CN111660032A - 一种减少焊接变形的液压缸缸筒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种减少焊接变形的液压缸缸筒，包括缸筒本体和吸风管，所述缸筒本体内腔底部的左侧连通有进油油口，所述缸筒本体内腔底部的右侧连通有出油油口，所述缸筒本体的两端、进油油口以及出油油口的内腔均设置有焊接结构。本发明通过坡口和钝边的配合，分别将缸盖、缸底和缸筒本体进行去应力焊接，扩大焊缝的有效截面，增加缸筒本体疲劳载荷的承受能力，通过熔深凹槽、阶梯孔、连接头和膨胀密封胶的配合，可采用过盈配合，在缸筒本体焊接过程中，可保证焊缝根部的熔合和深度，规避焊点缺陷，从而大大降低缸筒本体焊接应力，消除缸盖、缸底、进油油口以及出油油口与缸筒本体之间的裂缝气孔变形风险和应力变形风险。

Description

一种减少焊接变形的液压缸缸筒

技术领域

本发明涉及液压缸领域，尤其涉及一种减少焊接变形的液压缸缸筒。

背景技术

液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件，它结构简单、工作可靠，用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸生产过程中，缸筒为液压缸必不可少的重要部件，装配人员组装液压缸前，需要对液压缸缸筒进行焊接作业，然而现有的液压缸缸筒在焊接过程中，可能会因操作而导致缸筒发生变形，为了应对缸筒变形情况，一般会选择增加缸筒的厚度，无形中增加了缸筒的材质成本，且不可采用过盈配合对缸筒上的进出油口、缸盖以及缸底进行去应力焊接，易出现焊点为熔透的情况；同时缸筒焊接的通风量以及表壁的清洁度对其焊接质量也会造成很大影响，若是环境温度温差过大，易造成缸筒受到较大应力作用而导致变形，缸筒表面易附着残留物颗粒，若是对未清理干净的缸筒焊接作业时，残留物颗粒会形成气孔核心和焊接不均匀核心，导致缸筒缝隙处存在气孔，在高压油液的压力下，易出现缸筒变形和焊缝漏油的情况。

因此，有必要提供一种减少焊接变形的液压缸缸筒解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种减少焊接变形的液压缸缸筒，解决了现有液压缸缸筒在焊接过程中，不可采用过盈配合对缸筒上的进出油口、缸盖以及缸底进行去应力焊接，不可对通风量进行大小调节以及缸筒表壁清洁度较差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的减少焊接变形的液压缸缸筒，包括：缸筒本体和吸风管，所述缸筒本体内腔底部的左侧连通有进油油口，所述缸筒本体内腔底部的右侧连通有出油油口，所述缸筒本体的两端、进油油口以及出油油口的内腔均设置有焊接结构，所述吸风管靠近缸筒本体的一端设置有通风温控机构，所述缸筒本体的表壁套设有清理机构。

优选的，所述焊接结构包括坡口、钝边、熔深凹槽、阶梯孔、连接头和膨胀密封胶，所述缸筒本体的两侧均环形开设有坡口，所述坡口内腔的中心处一体加工有钝边，所述进油油口和出油油口靠近缸筒本体一端的表壁均环形开设有熔深凹槽，所述缸筒本体底部的两侧均开设有阶梯孔，所述进油油口和出油油口靠近缸筒本体的一端均一体加工有与阶梯孔配合使用的连接头，所述阶梯孔和连接头相向的一端涂设有膨胀密封胶。

优选的，所述通风温控机构包括气泵、无线收发器、微型控制器、漏斗管、喷嘴、固定座和温湿度传感器，所述吸风管靠近缸筒本体的一端连通有气泵，所述气泵背面的顶部嵌设有无线收发器，所述气泵背面的底部栓接有微型控制器，所述气泵的出气口连通有漏斗管，所述漏斗管远离气泵底部的四周均连通有喷嘴，所述漏斗管的两侧均栓接有固定座，所述固定座靠近缸筒本体的一侧嵌设有温湿度传感器。

优选的，所述清理机构包括清理架、手持柄、磨砂垫和研磨垫，所述缸筒本体的表壁环形套设有清理架，所述清理架的横截面积略大于缸筒本体的横截面积，所述清理架表壁的四周均栓接有手持柄，所述清理架的内腔从左至右依次栓接有磨砂垫和研磨垫，所述磨砂垫和研磨垫的横截面积相同。

优选的，所述阶梯孔和连接头的横截面积相同，所述阶梯孔的内腔开设有内螺纹，所述连接头的表面一体成型有与内螺纹螺纹配合的外螺牙，所述阶梯孔和连接头之间为过盈配合，且过盈量范围介于0.01mm-0.03mm之间。

优选的，所述喷嘴的数量至少为12个，所述喷嘴沿漏斗管的中心处呈横向阵列状结构分布，所述喷嘴的孔径范围介于0.5-2cm，所述漏斗管的内腔连通有电动蝶阀。

优选的，所述手持柄的数量为三个，所述手持柄沿清理架内腔的中心处呈圆周状结构分布，所述手持柄之间的夹角为120°。

优选的，所述坡口的开合角度为35°，所述钝边的形状设置为等腰梯形，所述钝边的头部宽度为4mm，钝边的根部宽度为6mm，所述熔深凹槽的深度范围介于2mm-3mm。

优选的，所述清理架正面的中心处开设有与进油油口和出油油口配合使用的豁口，所述豁口相向的一端开设有防护倒角，所述手持柄的表面套设有防滑套，且防滑套的表面一体加工有防滑麻纹。

优选的，所述缸筒本体的壁厚为19mm、所述缸筒本体的材质为20#钢，所述缸筒本体表壁的不圆度小于0.005，所述缸筒本体的左侧一体加工有加强凸筋。

与相关技术相比较，本发明提供的减少焊接变形的液压缸缸筒具有如下有益效果：

1、本发明通过坡口和钝边的配合，分别将缸盖、缸底和缸筒本体进行去应力焊接，扩大焊缝的有效截面，增加缸筒本体疲劳载荷的承受能力，通过熔深凹槽、阶梯孔、连接头和膨胀密封胶的配合，可采用过盈配合，在缸筒本体焊接过程中，可保证焊缝根部的熔合和深度，规避焊点缺陷，从而大大降低缸筒本体焊接应力，消除缸盖、缸底、进油油口以及出油油口与缸筒本体之间的裂缝气孔变形风险和应力变形风险，通过气泵、无线收发器、微型控制器、漏斗管和喷嘴的配合，可对缸筒本体焊接过程中保持最佳通风量，防止缸筒本体受热发生应力变形，通过固定座和温湿度传感器的配合，可对缸筒本体焊接的温度环境进行实时感应，使缸筒本体保持在的最佳温度状态，通过清理架、手持柄、磨砂垫和研磨垫的配合，可对缸筒本体表面的附着残留物进行往复摩擦清理，避免残留物颗粒进入焊缝内形成气孔核心和焊接不均匀核心，防止缸筒本体缝隙处存在气孔，在高压油液的压力下，出现缸筒变形和焊缝漏油的情况。

2、本发明通过内螺纹和外螺牙的配合，可预先将阶梯孔和连接头进行螺纹紧固，缩小阶梯孔和连接头之间的缝隙，通过阶梯孔和连接头之间为过盈配合且过盈量范围介于0.01mm-0.03mm之间，进一步增强阶梯孔和连接头之间的焊接效果，有效去除阶梯孔和连接头之间产生的焊接应力，通过喷嘴沿漏斗管的中心处呈横向阵列状结构分布，可对缸筒本体表面进行均匀通风处理，保证缸筒本体受风面与风力之间的接触充分度，通过电动蝶阀，可对漏斗管内部流经的风力流量大小进行电动调节，进一步增强漏斗管出风量的精准度，通过手持柄沿清理架内腔的中心处呈圆周状结构分布，便于使用者在三个方位进行拿持手持柄，从而增强清理架在缸筒本体1表面的往复移动平稳性，通过钝边的头部宽度为4mm和根部宽度为6mm，优化坡口结构，保证钝边被完全熔透，降低因钝边残留而形成的油缸焊缝，通过豁口，提高清理架的通过性，避免清理架与进油油口和出油油口之间发生移动干涉，通过防滑套和防滑麻纹，增大使用者手部和手持柄之间的摩擦系数，防止使用者手部和手持柄之间出现滑脱，通过缸筒本体的材质为20#钢以及表壁的不圆度小于0.005，增强缸筒本体的材质硬度，同时也提高缸筒本体的不圆度，预先防止缸筒本体自身出现变形风险，通过加强凸筋，进一步增强缸筒本体的整体强度，加强缸筒本体的抗应力强度。

附图说明

图1为本发明提供的减少焊接变形的液压缸缸筒的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示减少焊接变形的液压缸缸筒的结构主视图；

图3为图1所示缸筒本体的结构主视图；

图4为图1所示清理架的结构主视图；

图5为图1所示缸筒本体的结构局部剖视图；

图6为图1所示缸筒本体的结构剖视图；

图7为图1所示进油油口和连接头的结构主视图；

图8为图1所示结构中A处的结构放大图；

图9为图7所示结构中B处的结构放大图。

图中标号：1、缸筒本体；2、吸风管；3、进油油口；4、出油油口；5、焊接结构；51、坡口；52、钝边；53、熔深凹槽；54、阶梯孔；55、连接头；56、膨胀密封胶；6、通风温控机构；61、气泵；62、无线收发器；63、微型控制器；64、漏斗管；65、喷嘴；66、固定座；67、温湿度传感器；7、清理机构；71、清理架；72、手持柄；73、磨砂垫；74、研磨垫；8、加强凸筋；9、电动蝶阀；10、豁口。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

参阅图1至 9，本发明的一种减少焊接变形的液压缸缸筒，包括缸筒本体1和吸风管2，缸筒本体1内腔底部的左侧连通有进油油口3，缸筒本体1内腔底部的右侧连通有出油油口4，缸筒本体1的两端、进油油口3以及出油油口4的内腔均设置有焊接结构5，吸风管2靠近缸筒本体1的一端设置有通风温控机构6，缸筒本体1的表壁套设有清理机构7。

焊接结构5包括坡口51、钝边52、熔深凹槽53、阶梯孔54、连接头55和膨胀密封胶56，缸筒本体1的两侧均环形开设有坡口51，坡口51内腔的中心处一体加工有钝边52，进油油口3和出油油口4靠近缸筒本体1一端的表壁均环形开设有熔深凹槽53，缸筒本体1底部的两侧均开设有阶梯孔54，进油油口3和出油油口4靠近缸筒本体1的一端均一体加工有与阶梯孔54配合使用的连接头55，阶梯孔54和连接头55相向的一端涂设有膨胀密封胶56，可采用过盈配合，在缸筒本体1焊接过程中，可保证焊缝根部的熔合和深度，规避焊点缺陷，从而大大降低缸筒本体1焊接应力，消除缸盖、缸底、进油油口3以及出油油口4与缸筒本体1之间的裂缝气孔变形风险和应力变形风险。

通风温控机构6包括气泵61、无线收发器62、微型控制器63、漏斗管64、喷嘴65、固定座66和温湿度传感器67，吸风管2靠近缸筒本体1的一端连通有气泵61，气泵61背面的顶部嵌设有无线收发器62，气泵61背面的底部栓接有微型控制器63，气泵61的出气口连通有漏斗管64，漏斗管64远离气泵61底部的四周均连通有喷嘴65，可对缸筒本体1焊接过程中保持最佳通风量，防止缸筒本体1受热发生应力变形，漏斗管64的两侧均栓接有固定座66，固定座66靠近缸筒本体1的一侧嵌设有温湿度传感器67，可对缸筒本体1焊接的温度环境进行实时感应，使缸筒本体1保持在的最佳温度状态。

清理机构7包括清理架71、手持柄72、磨砂垫73和研磨垫74，缸筒本体1的表壁环形套设有清理架71，清理架71的横截面积略大于缸筒本体1的横截面积，清理架71表壁的四周均栓接有手持柄72，清理架71的内腔从左至右依次栓接有磨砂垫73和研磨垫74，磨砂垫73和研磨垫74的横截面积相同，可对缸筒本体1表面的附着残留物进行往复摩擦清理，避免残留物颗粒进入焊缝内形成气孔核心和焊接不均匀核心，防止缸筒本体1缝隙处存在气孔，在高压油液的压力下，出现缸筒变形和焊缝漏油的情况。

阶梯孔54和连接头55的横截面积相同，阶梯孔54的内腔开设有内螺纹，连接头55的表面一体成型有与内螺纹螺纹配合的外螺牙，可预先将阶梯孔54和连接头55进行螺纹紧固，缩小阶梯孔54和连接头55之间的缝隙，阶梯孔54和连接头55之间为过盈配合，且过盈量范围介于0.01mm-0.03mm之间，进一步增强阶梯孔54和连接头55之间的焊接效果，有效去除阶梯孔54和连接头55之间产生的焊接应力。

喷嘴65的数量至少为12个，喷嘴65沿漏斗管64的中心处呈横向阵列状结构分布，可对缸筒本体1表面进行均匀通风处理，保证缸筒本体1受风面与风力之间的接触充分度，喷嘴65的孔径范围介于0.5-2cm，漏斗管64的内腔连通有电动蝶阀9，对漏斗管64内部流经的风力流量大小进行电动调节，进一步增强漏斗管64出风量的精准度。

手持柄72的数量为三个，手持柄72沿清理架71内腔的中心处呈圆周状结构分布，手持柄72之间的夹角为120°，便于使用者在三个方位进行拿持手持柄72，从而增强清理架71在缸筒本体1表面的往复移动平稳性。

坡口51的开合角度为35°，钝边52的形状设置为等腰梯形，钝边52的头部宽度为4mm，钝边52的根部宽度为6mm，优化坡口51结构，保证钝边52被完全熔透，降低因钝边52残留而形成的油缸焊缝，熔深凹槽53的深度范围介于2mm-3mm。

清理架71正面的中心处开设有与进油油口3和出油油口4配合使用的豁口10，豁口10相向的一端开设有防护倒角，提高清理架71的通过性，避免清理架71与进油油口3和出油油口4之间发生移动干涉，手持柄72的表面套设有防滑套，且防滑套的表面一体加工有防滑麻纹，增大使用者手部和手持柄72之间的摩擦系数，防止使用者手部和手持柄72之间出现滑脱。

缸筒本体1的壁厚为19mm、缸筒本体1的材质为20#钢，缸筒本体1表壁的不圆度小于0.005，增强缸筒本体1的材质硬度，同时也提高缸筒本体1的不圆度，预先防止缸筒本体1自身出现变形风险，缸筒本体1的左侧一体加工有加强凸筋8，进一步增强缸筒本体1的整体强度，加强缸筒本体1的抗应力强度。

本发明提供的减少焊接变形的液压缸缸筒的工作原理如下：

对缸筒本体1焊接前和焊接过程中，预先将清理架71套在缸筒本体1表面，通过豁口10的通过性配合，接着握紧手持柄72带动清理架71在缸筒本体1表面往复旋转移动，从而清理架71同步带动内部的磨砂垫73和研磨垫74对缸筒本体1表面的残留物颗粒进行有效清理，同时无线收发器62向微型控制器63发送信号指令，则微型控制器63控制气泵61开启，则气泵61通过吸风管2将风力供入漏斗管64内，接着风力再由多个喷嘴65均匀喷向缸筒本体1表面四周，且电动蝶阀9对流经漏斗管64内的风力大小进行电动调节，同时固定座66上的温湿度传感器67对缸筒本体1焊接周边环境温度进行实时感应，使缸筒本体1在焊接过程中保持最佳通风量和最佳温度状态，接着使用者预先将进油油口3和出油油口4上的连接头55穿过阶梯孔54并由内往外套设，然后使用者再使用拉马分别对连接头55与阶梯孔54之间进行拉马紧固，且在连接头55和阶梯孔54接触位置渗入膨胀密封胶56，接着使用者以熔深凹槽53为基准，将进油油口3和出油油口4与缸筒本体1进行焊缝作业，同时也由于连接头55和阶梯孔54之间为过盈配合，从而增强进油油口3和出油油口4与缸筒本体1之间的去应力效果，然后使用者分别将缸盖和缸底放置在缸筒本体1的坡口51表面，接着使用者使用富氩焊方法对钝边52进行锁边焊缝，且富氩焊中氩和二氧化碳的成分比为4：1，保证缸盖和缸底与缸筒本体1之间的焊点熔透度，从而可最大程度的减少缸筒本体1出现焊接变形的情况。

与相关技术相比较，本发明提供的减少焊接变形的液压缸缸筒具有如下有益效果：

本发明通过坡口51和钝边52的配合，分别将缸盖、缸底和缸筒本体1进行去应力焊接，扩大焊缝的有效截面，增加缸筒本体1疲劳载荷的承受能力，通过熔深凹槽53、阶梯孔54、连接头55和膨胀密封胶56的配合，可采用过盈配合，在缸筒本体1焊接过程中，可保证焊缝根部的熔合和深度，规避焊点缺陷，从而大大降低缸筒本体1焊接应力，消除缸盖、缸底、进油油口3以及出油油口4与缸筒本体1之间的裂缝气孔变形风险和应力变形风险，通过气泵61、无线收发器62、微型控制器63、漏斗管64和喷嘴65的配合，可对缸筒本体1焊接过程中保持最佳通风量，防止缸筒本体1受热发生应力变形，通过固定座66和温湿度传感器67的配合，可对缸筒本体1焊接的温度环境进行实时感应，使缸筒本体1保持在的最佳温度状态，通过清理架71、手持柄72、磨砂垫73和研磨垫74的配合，可对缸筒本体1表面的附着残留物进行往复摩擦清理，避免残留物颗粒进入焊缝内形成气孔核心和焊接不均匀核心，防止缸筒本体1缝隙处存在气孔，在高压油液的压力下，出现缸筒变形和焊缝漏油的情况。

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及附图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。

Claims (10)

1.一种减少焊接变形的液压缸缸筒，其特征在于，包括：缸筒本体（1）和吸风管（2），所述缸筒本体（1）内腔底部的左侧连通有进油油口（3），所述缸筒本体（1）内腔底部的右侧连通有出油油口（4），所述缸筒本体（1）的两端、进油油口（3）以及出油油口（4）的内腔均设置有焊接结构（5），所述吸风管（2）靠近缸筒本体（1）的一端设置有通风温控机构（6），所述缸筒本体（1）的表壁套设有清理机构（7）。

2.根据权利要求1所述的减少焊接变形的液压缸缸筒，其特征在于，所述焊接结构（5）包括坡口（51）、钝边（52）、熔深凹槽（53）、阶梯孔（54）、连接头（55）和膨胀密封胶（56），所述缸筒本体（1）的两侧均环形开设有坡口（51），所述坡口（51）内腔的中心处一体加工有钝边（52），所述进油油口（3）和出油油口（4）靠近缸筒本体（1）一端的表壁均环形开设有熔深凹槽（53），所述缸筒本体（1）底部的两侧均开设有阶梯孔（54），所述进油油口（3）和出油油口（4）靠近缸筒本体（1）的一端均一体加工有与阶梯孔（54）配合使用的连接头（55），所述阶梯孔（54）和连接头（55）相向的一端涂设有膨胀密封胶（56）。

3.根据权利要求1所述的减少焊接变形的液压缸缸筒，其特征在于，所述通风温控机构（6）包括气泵（61）、无线收发器（62）、微型控制器（63）、漏斗管（64）、喷嘴（65）、固定座（66）和温湿度传感器（67），所述吸风管（2）靠近缸筒本体（1）的一端连通有气泵（61），所述气泵（61）背面的顶部嵌设有无线收发器（62），所述气泵（61）背面的底部栓接有微型控制器（63），所述气泵（61）的出气口连通有漏斗管（64），所述漏斗管（64）远离气泵（61）底部的四周均连通有喷嘴（65），所述漏斗管（64）的两侧均栓接有固定座（66），所述固定座（66）靠近缸筒本体（1）的一侧嵌设有温湿度传感器（67）。

4.根据权利要求1所述的减少焊接变形的液压缸缸筒，其特征在于，所述清理机构（7）包括清理架（71）、手持柄（72）、磨砂垫（73）和研磨垫（74），所述缸筒本体（1）的表壁环形套设有清理架（71），所述清理架（71）的横截面积略大于缸筒本体（1）的横截面积，所述清理架（71）表壁的四周均栓接有手持柄（72），所述清理架（71）的内腔从左至右依次栓接有磨砂垫（73）和研磨垫（74），所述磨砂垫（73）和研磨垫（74）的横截面积相同。

5.根据权利要求2所述的减少焊接变形的液压缸缸筒，其特征在于，所述阶梯孔（54）和连接头（55）的横截面积相同，所述阶梯孔（54）的内腔开设有内螺纹，所述连接头（55）的表面一体成型有与内螺纹螺纹配合的外螺牙，所述阶梯孔（54）和连接头（55）之间为过盈配合，且过盈量范围介于0.01mm-0.03mm之间。

6.根据权利要求3所述的减少焊接变形的液压缸缸筒，其特征在于，所述喷嘴（65）的数量至少为12个，所述喷嘴（65）沿漏斗管（64）的中心处呈横向阵列状结构分布，所述喷嘴（65）的孔径范围介于0.5-2cm，所述漏斗管（64）的内腔连通有电动蝶阀（9）。

7.根据权利要求4所述的减少焊接变形的液压缸缸筒，其特征在于，所述手持柄（72）的数量为三个，所述手持柄（72）沿清理架（71）内腔的中心处呈圆周状结构分布，所述手持柄（72）之间的夹角为120°。

8.根据权利要求2所述的减少焊接变形的液压缸缸筒，其特征在于，所述坡口（51）的开合角度为35°，所述钝边（52）的形状设置为等腰梯形，所述钝边（52）的头部宽度为4mm，钝边（52）的根部宽度为6mm，所述熔深凹槽（53）的深度范围介于2mm-3mm。

9.根据权利要求4所述的减少焊接变形的液压缸缸筒，其特征在于，所述清理架（71）正面的中心处开设有与进油油口（3）和出油油口（4）配合使用的豁口（10），所述豁口（10）相向的一端开设有防护倒角，所述手持柄（72）的表面套设有防滑套，且防滑套的表面一体加工有防滑麻纹。

10.根据权利要求1所述的减少焊接变形的液压缸缸筒，其特征在于，所述缸筒本体（1）的壁厚为19mm、所述缸筒本体（1）的材质为20#钢，所述缸筒本体（1）表壁的不圆度小于0.005，所述缸筒本体（1）的左侧一体加工有加强凸筋（8）。

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