CN111577701B - 一种行程始端缓冲的液压作动筒 - Google Patents

一种行程始端缓冲的液压作动筒 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种行程始端缓冲的液压作动筒,涉及流体传动技术领域。本发明通过构建的新型内部缓冲结构实现了液压作动筒在工作行程初始端的缓冲功能,能够解决传统内部缓冲结构难以实现作动筒初始端缓冲的问题;与作动筒外部缓冲方式相比,具有结构简单、安装维护方便、使用成本低等优点。

Description

一种行程始端缓冲的液压作动筒
技术领域
本发明涉及流体传动技术领域,涉及液压系统中往复直线运动的执行元件,具体涉及一种行程始端缓冲的液压作动筒。
背景技术
液压作动筒是液压系统中重要的往复运动类执行元件,其作动性能对系统具有重要影响。当液压作动筒的运动速度较快或负载惯量较大时,容易在作动筒工作行程的初始端或末端产生冲击。其中,在工作行程初始端的冲击主要通过作动筒活塞杆作用于负载,导致负载瞬间受到一个较大的冲击载荷,从而产生振动和噪声,甚至运动失稳。在工作行程末端的冲击,主要是因作动筒的活塞刚性撞击筒底而产生,再通过筒壁传递至外负载,产生较大的冲击振动和噪声,进而影响运动件的工作稳定性,严重时会导致紧固件松动,损坏液压作动筒及相关设备,缩短其使用寿命。
目前,液压作动筒多采用阶梯圆柱、圆锥台阶和短笛孔等结构型式通过油液动态可变节流来实现缓冲,属于内部缓冲方式,即在缓冲行程中,将排油腔的一部分油液封闭或阻隔,使液体只能从节流缝隙中挤出,使排油口液体产生适当的反压力,阻碍活塞的运动。然而,上述缓冲结构型式多设置在作动筒行程的末端,目的是解决作动筒行程末端的缓冲、冲击振动问题,但很难解决液压作动筒工作行程初始端的缓冲问题。所以针对液压作动筒工作行程初始端的缓冲问题,目前多是通过外部缓冲的方式,即在液压系统中增设节流阀、溢流阀或蓄能器等元器件来实现缓冲。上述外部缓冲方式虽然灵活可调,但会占据较大的安装空间,使液压系统结构更加复杂,提高了液压系统使用和维护的成本。因此,构建新型的内部缓冲型式,以实现作动筒在工作行程初始端的缓冲功能,对于弥补现有液压作动筒的缓冲缺陷、简化液压系统结构、降低系统装机成本等都具有重要意义。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是:设计一种行程始端缓冲的液压作动筒,通过构建新型内部缓冲结构实现液压作动筒在工作行程初始端的缓冲功能,一方面解决传统内部缓冲结构难以实现作动筒初始端缓冲的问题;另一方面使其与作动筒外部缓冲方式相比,具有结构简单、使用维护成本低等优点。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种行程始端缓冲的液压作动筒,包括筒体1、筒底2、活塞4、缓冲活塞7、导向套9、静密封10、锁紧套11、防尘圈13、活塞杆14、锁紧螺母15和杆头16;
其中,所述筒体1的两端分别设有第一油口a和第二油口b,筒体1中靠近第一油口a的一侧安装筒底2,筒体1中靠近第二油口b的一侧由内向外依次安装导向套9和锁紧套11;活塞4位于筒体1内部,活塞4的外缘为圆柱状结构,活塞4的内部为盲孔状结构,活塞4的底面与筒体1内壁面、筒底2端面形成无杆腔c,活塞4的顶面即盲孔开口端面与筒体1内壁面、导向套9端面形成有杆腔d;缓冲活塞7的外缘为圆柱状结构,缓冲活塞7的内部为阶梯孔状结构,缓冲活塞7的阶梯孔直径较大的一端伸入活塞4的内部,并与活塞4的内壁面连接紧固;活塞杆14为阶梯轴结构,其中直径较大的部分位于缓冲活塞7的内部并沿轴向开有数个阻尼通孔g,活塞杆14直径较大一端的底面与缓冲活塞7内壁面、活塞4盲孔底面形成无杆缓冲腔e,活塞杆14阶梯轴的轴肩与缓冲活塞7内壁面形成有杆缓冲腔f,活塞杆14直径较小的一端依次穿过缓冲活塞7的内孔、导向套9的内孔和锁紧套11的内孔从筒体1的端面伸出,并与杆头16通过螺纹连接,并且通过锁紧螺母15连接紧固;
所述的行程始端缓冲的液压作动筒中,活塞杆14直径较小部分的外缘与缓冲活塞7内孔之间为隙配合,由此形成环形阻尼缝隙h;
所述的行程始端缓冲的液压作动筒中,第一油口a与无杆腔c相互沟通,第二油口b与有杆腔d相互沟通,有杆腔d与有杆缓冲腔f通过环形阻尼缝隙h连通,有杆缓冲腔f与无杆缓冲腔e通过阻尼通孔g连通。
优选地,所述导向套9的一端外缘伸入筒体1内部并通过静密封10与筒体1内壁面密封,导向套9的另一端的端面由锁紧套11压紧,锁紧套11再通过螺纹与筒体1连接紧固。
优选地,所述活塞4外缘与筒体1内壁面通过第一支撑环5、第一动密封6分别实现支撑与动密封。
优选地,所述活塞杆14外缘与导向套9的内孔通过第二支撑环8、第二动密封12、防尘圈13分别实现支撑、动密封,所述活塞杆14外缘与导向套9的内孔之间还设有防尘圈13。
优选地,所述筒体1与筒底2之间通过焊接或螺纹连接方式实现连接紧固,并安装密封装置。
优选地,所述缓冲活塞7与活塞4之间通过螺纹连接或焊接实现连接紧固。
优选地,所述阻尼通孔g的数量为2-4个。
优选地,所述筒底2内部安装第一轴承3。
优选地,所述杆头16内部安装第二轴承17。
本发明还提供了一种液压系统,包括所述的行程始端缓冲的液压作动筒。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明所具有的有益效果是:
(1)构建出作动筒新型内部缓冲结构,通过嵌套式活塞、细长阻尼孔口和环形阻尼缝隙的有机配合,巧妙地将无杆腔内部油液引入缓冲活塞内部,使活塞与活塞杆产生相对运动和可变阻尼,实现了液压作动筒在工作行程初始端的缓冲功能,能够解决传统内部缓冲结构难以实现作动筒初始端缓冲的问题;
(2)与作动筒外部缓冲方式相比,具有结构简单、安装维护方便、使用成本低等优点。
附图说明
图1是本发明的液压作动筒主要结构示意图;
图2是本发明中活塞杆伸出始端起缓冲作用时的结构示意图;
图3是本发明中活塞杆伸出过程中缓冲到位后的结构示意图;
图4是本发明中活塞杆伸出到位后的结构示意图;
图5是本发明中活塞杆缩回始端起缓冲作用时的结构示意图;
图6是本发明中活塞杆缩回过程中缓冲到位后的结构示意图。
其中:1-筒体,2-筒底,3-第一轴承,4-活塞,5-第一支撑环,6-第一动密封,7-缓冲活塞,8-第二支撑环,9-导向套,10-静密封,11-锁紧套,12-第二动密封,13-防尘圈,14-活塞杆,15-锁紧螺母,16-杆头,17-第二轴承,a-第一油口,b-第二油口,c-无杆腔,d-有杆腔,e-无杆缓冲腔,f-有杆缓冲腔,g-阻尼通孔,h-环形阻尼缝隙。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明涉及液压系统中往复直线运动的执行元件,尤其涉及一种能够在工作行程初始端实现缓冲功能的液压作动筒,即一种行程始端缓冲的液压作动筒。
如图1至图6所示,该液压作动筒主要包括筒体1、筒底2、活塞4、缓冲活塞7、导向套9、静密封10、锁紧套11、防尘圈13、活塞杆14、锁紧螺母15、杆头16以及不同规格的轴承、支撑环和动密封等,其中筒体1的两端分别设有第一油口a和第二油口b,筒体1中靠近第一油口a的一侧安装筒底2,筒体1中靠近第二油口b的一侧由内向外依次安装导向套9和锁紧套11;活塞4位于筒体1内部,活塞4的外缘为圆柱状结构,活塞4的内部为盲孔状结构,活塞4的底面与筒体1内壁面、筒底2端面形成无杆腔c,活塞4的顶面即盲孔开口端面与筒体1内壁面、导向套9端面形成有杆腔d;缓冲活塞7的外缘为圆柱状结构,缓冲活塞7的内部为阶梯孔状结构,缓冲活塞7的阶梯孔直径较大的一端伸入活塞4的内部,并与活塞4的内壁面通过螺纹连接紧固;活塞杆14为阶梯轴结构,其中直径较大的部分位于缓冲活塞7的内部并沿轴向开有数个阻尼通孔g,活塞杆14直径较大一端的底面与缓冲活塞7内壁面、活塞4盲孔底面形成无杆缓冲腔e,活塞杆14阶梯轴的轴肩与缓冲活塞7内壁面形成有杆缓冲腔f,活塞杆14直径较小的一端依次穿过缓冲活塞7的内孔、导向套9的内孔和锁紧套11的内孔从筒体1的端面伸出,并与杆头16通过螺纹连接,并且通过锁紧螺母15连接紧固;
所述的行程始端缓冲的液压作动筒中,活塞杆14直径较小部分的外缘与缓冲活塞7内孔之间为隙配合,由此形成环形阻尼缝隙h;
所述的行程始端缓冲的液压作动筒中,第一油口a与无杆腔c相互沟通,第二油口b与有杆腔d相互沟通,有杆腔d与有杆缓冲腔f通过环形阻尼缝隙h连通,有杆缓冲腔f与无杆缓冲腔e通过阻尼通孔g连通;
所述的行程始端缓冲的液压作动筒中,导向套9的一端外缘伸入筒体1内部并通过静密封10与筒体1内壁面密封,导向套9的另一端的端面由锁紧套11压紧,锁紧套11再通过螺纹与筒体1连接紧固;
所述的行程始端缓冲的液压作动筒中,活塞4外缘与筒体1内壁面通过第一支撑环5、第一动密封6分别实现支撑与动密封;
所述的行程始端缓冲的液压作动筒中,活塞杆14外缘与导向套9的内孔通过第二支撑环8、第二动密封12、防尘圈13分别实现支撑、动密封和防止外部异物侵入;
所述的行程始端缓冲的液压作动筒中,筒体1与筒底2之间除焊接外,也可通过螺纹连接紧固并安装密封装置;
所述的行程始端缓冲的液压作动筒中,缓冲活塞7与活塞4之间除螺纹连接外,也可通过焊接紧固;
所述的行程始端缓冲的液压作动筒中,阻尼通孔g的数量为2-4个;
所述的行程始端缓冲的液压作动筒中,筒底2内部安装第一轴承3,杆头16内部安装第二轴承17;
该行程始端缓冲的液压作动筒工作时的缓冲过程如下:
如图1所示,当作动筒处于缩回状态时,活塞杆14相对于筒体1处于缩回状态,活塞杆14相对于缓冲活塞7处于伸出状态,即活塞4的底面靠近筒底2内端面或者两者直接接触,活塞杆14的轴肩端面靠近缓冲活塞7的阶梯孔的台阶端面或者两者直接接触;
如图2所示,当作动筒开始伸出时,高压油液从第一油口a进入无杆腔c,进而推动活塞4、缓冲活塞7和活塞杆14一并向外伸出,由于外部负载通过杆头16反推活塞杆14,在外部负载和高压油的共同作用下,无杆缓冲腔e内部的高压油被挤压并通过阻尼通孔g进入有杆缓冲腔f,再由有杆缓冲腔f通过环形阻尼缝隙h被挤入有杆腔d,并与有杆腔d内部的油液一起通过第二油口b流出,高压油液依次通过阻尼通孔g、环形阻尼缝隙h从无杆缓冲腔e先流入有杆缓冲腔f再流入有杆腔d的过程中,活塞杆14相对于缓冲活塞7作缩回运动,起缓冲作用;
如图3所示,当作动筒伸出一段距离后,无杆缓冲腔e内部的高压油全部被挤出,活塞杆14的底面与活塞4的内孔的端面接触,缓冲过程停止;作动筒继续伸出,直到缓冲活塞7与导向套9接触时,作动筒实现伸出到位,如图4所示。
如图4所示,当作动筒处于伸出状态时,活塞杆14相对于筒体1处于伸出状态,活塞杆14相对于缓冲活塞7处于缩回状态,即缓冲活塞7靠近导向套9或者两者直接接触,活塞杆14的底面靠近活塞4内孔的端面或者两者直接接触;
如图5所示,当作动筒开始缩回时,高压油液从第二油口b进入有杆腔d,进而推动活塞4、缓冲活塞7和活塞杆14一并作缩回运动,由于外部负载通过杆头16拉拽活塞杆14,在外部负载和高压油的共同作用下,有杆缓冲腔f内部的高压油被挤压,一部分通过阻尼通孔g进入无杆缓冲腔e,另一部分通过环形阻尼缝隙h进入有杆腔d,并与有杆腔d内部的油液一起推动作动筒缩回,高压油液通过阻尼通孔g由有杆缓冲腔f流入无杆缓冲腔e以及通过环形阻尼缝隙h由有杆缓冲腔f流入有杆腔d过程中,活塞杆14相对于缓冲活塞7作外伸运动,起缓冲作用;
如图6所示,当作动筒缩回一段距离后,有杆缓冲腔f内部的高压油全部被挤入无杆缓冲腔e和有杆腔d,活塞杆14的轴肩端面靠近缓冲活塞7的阶梯孔的台阶端面或者两端面直接接触,从此停止缓冲;作动筒继续缩回,直到活塞4的底面与筒底2内端面接触,作动筒实现缩回到位,如图1所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种行程始端缓冲的液压作动筒,其特征在于,包括筒体(1)、筒底(2)、活塞(4)、缓冲活塞(7)、导向套(9)、静密封(10)、锁紧套(11)、防尘圈(13)、活塞杆(14)、锁紧螺母(15)和杆头(16);
其中,所述筒体(1)的两端分别设有第一油口(a)和第二油口(b),筒体(1)中靠近第一油口(a)的一侧安装筒底(2),筒体(1)中靠近第二油口(b)的一侧由内向外依次安装导向套(9)和锁紧套(11);活塞(4)位于筒体(1)内部,活塞(4)的外缘为圆柱状结构,活塞(4)的内部为盲孔状结构,活塞(4)的底面与筒体(1)内壁面、筒底(2)端面形成无杆腔(c),活塞(4)的顶面即盲孔开口端面与筒体(1)内壁面、导向套(9)端面形成有杆腔(d);缓冲活塞(7)的外缘为圆柱状结构,缓冲活塞(7)的内部为阶梯孔状结构,缓冲活塞(7)的阶梯孔直径较大的一端伸入活塞(4)的内部,并与活塞(4)的内壁面连接紧固;活塞杆(14)为阶梯轴结构,其中直径较大的部分位于缓冲活塞(7)的内部并沿轴向开有数个阻尼通孔(g),活塞杆(14)直径较大一端的底面与缓冲活塞(7)内壁面、活塞(4)盲孔底面形成无杆缓冲腔(e),活塞杆(14)阶梯轴的轴肩与缓冲活塞(7)内壁面形成有杆缓冲腔(f),活塞杆(14)直径较小的一端依次穿过缓冲活塞(7)的内孔、导向套(9)的内孔和锁紧套(11)的内孔从筒体(1)的端面伸出,并与杆头(16)通过螺纹连接,并且通过锁紧螺母(15)连接紧固;
所述的行程始端缓冲的液压作动筒中,活塞杆(14)直径较小部分的外缘与缓冲活塞(7)内孔之间为间隙配合,由此形成环形阻尼缝隙(h);
所述的行程始端缓冲的液压作动筒中,第一油口(a)与无杆腔(c)相互沟通,第二油口(b)与有杆腔(d)相互沟通,有杆腔(d)与有杆缓冲腔(f)通过环形阻尼缝隙(h)连通,有杆缓冲腔(f)与无杆缓冲腔(e)通过阻尼通孔(g)连通。
2.如权利要求1所述的行程始端缓冲的液压作动筒,其特征在于,所述导向套(9)的一端外缘伸入筒体(1)内部并通过静密封(10)与筒体(1)内壁面密封,导向套(9)的另一端的端面由锁紧套(11)压紧,锁紧套(11)再通过螺纹与筒体(1)连接紧固。
3.如权利要求1所述的行程始端缓冲的液压作动筒,其特征在于,所述活塞(4)外缘与筒体(1)内壁面通过第一支撑环(5)、第一动密封(6)分别实现支撑与动密封。
4.如权利要求1所述的行程始端缓冲的液压作动筒,其特征在于,所述筒体(1)与筒底(2)之间通过焊接或螺纹连接方式实现连接紧固,并安装密封装置。
5.如权利要求1所述的行程始端缓冲的液压作动筒,其特征在于,所述缓冲活塞(7)与活塞(4)之间通过螺纹连接或焊接实现连接紧固。
6.如权利要求1所述的行程始端缓冲的液压作动筒,其特征在于,所述阻尼通孔(g)的数量为2-4个。
7.如权利要求1所述的行程始端缓冲的液压作动筒,其特征在于,所述筒底(2)内部安装第一轴承(3)。
8.如权利要求1至7中任一项所述的行程始端缓冲的液压作动筒,其特征在于,所述杆头(16)内部安装第二轴承(17)。
9.一种液压系统,其特征在于,包括如权利要求1至8中任一项所述的行程始端缓冲的液压作动筒。
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GR01 Patent grant
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