CN111486150A - 一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸,包括活塞杆一端与外接设备螺纹连接，另一端通过阶梯轴和螺纹的设计与缓冲环、运动活塞和缓冲螺母依次连接，缸筒的一端与后端盖安装在一起，另一端与前端盖安装在一起，前端盖的另一端安装有导向套，导向套一端安装设置有压盖，压盖上设计有螺纹孔，拉杆穿过后端盖、前端盖上设计的螺栓孔后一端拧紧在压盖的螺纹孔上，另一端通过螺母拧紧，将压盖、导向套、前端盖、缸筒、后端盖固定在一起；实现了液压油缸在高速运动状态下的柔性制动，保证了液压油缸本体及驱动机械装置的安全，满足了液压油缸安全性及可靠制动性要求；是现有技术扩展性的技术创新，具有很好的推广和使用价值。

Description

一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸

技术领域

本发明涉及液压油缸技术领域，具体为一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸。

背景技术

随着工业的飞速发展，液压传动的应用越来越广泛。液压油缸作为液压传动中的执行元件，随着运动速度越来越高，其安全性及可靠制动性要求不断提高。例如CN2018109402215一种风力发电机组柔性制动液压缸，主要包括液压缸体、主活塞、缓冲活塞、压力阀、缓冲弹簧组件。压力阀安装于缓冲活塞上，缓冲活塞安装于主活塞顶部端面中心的圆柱形腔体内，主活塞安装于液压缸体上，缓冲弹簧组件设置在缓冲活塞和主活塞之间。当风机需要主轴制动时，缓冲活塞在液压压力作用下压缩缓冲弹簧组件，实现制动过程中液压压力分阶段进行，解决了风力发电机组主轴刚性制动的问题，实现了风力发电机组的柔性制动功能，保证了风力发电机组安全稳定地运行。此专利是柔性制动液压缸的一个提高，但仅满足于风力发电机组的运行。

目前传统的液压油缸一般采用固定缓冲结构，不能满足高速运动工况（≥1000mm/s）使用要求，不能实现柔性制动，安全性差。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何提供一种能够区别于现有技术，在高速运动工况下（≥1000mm/s），液压油缸能够柔性制动，提高安全性能的一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸,其结构包括由运动机构和固定机构，其中运动机构包括活塞杆一端与外接设备螺纹连接，另一端通过阶梯轴和螺纹的设计与缓冲环、运动活塞和缓冲螺母依次连接，固定机构包括缸筒的一端与后端盖安装在一起，另一端与前端盖安装在一起，前端盖的另一端安装有导向套，导向套一端安装设置有压盖，压盖上设计有螺纹孔，拉杆穿过后端盖、前端盖上设计的螺栓孔后一端拧紧在压盖的螺纹孔上，另一端通过螺母拧紧，将压盖、导向套、前端盖、缸筒、后端盖固定在一起，组成了液压缸的固定部分。

作为优选，为防止液压油外部泄露，后端盖与活塞杆之间配合面安装了O型圈及挡圈一，缓冲环、运动活塞与活塞杆连接的阶梯轴小直径之间分别安装设置了O型圈及挡圈二；前端盖与活塞杆之间配合面安装了O型圈及挡圈三。

作为优选，前端盖和后端盖的插装孔内分别通过螺纹连接安装有自泄压安全阀，插装孔与端盖间隙配合，通过自泄压安全阀自带的密封件密封，防止液压油的内泄与外泄。

作为优选，运动活塞为HT耐磨材料与缸筒间隙配合之间设置安装有适合高速运动的轴孔通用密封一。

作为优选，导向套为HT耐磨材料与活塞杆间隙配合之间设置了适合高速运动的轴孔通用密封二。

作为优选，活塞杆与压盖间隙处为防止外部异物通过活塞杆运动带入缸体，安装设置了防尘圈。

作为优选，前端盖和后端盖上通过螺纹连接安装有排气螺塞；为防止液压油外泄，配套有密封，排气螺塞设置在油缸上部，在液压油缸刚开始使用时，将排气螺塞松开，将液压油缸中的气体排出。

作为优选，前端盖和后端盖的插装孔内通过螺纹连接与前后端盖间隙配合安装有可调节缓冲装置，可调节缓冲装置结构依次包括有阀芯、阀座、弹簧、O型圈一、阀体、O型圈二、锁紧螺母组成，阀座通过弹簧压紧在前端盖和后端盖的插装孔内，阀芯上设计有V型节流槽，阀芯与阀座的相对位置通过松开螺母可调整实现节流口开度的大小；通过O型圈一和O型圈二进行密封，防止液压油的外泄。

本发明能够有效解决安全隐患的问题,本发明结构设计合理，实现了液压油缸在高速运动状态下的柔性制动，保证了液压油缸本体及驱动机械装置的安全，满足了液压油缸安全性及可靠制动性要求；当液压油缸高速运动到行程末端时，进入缓冲区，形成液压阻力，多余的液压油通过可调节缓冲装置进入低压腔，实现液压油缸的柔性制动。当外部负载异常，液压力激增突变时，通过自泄压安全阀，将高压油自动泄回低压区，实现液压油缸本体及驱动机械装置的安全，本发明是对现有技术一次扩展性的技术创新，具有很好的推广和使用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明具体实施例液压油缸的结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图。

图3是本发明实施例可调节缓冲装置结构图；

图4是本发明实施例缓冲螺母运动进入缓冲区时状态图；

图5是本发明实施例图4的同一状态下俯视图；

图6是本发明实施例缓冲螺母；

图7是本发明实施例无杆腔的液压油通过可调节缓冲装置节流口的状态图；

图8是本发明实施例安全阀开启高压油通过开启的安全阀流回到低压侧无杆腔油口状态图；

图9是本发明实施例阀座与端盖孔道脱离状态图。

附图标记：

1-活塞杆；2-压盖；3-导向套；4-前端盖；5-缸筒；6-缓冲环；7-运动活塞；8-后端盖；9-缓冲螺母；10-拉杆；11-自泄压安全阀；12-O型圈及挡圈一；13-O型圈及挡圈二；14-O型圈及挡圈三；15-轴孔通用密封一；16-轴孔通用密封二；17-防尘圈；18-可调节缓冲装置；18.1-阀芯；18.2-阀座；18.3-弹簧；18.4-O型圈一；18.5-阀体；18.6-O型圈二；18.7-锁紧螺母；19-排气螺塞；20-有杆腔油口；21-无杆腔油口21；22-无杆腔；23-有杆腔。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9所示，在本发明的一个具体实施例中

实施例1，一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸,其结构包括由运动机构和固定机构，其中运动机构包括活塞杆1一端与外接设备螺纹连接，另一端通过阶梯轴和螺纹的设计与缓冲环6、运动活塞7和缓冲螺母9依次连接，固定机构包括缸筒5的一端与后端盖8安装在一起，另一端与前端盖4安装在一起，前端盖4的另一端安装有导向套3，导向套3一端安装设置有压盖2，压盖2上设计有螺纹孔，拉杆10穿过后端盖8、前端盖4上设计的螺栓孔后一端拧紧在压盖2的螺纹孔上，另一端通过螺母拧紧，将压盖2、导向套3、前端盖4、缸筒5、后端盖8固定在一起，组成了液压缸的固定部分。

具体实施过程中，为防止液压油外部泄露，后端盖与活塞杆之间配合面安装了O型圈及挡圈一12，缓冲环6、运动活塞7与活塞杆1连接的阶梯轴小直径之间分别安装设置了O型圈及挡圈二13；前端盖4与活塞杆之间配合面安装了O型圈及挡圈三14。

具体实施过程中，前端盖4和后端盖8的插装孔内分别通过螺纹连接安装有自泄压安全阀11，插装孔与端盖间隙配合，通过自泄压安全阀11自带的密封件密封，防止液压油的内泄与外泄。

具体实施过程中，运动活塞7为HT耐磨材料与缸筒5间隙配合之间设置安装有适合高速运动的轴孔通用密封一15。

具体实施过程中，导向套3为HT耐磨材料与活塞杆1间隙配合之间设置了适合高速运动的轴孔通用密封二16。

具体实施过程中，活塞杆1与压盖2间隙处为防止外部异物通过活塞杆1运动带入缸体，安装设置了防尘圈17。

具体实施过程中，前端盖4和后端盖8上通过螺纹连接安装有排气螺塞19；为防止液压油外泄，配套有密封，排气螺塞19设置在油缸上部，在液压油缸刚开始使用时，将排气螺塞松开，将液压油缸中的气体排出。

具体实施过程中，前端盖4和后端盖8的插装孔内通过螺纹连接与前后端盖间隙配合安装有可调节缓冲装置18，可调节缓冲装置18结构依次包括有阀芯18.1、阀座18.2、弹簧18.3、O型圈一18.4、阀体18.5、O型圈二18.6、螺母18.7组成，阀座18.2通过弹簧18.3压紧在前端盖4和后端盖8的插装孔内，阀芯18.1上设计有V型节流槽，阀芯18.1与18.2阀座的相对位置通过锁紧螺母18.7可调整实现节流口开度的大小；通过O型圈一18.4和O型圈二18.6进行密封，防止液压油的外泄。

实施例2：一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸,活塞杆1一端设计有螺纹与外接设备进行连接，一端设计有阶梯轴和螺纹用于安装缓冲环6、运动活塞7与缓冲螺母9。缓冲环6与运动活塞7通过间隙配合依次安装在活塞杆1的阶梯轴小直径端，一侧通过阶梯轴轴肩进行定位，另一侧通过缓冲螺母9的螺纹与活塞杆1的阶梯轴小直径端的螺纹进行连接。为防止工作过程中缓冲环6与运动活塞7两侧的液压油渗漏，在缓冲环6、运动活塞7与活塞杆1的阶梯轴小直径端设置了O型圈及挡圈13。以上零部件构成了液压油缸的运动部分。缸筒5的一端通过间隙配合与后端盖8安装在一起，另一端通过间隙配合与前端盖4安装在一起，前端盖的另一端通过间隙配合安装了HT材料的导向套3，为防止液压油外部泄露，配合面安装了O型圈及挡圈12、14。压盖2上设计有螺纹孔，拉杆10穿过后端盖8、前端盖4上设计的螺栓孔后一端拧紧在压盖2的螺纹孔上，另一端通过螺母拧紧，将压盖2、导向套3、前端盖4、缸筒5、后端盖8固定在一起，组成了液压缸的不动部分。排气螺塞19通过螺纹连接安装在前后端盖上，为防止液压油外泄，配套有密封，螺塞设置在油缸上部，在液压油缸刚开始使用时，将排气螺塞松开，将液压油缸中的气体排出。自泄压安全阀11通过螺纹连接安装在前后端盖的插装孔内，与端盖间隙配合，通过安全阀自带的密封件密封，防止液压油的内泄与外泄。可调节缓冲装置18有阀芯18.1、阀座18.2、弹簧18.3、O型圈18.4、阀体18.5、O型圈18.6、螺母18.7组成，阀座18.2通过弹簧18.3压紧在端盖的插装孔内，具体结构见图2。阀芯18.1上设计有V型节流槽，松开锁紧螺母18.7，调节阀芯，可以调整阀芯与阀座的相对位置，实现节流口开度大小的调整。缓冲装置18通过螺纹连接安装在前后端盖的插装孔内，与端盖间隙配合，通过O型圈18.4、O型圈18.6进行密封，防止液压油的外泄。

运动活塞7为HT耐磨材料，与缸筒5间隙配合，运动过程中，间隙内形成油膜，起到润滑作用，为防止工作过程中，活塞两侧的液压油相互渗漏，在运动活塞7与缸筒5之间设置了适合高速运动的轴孔通用密封15。导向套3为HT耐磨材料，与活塞杆1间隙配合，运动过程中，间隙内形成油膜，起到润滑作用，为防止工作过程中液压油外渗漏，设置了适合高速运动的轴孔通用密封16；为防止外部异物通过活塞杆运动带入缸体，设置了防尘圈17。

具体实施过程中，结合可调节缓冲装置18及自泄压安全阀11在液压油缸运动中的应用，对本发明做进一步的说明：

当液压油缸有杆腔油口20进油，无杆腔油口21回油时，液压油缸缩回，当缓冲螺母运动进入缓冲区时（如图4和图5所示），缓冲螺母上的均布的四个V型槽（如图6所示）对激增的缓冲力有一定的容纳吸收作用，可以使得液压油缸平稳的进入缓冲区。随着缓冲的进一步进行，无杆腔22的压力持续增高，无杆腔的液压油通过可调节缓冲装置18的节流口，直接回到低压侧的无杆腔油口（如图7所示），这样通过缓冲装置的调节，可以保持一个恒定的缓冲力。对于不同规格和工作场合，在工作调试阶段，可以通过调节阀芯V型槽与阀座的相对位置来调整开度，标定一个适合工况的缓冲节流状态。如果外部负载突然增大或者外部机械机构有卡阻现象时，无杆腔的压力瞬时升高，达到自泄压安全阀11设定压力时，安全阀开启，高压油通过开启的安全阀流回到低压侧无杆腔油口（如图8所示），保证液压油缸和外部机械部件不受损伤。液压油缸伸出运动时，亦是如此。

当液压油缸在完全缩回状态，液压油缸无杆腔22油口进油，有杆腔23油口回油时，液压油缸伸出时，油缸启动面积较小，启动压力会变大。这时液压油克服弹簧18.3的弹簧力，阀座与端盖孔道脱离（如图9所示），压力油通过孔道直接作用到活塞上，增大了作用面积，降低了液压缸启动压力。液压油缸缩回运动时，亦是如此。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸,其特征在于，其结构包括由运动机构和固定机构，其中运动机构包括活塞杆一端与外接设备螺纹连接，另一端通过阶梯轴和螺纹的设计与缓冲环、运动活塞和缓冲螺母依次连接，固定机构包括缸筒的一端与后端盖安装在一起，另一端与前端盖安装在一起，前端盖的另一端安装有导向套，导向套一端安装设置有压盖，压盖上设计有螺纹孔，拉杆穿过后端盖、前端盖上设计的螺栓孔后一端拧紧在压盖的螺纹孔上，另一端通过螺母拧紧，将压盖、导向套、前端盖、缸筒、后端盖固定在一起，组成了液压缸的固定部分。

2.根据权利要求1所述的一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸,其特征在于，后端盖与活塞杆之间配合面安装了O型圈及挡圈一，缓冲环、运动活塞与活塞杆连接的阶梯轴小直径之间分别安装设置了O型圈及挡圈二；前端盖与活塞杆之间配合面安装了O型圈及挡圈三。

3.根据权利要求1所述的一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸,其特征在于，前端盖和后端盖的插装孔内分别通过螺纹连接安装有自泄压安全阀，插装孔与端盖间隙配合，通过自泄压安全阀自带的密封件密封，防止液压油的内泄与外泄。

4.根据权利要求1所述的一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸,其特征在于，运动活塞为HT耐磨材料与缸筒间隙配合之间设置安装有适合高速运动的轴孔通用密封一。

5.根据权利要求1所述的一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸,其特征在于，导向套为HT耐磨材料与活塞杆间隙配合之间设置了适合高速运动的轴孔通用密封二。

6.根据权利要求1所述的一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸,其特征在于，活塞杆与压盖间隙处为防止外部异物通过活塞杆运动带入缸体，安装设置了防尘圈。

7.根据权利要求1所述的一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸,其特征在于，前端盖和后端盖上通过螺纹连接安装有排气螺塞；为防止液压油外泄，配套有密封，排气螺塞设置在油缸上部，在液压油缸刚开始使用时，将排气螺塞松开，将液压油缸中的气体排出。

8.根据权利要求1所述的一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸,其特征在于，前端盖和后端盖的插装孔内通过螺纹连接与前后端盖间隙配合安装有可调节缓冲装置。

9.根据权利要求8所述的一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸,其特征在于，可调节缓冲装置结构依次包括有阀芯、阀座、弹簧、O型圈一、阀体、O型圈二、锁紧螺母组成。

10.根据权利要求9所述的一种带可调节缓冲功能的自泄压液压油缸,其特征在于，阀座通过弹簧压紧在前端盖和后端盖的插装孔内，阀芯上设计有V型节流槽，阀芯与阀座的相对位置通过松开螺母可调整实现节流口开度的大小；通过O型圈一和O型圈二进行密封，防止液压油的外泄。

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