CN109458369B - 三缸同步升降机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三缸同步升降机构。本发明包括两个完全相同的第一级油缸和一个第二级油缸。第二级油缸有第一有杆腔Ⅰ、第二有杆腔Ⅱ和无杆腔Ⅲ三个部分，一个第一级油缸A通过油管与二级同步油缸侧壁上开设的通油孔相连，该通油孔连通同步油缸的有杆腔Ⅰ；另一个第一级油缸B通过油管与二级同步油缸底板上开设的通油孔相连，该通油孔通过同步油缸底板内部及同步油缸中心杆内部的油路与有杆腔Ⅱ相连通。本发明结构简单可靠，同步精度高，可承受偏载大，且不需要复杂的同步控制系统，成本低廉。

Description

三缸同步升降机构
技术领域
本发明属于液压传动与控制技术领域，涉及升降机、压力机的三缸同步机构，为一种可依靠油缸自身机械结构实现三缸同步运动的机构。
背景技术
液压系统常用于需要很大提升力的升降机、压力机中，这些应用中往往需要多根液压缸高精度同步运动。关于多液压缸同步运动控制，现有技术已有多种解决方案，例如，可以通过多级油缸串联实现同步；采用伺服阀、电液比例阀进行位置闭环控制，实现多缸同步；或者采用同步阀、分流阀实现多缸同步控制。但是，上述技术方案存在以下问题：（1）机械式串联同步油缸，当串联技术大于2级时，最底层油缸载荷过大，容易损坏，（2）采用分流阀，则同步精度较低，（3）采用伺服阀、电液比例阀进行闭环控制，虽然可以得到较高控制精度，但是系统复杂，成本很高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种三缸同步机构。
本发明包括两个完全相同的第一级油缸和一个第二级油缸，所述的第二级油缸为同步油缸，其由顶盖、底板、侧壁、中心柱以及环形中空式活塞杆组成，它们共同将同步油缸容腔分隔为第一有杆腔Ⅰ、第二有杆腔Ⅱ和无杆腔Ⅲ三个部分，其中第二有杆腔Ⅱ处于环形中空式活塞杆内部。
其中的一个第一级油缸A通过油管与二级同步油缸侧壁上开设的通油孔相连，该通油孔连通同步油缸的有杆腔Ⅰ；另一个第一级油缸B通过油管与二级同步油缸底板上开设的通油孔相连，该通油孔通过同步油缸底板内部及同步油缸中心杆内部的油路与有杆腔Ⅱ相连通。
所述的第一级油缸A的活塞面积与第二级同步油缸的第一有杆腔Ⅰ底部圆环的面积严格相同；所述的第一级油缸B的活塞面积与第二级同步油缸的第二有杆腔Ⅱ底部圆环的面积严格相同。
所述的同步油缸无杆腔Ⅲ通过底板上设有的通油孔与外部可调节流阀相连，可调节流阀用于调节油缸上升下降速度，所述的可调节流阀通过两位三通换向阀与油箱连接。
进一步说，第一级油缸为柱塞式油缸。
进一步说，所述的第二级同步油缸的活塞与中心柱间、活塞与侧壁内侧面间均安装有密封圈，可保证第二级同步油缸没有内泄露。
进一步说，所述的第二级同步油缸的活塞杆与上端盖间装有密封圈，可保证第二级同步油缸没有外泄露。
进一步说，所述的两位三通换向阀位于常位时，将可调节流阀与油箱中的液压泵相连通，两位三通换向阀位于动作位时，将可调节流阀与油箱相连通，从而控制三缸上升或下降。
进一步说，所述的第一级油缸及第二级油缸的所用容腔在工作时均排净空气，充满液压油。
本发明的有益效果是：结构简单可靠，同步精度高，可承受偏载大，且不需要复杂的同步控制系统，成本低廉。
附图说明
图1是三缸同步液压系统原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明所采用的技术方案是：第一级油缸A 7和第一级油缸B 8是两只完全相同的柱塞式油缸。第二级油缸6为同步油缸，其由顶盖66、底板62、侧壁65、中心柱63以及环形中空式活塞杆64组成，其共同将同步油缸容腔分隔为有杆腔Ⅰ、有杆腔Ⅱ、和无杆腔Ⅲ三个部分。一级油缸A通过油管与二级同步油缸侧壁上开设的通油孔相连，该通油孔连通同步油缸的有杆腔Ⅰ。一级油缸B通过油管与二级同步油缸底板上开设的通油孔相连，该通油孔通过同步油缸底板内部及同步油缸中心杆内部的油路与有杆腔Ⅱ相连通。
其中第一级油缸A的活塞面积与第二级同步油缸的有杆腔Ⅰ底部圆环的面积严格相同。而第一级油缸B的活塞面积与第二级同步油缸的有杆腔Ⅱ底部圆环的面积严格相同。第二级同步油缸的活塞与中心柱间、活塞与侧壁内侧面间均安装有密封圈，可保证第二级同步油缸没有内泄露。第二级同步油缸的活塞杆与上端盖间装有密封圈，可保证第二级同步油缸没有外泄露。同步油缸无杆腔Ⅲ通过底板上设有通油孔与外部可调节流阀相连，可调节流阀用于调节油缸上升下降速度。
两位三通换向阀位于常位时，将可调节流阀与液压泵相连通，位于动作位时，将可调节流阀与油箱相连通，从而控制三缸上升或下降。第一级油缸A、第一级油缸B及第二级同步油缸的所有容腔在工作时均排净空气，充满液压油。
本发明的工作过程：该机构工作时，需保证第一级油缸A 7，第一级油缸B 8，以及第二级同步油缸6的所有容腔以及所有连接管路中均充满油液，排净空气。当液压泵1开启，而两位三通阀4位于常位时，液压油通过可调节流阀5进入及通油孔61进入第二级同步缸6的无杆腔Ⅲ中，推动第二级同步油缸6的活塞64及活塞杆67向上移动，移动速度由可调节流阀5控制，无杆腔Ⅲ的最大压力由溢流阀2调定。当第二级同步油缸6的活塞64及活塞杆67向上移动时，有杆腔Ⅰ容腔体积减少，油液通过通油口68进入第一级油缸A 7中，因为第一级油缸A 7的活塞面积与有杆腔Ⅰ底部圆环的面积严格相同，所以第二级同步油缸6的活塞杆67上升距离与第一级油缸A 7的上升距离完全相同。同理，有杆腔Ⅱ中的油液通过通油口69进入第一级油缸B 8中，因为第一级油缸B 8的活塞面积与有杆腔Ⅱ底部圆环的面积严格相同，所以第二级同步油缸6的活塞杆67上升距离与第一级油缸B 8的上升距离完全相同。从而实现三缸的精确同步。
当两位三通阀4动作后，可调节流阀5与油箱3相通，三根油缸均在重物负载的下压力作用下下降。第一级油缸A 7中的油液通过通油口68进入有杆腔Ⅰ，而第一级油缸B 8中的油液通过通油口69进入有杆腔Ⅱ，无杆腔中的油液通过可调节流阀进入油箱。因为第一级油缸A 7的活塞面积与有杆腔Ⅰ底部圆环的面积严格相同，而第一级油缸B 8的活塞面积与有杆腔Ⅱ底部圆环的面积严格相同，可以保证即使存在偏载，三缸的下降速度依然相同，从而实现同步。

Claims (6)

1.三缸同步升降机构，包括两个完全相同的第一级油缸和一个第二级油缸，其特征在于：
所述的第二级油缸为同步油缸，其由顶盖、底板、侧壁、活塞、中心柱以及环形中空式活塞杆组成，它们共同将同步油缸容腔分隔为第一有杆腔Ⅰ、第二有杆腔Ⅱ和无杆腔Ⅲ三个部分，其中第二有杆腔Ⅱ处于环形中空式活塞杆内部；
一个第一级油缸通过油管与同步油缸侧壁上开设的通油孔相连，该通油孔连通同步油缸的有杆腔Ⅰ；另一个第一级油缸通过油管与同步油缸底板上开设的通油孔相连，该通油孔通过同步油缸底板内部及同步油缸中心柱内部的油路与有杆腔Ⅱ相连通；
所述一个第一级油缸的活塞面积与同步油缸的第一有杆腔Ⅰ底部圆环的面积严格相同；所述另一个第一级油缸的活塞面积与同步油缸的第二有杆腔Ⅱ底部圆环的面积严格相同；
所述的同步油缸无杆腔Ⅲ通过底板上设有的通油孔与外部可调节流阀相连，可调节流阀用于调节油缸上升下降速度，所述的可调节流阀通过两位三通换向阀与油箱连接。
2.根据权利要求1所述的三缸同步升降机构，其特征在于：第一级油缸为柱塞式油缸。
3.根据权利要求1所述的三缸同步升降机构，其特征在于：所述的同步油缸的活塞与中心柱间、活塞与侧壁内侧面间均安装有密封圈，可保证同步油缸没有内泄漏。
4.根据权利要求1所述的三缸同步升降机构，其特征在于：所述的同步油缸的活塞杆与上端盖间装有密封圈，可保证同步油缸没有外泄漏。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的三缸同步升降机构，其特征在于：所述的两位三通换向阀位于常位时，将可调节流阀与油箱中的液压泵相连通，两位三通换向阀位于动作位时，将可调节流阀与油箱相连通，从而控制三缸上升或下降。
6.根据权利要求1所述的三缸同步升降机构，其特征在于：所述的第一级油缸及第二级油缸的所有容腔在工作时均排净空气，充满液压油。
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