CN108425911B - 一种缸动式复合液压缸 - Google Patents
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Abstract
本发明属于液压传动与控制相关技术领域,其公开了一种缸动式复合液压缸,所述复合液压缸包括缸体、柱塞及中间活塞,所述缸体形成有工作腔;所述中间活塞包括环状的大活塞组件、活塞杆及环状的小活塞组件,所述大活塞组件及所述小活塞组件分别位于所述活塞杆相背的两端;所述活塞杆开设有与所述工作腔相连通的通油孔;所述柱塞位于所述工作腔内的一端开设有与所述工作腔相连通的盲孔,所述柱塞还开设有第二油孔及与所述通油孔相连通的第一油孔;所述大活塞组件位于所述工作腔内;所述小活塞组件位于所述盲孔内。本发明能在同一液压源下输出两种不同作用力和速度,提高工作效率,减小能源浪费。
Description
技术领域
本发明属于液压传动与控制相关技术领域,更具体地,涉及一种缸动式复合液压缸
背景技术
液压执行机构如液压机的工作滑块由油缸驱动,滑块下安装有模具来对工件进行成形。在一台液压机上进行不同的成形工序需要的压力和速度不一样,如进行镦粗、拔长时的压力大,速度慢,但是进行精整时的压力小,速度快。
小型液压机多采用双作用单活塞杆油缸驱动滑块运动,在相同液压源作用下,只能输出一种压力和一种速度;中大型液压机采用柱塞缸驱动,一般采用多缸结构,在相同液压源作用下,通过选择同时工作的缸的数量来实现不同的压力和速度输出,结构复杂,体积较大,设备成本较高。
此外,小型液压机由于自身结构的尺寸限制,无法采用中大型液压机的多工作缸结构及工作方式,难以实现在同一液压源作用下输出不同压力和速度的功能。相应地,本领域存在着发展一种能够实现在同一液压源下输出两种不同作用力和速度的液压缸的技术需求。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种缸动式复合液压缸,其基于小型液压机及中大型液压机的液压系统的工作特点,研究及设计了一种能够在同一液压源下输出两种不同的作用力及速度的缸动式液压缸。所述缸动式液压缸的第一油孔或者第二油孔通压力油,所述第二油孔或者所述第一油孔与油箱相连通,由此所述缸动式复合液压缸在同一液压源的作用下输出两种不同的作用力及工作速度,以适应不同的工作状态的需求,进而提高工作效率,减小能源浪费。此外,通过所述柱塞上开设所述第一油孔及所述第二油孔、以及与所述中间活塞的配合即可实现不同作用力及速度的输出,结构紧凑,且无需多个工作缸,降低了设备成本,提高了实用性。
为实现上述目的,本发明提供了一种缸动式复合液压缸,所述缸动式复合液压缸包括缸体、柱塞及活动地连接于所述缸体及所述柱塞的中间活塞,所述缸体形成有工作腔,所述工作腔垂直于自身长度方向的横截面为圆形;所述中间活塞包括环状的大活塞组件、活塞杆及环状的小活塞组件,所述大活塞组件及所述小活塞组件分别套设在所述活塞杆相背的两端;所述活塞杆开设有与所述工作腔相连通的通油孔;
所述柱塞位于所述工作腔内的一端开设有与所述工作腔相连通的盲孔,所述柱塞还开设有第二油孔及与所述通油孔相连通的第一油孔,所述第二油孔贯穿所述柱塞;所述大活塞组件位于所述工作腔内,其外径与所述工作腔的直径相一致;所述盲孔为圆孔,所述小活塞组件位于所述盲孔内,其外径与所述盲孔的直径相一致;
所述缸动式复合液压缸工作时,所述第一油孔或者所述第二油孔通压力油,所述第二油孔或者所述第一油孔与油箱相连通,由此所述缸动式复合液压缸在同一液压源的作用下输出两种不同的作用力及工作速度。
进一步地,所述缸动式复合液压缸包括两个工作状态,两个工作状态通过所述第一油孔及所述第二油孔来进行转换;所述第一油孔通压力油时,所述缸动式复合液压缸的作用面积为所述工作腔的横截面的面积。
进一步地,所述柱塞为圆柱体;所述第二油孔通压力油时,所述缸动式复合液压缸的作用面积为所述柱塞的横截面的面积与所述盲孔的横截面的面积之差。
进一步地,所述盲孔的中心轴与所述柱塞的中心轴重合;所述第一油孔为圆孔,其中心轴与所述柱塞的中心轴重合。
进一步地,所述活塞杆为阶梯状的圆柱体,所述通油孔的中心轴与所述活塞杆的中心轴重合,所述活塞杆的中心轴与所述第一油孔的中心轴重合。
进一步地,所述活塞杆为圆筒状,其包括临近所述缸体的第一连接段、临近所述柱塞的第二连接段及连接所述第一连接段及所述第二连接段的中间段;所述大活塞组件及所述小活塞组件分别套设在所述第一连接段及所述第二连接段上。
进一步地,所述第一连接段的外径及所述第二连接段的外径均小于所述中间段的外径,以形成两个轴肩,两个所述轴肩分别用于对所述大活塞组件及所述小活塞组件进行定位。
进一步地,所述大活塞组件及所述小活塞组件远离所述中间段的一侧分别通过固定组件进行固定,两个所述固定组件分别固定连接于所述第一连接段及所述第二连接段,以与两个所述轴肩进行配合而将所述大活塞组件及所述小活塞组件进行轴向定位。
进一步地,所述缸体为圆柱体或者多面体,其中心轴与所述工作腔的中心轴重合。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,本发明提供的缸动式复合液压缸主要具有以下有益效果:
1.所述第一油孔或者所述第二油孔通压力油,所述第二油孔或者所述第一油孔与油箱相连通,由此所述缸动式复合液压缸在同一液压源的作用下输出两种不同的作用力及工作速度,以适应不同的工作状态的需求,进而提高工作效率,减小能源浪费。
2.通过所述柱塞上开设所述第一油孔及所述第二油孔、以及与所述中间活塞的配合即可实现不同作用力及速度的输出,结构紧凑,且无需多个工作缸,降低了设备成本,提高了实用性。
3.一个所述缸动式复合液压缸就可以实现不同作用力及工作速度的输出,解决了小型液压机只能输出一种压力和速度的问题,扩宽了小型液压机的应用范围,有利于推广应用。
4.所述缸动式复合液压缸包括两个工作状态,两个工作状态通过所述第一油孔及所述第二油孔来进行转换,两种作用力及工作速度之间的转换简单,易于操作,便于使用。
附图说明
图1是本发明提供的缸动式复合液压缸的结构示意图。
图2是图1中的缸动式复合液压缸处于使用状态时的示意图。
图3是图1中的缸动式复合液压缸处于使用状态时的另一个示意图。
在所有附图中,相同的附图标记用来表示相同的元件或结构,其中:1-缸体,2-大活塞组件,3-活塞杆,4-小活塞组件,5-柱塞,a-第一油孔,b-第二油孔,c-第一作用面,d-第二作用面。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1,本发明提供的缸动式复合液压缸,所述缸动式复合液压缸能够在同一液压源的作用下,根据工作需要分别输出两种不同的作用力及工作速度,以适应不同的工作状态的需求,进而提高工作效率,减小能源浪费。
所述缸动式复合液压缸包括缸体1、中间活塞及柱塞5,所述柱塞5的一端位于所述缸体1内,所述中间活塞的一端位于所述柱塞5内,另一端位于所述缸体1内。所述中间活塞1活动地连接于所述缸体1及所述柱塞5。
所述缸体1为圆柱体或多面体,其开设有圆形的工作腔,所述工作腔贯穿所述缸体1临近所述柱塞5的一端。本实施方式中,所述工作腔用于安装所述中间活塞及所述柱塞5,其还用于为油液的流动提供通道。本实施方式中,所述工作腔的横截面为圆形;所述工作腔的中心轴与所述缸体1的中心轴重合。
所述中间活塞包括大活塞组件2、小活塞组件4及活塞杆3,所述活塞杆3相背的两端分别连接所述大活塞组件2及所述小活塞组件4。所述中间活塞整体为阶梯状的圆柱体,所述活塞杆3为阶梯状的圆柱体,所述大活塞组件2及所述小活塞组件4均为圆环体,且所述大活塞组件2及所述小活塞组件4分别通过形成在所述活塞杆3上的轴肩进行轴向定位。本实施方式中,所述大活塞组件2的外径与所述工作腔的直径相一致;所述小活塞组件4的外径小于所述大活塞组件2的外径。
所述大活塞组件2位于所述工作腔内,所述活塞杆3包括临近所述缸体1的第一连接段、临近所述柱塞5的第二连接段及连接所述第一连接段及所述第二连接段的中间段。所述大活塞组件2及所述小活塞组件4分别套设在所述第一连接段及所述第二连接段上。
本实施方式中,所述第一连接段的外径及所述第二连接段的外径均小于所述中间段的外径,以形成两个轴肩,两个所述轴肩分别用于对所述大活塞组件2及所述小活塞组件4进行定位;所述大活塞组件2及所述小活塞组件4远离所述中间段的一侧分别通过固定组件进行固定,两个所述固定组件分别固定连接于所述第一连接段及所述第二连接段,以与两个所述轴肩进行配合而将所述大活塞组件2及所述小活塞组件4进行轴向定位;所述活塞杆3开设有通油孔,所述通油孔为圆孔,其中心轴与所述活塞杆3的中心轴重合。
所述柱塞5为圆柱体,其位于所述工作腔内的一端开设有盲孔,由此形成环形壁。所述盲孔用于安装所述小活塞组件4及所述第二连接段。本实施方式中,所述盲孔为圆孔,其中心轴与所述柱塞5的中心轴重合。
所述柱塞5的另一端开设有第一油孔a,所述第一油孔a与所述通油孔相连通,其中心轴与所述柱塞5的中心轴重合。所述柱塞5还开设有第二油孔b,所述第二油孔b贯穿所述柱塞5。本实施方式中,所述第一油孔a及所述第二油孔b均为圆孔;所述缸动式复合液压缸工作时,所述第一油孔a或者所述第二油孔b通压力油,所述第二油孔b或者所述第一油孔a与油箱相连通。
请参阅图2,所述第一油孔a通压力油时,压力油作用在所述中间活塞相背的两端,且在液体压力的作用下,所述中间活塞朝向所述柱塞5移动以与所述柱塞5组合在一起,压力油依次通过所述第一油孔a及所述通油孔进入所述工作腔位于所述中间活塞左端的部分。此时,所述缸动式复合液压缸的作用面为第一作用面c,所述第一作用面c的面积为所述工作腔的横截面的面积。
请参阅图3,所述第二油孔b通压力油时,所述中间活塞在液压力的作用朝向所述缸体1远离所述柱塞5的端部移动,使得所述中间活塞与所述缸体组合在一起。此时,所述缸动式复合液压缸的作用面为第二作用面d,所述第二作用面d的作用面积为所述柱塞5的横截面的面积与所述盲孔的横截面的面积之差。
本实施方式中,所述第一作用面c的面积大于所述第二作用面d的面积,故在所述缸动式复合液压缸输入相同液压能(p×q,即压力×流量)的条件下,所述缸动式复合液压缸能输出两种不同的作用力(F=p×A,即作用力=压力×作用面积)和工作速度(v=q/A,即速度=流量/作用面积)。通过改变所述工作腔的横截面的面积与所述柱塞5的环形壁朝向所述大活塞组件2的端面的面积之比,即可得到所需的作用力和运动速度。所述缸动式复合液压缸工作时类似一柱塞缸,所述柱塞5固定,所述缸体1运动。
本发明提供的缸动式复合液压缸,所述缸动式液压缸的第一油孔或者第二油孔通压力油,所述第二油孔或者所述第一油孔与油箱相连通,由此所述缸动式复合液压缸在同一液压源的作用下输出两种不同的作用力及工作速度,以适应不同的工作状态的需求,进而提高工作效率,减小能源浪费。此外,通过所述柱塞上开设所述第一油孔及所述第二油孔、以及与所述中间活塞的配合即可实现不同作用力及速度的输出,结构紧凑,且无需多个工作缸,降低了设备成本,提高了实用性。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种缸动式复合液压缸,其特征在于:
所述缸动式复合液压缸包括缸体(1)、柱塞(5)及活动地连接于所述缸体(1)及所述柱塞(5)的中间活塞,所述缸体(1)形成有工作腔,所述工作腔垂直于自身长度方向的横截面为圆形;所述中间活塞包括环状的大活塞组件(2)、活塞杆(3)及环状的小活塞组件(4),所述大活塞组件(2)及所述小活塞组件(4)分别套设在所述活塞杆(3)相背的两端;所述活塞杆(3)开设有与所述工作腔相连通的通油孔;
所述柱塞(5)位于所述工作腔内的一端开设有与所述工作腔相连通的盲孔,所述柱塞(5)还开设有第二油孔(b)及与所述通油孔相连通的第一油孔(a),所述第二油孔(b)贯穿所述柱塞(5);所述大活塞组件(2)位于所述工作腔内,其外径与所述工作腔的直径相一致;所述盲孔为圆孔,所述小活塞组件(4)位于所述盲孔内,其外径与所述盲孔的直径相一致;
所述缸动式复合液压缸工作时,所述第一油孔(a)或者所述第二油孔(b)通压力油,所述第二油孔(b)或者所述第一油孔(a)与油箱相连通,由此所述缸动式复合液压缸在同一液压源的作用下输出两种不同的作用力及工作速度;其中,所述缸动式复合液压缸包括两个工作状态,两个工作状态通过所述第一油孔(a)及所述第二油孔(b)来进行转换。
2.如权利要求1所述的缸动式复合液压缸,其特征在于:所述第一油孔(a)通压力油时,所述缸动式复合液压缸的作用面积为所述工作腔横截面的面积。
3.如权利要求2所述的缸动式复合液压缸,其特征在于:所述柱塞(5)为圆柱体;所述第二油孔(b)通压力油时,所述缸动式复合液压缸的作用面积为所述柱塞(5)的横截面的面积与所述盲孔的横截面的面积之差。
4.如权利要求3所述的缸动式复合液压缸,其特征在于:所述盲孔的中心轴与所述柱塞(5)的中心轴重合;所述第一油孔(a)为圆孔,其中心轴与所述柱塞(5)的中心轴重合。
5.如权利要求4所述的缸动式复合液压缸,其特征在于:所述活塞杆(3)为阶梯状的圆柱体,所述通油孔的中心轴与所述活塞杆(3)的中心轴重合,所述活塞杆(3)的中心轴与所述第一油孔(a)的中心轴重合。
6.如权利要求1-5任一项所述的缸动式复合液压缸,其特征在于:所述活塞杆(3)为圆筒状,其包括临近所述缸体(1)的第一连接段、临近所述柱塞(5)的第二连接段及连接所述第一连接段及所述第二连接段的中间段;所述大活塞组件(2)及所述小活塞组件(4)分别套设在所述第一连接段及所述第二连接段上。
7.如权利要求6所述的缸动式复合液压缸,其特征在于:所述第一连接段的外径及所述第二连接段的外径均小于所述中间段的外径,以形成两个轴肩,两个所述轴肩分别用于对所述大活塞组件(2)及所述小活塞组件(4)进行定位。
8.如权利要求7所述的缸动式复合液压缸,其特征在于:所述大活塞组件(2)及所述小活塞组件(4)远离所述中间段的一侧分别通过固定组件进行固定,两个所述固定组件分别固定连接于所述第一连接段及所述第二连接段,以与两个所述轴肩进行配合而将所述大活塞组件(2)及所述小活塞组件(4)进行轴向定位。
9.如权利要求1-5任一项所述的缸动式复合液压缸,其特征在于:所述缸体(1)为圆柱体或多面体,其中心轴与所述工作腔的中心轴重合。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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