CN113969916A - 一种低保压多级液压缸 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低保压多级液压缸，有效的解决了多级液压缸随着液压杆的伸出负载能力减弱的问题；解决的技术方案包括缸体、一级杆组件和二级杆组件，缸体分为上油腔和下油腔，一级杆组件由一级活塞和一级顶出杆组成，二级杆组件由二级活塞和二级顶出杆组成，二级顶出杆的外壁上轴向均布有多组承托单元，每组承托单元包括圆周均布的多个径向的盲孔，每个盲孔内均安装有一个卡块，卡块底部与盲孔底部安装有弹簧，下油腔内装有柱塞，柱塞下端伸出缸体外，上油腔与下油腔之间开有第一连通孔，第一连通孔上装有压力阀；本发明均能将负载作用与所有液压杆上，降低液压缸保压期间的压强，提高液压缸的负载能力。

Description

一种低保压多级液压缸
技术领域
本发明涉及液压设备领域，具体是一种低保压多级液压缸。
背景技术
目前的多级液压缸，随着每级液压杆的伸出，液压杆的直径越来越小，液压油的有效作用面积逐渐减小，例如，当二级液压杆伸出后，一级液压杆便不再承受负载，负载完全作用在后几级的液压杆上，每伸出一级液压杆，实际承载的液压杆便少一级；有效面积的减小造成液压缸的负载能力减弱，在同负载的情况下，保压期间腔内的压强较大，更容易爆缸泄露。
发明内容
为了解决多级液压缸随着液压杆的伸出负载能力减弱的问题，本发明提供了一种低保压多级液压缸。
其解决的技术方案是，一种低保压多级液压缸，包括缸体、一级杆组件和二级杆组件，缸体分为上油腔和下油腔，一级杆组件套在上油腔内，二级杆组件套在一级杆组件内，上油腔上开有第一油孔和第二油孔，一级杆组件内开有回液通道；一级杆组件由一级活塞和一级顶出杆组成，二级杆组件由二级活塞和二级顶出杆组成，二级顶出杆的外壁上轴向均布有多组承托单元，每组承托单元包括圆周均布的多个径向的盲孔，每个盲孔内均安装有一个卡块，卡块底部与盲孔底部安装有弹簧；所述的一级顶出杆的内腔顶部设有倒角，二级顶出杆向外顶出时，倒角可将卡块向盲孔内推挤，从而不影响二级顶出杆向外伸出；下油腔内装有柱塞，柱塞下端伸出缸体外，上油腔与下油腔之间开有第一连通孔，第一连通孔上装有压力阀。
所述的每个盲孔内均旋装有一个螺纹套，所述的卡块为内端大外端小的两端阶梯状，卡块的小直径部分穿入螺纹套内且与螺纹套内壁贴合。
所述的二级顶出杆内开设有油道，油道将每个盲孔与一级顶出杆的内腔连通，且油道与盲孔的连通点位于卡块大直径段的外侧。
所述的螺纹套的内端面上设有限位块，使卡块不能与螺纹套内端面完全贴合。
所述的二级顶出杆内开设有排气孔，排气孔的上端口位于二级顶出杆侧壁的顶部，排气孔下端口与盲孔的底部连通。
所述的一级顶出杆上端与二级顶出杆外壁贴合位置的厚度大于盲孔的直径。
所述的上油腔与下油腔之间开有第二连通孔，第二连通孔上装有开关阀。
所述的一级顶出杆的上端面上圆周均布有多个径向的弧形槽，。
所述的底部柱塞的下端安装有底座。
本发明均能将负载作用与所有液压杆上，降低液压缸保压期间的压强，提高液压缸的负载能力。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2是初始状态下本发明主视剖视图。
图3是一级杆完全伸出时本发明的主视剖视图。
图4是二级杆伸出时本发明的主视剖视图。
图5是柱塞伸出且弧形槽承托住卡块时本发明的主视剖视图。
图6是图2中A位置的放大图。
图7是图5中B位置的放大图。
图8是二级杆组件的主视图。
图9是一级顶出杆的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。
本发明包括缸体1、一级杆组件和二级杆组件，缸体1分为上油腔2和下油腔3，一级杆组件套在上油腔2内，二级杆组件套在一级杆组件内，上油腔2上开有第一油孔4和第二油孔5，一级杆组件内开有回液通道6，第一油孔4、第二油孔5和回液通道6为液压油通路，用于控制液压杆的顶出和回位，此均为多级液压缸的现有技术，本文不再赘述；一级杆组件由一级活塞7和一级顶出杆8组成，二级杆组件由二级活塞9和二级顶出杆10组成，二级顶出杆10的外壁上轴向均布有多组承托单元，每组承托单元包括圆周均布的多个径向的盲孔11，每个盲孔11内均安装有一个卡块12，卡块12底部与盲孔11底部安装有弹簧13；所述的一级顶出杆8的内腔顶部设有倒角14，二级顶出杆10向外顶出时，倒角14可将卡块12向盲孔11内推挤，从而不影响二级顶出杆10向外伸出；下油腔3内装有柱塞15，柱塞15下端伸出缸体1外，上油腔2与下油腔3之间开有第一连通孔16，第一连通孔16上装有压力阀17。
所述的每个盲孔11内均旋装有一个螺纹套18，所述的卡块12为内端大外端小的两段阶梯状，卡块12的小直径部分穿入螺纹套18内且与螺纹套18内壁贴合；安装时，先将卡块12的小径段穿入螺纹套18内，再将螺纹套18旋入盲孔11内，此结构可保证卡块12不会从盲孔11内滑脱，且便于更换。
所述的二级顶出杆10内开设有油道19，油道19将每个盲孔11与一级顶出杆8的内腔连通，且油道19与盲孔11的连通点位于卡块12大直径段的外侧；二级顶出杆10回程时，一级顶出杆8内腔中的液压油经油道19作用于卡块12大直径段的外侧，从而推动卡块12向内移动缩入盲孔11内，使二级顶出杆10能够顺利缩回。
所述的螺纹套18的内端面上设有限位块20，使卡块12不能与螺纹套18内端面完全贴合，从而使液压油能进入盲孔11推动卡块12向内移动。
所述的二级顶出杆10内开设有排气孔21，排气孔21的上端口位于二级顶出杆10侧壁的顶部，排气孔21下端口与盲孔11的底部连通，从而维持卡块12底部的气压平衡，避免卡块12移动时形成正压或负压阻力。
所述的一级顶出杆8上端与二级顶出杆10外壁贴合位置的厚度大于盲孔11的直径，从而能够避免卡块12移动到该位置时一级顶出杆8内的液压油泄露。
所述的上油腔2与下油腔3之间开有第二连通孔22，第二连通孔22上装有开关阀23，打开开关阀23可主动将上油腔2和下油腔3连通。
所述的一级顶出杆8的上端面上圆周均布有多个径向的弧形槽24，卡块12压入弧形槽24内可提高承载稳定性。
所述的底部柱塞15的下端安装有底座25。
以下针对三种常见的负载类型，详细说明本发明的工作过程：
负载类型一：负载位置固定，液压缸对负载进行支撑，例如巷道顶部的支撑加固；从第一油孔4向上油腔2内充液压油，一级杆组件先伸出，二级杆组件再伸出，如果一级杆组件未完全伸出即顶住负载，则停止充油并保压即可；若二级杆组件伸出，当二级顶出杆10到达目标位置顶住负载后，则手动开启开关阀23并继续充油，此时液压油可作用于柱塞15上，柱塞15向外伸出，而二级顶出杆10由于顶住负载不再伸出，由于柱塞15和底座25在固定面上，柱塞15伸出产生的反作用力推动缸体1和一级杆组件向上运动，直至一级顶出杆8上的卡块12外端压入二级顶出杆10上端的弧形槽24内，然后继续增压至所需支撑力并保压即可；此状态下二级顶出杆10承受的负载经卡块12作用在一级顶出杆8上，因此二级顶出杆10和一级顶出杆8共同承受负载，液压油的有效作用面积为一级活塞7和二级活塞9的总面积，在负载相同的作用下，所需的油压减小。
负载类型二：负载大小恒定，液压缸推动负载运动到目标位置，例如顶升重物；二级杆组件将负载推动到接近目标位置后，开启开关阀23，液压油进入下油腔3作用与柱塞15端面上，由于柱塞15的作用面积大于二级活塞9的作用面积，因此在相同的压强下，柱塞15优先向外伸出而二级杆组件不动，柱塞15伸出产生的反作用力推动缸体1和一级杆组件向上运动，直至一级顶出杆8上端的弧形槽24承托住二级顶出杆10上的卡块12，然后二级杆组件再随缸体1和一级杆组件同步上升将负载顶升到目标位置并保压；也可先让二级顶出杆10直接将负载顶升到目标位置，然后开启开关阀23使缸体1和一级杆组件上升至弧形槽24承托住卡块12后保压。
负载类型三：随着推程增加，负载大小持续增加，例如压缩物料；从第一油孔4向上油腔2内充液压油，一级杆组件先伸出，二级杆组件再伸出，在二级杆组件伸出过程中，负载持续增加，上油腔2内的压强增大，当达到压力阀17的开启阀值时，压力阀17自动打开，柱塞15伸出推动缸体1和一级杆组件上升，此时二级杆组件不动，负载恒定，直到弧形槽24承托住卡块12，一级杆组件通过卡块12推动二级杆组件同步上升，此时一级顶出杆8与二级顶出杆10均受力，液压油的有效作用面积为一级活塞7与二级活塞9的面积和，在不增加缸体1内压强的情况下，可提供更大的推力，从而可使压缩行程增大。
回程时，从第二油孔5注入的液压油进入缸体1内并经回液通道6进入一级杆组件内推动一级杆组件和二级杆组件向下运动，同时，一级杆组件内的油压通过油道19作用与卡块12大直径段的外端，推动卡块12向内运动缩入盲孔11内，从而使二级顶出杆10可缩入以及顶出杆内，直至一级杆组件和二级杆组件完全回位。
柱塞15回程时，打开开关阀23，将柱塞15压回下油腔3即可。
对于三种类型的负载，本发明均能降低液压缸保压期间的压强，降低液压缸保压期间爆缸、泄露、液压元件损坏的风险，针对负载类型三，本技术方案还能够提高液压缸的推程和最大推力，满足更高压缩比要求的压缩作业。

Claims (9)

1.一种低保压多级液压缸，其特征在于，包括缸体（1）、一级杆组件和二级杆组件，缸体（1）分为上油腔（2）和下油腔（3），一级杆组件套在上油腔（2）内，二级杆组件套在一级杆组件内，上油腔（2）上开有第一油孔（4）和第二油孔（5），一级杆组件内开有回液通道（6）；一级杆组件由一级活塞（7）和一级顶出杆（8）组成，二级杆组件由二级活塞（9）和二级顶出杆（10）组成，二级顶出杆（10）的外壁上轴向均布有多组承托单元，每组承托单元包括圆周均布的多个径向的盲孔（11），每个盲孔（11）内均安装有一个卡块（12），卡块（12）底部与盲孔（11）底部安装有弹簧（13）；所述的一级顶出杆（8）的内腔顶部设有倒角（14），二级顶出杆（10）向外顶出时，倒角（14）可将卡块（12）向盲孔（11）内推挤，从而不影响二级顶出杆（10）向外伸出；下油腔（3）内装有柱塞（15），柱塞（15）下端伸出缸体（1）外，上油腔（2）与下油腔（3）之间开有第一连通孔（16），第一连通孔（16）上装有压力阀（17）。
2.根据权利要求1所述的一种低保压多级液压缸，其特征在于，所述的每个盲孔（11）内均旋装有一个螺纹套（18），所述的卡块（12）为内端大外端小的两段阶梯状，卡块（12）的小直径部分穿入螺纹套（18）内且与螺纹套（18）内壁贴合。
3.根据权利要求1所述的一种低保压多级液压缸，其特征在于，所述的二级顶出杆（10）内开设有油道（19），油道（19）将每个盲孔（11）与一级顶出杆（8）的内腔连通，且油道（19）与盲孔（11）的连通点位于卡块（12）大直径段的外侧。
4.根据权利要求1所述的一种低保压多级液压缸，其特征在于，所述的螺纹套（18）的内端面上设有限位块（20）。
5.根据权利要求1所述的一种低保压多级液压缸，其特征在于，所述的二级顶出杆（10）内开设有排气孔（21），排气孔（21）的上端口位于二级顶出杆（10）侧壁的顶部，排气孔（21）下端口与盲孔（11）的底部连通。
6.根据权利要求1所述的一种低保压多级液压缸，其特征在于，所述的一级顶出杆（8）上端与二级顶出杆（10）外壁贴合位置的厚度大于盲孔（11）的直径。
7.根据权利要求1所述的一种低保压多级液压缸，其特征在于，所述的上油腔（2）与下油腔（3）之间开有第二连通孔（22），第二连通孔（22）上装有开关阀（23）。
8.根据权利要求1所述的一种低保压多级液压缸，其特征在于，所述的一级顶出杆（8）的上端面上圆周均布有多个径向的弧形槽（24）。
9.根据权利要求1所述的一种低保压多级液压缸，其特征在于，所述的底部柱塞（15）的下端安装有底座（25）。
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