CN112173995B - 一种基于无芯管单驱动式伸缩液压缸 - Google Patents

Abstract

本发明公布一种基于无芯管单驱动式伸缩液压缸。包括缸筒、活塞杆、活塞、压盖、导向套和缸臂销互锁结构；活塞杆内安装有进油管和回油管；进油管连通无杆腔油口A和无杆腔，回油管连通有杆腔油口B和有杆腔；缸筒底部安装有通油管座；缸筒外固定有连通通油管座油道的外油管；缸筒前端安装有连通有杆腔的前腔油管接头；缸筒外安装有阀支架，阀支架上安装有用于控制所述缸臂销互锁结构的控制阀；控制阀的A口连接外油管，控制阀的B口连接前腔油管接头。本发明无需活塞杆内部进行复杂的结构设计，在缸径杆径较小的液压缸内部实现驱动单缸插销结构；降低了活塞杆的加工难度及成本，减小了活塞杆内部芯管占用的空间，降低重量，实现轻量化要求。

Description

一种基于无芯管单驱动式伸缩液压缸

技术领域

本发明涉及液压设备领域，具体是一种基于无芯管单驱动式伸缩液压缸。

背景技术

单缸插销类伸缩油缸一般应用在百吨级以上汽车起重机及全地面起重机，适合大型吊装工程的流动式起重机。单缸插销式伸缩臂起重机是大吨位起重机中的一种，这种伸缩臂中只有一个伸缩油缸，伸缩油缸前端设置有单缸插销缸臂销互锁结构，通过伸缩油缸驱动缸臂销互锁结构，从而实现起重臂的伸缩；缩，单缸插销缸臂销互锁结构供油方式采用动力源通过伸缩油缸活塞杆内置的移动芯管进行压力驱动，缸臂销互锁结构与伸缩油缸相互独立。

大吨位起重机由于吊载重量大，通常起重臂各节吊臂截面大，伸缩臂比较长，为了满足工况需求，伸缩油缸通常体积大，缸筒活塞杆截面大，活塞杆内部空间比较充足，可内置移动活油管，伸缩油缸通过液压系统动力源实现向活塞杆耳环供油，油液通过活塞杆内置的活油管驱动单缸插销实现缸臂销互锁动作。该结构活塞杆由于内置移动活油管，活塞杆内部除了移动活油管，为保证液压油缸稳定运行，系统要求油路多，活塞杆内部至少还需焊接4根油管，实现向液压油缸大腔、小腔及缸臂销互锁结构的压力驱动，由于芯管较多，活塞杆重量重，加工难度大，成本高，该结构对可靠性及焊接性能要求高。

现有中小吨位起重机长度较百吨级以上起重机起重臂节数少，中小吨位起重机起重臂通常为五节臂结构（百吨级以上起重机起重臂通常为六节臂结构），起重机吨位越小，起重臂截面随之减小。起重臂臂数越多，起重长度越长，吊载范围距离越远。随着起重臂的节数变多，伸缩油缸就从绳排式发展为单缸插销式，从而适应更多的起重臂节数；

但由于中小吨位起重机伸缩臂截面限制，无法满足正常单缸插销缸臂销互锁结构的供油方式，即在活塞杆内部难以排布移动芯管实现向缸臂销互锁的供油，限制了小截面起重臂多节臂的发展趋势。

发明内容

为了解决小截面起重臂的多节臂发展问题，提高整机轻量化水平，提升吊载重量及负载效率，本发明提供了一种基于无芯管单驱动式伸缩液压缸。

本发明通过以下技术方案实现：一种基于无芯管单驱动式伸缩液压缸，包括缸筒、活塞杆、活塞压盖、导向套和缸臂销互锁结构；所述压盖安装在缸筒前端；所述活塞安装在活塞杆内端，活塞杆外端穿过压盖；所述缸筒前端安装有缸臂销互锁结构；

所述活塞杆外端开设有无杆腔油口A和有杆腔油口B，活塞杆内安装有进油管和回油管；所述进油管连通无杆腔油口A和无杆腔，回油管连通有杆腔油口B和有杆腔；

所述缸筒底部安装有通油管座，通油管座中开设有连通无杆腔的油道；缸筒外固定有连通通油管座油道的外油管；所述缸筒前端安装有连通有杆腔的前腔油管接头；

所述缸筒外安装有阀支架，阀支架上安装有用于控制所述缸臂销互锁结构的控制阀；所述控制阀的A口连接所述外油管，控制阀的B口连接所述前腔油管接头。

其进一步是：所述缸筒底部开有安装孔，通油管座上的圆柱台配合插入缸筒底部安装孔中；通油管座径向通过O圈与缸筒底部安装孔密封，通油管座轴向通过螺钉与缸筒底部连接。

所述活塞安装在活塞杆内端的台阶上，活塞杆内端安装有抵压在活塞内端的螺母；所述活塞径向外圆缸筒内壁配合接触；活塞外圆分布有密封槽，活塞密封槽中分别安装双Y圈、格莱圈、支承环、防污环。

所述支承环采用金属基，外加复合材料。

所述缸筒后端上侧安装有上导向托架，上导向托架前端采用倾角过渡结构；

所述缸筒后端左、右侧安装有水平对称的左导向滑块、右导向滑块；左导向滑块、右导向滑块呈V字型，左导向滑块、右导向滑块上沿轴向方向设置有导向段和入轨段，导向段偏上靠近缸筒底部及上导向托架，入轨段背离导向段；

所述缸筒左、右侧还安装有水平对称的左滑道组件、右滑道组件；所述左滑道组件、右滑道组件分别位于左导向滑块、右导向滑块前侧，

所述缸筒后端下侧设置有前滑块A、前滑块B、前滑块C；所述前滑块A倾斜布置，引导油缸爬升进入轨道；所述前滑块B水平布置，在油缸稳定运行时，前滑块B牵引油缸在轨道内运行。

所述缸臂销互锁结构通过与缸筒前端通过螺钉轴向连接，缸臂销互锁结构内壁与缸筒前端的外圆止口径向固定并通过O圈前后密封；

所述缸臂销互锁结构内侧一侧设有隔套、导向套和所述压盖；

所述隔套内壁与活塞杆配合，隔套外壁具有与缸臂销互锁结构内侧配合的台阶；

所述导向套内壁与活塞杆配合，导向套抵在隔套外端；

所述压盖固定在缸臂销互锁结构内侧，压盖抵在导向套外端；

所述隔套、导向套、压盖内侧采用F4青铜带+无油轴承+斯特封+轴密封+防尘的密封结构。

所述活塞右端面铣有4个与回油管内端连通的锪口，隔套左端呈大倾角结构；所述前腔油管接头内端与隔套左端大倾角结构相对。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1，改变了缸臂销互锁结构的供油形式，原供油形式只是从伸缩缸无杆腔供油，现供油形式为从有杆腔、无杆腔进行供油。活塞杆无需内置相对活塞杆移动芯管，增加了活塞杆内部空间，无需活塞杆内部进行复杂的结构设计，缸臂销互锁结构与伸缩油缸压力腔直接接触，可实现缸臂销互锁结构的压力驱动；可以在缸径杆径较小的液压缸内部实现驱动单缸插销结构；

2，对于液压系统油路要求降低，无需系统提供多条油路（进油、回油），可减小系统动力源，达到节能减耗的目的；降低了活塞杆的加工难度及成本，减小了活塞杆内部芯管占用的空间，降低重量，实现轻量化要求；

3，滑道爬升结构简单可靠，入轨导向性强；活塞外圆的密封组合技术，可解决伸缩油缸运行时的泄漏问题，保持运行的稳定性；

4，解决了中小吨位起重机伸缩由于小臂截面限制难以突破起重臂长度的限制，实现了起重机多节臂的发展。

附图说明

图1是本发明实施例主视图；

图2是本发明实施例俯视图；

图3是本发明工作原理图；

图中：1-通油管座、2-螺母、3-活塞、4-缸筒、5-活塞杆、5-1-进油管、5-2-回油管、6-左导向滑块、7-右导向滑块、8-左滑道组件、9-滑道支架、10-右滑道组件、11-外油管、12-缸臂销互锁结构、13-隔套、14-导向套、15-压盖、16-前腔油管接头、17-前滑块A、18-前滑块B、19-前滑块C、20-上导向托架、21-阀支架。

具体实施方式

以下是本发明的一个具体实施例，现结合附图对本发明做进一步说明。

结合图1至图3所示，一种基于无芯管单驱动式伸缩液压缸，压盖15安装在缸筒4前端；活塞3安装在活塞杆5内端，活塞杆5外端穿过压盖15；缸筒4前端安装有缸臂销互锁结构12。

活塞杆5外端开设有无杆腔油口A和有杆腔油口B，活塞杆5内安装有进油管5-1和回油管5-2；进油管5-1连通无杆腔油口A和无杆腔，回油管5-2连通有杆腔油口B和有杆腔，活塞3右端面铣有4个与回油管5-2内端连通的锪口。活塞3安装在活塞杆5内端的台阶上，活塞杆5内端安装有抵压在活塞3内端的螺母2，用于固定活塞。活塞3径向外圆缸筒4内壁配合接触；活塞3外圆分布有密封槽，活塞3密封槽中分别安装双Y圈、格莱圈、支承环、防污环，支承环采用金属基，外加复合材料。双Y圈+格莱圈+支承环+防污环结构，实现超长行程的导向稳定性，同时采用金属基外加复合材料的支承环结构，有效减少承受力的不均匀分配。软硬结合的活塞支撑结构，提升作用在活塞上的支撑力，该结构可改善油缸微动性能，减少系统微开口时的抖动现象，同时具有很好的双腔防泄漏功能。

缸筒4底部开有安装孔，通油管座1上的圆柱台配合插入缸筒4底部安装孔中；通油管座1径向通过O圈与缸筒4底部安装孔密封，防止油缸油液外漏，通油管座1轴向通过螺钉与缸筒4底部连接。通油管座1中开设有连通无杆腔的油道；缸筒4外固定有连通通油管座1油道的外油管11；缸筒4前端安装有连通有杆腔的前腔油管接头16。

缸臂销互锁结构12通过与缸筒4前端通过螺钉轴向连接，缸臂销互锁结构12内壁与缸筒4前端的外圆止口径向固定并通过O圈前后密封，防止油缸有杆腔在高压冲击下发生油液外漏。缸臂销互锁结构12内侧一侧设有隔套13、导向套14和压盖15；隔套13内壁与活塞杆5配合，隔套13外壁具有与缸臂销互锁结构12内侧配合的台阶。隔套13左端呈大倾角结构，前腔油管接头16内端与隔套13左端大倾角结构相对。该大倾角空间可实现缸臂销互锁结构12从伸缩油缸有杆腔的油液供给及在活塞杆5在全伸状态实现向缸臂销互锁结构的压力传递。

导向套14内壁与活塞杆5配合，导向套14抵在隔套13外端；压盖15固定在缸臂销互锁结构12内侧，压盖15抵在导向套14外端；隔套、导向套、压盖轴向端面相互固定。隔套13、导向套14、压盖15内侧采用防尘+轴密封+斯特封+无油轴承+F4青铜带的密封结构，与活塞杆5外圆通过密封接触，进而防止油液顺着活塞杆发生导向套漏油现象。缸筒4外安装有阀支架21，阀支架21上安装有用于控制缸臂销互锁结构12的控制阀；控制阀的A口连接外油管11，控制阀的B口连接前腔油管接头16。

缸筒4后端上侧安装有上导向托架20，上导向托架20前端采用倾角过渡结构，可实现伸缩油缸入轨角度最优化，能够实现更好的入轨倾角要求。

缸筒4后端左、右侧安装有水平对称的左导向滑块6、右导向滑块7；左导向滑块6、右导向滑块7呈V字型，左导向滑块6、右导向滑块7上沿轴向方向设置有导向段和入轨段，导向段偏上靠近缸筒4底部及上导向托架20，入轨段背离导向段，位于滑块与滑道组件连接端，用来滑块与滑道板的配合及伸缩油缸在爬升时与主机吊臂的配合。

缸筒4左、右侧还安装有水平对称的左滑道组件8、右滑道组件10；左滑道组件8、右滑道组件10分别位于左导向滑块6、右导向滑块7前侧。滑道组件与起重臂U型接触，限制油缸左右摆动，可保护伸缩油缸在伸臂中爬行时的稳定性，使伸缩油缸在臂中稳定、平稳的运行，左滑道组件与右滑道组件中间采用滑道支架9进行支撑，滑道支架通过螺钉与滑道板左右连接，以实现两侧滑道相互平行，可保证伸缩油缸两侧滑道板在主机吊臂内运行时的稳定可靠。

缸筒4后端下侧设置有前滑块A17、前滑块B18、前滑块C19；前滑块A17倾斜布置，引导油缸爬升进入轨道。前滑块B18水平布置，在油缸稳定运行时，前滑块B18牵引油缸在轨道内运行。

工作原理：

油液通过活塞杆无杆腔油口A进入活塞杆内部进油管5-1，通过进油管5-1进入油缸无杆腔，推动油缸缸筒伸出，进而带动各起重机伸缩臂伸出；油液到达油缸无杆腔的同时，通过通油管座、外油管到达外油管右端油口，右端油口通过软管与设置于阀支架上面的控制阀A口连接；

油液通过活塞杆有杆腔油口B进入活塞杆内部回油管5-2，通过回油管5-2到达活塞右端，油液通过活塞端面锪口进入油缸无杆腔，驱动油缸缸筒回缩，进而带动起重机各伸缩臂回缩；油液到达油缸有杆腔的同时，通过隔套到达前腔油管接头，前腔油管接头通过软管与设置于阀支架上面的控制阀B口连接；

当A口有压力油时，缸臂销互锁结构臂销进行插销及拔销动作，当B口有压力油时，缸臂销互锁结构缸销进行插销及拔销动作。

本实施例活塞杆不在内置相对活塞杆移动通油管，增加活塞杆内部空间，无需活塞杆内部进行复杂的结构设计，可以在缸径杆径较小的液压缸内部实现驱动单缸插销结构。因此，对于液压系统油路要求降低，无需系统提供多条油路（进油、回油），可减小系统动力源，达到节能减耗的目的；同时降低了活塞杆的加工难度及成本，减小了活塞杆内部芯管占用的空间，降低重量，实现轻量化要求。解决了中小吨位起重机伸缩由于小臂截面限制难以突破起重臂长度的限制，实现了起重机多节臂的发展趋势。

Claims (5)

1.一种基于无芯管单驱动式伸缩液压缸，包括缸筒（4）、活塞杆（5）、活塞（3）和压盖（15）；所述压盖（15）安装在缸筒（4）前端；所述活塞（3）安装在活塞杆（5）内端，活塞杆（5）外端穿过压盖（15）；所述缸筒（4）前端安装有缸臂销互锁结构（12）；

其特征在于：

所述活塞杆（5）外端开设有无杆腔油口A和有杆腔油口B，活塞杆（5）内安装有进油管（5-1）和回油管（5-2）；所述进油管（5-1）连通无杆腔油口A和无杆腔，回油管（5-2）连通有杆腔油口B和有杆腔；

所述缸筒（4）底部安装有通油管座（1），通油管座（1）中开设有连通无杆腔的油道；缸筒（4）外固定有连通通油管座（1）油道的外油管（11）；所述缸筒（4）前端安装有连通有杆腔的前腔油管接头（16）；

所述缸筒（4）外安装有阀支架（21），阀支架（21）上安装有用于控制所述缸臂销互锁结构（12）的控制阀；所述控制阀的A口连接所述外油管（11），控制阀的B口连接所述前腔油管接头（16）；

当无杆腔油口A有压力油时，缸臂销互锁结构（12）臂销进行插销及拔销动作，当有杆腔油口B有压力油时，缸臂销互锁结构（12）缸销进行插销及拔销动作；

所述缸臂销互锁结构（12）通过与缸筒（4）前端通过螺钉轴向连接，缸臂销互锁结构（12）内壁与缸筒（4）前端的外圆止口径向固定并通过O圈前后密封；所述缸臂销互锁结构（12）内侧一侧设有隔套（13）、导向套（14）和所述压盖（15）；所述隔套（13）内壁与活塞杆（5）配合，隔套（13）外壁具有与缸臂销互锁结构（12）内侧配合的台阶；所述导向套（14）内壁与活塞杆（5）配合，导向套（14）抵在隔套（13）外端；所述压盖（15）固定在缸臂销互锁结构（12）内侧，压盖（15）抵在导向套（14）外端；所述隔套（13）、导向套（14）、压盖（15）内侧采用F4青铜带+无油轴承斯特封+轴密封+防尘的密封结构；

所述活塞（3）右端面铣有4个与回油管（5-2）内端连通的锪口，隔套（13）左端呈大倾角结构；所述前腔油管接头（16）内端与隔套（13）左端大倾角结构相对。

2.根据权利要求1所述的一种基于无芯管单驱动式伸缩液压缸，其特征在于：所述缸筒（4）底部开有安装孔，通油管座（1）上的圆柱台配合插入缸筒（4）底部安装孔中；通油管座（1）径向通过O圈与缸筒（4）底部安装孔密封，通油管座（1）轴向通过螺钉与缸筒（4）底部连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于无芯管单驱动式伸缩液压缸，其特征在于：所述活塞（3）安装在活塞杆（5）内端的台阶上，活塞杆（5）内端安装有抵压在活塞（3）内端的螺母（2）；所述活塞（3）径向外圆与缸筒（4）内壁配合接触；活塞（3）外圆分布有密封槽，活塞（3）密封槽中分别安装双Y圈、格莱圈、支承环、防污环。

4.根据权利要求3所述的一种基于无芯管单驱动式伸缩液压缸，其特征在于：所述支承环采用金属基，外加复合材料。

5.根据权利要求1所述的一种基于无芯管单驱动式伸缩液压缸，其特征在于：所述缸筒（4）后端上侧安装有上导向托架（20），上导向托架（20）前端采用大倾角过渡结构；

所述缸筒（4）后端左、右侧安装有水平对称的左导向滑块（6）、右导向滑块（7）；左导向滑块（6）、右导向滑块（7）呈V字型，左导向滑块（6）、右导向滑块（7）上沿轴向方向设置有导向段和入轨段，导向段偏上靠近缸筒（4）底部及上导向托架（20），入轨段背离导向段；

所述缸筒（4）左、右侧还安装有水平对称的左滑道组件（8）、右滑道组件（10）；所述左滑道组件（8）、右滑道组件（10）分别位于左导向滑块（6）、右导向滑块（7）前侧，

所述缸筒（4）后端下侧设置有前滑块A（17）、前滑块B（18）、前滑块C（19）；所述前滑块A（17）倾斜布置，引导油缸爬升进入轨道；所述前滑块B（18）水平布置，在油缸稳定运行时，前滑块B（18）牵引油缸在轨道内运行。

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