CN108518381B - 一种随动自锁紧增力液压油缸 - Google Patents

一种随动自锁紧增力液压油缸 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种随动自锁紧增力液压油缸，它包括主副液压油缸增力机构、随动自锁紧机构、液压复位机构和杆端自适应球头座，主副液压油缸增力机构通过主、副液压油缸同时做功增加主液压油缸做功推力达到增力，随动自锁紧机构用于主液压油缸活塞杆的自锁紧，液压复位机构通过复位小液压油缸使随动自锁紧机构分离解除锁紧状态从而使主液压油缸活塞杆自由缩回。本发明随动自锁紧机构利用相互咬合的棘齿锁紧力大，安全可靠；主液压油缸缩回时给复位小液压油缸供油使相互咬合的棘齿分离松开锁紧装置，从而使主液压油缸缩回，反应灵敏迅速，无需人为控制安全可靠；主副液压油缸同时做功增加主液压油缸推力，大大增加主液压油缸的做功推力经济环保安全可靠。

Description

一种随动自锁紧增力液压油缸
技术领域
本发明涉及一种液压油缸，尤其涉及一种随动自锁紧增力液压油缸。
背景技术
目前，液压油缸自锁分为油路自锁和机械式自锁，油路自锁也就是加装液压阀进行保压,使油缸的液压油不回到油箱内，油缸油腔内充满一定压力油液。机械螺母式自锁即在油缸的活塞杆上加装螺母，当油缸活塞杆伸出到所要求的位置后，将油缸活塞杆上的螺母旋转到底，和油缸缸体接触，这样活塞杆就会被固定到所要求的位置了。当需要油缸回缩时，再把螺母旋上去，让活塞杆回位。目前液压油缸想要增加推力普遍采用增加供油液压系统工作压力或者增加液压油缸的缸径来获得更大的输出做功推力。
现有自锁油缸存在如下问题：
1、油路自锁，但由于液压锁外形尺寸较大，在安装空间有限的使用场合，造成安装维修困难；再者由于液压锁阀芯无法做到“零”泄漏，当油缸受到较大载荷或随着时间的推移，活塞杆依然会发生移动而影响锁定效果，造成操作人员安全事故及设备损坏。
2、机械螺母式自锁，由于当油缸活塞杆伸出到所要求的位置后，需要人力将油缸活塞杆上的螺母旋转到底和油缸缸体接触来达到锁定效果，这当中存在时间的先后性，必须等油缸活塞杆伸出到所要求的位置后停下，然后人为将油缸活塞杆上的螺母旋转到底和油缸缸体接触，无法做到“随动自锁”的及时锁定，在某些特定工况会使施工不能顺利进行或造成操作人员安全事故及设备损坏。
3、机械螺母式自锁，由于当油缸活塞杆伸出到所要求的位置后需要人力将油缸活塞杆上的螺母旋转到底和油缸缸体接触来达到锁定效果。这样会增加人工成本、增加劳动强度，且在某些恶劣环境如：地下、井下及一些危险的场所甚至不能顺利进行施工。
4、采用增加供油液压系统工作压力来增加液压油缸的做工推力，这样会增加油泵及电机的负载，增加各液压阀及管路的负载，这样会增加各运动部分的磨损增加能耗不利于节能环保，如果一味增加液压系统工作压力会造成电机和油泵及液压阀和管路的损坏，造成操作人员安全事故及设备损坏。
5、采用增加液压油缸的缸径来获得更大的输出做功推力，这样在某些安装尺寸有要求的场合将会影响使用，增加液压油缸的缸径会造成原材料资源的浪费，增加加工难度及加工成本，且不经济环保。
因此，急需一种技术来改进现有技术存在的问题。
发明内容
鉴于目前液压油缸的自锁及增力存在的上述不足，本发明提供一种主副油缸同时做功增加油缸做功推力、机械随动自锁紧、液压复位缩回的随动自锁紧增力液压油缸。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
本发明的一种随动自锁紧增力液压油缸，它包括主副液压油缸增力机构、随动自锁紧机构、液压复位机构和杆端自适应球头座，所述主副液压油缸增力机构通过主、副液压油缸同时做功增加主液压油缸做功推力达到增力，所述随动自锁紧机构用于主液压油缸活塞杆的自锁紧，所述液压复位机构通过复位小液压油缸使随动自锁紧机构分离解除锁紧状态从而使主液压油缸活塞杆自由缩回。
进一步的，所述主副液压油缸增力机构包括主液压油缸以及内置在主液压油缸内的一反向作用力副液压油缸。通过增加反向作用力的副液压油缸，主、副液压油缸同时做功增加主液压油缸做功推力达到增力的目的。这有别于现有技术，通过增加液压油缸的缸径或提高液压系统工作压力来获得更大的输出做功推力。
进一步的，所述随动自锁紧机构包括止退杆、止退圈和碟簧，所述主液压油缸活塞杆的前端连接止退杆，所述止退杆表面具有外棘齿，所述止退杆表面的外棘齿与止退圈的内棘齿啮合，所述止退圈内设置有碟簧。其通过，止退杆的外棘齿与安装在连接座内的止退圈的内棘齿，在碟簧压缩力作用下咬合锁紧，使主液压油缸活塞杆不能回缩达到自锁紧目的。
上述随动自锁紧机构通过安装在连接座内的止退圈内棘齿在碟簧压缩力作用下向内侧移动，与和主液压油缸活塞杆连接的止退杆外棘齿啮合，从而使主液压油缸活塞杆自锁紧。
在上述技术方案中，所述止退杆外的外棘齿为若干段连续的单向斜齿面。可自由做一个方向的自由运动而不能随意反向运动。
在上述技术方案中，所述止退圈的内棘齿为若干段连续的单向斜齿面。可自由做一个方向的自由运动而不能随意反向运动。外棘齿和内棘齿配合锁紧。
在上述技术方案中，所述止退圈被分割成任意等分，根据实际情况，可以分割成二等分、三等分、四等分、五等分等，其上设置有导向装置。
进一步的，所述液压复位机构为复位小液压油缸，所述复位小液压油缸安装在连接座内部圆周方向，所述复位小液压油缸包括复位液压缸缸筒和复位液压缸活塞杆。
在复位液压缸活塞杆外套有碟簧，所述复位小液压油缸通过碟簧压缩力伸出，所述复位小液压油缸通过液压力缩回。复位小液压油缸缸筒通过螺纹旋紧在连接座内，可通过调节小液压油缸缸筒旋紧长度来调节碟簧预紧力。
上述液压复位机构通过给复位小液压油缸供油使复位小液压油缸活塞杆克服碟簧压缩力缩回，拉动与复位小液压油缸活塞杆连接的止退圈向外侧移动，从而使随动自锁紧机构分离解除锁紧状态从而使主液压油缸活塞杆自由缩回。
进一步的，所述杆端自适应球头座包括主油缸杆端内球面和与主油缸杆端内球面配合的球头座外球面。使与球头座连接的工件和油缸本体可存在位置度及角度的变化，便于安装及使用过程中位置度及角度变化工况的自适应。
外壳箱体为油缸本体安装及与工件连接的载体，箱体一侧为承力安装板，板面可加工各种通孔及螺纹孔方便与工件连接，外壳箱体上设置了防污盖，防止使用过程中异物进入箱体内造成破坏，箱体侧面开孔方便液压油管及各种传感器安装以及调整碟簧锁紧力。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明的随动自锁紧增力液压油缸具有主副液压油缸增力机构、随动自锁紧机构和液压复位机构这三大机构，为机械式锁紧，锁紧方式为随动自锁式，利用相互咬合的棘齿锁紧力大，碟簧预紧机械式自锁紧无需人为控制安全可靠；主液压油缸缩回时给复位小液压油缸供油使相互咬合的棘齿分离松开锁紧装置，从而使主液压油缸缩回，反应灵敏迅速，无需人为控制安全可靠；主副液压油缸增力机构为主液压油缸内置一反向作用力副液压油缸，主副液压油缸同时做功增加主液压油缸推力，在不增加液压系统工作压力和不增加液压油缸缸径尺寸的前提下，大大增加主液压油缸的做功推力经济环保安全可靠。
附图说明
图1为本发明的随动自锁紧增力液压油缸的结构示意图。
图2为本发明的液压复位机构的放大示意图。
图3为本发明随动自锁紧机构中止退圈的放大示意图。
图4为图3的侧剖视图。
图5为本发明导向压盖的放大示意图。
图6为图5的侧视图。
其中，1、主液压油缸缸筒，2、主液压油缸活塞杆，3、主液压油缸导向套，4、主液压油缸后缸头，5、止退杆，51、外棘齿，6、副液压油缸活塞杆，7、副液压油缸导向套，8、副液压油缸活塞，9、连接座，10、止退圈，101、内棘齿，102、导向槽，11、销钉，12、导向压盖，121、导向台阶，13、碟簧，14、复位液压缸缸筒，15、复位液压缸活塞杆，16、球头座压盖，17、杆端自适应球头座，171、主油缸杆端内球面，172、球头座外球面。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合附图及具体实施方式进行详细描述，本说明书中描述的实施例仅用于解释本发明，并非用来限定本发明。
图1所示，本发明的一种随动自锁紧增力液压油缸，它包括主副液压油缸增力机构、随动自锁紧机构、液压复位机构和杆端自适应球头座17。主副液压油缸增力机构、随动自锁紧机构、液压复位机构三大机构共同作用，实现自锁紧、增力的功能。
主副液压油缸增力机构包括主液压油缸以及内置在主液压油缸内的一反向作用力副液压油缸，主、副液压油缸同时做功增加主液压油缸做功推力达到增力目的。
其中，主液压油缸包括主液压油缸缸筒1、主液压油缸活塞杆2、主液压油缸导向套3和主液压油缸后缸头4，主液压油缸缸筒1的前后部位分别与主液压油缸导向套3和主液压油缸后缸头4连接，主液压油缸活塞杆2位于主液压油缸缸筒1内。
其中，副液压油缸包括副液压油缸活塞杆6、副液压油缸导向套7和副液压油缸活塞8， 主液压油缸活塞杆2此时亦作为副液压油缸缸筒，止退杆5此时亦作为副液压油缸后缸头，副液压油缸活塞杆6的前端套有副液压油缸导向套7，副液压油缸活塞杆6的后端安装有副液压油缸活塞8，主液压油缸活塞杆2的内孔即为副液压油缸缸筒，副液压油缸导向套7与主液压油缸活塞杆2通过螺纹旋紧，配合肩设置密封圈密封；副液压油缸活塞杆6与副液压油缸活塞8通过螺纹旋紧，配合肩设置密封圈密封，主液压油缸活塞杆2和止退杆5结合的端面为副液压油缸的后缸头。
随动自锁紧机构包括止退杆5、止退圈10和碟簧13，主液压油缸活塞杆2的前端与止退杆5通过螺纹旋紧，止退杆5表面具有外棘齿51，外棘齿51与止退圈10的内棘齿101啮合，止退圈10内设置有碟簧13。止退圈10安装在连接座9内，连接座9与主副液压油缸增力机构侧连接。
与主液压油缸活塞杆2连接的止退杆5,其止退杆5的外棘齿51与安装在连接座9内的止退圈10的内棘齿101在碟簧13压缩力作用下咬合锁紧，使主液压油缸活塞杆2不能回缩达到自锁紧目的。
上述随动自锁紧机构通过安装在连接座9内的止退圈10内棘齿101在碟簧13压缩力与和主液压油缸活塞杆2连接的止退杆5外棘齿51咬合从而使主液压油缸活塞杆2自锁紧。
图2所示，液压复位机构为复位小液压油缸，复位小液压油缸安装在连接座9内部圆周方向，复位小液压油缸包括复位液压缸缸筒14和复位液压缸活塞杆15，复位液压缸活塞杆15外套有碟簧13，碟簧13安装在止退圈10内。此外，复位小液压油缸活塞杆通过销钉11与止退圈10连接。
止退杆5外的外棘齿51为若干段连续的单向斜齿面，可自由做一个方向的自由运动而不能随意反向运动。
止退圈10的内棘齿101为若干段连续的单向斜齿面，可自由做一个方向的自由运动而不能随意反向运动。外棘齿51与内棘齿101啮合锁紧。
图3和图4所示，随动自锁紧机构的止退圈10被分割成任意等分，相邻等分之间形成一个狭小的间距d，其上设置导向装置，止退圈10上加工有导向槽102，图5和图6所示，导向压盖12上加工导向台阶121，止退圈10的导向槽102与导向压盖12的导向台阶121滑动配合，由于导向压盖12通过螺栓固定在连接座9上，所以止退圈10可沿着导向槽102往复移动。
在复位液压缸活塞杆15外套有碟簧13，复位小液压油缸通过碟簧13压缩力伸出，通过液压力缩回。复位小液压油缸缸筒14通过螺纹旋紧在连接座9内，可通过调节小液压油缸缸筒14旋紧长度来调节碟簧13预紧力。
液压复位机构通过给复位小液压油缸供油使复位小液压油缸活塞杆15克服碟簧13压缩力缩回，拉动与复位小液压油缸活塞杆15连接的止退圈10向外侧移动，使之与主液压油缸活塞杆2连接的止退杆5咬合部分分离，从而使主液压油缸活塞杆2自由缩回。
杆端自适应球头座17为主油缸杆端内球面171与球头座外球面172配合，使与球头座连接的工件和油缸本体可存在位置度及角度的变化，便于安装及使用过程中位置度及角度变化工况的自适应。16为球头座压盖，用于固定杆端自适应球头座。
外壳箱体为油缸本体安装及与工件连接的载体，外壳箱体一侧为承力安装板，板面可加工各种通孔及螺纹孔方便与工件连接，外壳箱体上设置了防污盖，防止使用过程中异物进入箱体内造成破坏，外壳箱体侧设有安装孔方便连接液压油管及各种传感器调节锁紧机构预紧力。
当需要随动自锁紧增力液压油缸活塞杆伸出工作时：
液压系统通过A油口向主液压油缸无杆腔供油，主液压油缸活塞杆2右移伸出，同时主液压油缸无杆腔液压油通过流道C后经过通道D到达副液压油缸无杆腔，由于副液压油缸活塞杆6紧贴主液压油缸后缸头4保持不动，所以副液压油缸无杆腔液压油推动与主液压油缸活塞杆2连接的止退杆5右移，此时主、副油缸同时做功使主液压油缸活塞杆2伸出。
副液压油缸有杆腔液压油经过通道E进入主液压油缸无杆腔后，与主液压油缸无杆腔液压油一起通过主液压油缸有杆腔油口B排出通过液压阀流回液压系统。
当主液压油缸活塞杆2伸出到需要的位置后切断主液压油缸无杆腔A油口供油，主、副液压油缸停止运动，此时止退圈10在碟簧13的压缩力下迅速向中心靠拢，止退圈10的内棘齿101与止退杆5的外棘齿51咬合锁紧止退杆5，使主液压油缸活塞杆2保持目前的位置不能回退而达到随动自锁紧功能。
当需要随动自锁紧增力液压油缸活塞杆缩回工作时：
液压系统通过F油口向复位液压油缸有杆腔供油，复位液压缸活塞杆15克服碟簧13压缩力向外侧移动，复位液压缸活塞杆15带动与通过销钉11连接的止退圈10向圆周外侧移动，使止退圈10的内棘齿101和止退杆5的外棘齿51咬合分离，解除锁紧状态。
液压系统通过B油口向主液压油缸有杆腔供油，主液压油缸活塞杆2左移缩回，同时主液压油缸有杆腔液压油通过流道E到达副液压油缸有杆腔，由于副液压油缸活塞杆6紧贴主液压油缸后缸头4保持不动，所以副液压油缸有杆腔液压油推动与主液压油缸活塞杆2连接的副液压油缸导向套7左移，此时主、副油缸同时做功使主液压油缸活塞杆2缩回。
副液压油缸无杆腔液压油通过管道D 后与主液压油缸无杆腔液压油一起通过主液压油缸油口A排出通过液压阀流回液压系统。
本发明提供的随动自锁紧增力液压油缸，具有主、副液压油缸，输出做功推力大，机械式自锁紧机构锁定力大、锁紧安全可靠，液压复位机构反应灵敏迅速，适合任何需要液压油缸自锁紧保持位置不变的工况，确保操作人员及相关设备安全可靠运转。

Claims (9)

1.一种随动自锁紧增力液压油缸，其特征在于：它包括主副液压油缸增力机构、随动自锁紧机构、液压复位机构和杆端自适应球头座，所述主副液压油缸增力机构通过主、副液压油缸同时做功增加主液压油缸做功推力达到增力，所述随动自锁紧机构用于主液压油缸活塞杆随动的自锁紧，所述液压复位机构通过复位小液压油缸使随动自锁紧机构分离解除锁紧状态从而使主液压油缸活塞杆自由缩回；所述随动自锁紧机构包括止退杆、止退圈和碟簧，所述主液压油缸活塞杆的前端连接止退杆，所述止退杆表面具有外棘齿，所述止退杆表面的外棘齿与止退圈的内棘齿啮合；在所述活塞杆伸出的过程中，所述止退圈在所述碟簧的作用下始终与所述止退杆接触。
2.根据权利要求1所述的一种随动自锁紧增力液压油缸，其特征在于：所述主副液压油缸增力机构包括主液压油缸以及内置在主液压油缸内的一反向作用力副液压油缸。
3.根据权利要求1所述的一种随动自锁紧增力液压油缸，其特征在于：所述止退圈内设置有碟簧。
4.根据权利要求3所述的一种随动自锁紧增力液压油缸，其特征在于：所述止退杆外的外棘齿为若干段连续的单向斜齿面。
5.根据权利要求3所述的一种随动自锁紧增力液压油缸，其特征在于：所述止退圈的内棘齿为若干段连续的单向斜齿面。
6.根据权利要求5所述的一种随动自锁紧增力液压油缸，其特征在于：所述止退圈被分割成任意等分，其上设置有导向装置。
7.根据权利要求1所述的一种随动自锁紧增力液压油缸，其特征在于：所述液压复位机构为复位小液压油缸，所述复位小液压油缸安装在连接座内部圆周方向，所述复位小液压油缸包括复位液压缸缸筒和复位液压缸活塞杆。
8.根据权利要求7所述的一种随动自锁紧增力液压油缸，其特征在于：所述复位液压缸活塞杆外套有碟簧，所述复位小液压油缸活塞杆通过碟簧压缩力伸出，所述复位小液压油缸活塞杆通过液压力缩回。
9.根据权利要求1所述的一种随动自锁紧增力液压油缸，其特征在于：所述杆端自适应球头座包括主油缸杆端内球面和与主油缸杆端内球面配合的球头座外球面。
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