CN113357221A - 钢球式具有双向机械锁紧的液压缸 - Google Patents

Abstract

本发明提供了钢球式具有双向机械锁紧的液压缸，在油缸内部设置两套钢球式机械锁紧机构，使液压油缸在伸出和缩回时都能实现可靠的机械锁紧；液压缸内部的两套锁紧机构，共用一组碟簧，锁紧机构尺寸减小，节省了油缸内部空间，使液压缸外形尺寸减小，增大了应用范围。同时共用碟簧，使液压缸两侧的解锁压力相同，降低了液压泵站的控制要求；液压缸的解锁和工作共用同一油路，进出液压油路与普通液压缸相同，可以方便的替换普通液压缸而不需要改变原有的泵站和供油管路；液压缸两端设置了行程到位信号指示，可以对液压缸的活塞运动到位和自锁情况随时进行检测。

Description

钢球式具有双向机械锁紧的液压缸

技术领域

本发明涉及液压缸的领域，具体涉及钢球式具有双向机械锁紧的液压缸。

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。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。缓冲装置与排气装置视具体应用场合而定，其他装置则必不可少。

目前具备机械锁紧功能的液压缸只能实现单向锁紧功能，不能实现两个方向的机械锁紧功能。无法适用液压缸伸出和缩回两种状态下需要长期锁紧的场所。

中国专利CN209761897U提供了“一种双向机械自锁的液压缸”，该方案通过活塞杆上两侧的支撑块与锁紧块抵靠在钢球架的钢球上，从而对活塞杆进行锁紧，一端用弹簧进行解锁，另一端用碟簧进行解锁，所需的解锁压力不同，大大提高了液压泵站的控制要求，整体结构复杂，安装拆卸麻烦。

发明内容

本发明的主要目的在于提供钢球式具有双向机械锁紧的液压缸，解决目前具备机械锁紧功能的液压缸只能实现单向锁紧功能，不能实现两个方向的机械锁紧功能，无法适用液压缸伸出和缩回两种状态下需要长期锁紧的场所的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：包括缸筒，缸筒一端安装有缸底，另一端安装有端盖，缸筒内有滑动的活塞杆，所述活塞杆上设有活塞密封套，活塞密封套两侧设有滑动的锁紧套，锁紧套与活塞密封套之间设有弹簧，锁紧套一侧设有支撑套，支撑套固定在活塞杆上，所述缸底与端盖的内侧固设有钢球架，钢球架上设有多个活动的钢球；

滑动的活塞杆带动支撑套抵靠在钢球架内侧，带动锁紧套抵靠在钢球架外侧，以使钢球抵靠在支撑套上，对活塞杆进行双向锁紧。

优选方案中，活塞密封套一侧设有密封滑动的滑套，一侧的锁紧套抵靠在滑套上滑动，弹簧一端抵靠在锁紧套上，另一端抵靠在滑套上。

优选方案中，滑套与活塞密封套之间设有碟簧，碟簧一端抵靠在活塞密封套内，另一端抵靠在滑套上，滑套端部固设有第二挡板，第二挡板用于对锁紧套的滑动进行限位。

优选方案中，一侧的锁紧套抵靠在活塞密封套一侧上滑动，弹簧一端抵靠在活塞密封套上，另一端抵靠在锁紧套上，活塞密封套端部固设有第一挡板，第一挡板用于对锁紧套的滑动进行限位。

优选方案中，一侧的支撑套通过锁紧螺母固定在活塞杆，另一侧的支撑套抵靠固定在活塞杆的台阶上，支撑套一侧设有凸块，凸块抵靠在钢球上。

优选方案中，缸筒两端设有第一传感器与第二传感器，第一传感器与第二传感器设在钢球架的一侧，用于在缸筒的两端检测锁紧套从而反馈液压缸伸出或缩回到位情况。

优选方案中，活塞密封套的外侧密封抵靠在缸筒的内壁上，活塞密封套的内侧密封抵靠在活塞杆的外壁上。

优选方案中，支撑套与锁紧套之间形成锁紧腔，钢球架上的多个钢球设在锁紧腔内；

驱动活塞杆，以使支撑套上的凸块顶推钢球至钢球的一侧，锁紧套移动至钢球架的外侧，顶推钢球对其进行固定，从而使得钢球对支撑套进行固定。

优选方案中，活塞密封套抵靠在活塞杆上密封滑动，活塞密封套的两端通过支撑套进行滑动限位。

优选方案中，多个钢球镶嵌在钢球架的两侧，钢球设在钢球架内壁的径向滑动，从而通过钢球改变钢球架的内径。

本发明提供了钢球式具有双向机械锁紧的液压缸，有益效果：

1.在油缸内部设置两套钢球式机械锁紧机构，使液压油缸在伸出和缩回时都能实现可靠的机械锁紧；

2.液压缸内部的两套锁紧机构，共用一组碟簧，锁紧机构尺寸减小，节省了油缸内部空间，使液压缸外形尺寸减小，增大了应用范围。同时共用碟簧，使液压缸两侧的解锁压力相同，降低了液压泵站的控制要求；

3.液压缸的解锁和工作共用同一油路，进出液压油路与普通液压缸相同，可以方便的替换普通液压缸而不需要改变原有的泵站和供油管路；

4.液压缸两端设置了行程到位信号指示，可以对液压缸的活塞运动到位和自锁情况随时进行检测。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明整体结构伸出锁紧正剖视图；

图2是本发明整体结构缩回锁紧正剖视图；

图3是本发明缸筒上结构正剖视图；

图4是本发明活塞杆上结构正剖视图；

图中：缸底1；缸筒2；活塞杆3；第一传感器4；第一油口5；第二油口6；第二传感器7；端盖8；钢球架9；钢球10；支撑套11；锁紧套12；活塞密封套13；锁紧螺母14；第一挡板15；弹簧16；碟簧17；滑套18；第二挡板19。

具体实施方式

实施例1

如图1~4所示，钢球式具有双向机械锁紧的液压缸，包括缸筒2，缸筒2一端安装有缸底1，另一端安装有端盖8，缸筒2内有滑动的活塞杆3，所述活塞杆3上设有活塞密封套13，活塞密封套13两侧设有滑动的锁紧套12，锁紧套12与活塞密封套13之间设有弹簧16，锁紧套12一侧设有支撑套11，支撑套11固定在活塞杆3上，所述缸底1与端盖8的内侧固设有钢球架9，钢球架9上设有多个活动的钢球10；

滑动的活塞杆3带动支撑套11抵靠在钢球架9内侧，带动锁紧套12抵靠在钢球架9外侧，以使钢球10抵靠在支撑套11上，对活塞杆3进行双向锁紧。由此结构，通过液压泵站向液压缸的第一油口5或第二油口6通入高压的液压油，从而可以驱动液压缸内的活塞杆3进行伸缩，当活塞杆3处于伸出或缩回的到位时，活塞杆3上的支撑套11与锁紧套12卡入到缸底1或端盖8的钢球架9上，从而使得钢球架9上的钢球10对支撑套11与锁紧套12进行锁定，支撑套11抵靠在钢球10的一侧，锁紧套12将钢球10压下抵靠锁紧支撑套11，从而对活塞杆3进行锁紧。

优选方案中，活塞密封套13一侧设有密封滑动的滑套18，一侧的锁紧套12抵靠在滑套18上滑动，弹簧16一端抵靠在锁紧套12上，另一端抵靠在滑套18上。由此结构，第二油口6通入的液压油可以作用滑套18与锁紧套12移动，从而压缩弹簧16，使得锁紧套12脱离钢球架9释放钢球10，从而能让支撑套11脱离钢球10的锁紧，结构简单，操作方便可靠。

优选方案中，滑套18与活塞密封套13之间设有碟簧17，碟簧17一端抵靠在活塞密封套13内，另一端抵靠在滑套18上，滑套18端部固设有第二挡板19，第二挡板19用于对锁紧套12的滑动进行限位。由此结构，碟簧17可使的滑套18进行滑动收缩，通过碟簧17与弹簧16的双重收缩可让锁紧套12更为方便的进出钢球架9，锁紧更加方便可靠。

优选方案中，一侧的锁紧套12抵靠在活塞密封套13一侧上滑动，弹簧16一端抵靠在活塞密封套13上，另一端抵靠在锁紧套12上，活塞密封套13端部固设有第一挡板15，第一挡板15用于对锁紧套12的滑动进行限位。由此结构，第一油口5通入的液压油可以作用锁紧套12与活塞密封套13移动，从而压缩弹簧16与碟簧17，使得锁紧套12脱离脱离钢球架9释放钢球10，从而能让支撑套11脱离钢球10的锁紧，结构简单，操作方便可靠。

优选方案中，一侧的支撑套11通过锁紧螺母14固定在活塞杆3，另一侧的支撑套11抵靠固定在活塞杆3的台阶上，支撑套11一侧设有凸块，凸块抵靠在钢球10上。由此结构，支撑套11、锁紧套12、活塞密封套13以及滑套18依次套在活塞杆3上，一端的支撑套11抵靠在活塞杆3的台阶上进行固定，另一端的支撑套11通过锁紧螺母14固定在活塞杆3的端部，整体结构紧凑，安装拆卸简单方便可靠。支撑套11上的凸块在进入到钢球架9上时可以顶推钢球10，进入到钢球10的内侧，从而再通过锁紧套12压紧钢球10，钢球10即可对支撑套11的凸块进行限位锁紧。

优选方案中，缸筒2两端设有第一传感器4与第二传感器7，第一传感器4与第二传感器7设在钢球架9的一侧，用于在缸筒2的两端检测锁紧套12从而反馈液压缸伸出或缩回到位情况。由此结构，第一传感器4与第二传感器7设在液压缸的伸出和缩回的到位位置上，从而当滑动的活塞杆3带动两侧的锁紧套12移动，锁紧套12移动到第一传感器4与第二传感器7的感应区域，从而进行检测到位信息，第一传感器4与第二传感器7为距离传感器，用于在监测检测位置内的锁紧套12的有无，距离传感器能够有效屏蔽液压油，不受液压油的干扰，精确检测移动的锁紧套12到位信息。

优选方案中，活塞密封套13的外侧密封抵靠在缸筒2的内壁上，活塞密封套13的内侧密封抵靠在活塞杆3的外壁上。由此结构，活塞杆3通过活塞密封套13抵靠在缸筒2内密封滑动，从而形成两个油腔进行伸缩。

优选方案中，支撑套11与锁紧套12之间形成锁紧腔，钢球架9上的多个钢球10设在锁紧腔内；

驱动活塞杆3，以使支撑套11上的凸块顶推钢球10至钢球10的一侧，锁紧套12移动至钢球架9的外侧，顶推钢球10对其进行固定，从而使得钢球10对支撑套11进行固定。

优选方案中，活塞密封套13抵靠在活塞杆3上密封滑动，活塞密封套13的两端通过支撑套11进行滑动限位。由此结构，整体套装式结构，安装拆卸简单方便。

优选方案中，多个钢球10镶嵌在钢球架9的两侧，钢球10设在钢球架9内壁的径向滑动，从而通过钢球10改变钢球架9的内径。由此结构，活塞杆3移动时支撑套11首先移动顶推钢球10向外移动，待支撑套11上的凸块移动到钢球10的一侧时，锁紧套12顶推钢球10向内移动，使得钢球10卡在支撑套11上的凸块上，从而对活塞杆3进行锁紧。

实施例2

结合实施例1进一步说明，如图1是活塞杆伸出锁紧状态，在该位置时，液压缸内部在无压力油的情况下，由液压缸右侧的钢球10、支撑套11、锁紧套12和钢球架9组成的锁紧机构使活塞杆3不能缩回，处于机械锁紧状态。当活塞杆3需要缩回时，通过第二油口6向液压缸施加一定压力的液压油，使滑套18压缩碟簧17向油缸左侧移动，滑套18同时带动右侧的锁紧套12向左侧移动，右侧的支撑套11将钢球10从钢球架9中挤出，从而使锁紧机构解锁，活塞杆3在液压油的作用下缩回。

如图2是活塞杆缩回锁紧状态，在该位置时，液压缸内部在无压力油的情况下，由液压缸左侧的钢球10、支撑套11、锁紧套12和钢球架9组成的锁紧机构使活塞杆3不能伸出，处于机械锁紧状态。当活塞杆3需要伸出时，通过第一油口5向液压缸施加一定压力的液压油，使活塞密封套13压缩碟簧17向油缸右侧移动，活塞密封套13同时带动左侧的锁紧套12向右侧移动，左侧的支撑套11将钢球10从钢球架9中挤出，从而使锁紧机构解锁，活塞杆3在液压油的作用下伸出。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.钢球式具有双向机械锁紧的液压缸，包括缸筒（2），缸筒（2）一端安装有缸底（1），另一端安装有端盖（8），缸筒（2）内有滑动的活塞杆（3），其特征是：所述活塞杆（3）上设有活塞密封套（13），活塞密封套（13）两侧设有滑动的锁紧套（12），锁紧套（12）与活塞密封套（13）之间设有弹簧（16），锁紧套（12）一侧设有支撑套（11），支撑套（11）固定在活塞杆（3）上，所述缸底（1）与端盖（8）的内侧固设有钢球架（9），钢球架（9）上设有多个活动的钢球（10）；

滑动的活塞杆（3）带动支撑套（11）抵靠在钢球架（9）内侧，带动锁紧套（12）抵靠在钢球架（9）外侧，以使钢球（10）抵靠在支撑套（11）上，对活塞杆（3）进行双向锁紧。

2.根据权利要求1所述钢球式具有双向机械锁紧的液压缸，其特征是：活塞密封套（13）一侧设有密封滑动的滑套（18），一侧的锁紧套（12）抵靠在滑套（18）上滑动，弹簧（16）一端抵靠在锁紧套（12）上，另一端抵靠在滑套（18）上。

3.根据权利要求2所述钢球式具有双向机械锁紧的液压缸，其特征是：滑套（18）与活塞密封套（13）之间设有碟簧（17），碟簧（17）一端抵靠在活塞密封套（13）内，另一端抵靠在滑套（18）上，滑套（18）端部固设有第二挡板（19），第二挡板（19）用于对锁紧套（12）的滑动进行限位。

4.根据权利要求1所述钢球式具有双向机械锁紧的液压缸，其特征是：一侧的锁紧套（12）抵靠在活塞密封套（13）一侧上滑动，弹簧（16）一端抵靠在活塞密封套（13）上，另一端抵靠在锁紧套（12）上，活塞密封套（13）端部固设有第一挡板（15），第一挡板（15）用于对锁紧套（12）的滑动进行限位。

5.根据权利要求1所述钢球式具有双向机械锁紧的液压缸，其特征是：一侧的支撑套（11）通过锁紧螺母（14）固定在活塞杆（3），另一侧的支撑套（11）抵靠固定在活塞杆（3）的台阶上，支撑套（11）一侧设有凸块，凸块抵靠在钢球（10）上。

6.根据权利要求1所述钢球式具有双向机械锁紧的液压缸，其特征是：缸筒（2）两端设有第一传感器（4）与第二传感器（7），第一传感器（4）与第二传感器（7）设在钢球架（9）的一侧，用于在缸筒（2）的两端检测锁紧套（12）从而反馈液压缸伸出或缩回到位情况。

7.根据权利要求1所述钢球式具有双向机械锁紧的液压缸，其特征是：活塞密封套（13）的外侧密封抵靠在缸筒（2）的内壁上，活塞密封套（13）的内侧密封抵靠在活塞杆（3）的外壁上。

8.根据权利要求1所述钢球式具有双向机械锁紧的液压缸，其特征是：支撑套（11）与锁紧套（12）之间形成锁紧腔，钢球架（9）上的多个钢球（10）设在锁紧腔内；

驱动活塞杆（3），以使支撑套（11）上的凸块顶推钢球（10）至钢球（10）的一侧，锁紧套（12）移动至钢球架（9）的外侧，顶推钢球（10）对其进行固定，从而使得钢球（10）对支撑套（11）进行固定。

9.根据权利要求1所述钢球式具有双向机械锁紧的液压缸，其特征是：活塞密封套（13）抵靠在活塞杆（3）上密封滑动，活塞密封套（13）的两端通过支撑套（11）进行滑动限位。

10.根据权利要求1所述钢球式具有双向机械锁紧的液压缸，其特征是：多个钢球（10）镶嵌在钢球架（9）的两侧，钢球（10）设在钢球架（9）内壁的径向滑动，从而通过钢球（10）改变钢球架（9）的内径。

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