CN108869447B - 一种变有效作用面积液压缸 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变有效作用面积液压缸，采用了一体化的多个二级液压缸以及一个一级液压缸结构，多个二级液压缸共同使用一个多孔的缸体，并且使用一个入油口，其配油方式为多个小型电磁开关器，一个电磁开关器对应一个二级液压缸，最后将所有结构同一配置在液压三段式液压缸内组成变有效作用面积液压缸。变有效作用面积液压缸二级液压缸配置在三段式主液压缸的中间段位置，采用柱塞式结构。实现了液压缸的变面积技术，解决了传统液压缸在结构确定后不能改变有效作用面积的问题；二级液压缸可实现一对一控制以及群控，控制方式更加灵活更加简便；解决了只能依靠油源调节液压缸出力的方式，使得系统更加节能可靠。

Description

一种变有效作用面积液压缸
技术领域
本发明涉及一种变有效作用面积液压缸。
背景技术
液压技术具有大出力、高响应、高功率密度等优点而被广泛应用在诸如工业、大型机电设备等领域内，而作为液压技术的核心元件之一的执行器液压缸则在液压技术中占据着不可替代的地位，液压缸是液压能转变为合适机械能重要桥梁，其直接关系到液压系统是否能够按照人们意愿进行工作。目前液压缸种类繁多，其主要可以分为以下几大类：按照结构可分为活塞缸、柱塞缸以及摆动缸，其中活塞缸和柱塞缸输出直线运动，摆动缸输出往复摆动角运动，活塞缸可细分为单作用式和双作用式，单作用式液压缸中液压油只控制液压缸一腔，液压缸只能输出单方向的力，其回程需要借助外力实现；双作用式液压缸中液压油控制液压缸两腔，液压缸的运动完全由液压油控制；柱塞缸为单作用液压缸，其内柱塞通过导向环缸筒接触，对缸筒的精度要求大大降低，适合做大行程的液压缸，但是由于柱塞浸在油液中受到油液压力挤压所以柱塞缸的柱塞必须具有一定强度，比较适合垂直使用；摆动缸也可分为单作用式摆动缸和双作用式摆动缸，具体主要有单叶片式、双叶片式以及螺旋式等结构。
液压缸的有效作用面积是液压缸主要参数之一，传统的液压缸在结构设计后起作用面积就被固定了，之后在使用液压缸的过程中不能改变其有效作用面积，大大降低了液压缸的适用范围。在很多工业或机电设备中往往需要液压缸在工作过程中的不同时刻输出不同的力以及速度等，液压缸面积固定则只能通过控制液压油的压力和流量改变液压缸输出的力以及速度等，带来的问题就是复杂的泵源压力和流量控制装置，并且在很多场合下泵源的压力或流量不可调，这对工业现场以及机电设备的工作是不利的。
发明内容
基于以上不足之处，本发明提供一种变有效作用面积液压缸，解决目前液压缸机构固定后不可变有效作用面积的问题。
为了解决以上问题，本发明专利技术方案为：一种变有效作用面积液压缸，包括活塞杆和液压缸体，所述的液压缸体分为液压缸前段、液压缸中段和液压缸后段，液压缸前段与液压缸中段的前部可拆卸连接，液压缸中段的尾部与液压缸后段可拆卸连接，液压缸后段开有泵源液压油口和零压液压油口，液压缸前段内间隙配合安装有活塞杆，液压缸中段内间隙配合安装有二级液压缸缸筒，二级液压缸缸筒内开有一定数量的直通孔，每个直通孔内间隙配合安装有二级液压缸活塞杆，多根二级液压缸活塞杆与活塞杆的一端可拆卸连接，液压缸中段的尾部可拆卸连接有电磁盘，二级液压缸缸筒和电磁盘分别与液压缸中段无相对位移，电磁盘的圆平面中心开有中间油孔，电磁盘的一侧圆平面圆上安装有多个电磁铁，电磁盘的另外一侧与每个电磁铁相对位置内装有阀芯，每个阀芯的在电磁盘上的位置与二级液压缸缸筒内的二级液压缸活塞杆位置一一相对应，所述的阀芯为圆柱形，内开有通油管路，并且在电磁盘上、每个电磁铁处开有零压力油口，每个电磁铁与控制器电信号连接，泵源液压油口与中间油孔相连接。
本发明还具有如下技术特征：
1、使用时，在泵源液压油口中通入泵源高压油，零压液压油口与油箱连接，当某个或某些电磁铁得电时，某个或某些阀芯弹出一定距离将其对应位置的二级液压缸活塞杆腔堵死，泵源高压油不能进入该腔内，同时零压力液压油通过零压液压油口、电磁盘零压力油口、阀芯内部管路到达该腔内，该腔不受泵源高压油控制，变为独立自由腔，液压缸活塞杆伸出作用中不再包含该对应的二级液压缸活塞杆，即减少了二级液压缸活塞杆对应的有效作用面积，液压缸活塞杆出力减少，当所有电磁铁失电时，阀芯缩回一定距离，将对应位置的二级液压缸活塞杆腔打开，泵源高压油能够进入该腔内，同时电磁盘零压力油口被缩回的阀芯堵死，零压力液压油不能进入该腔内，此时由于电磁盘存在零压力油和泵源高压力油相互分开不相互干扰，从而实现变面积液压缸，当需变更有效作用面积时则关闭或打开更多电磁铁即可。
2、每个所述的电磁铁通过开关器总线与控制器电信号连接。
3、二级液压缸缸筒与电磁盘之间安装有第一挡圈。
4、电磁盘与液压缸后段安装有第二挡圈。
本发明的原理是：变有效作用面积液压缸采用了一体化的多个二级液压缸以及一个一级液压缸结构，多个二级液压缸共同使用一个多孔的缸体，并且使用一个入油口，其配油方式为多个小型电磁开关器，一个电磁开关器对应一个二级液压缸，最后将所有结构同一配置在液压三段式液压缸内组成变有效作用面积液压缸。变有效作用面积液压缸二级液压缸配置在三段式主液压缸的中间段位置，采用柱塞式结构，类似于柱塞式液压缸结构，所有的二级液压缸柱塞共同使用一个多孔缸筒，多孔缸筒中每一个孔中对应一个柱塞，所有柱塞的头部与一级液压缸活塞相连接。变有效作用面积液压缸一级液压缸配置在三段式主液压缸的前段位置，一级液压缸的活塞与缸筒之间带有一定的间隙，并填充有无压力润滑油液，保证一级液压缸活塞的低摩擦运动。采用电磁开关器实现对每个二级液压缸控制，并在出线口统一配置总线以方便对内部线缆的规划，每一个微型电磁开关器控制一个二级液压缸，保证每一个二级液压缸可以被有效控制。
本发明具有以下优点及有益效果：实现了液压缸的变面积技术，解决了传统液压缸在结构确定后不能改变有效作用面积的问题；实现了多元件的一体化设计，减少了零散元件的匹配问题，使得系统更加精简；二级液压缸可实现一对一控制以及群控，控制方式更加灵活更加简便；解决了只能依靠油源调节液压缸出力的方式，使得系统更加节能可靠。
附图说明
图1为变有效作用面积液压缸总装图；
图2为变有效作用面积液压缸主视图；
图3为图2中A-A剖面图；
图4为电磁盘一侧的结构主视图；
图5为电磁盘另外一侧的结构立体图；
图6为变有效作用面积液压缸前段结构立体图；
图7为变有效作用面积液压缸中段内部结构与后段组装图；
图1中，1-活塞杆，2-液压缸前段，3-液压缸中段，4-液压缸后段，5-电磁开关器总线，6-泵源液压油入口，7-零压液压油口，8-二级液压缸缸筒，9-二级液压缸活塞杆，10-电磁盘零压力油口，11-电磁盘，12-阀芯，13-电磁铁，14-通油管路，15-第一挡圈，16-第二挡圈，17-二级液压缸缸筒前端卡槽，18-中间油孔。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明专利进行详细的说明。
实施例1
如图1-7所示，一种变有效作用面积液压缸，包括活塞杆1和液压缸体，所述的液压缸体分为液压缸前段2、液压缸中段3和液压缸后段4，液压缸前段2与液压缸中段3的前部可拆卸连接，液压缸中段3的尾部与液压缸后段4可拆卸连接，液压缸后段4开有泵源液压油口6和零压液压油口7，液压缸前段2内间隙配合安装有活塞杆1，液压缸中段3内间隙配合安装有二级液压缸缸筒8，二级液压缸缸筒8内开有一定数量的直通孔，每个直通孔内间隙配合安装有二级液压缸活塞杆9，多根二级液压缸活塞杆9与活塞杆1的一端可拆卸连接，液压缸中段3的尾部可拆卸连接有电磁盘11，二级液压缸缸筒8与电磁盘11之间安装有第一挡圈15，二级液压缸缸筒8和电磁盘11分别与液压缸中段3无相对位移，电磁盘11的圆平面中心开有中间油孔18，电磁盘11的一侧圆平面圆上安装有多个电磁铁13，电磁盘11的另外一侧与每个电磁铁13相对位置内装有阀芯12，每个阀芯12的在电磁盘11上的位置与二级液压缸缸筒8内的二级液压缸活塞杆9位置一一相对应，所述的阀芯12为圆柱形，内开有通油管路，并且在电磁盘11上、每个电磁铁13处开有零压力油口10，电磁盘11与液压缸后段4安装有第二挡圈16，每个所述的电磁铁13通过开关器总线5与控制器电信号连接，泵源液压油口6与中间油孔18相连接。
使用时，在泵源液压油口6中通入泵源高压油，零压液压油口7与油箱连接，当某个或某些电磁铁13得电时，某个或某些阀芯12弹出一定距离将其对应位置的二级液压缸活塞杆9腔堵死，泵源高压油不能进入该腔内，同时零压力液压油通过零压液压油口7、电磁盘零压力油口10、阀芯12内部管路到达该腔内，该腔不受泵源高压油控制，变为独立自由腔，液压缸活塞杆1伸出作用中不再包含该对应的二级液压缸活塞杆9，即减少了二级液压缸活塞杆9对应的有效作用面积，液压缸活塞杆1出力减少，
当所有电磁铁13失电时，阀芯12缩回一定距离，将对应位置的二级液压缸活塞杆9腔打开，泵源高压油能够进入该腔内，同时电磁盘零压力油口10被缩回的阀芯12堵死，零压力液压油不能进入该腔内，此时由于电磁盘11存在零压力油和泵源高压力油相互分开不相互干扰，从而实现变面积液压缸，当需变更有效作用面积时则关闭或打开更多电磁铁13即可。

Claims (5)

1.一种变有效作用面积液压缸，包括活塞杆(1)和液压缸体，其特征在于：所述的液压缸体分为液压缸前段(2)、液压缸中段(3)和液压缸后段(4)，液压缸前段(2)与液压缸中段(3)的前部可拆卸连接，液压缸中段(3)的尾部与液压缸后段(4)可拆卸连接，液压缸后段(4)开有泵源液压油口(6)和零压液压油口(7)，液压缸前段(2)内间隙配合安装有活塞杆(1)，液压缸中段(3)内间隙配合安装有二级液压缸缸筒(8)，二级液压缸缸筒(8)内开有一定数量的直通孔，每个直通孔内间隙配合安装有二级液压缸活塞杆(9)，多根二级液压缸活塞杆(9)与活塞杆(1)的一端可拆卸连接，液压缸中段(3)的尾部可拆卸连接有电磁盘(11)，二级液压缸缸筒(8)和电磁盘(11)分别与液压缸中段(3)无相对位移，电磁盘(11)的圆平面中心开有中间油孔(18)，电磁盘(11)的一侧圆平面圆上安装有多个电磁铁(13)，电磁盘(11)的另外一侧与每个电磁铁(13)相对位置内装有阀芯(12)，每个阀芯(12)的在电磁盘(11)上的位置与二级液压缸缸筒(8)内的二级液压缸活塞杆(9)位置一一相对应，所述的阀芯(12)为圆柱形，内开有通油管路，并且在电磁盘(11)上、每个电磁铁(13)处开有零压力油口(10)，每个电磁铁(13)与控制器电信号连接，泵源液压油口(6)与中间油孔(18)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种变有效作用面积液压缸，其特征在于：使用时，在泵源液压油口(6)中通入泵源高压油，零压液压油口(7)与油箱连接，当某个或某些电磁铁(13)得电时，某个或某些阀芯(12)弹出一定距离将其对应位置的二级液压缸活塞杆(9)腔堵死，泵源高压油不能进入该腔内，同时零压力液压油通过零压液压油口(7)、电磁盘零压力油口(10)、阀芯(12)内部管路到达该腔内，该腔不受泵源高压油控制，变为独立自由腔，液压缸活塞杆(1)伸出作用中不再包含该对应的二级液压缸活塞杆(9)，即减少了二级液压缸活塞杆(9)对应的有效作用面积，液压缸活塞杆(1)出力减少，当所有电磁铁(13)失电时，阀芯(12)缩回一定距离，将对应位置的二级液压缸活塞杆(9)腔打开，泵源高压油能够进入该腔内，同时电磁盘零压力油口(10)被缩回的阀芯(12)堵死，零压力液压油不能进入该腔内，此时由于电磁盘(11)存在零压力油和泵源高压力油相互分开不相互干扰，从而实现变面积液压缸，当需变更有效作用面积时则关闭或打开更多电磁铁(13)即可。
3.根据权利要求1所述的一种变有效作用面积液压缸，其特征在于：每个所述的电磁铁(13)通过开关器总线(5)与控制器电信号连接。
4.根据权利要求1所述的一种变有效作用面积液压缸，其特征在于：二级液压缸缸筒(8)与电磁盘(11)之间安装有第一挡圈(15)。
5.根据权利要求1所述的一种变有效作用面积液压缸，其特征在于：电磁盘(11)与液压缸后段(4)安装有第二挡圈(16)。
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