术问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种带有防护装置的液压油缸，包括缸筒、活塞、活塞杆和端盖，所述活塞与所述活塞杆固定连接，所述活塞滑动连接在所述缸筒内，所述端盖与所述缸筒连接，还包括环状防护装置，所述环状防护装置固定连接在所述端盖前端，所述环状防护装置与所述活塞杆同轴，所述环状防护装置自内向外依次是支撑防护架、防护气囊和弹性架，所述支撑防护架的内径大于所述活塞杆直径，所述防护气囊上设有单向出气阀和单向进气阀，所述单向出气阀设于防护气囊内壁靠近端盖前端位置，所述支撑防护架上设有拉伸与压缩防护气囊的滑扣。

本方案所称的端盖前端指液压油缸的活塞杆伸出的一端。

本基础方案的工作原理在于：在液压油缸驱动工作机构时，活塞杆穿过缸盖前端的处于拉伸状态的环状防护装置，当遇到作用于活塞杆的径向力时，首先处于环状防护装置最外层的弹性架分散大部分的径向力，所分散的径向力可以来自于点、线或者面，但是当所分散的径向力作用于弹性架的间隙而未落在弹性架上，或者径向力较大，弹性架只分散了一部分径向力时，处于内侧的防护气囊起到二次缓冲的作用，在整个防护过程中，支撑防护架主要起到支撑防护气囊与弹性架的作用。由于防护装置不能阻碍活塞杆驱动工作机构，所以防护装置与活塞杆同轴，并且处于最内侧的支撑防护架的内径大于活塞杆直径，当液压油缸停止驱动工作机构时，可将环状防护装置中的支撑防护架与弹性架进行压缩，防护气囊进行放气备用。另外，活塞带动活塞杆往复运动过程中，活塞杆因摩擦而产热，设于支撑防护架上的滑扣带动防护气囊收缩与拉伸，由于单向出气阀处于防护气囊内壁，并且靠近端盖前端，正是活塞杆刚刚伸出缸筒的位置，单向出气阀在放气的过程中，放出的气体会带走一部分热量，从而达到给活塞杆降温的目的。

采用本发明技术方案，防护装置设于液压油缸端盖前端，而非设于活塞杆上，与现有技术中将防护装置与活塞杆连接的液压油缸相比，本发明所采用的技术方案，活塞杆无需额外承受防护装置的重量，避免因偏载而发生径向弯曲变形，并且采用本发明技术方案对现有技术液压油缸的改进小，只需在端盖上进行改进即可。另外支撑防护气囊不仅起到防护活塞杆的作用，还起到给活塞杆降温的作用。

进一步，所述端盖内设有矫正装置，所述矫正装置包括矫正腔、矫正壁和两个矫正金属块，所述矫正腔与端盖内的进出油口相通，所述矫正壁朝端盖前端方向内径逐渐减小，所述矫正金属块朝所述端盖前端滑动并能够抱合所述活塞杆。在液压油的推动作用下，两个矫正金属块朝端盖前端滑动抱紧活塞杆，从而达到活塞杆进行矫正的目的。当向端盖腔内的进出油口通液压油时，液压油首先推动两个矫正金属块朝端盖前端方向滑动，由于矫正壁朝端盖前端方向内径逐渐减小，所以两个矫正金属块越是朝端盖前端方向行进越长，对活塞杆抱的越紧。与现有技术中需要将活塞杆取出进行矫正的液压装置相比，本发明所采用的技术方案在活塞杆驱动工作机构运动时，不仅能够预防活塞杆弯曲变形，并且能够对活塞杆进行一定程度的矫正。

进一步，所述矫正金属块相互紧密贴合，并且在贴合处设有密封层。为保证矫正效果，液压油推动矫正金属块朝向缸筒前端运动，所以矫正金属块之间需要设有密封层。

进一步，所述防护气囊内壁与外壁之间设有弹性支架。滑扣在支撑防护架上沿活塞杆轴向来回滑动，从而拉伸压缩防护气囊与弹性支架，当滑扣向朝缸筒底部方向滑动时，将防护气囊与弹性支架进行压缩，防护气囊内壁靠近缸筒前端处的单向出气阀进行放气；当滑扣向远离缸筒底部方向滑动时，弹性支架失去束缚力恢复拉伸状态，能够带动防护气囊膨胀，气体从气囊的单向进气阀进入，弹性支架的设置是为了防止防护气囊虽然已经处于拉伸状态，但是仍然处于“干瘪”现象的发生。

进一步，所述弹性架外侧围合有一层弹性橡胶。弹性架外围合一层弹性橡胶能够有效防止径向力穿过弹性架间隙施加到防护气囊及活塞杆上。

进一步，所述环状防护装置通过螺栓固定在所述端盖前端。采用螺栓固定容易实现，并且固定牢靠。

1附图说明

图1是本发明实施例一的防护装置处于压缩的结构示意图；

图2是本发明实施例一的防护装置处于拉伸的结构示意图；

图3是本发明实施例一的带有防护装置的液压油缸的剖面图；

图4是本发明实施例一矫正金属块抱合活塞杆时的剖面图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：缸筒1、活塞2、活塞杆3、端盖4、第一进出油口5、密封件6、防尘圈7、支撑防护架8、防护气囊9、弹性架10、单向出气阀11、单向进气阀12、弹性支架13、滑扣14、第二进出油口15、矫正腔16、矫正壁17、矫正金属块18、密封层19。

实施例一

参照图1与图2，一种带有防护装置的液压油缸，包括缸筒1、活塞2、活塞杆3、端盖4和环状防护装置，其中活塞2与活塞杆3焊接，活塞2能够带动活塞杆3滑动连接在缸筒1内，端盖4通过螺纹盖合在缸筒1上，缸筒1底部还设有第一进出油口5，端盖4底部与活塞杆3接触的圆周设有密封件6与防尘圈7，环状防护装置通过螺栓固定在端盖4前端，并且与活塞杆3同轴，环状防护装置自内向外依次是支撑防护架8，防护气囊9和弹性架10，支撑防护架8与弹性架10均由不锈钢材质制成，防护气囊9的材质是橡胶，呈环状套合在活塞杆3上，支撑防护架8与弹性架10的横截面均是圆形，并且沿活塞杆3运动方向能够压缩与拉伸，另外，弹性架10外侧还围合有一层弹性橡胶，用于防止施加于活塞杆3的径向力穿过弹性架10间隙施加到防护气囊9及活塞杆3上。防护气囊9上设有设有单向出气阀11和单向进气阀12，其中单向出气阀11设于防护气囊9的内壁，且靠近端盖4前端，单向进气阀12一般设在防护气囊9的外壁，以保证气体以最快速度进入防护气囊9。防护气囊9内、外壁之间还设有弹性支架13，弹性支架13的设置是为了防止防护气囊9虽然已经拉伸，但仍然处于“干瘪”现象的发生。支撑防护架8上设有滑扣14，滑扣14能够带动防护气囊9收缩与拉伸。

当液压油缸停止驱动工作机构时，可将环状防护装置中的支撑防护架8与弹性架10进行压缩，防护气囊9进行放气备用。

当液压油从缸筒1底部的第一进出油口5进入，活塞杆3向端盖4前端方向运动，当活塞杆3伸出端盖4时，如果活塞杆3遇到径向力，首先处于环状防护装置最外层的弹性架10分散大部分的径向力，所分散的径向力可以来自于点、线或者面，但是当径向力较大时，弹性架10并不能分散全部的径向力，处于内侧的防护气囊9起到二次缓冲的作用。在整个防护过程中，支撑防护架8起到支撑防护气囊9与弹性架10的作用。需要注意的是，环状防护装置不能妨碍活塞杆3驱动工作机构，所以环状防护装置与活塞杆3同轴，并且支撑防护架8的内径大于活塞杆3的直径。另外，活塞2带动活塞杆3往复运动过程中，活塞杆3因与缸筒1、端盖4摩擦而产热，设于支撑防护架上的滑扣14带动防护气囊9收缩与拉伸，由于单向出气阀11处于防护气囊9内壁，并且靠近端盖4前端，正是活塞杆3刚刚伸出端盖4的位置，单向出气阀11在放气的过程中，放出的气体会带走一部分热量，因此防护气囊9不仅仅起到防护活塞杆3的作用，还起到给活塞杆3降温的作用。

另外，端盖4内还设有矫正装置，分别是矫正腔16、矫正壁17和两个矫正金属块18，矫正腔16与端盖2内的第二进出油口15相通，矫正壁17朝端盖4前端方向内径逐渐减小，当未受到液压油的挤压时，两个矫正金属块18正好能够抱合活塞杆3，矫正金属块18接触处涂有密封层19，以保证密封效果。

当向端盖4内的第二进出油口15通液压油时，液压油首先推动两个矫正金属块18朝端盖4前端方向滑动，由于矫正壁17朝端盖4前端方向内径逐渐减小，所以两个矫正金属块18越是朝端盖4前端方向行进越长，对活塞杆3抱的越紧，从而达到对活塞杆3进行校正的目的。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (6)

1.一种带有防护装置的液压油缸，包括缸筒、活塞、活塞杆和端盖，所述活塞与所述活塞杆固定连接，所述活塞滑动连接在所述缸筒内，所述端盖与所述缸筒连接，其特征在于，还包括环状防护装置，所述环状防护装置固定连接在所述端盖前端，所述环状防护装置与所述活塞杆同轴，所述环状防护装置自内向外依次是支撑防护架、防护气囊和弹性架，所述支撑防护架的内径大于所述活塞杆直径，所述防护气囊上设有单向出气阀和单向进气阀，所述单向出气阀设于防护气囊内壁靠近端盖前端位置，所述支撑防护架上设有拉伸与压缩防护气囊的滑扣。

2.如权利要求1所述的带有防护装置的液压油缸，其特征在于，所述端盖内设有矫正装置，所述矫正装置包括矫正腔、矫正壁和两个矫正金属块，所述矫正腔与端盖内的进出油口相通，所述矫正壁朝端盖前端方向内径逐渐减小，所述矫正金属块朝所述端盖前端滑动并能够抱合所述活塞杆。

3.如权利要求2所述的带有防护装置的液压油缸，其特征在于，所述矫正金属块相互紧密贴合，并且在贴合处设有密封层。

4.如权利要求1所述的带有防护装置的液压油缸，其特征在于，所述防护气囊内壁与外壁之间设有弹性支架。

5.如权利要求1所述的带有防护装置的液压油缸，其特征在于，所述弹性架外侧围合有一层弹性橡胶。

6.如权利要求1所述的带有防护装置的液压油缸，其特征在于，所述环状防护装置通过螺栓固定在所述端盖前端。