CN114321094A - 一种内置式任意位置机械锁紧液压油缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内置式任意位置机械锁紧液压油缸，包括缸体，活塞杆，锁紧机构，主活塞和活塞，活塞杆穿设在缸体中，所述活塞设置在活塞杆端部，活塞将缸体分为第一油腔和第二油腔，所述第二油腔位于主活塞和活塞之间，所述锁紧机构设置在第二油腔中且位于缸体和活塞杆之间，所述缸体设置第一油口和第二油口，第一油口和第一油腔连通，第二油口和第二油腔连通。本发明通过解锁压力油达到油缸锁定和解锁目的，有效排除系统渗漏对锁紧要求的影响，结构简单，锁定牢固可靠，稳定性高，锁定后的油缸可以长时间承受较大外力而不发生位移，可实现大负载油缸在任意位置长时间锁紧功能。

Description

一种内置式任意位置机械锁紧液压油缸

技术领域

本发明涉及自锁式液压缸技术领域，特别涉及一种内置式任意位置机械锁紧液压油缸。

背景技术

雷达系统在对低空远距离目标探测时，因受地理环境对电磁波的影响，在探测跟踪目标时存在盲区，其探测能力大大降低。基于提高雷达系统的探测性能，减小探测盲区，雷达系统调平平台应运而生，其目的是将雷达系统的工作平台调整至在一个水平平的工作平台上工作，再经过举升机构将雷达天线升高至一定高度，克服地球曲率和地上物遮挡对雷达低空性能的影响。

雷达系统的调平平台除具有常规功能、性能外，还需要满足雷达系统的机动性和高可靠性要求，对其支撑支腿要求承受较大载荷，且在运动停止后具备能长时间稳定承受外负载并无任何位移，即要求支撑支腿具有任意位置锁紧定位功能，且无“软腿”现象产生。因此其锁紧定位要求较高同时要求在载荷作用下锁定长期可靠。

液压缸传统的锁定方法是采用液压锁来锁定回路。一般采用O型或M型三位四通电磁换向阀、单向阀、液控单向阀、双向液压锁等组成液压锁紧回路，实现液压缸的单向或双向锁紧定位功能；但是因为液压缸不可避免存在内泄漏，将会产生活塞滑移和稳定性问题，所以该液压锁回路一般只能用于锁紧定位要求不高的场合。对于雷达调平系统其锁紧定位要求较高且要求在载荷作用下锁定长期可靠，传统的液压所回路将无法满足。

为了在液压部件停止工作时防止液压缸在外力或自重作用下发生位移，需要将液压缸锁紧。目前，广泛采用的液压锁紧的方式在长时间保持在某个位置时，由于压力油泄漏等问题，精度往往达不到要求，在发生油路故障时，精度和可靠性就更无法保障。液压锁紧往往都需要单向阀、换向阀等多个辅助元件配合来实现锁紧回路，这些元件的使用使整个装置占用空间大，同时，油路增多容易发生泄漏，造成维修和使用不便。机械锁紧方式，能够替代液压锁紧，提高锁紧精度及可靠性。

锁紧装置产品品类丰富、应用广泛，很多机械锁紧机构的研究都是围绕着钢球锁紧展开的，钢球摩擦式锁紧结构具有结构简单、解锁方便等优点，不需要单独的解锁控制油路，使液压系统设计得到简化。但是这种结构承载能力较差，仅适用于外载荷不太大的场合。类似的锁紧机构还有滚子式锁紧、套筒式锁紧等。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种解决现有雷达调平系统大负载，运行安全可靠，任意位置长时间定位锁紧可靠的要求，有效提高雷达系统的野外适应能力和生存能力的内置式任意位置机械锁紧液压油缸。

具体技术方案如下：一种内置式任意位置机械锁紧液压油缸，包括缸体，活塞杆，锁紧机构，主活塞和活塞，活塞杆穿设在缸体中，所述活塞设置在活塞杆端部，活塞将缸体分为第一油腔和第二油腔，所述第二油腔位于主活塞和活塞之间，所述锁紧机构设置在第二油腔中且位于缸体和活塞杆之间，所述缸体设置第一油口和第二油口，第一油口和第一油腔连通，第二油口和第二油腔连通。

作为优选方案，所述锁紧机构包括外锥套，内锥套和蝶形弹簧，所述内锥套将第二油腔分隔为弹簧腔和第三油腔，所述内锥套和外锥套相对设置且位于缸体和活塞杆之间，所述蝶形弹簧设置在弹簧腔中且抵压内锥套。

作为优选方案，所述活塞杆内设有第一油道，第一油道与第二油腔连通，缸体内设有导杆，导杆由活塞杆一端插入第一油道，导杆内的第二油道分别与第一油道和第二油口连通。

作为优选方案，所述活塞杆侧面设有第三油道，第一油道通过第三油道与第二油腔连通。

作为优选方案，所述第一油口和第二油口设置在缸体的后端盖上。

作为优选方案，所述主活塞和缸体之间设有密封件。

作为优选方案，活塞杆端部设置密封导套，并通过内孔锁紧螺母锁定，密封导套与导杆配合面设置有活塞杆密封件及端面密封件。

作为优选方案，导杆末端安装于油缸后端盖阶梯孔内，导杆端面与油缸后端盖沉孔面设置静密封。

作为优选方案，缸体端部连接前端盖，前端盖配置有第三油口，前端盖内装有导向套，前端盖和导向套与活塞杆配合。

作为优选方案，所述活塞杆的耳环为球头式结构，安装在支腿底座的球头槽内，通过上压杆压住，并通过螺栓连接压紧。

本发明的技术效果：本发明的内置式任意位置机械锁紧液压油缸通过解锁压力油达到油缸锁定和解锁目的，有效排除系统渗漏对锁紧要求的影响，结构简单，锁定牢固可靠，稳定性高，锁定后的油缸可以长时间承受较大外力而不发生位移；使用范围较广，可实现大负载油缸在任意位置长时间锁紧功能。

附图说明

图1是本发明实施例的一种内置式任意位置机械锁紧液压油缸是示意图。

图2是本发明图1中A部分的放大图。

图3是本发明图1中B部分的放大图。

图4是本发明图1中C部分的放大图。

图5是本发明实施例的内锥套的示意图。

图6是本发明实施例的外锥套的示意图。

图7是本发明实施例的外锥套的另一示意图。

具体实施方式

下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。

如图1至图7所示，本实施例的一种内置式任意位置机械锁紧液压油缸，包括缸体9，活塞杆10，锁紧机构，主活塞102和活塞16，活塞杆10穿设在缸体9中，所述活塞16设置在活塞杆10端部，活塞16将缸体9分为第一油腔19和第二油腔40，所述第二油腔40位于主活塞102和活塞16之间，所述锁紧机构设置在第二油腔40中且位于缸体9和活塞杆10之间，所述缸体9设置第一油口23和第二油口24，第一油口23和第一油腔19连通，第二油口24和第二油腔40连通。上述技术方案中，当第二油口24无压力油时，锁紧机构对油缸缸体9压紧，从而保证活塞杆稳定不动，即实现对活塞杆的机械锁紧。当第二油口24通入解锁压力油时，液压油流入第二油腔40解锁锁紧机构，即活塞杆处于解锁状态，油缸缸体9可以自由运动，实现油缸解锁。

本实施例中，所述锁紧机构包括外锥套12，内锥套14和蝶形弹簧15，所述内锥套14将第二油腔40分隔为弹簧腔401和第三油腔402，所述内锥套14和外锥套12相对设置且位于缸体9和活塞杆10之间，所述蝶形弹簧15设置在弹簧腔401中且抵压内锥套14。上述技术方案中，当第二油口24无压力油时，碟形弹簧15的弹簧力作用于内锥套14轴向上，内锥套14在碟形弹簧15的作用向左移动，并与外锥套12圆锥面接触，外锥套12的圆锥面将轴向力转化为油缸缸体9的径向力，该径向力对油缸缸体9压紧，从而保证活塞杆稳定不动，即实现对活塞杆的机械锁紧。当第二油口24通入解锁压力油时，液压油流入第二油腔40，推动内锥套14，压缩碟形弹簧15，内锥套14在压力油的作用下向右运动，外锥套12与内锥套4之间的相互作用力逐渐减小直至两者脱离接触，外锥套12恢复弹性，与油缸缸体9脱离接触。油缸缸体9不受外锥套12的接触力可以自由运动，即活塞杆处于解锁状态，实现油缸解锁。通过上述技术方案，活塞杆所受锁紧力比较均匀，夹紧可靠。

本实施例的锁紧机构包括锁固螺母42，所述外锥套12设置在第二油腔40中且位于缸体9和活塞杆10之间，外锥套12套设在活塞杆10上且通过锁固螺母42固定，所述内锥套14与外锥套12相对设置且位于缸体9和活塞杆10之间，内锥套14的外锥面141与外锥套12的内锥面121配合，所述蝶形弹簧15设置在弹簧腔401中且抵压内锥套14。

本实施例中，所述弹簧腔中设有调整垫41，蝶形弹簧15抵压调整垫41，所述调整垫41抵靠活塞16，通过调整垫41能够调整锁紧力大小。所述蝶形弹簧15套设衬套43上，衬套43套设在活塞杆10上。所述外锥套12具有凹槽122，锁固螺母42位于凹槽122内，凹槽122内壁设有内锥面。所述内锥套14具有凹陷部142，凹陷部142与活塞杆10的第三油道101连通。所述凹陷部142的外壁为外锥面，外锥面与内锥面对应设置。所述蝶形弹簧15包括四对同向碟簧和两对反向碟簧。所述活塞16通过固定螺母18锁紧在活塞杆上。

本实施例的锁紧机构主要功能为实现液压缸在较大负载下任意位置长时间可靠锁定，保证活塞杆不发生位移。锁紧机构主要是利用沿轴向运动的可移动活塞16推动外锥套12圆锥锁紧环来实现锁紧，碟形弹簧15在锁紧装置装配时需要有一个预压缩量，这个值是可计算的。在第三油道不通入解锁压力油至第三油腔时，可移动活塞16在碟形弹簧15的作用下有向左运动的趋势，通过外锥套12的圆锥面将向左的力转化为向缸筒的径向力，从而实现对活塞杆的机械锁紧，液压缸活塞杆在设计负载下实现可靠锁定。当第三油道通入解锁压力油至第三油腔时，碟形弹簧15被压缩，活塞16在压力油的作用下向右运动，直至外锥套12与活塞16的内外锥面相互作用力逐渐减小直到两者脱离接触，同时外锥套12也与缸筒脱离接触，这时活塞杆处于解锁状态。在解锁状态下，液压缸有杆腔、无杆腔油口在压力油的作用下，活塞杆可以自由移动。锁紧机构锁紧力的大小可以通过改变调整垫片的厚度来调节。这种结构，活塞所受锁紧力比较均匀，夹紧可靠。

本实施例通过液压回路控制来实现机械锁紧机构对液压缸的锁紧及解锁，该锁紧机构结构合理，锁紧可靠，可实现液压缸活塞杆在较大负载下长时间锁定不发生位移，并且可通过调整垫片厚度实现锁紧力大小调节，可在有大负载任意位置长时间锁紧功能的液压缸中广泛应用。

本实施例中，所述活塞16与缸体9之间设有密封件31，活塞16与活塞杆10之间设有密封件32。

本实施例中，所述活塞杆10内设有第一油道35，第一油道35与第二油腔40连通，缸体9内设有导杆26，导杆26由活塞杆10一端插入第一油道35，导杆26内的第二油道34分别与第一油道35和第二油口24连通。第二油口24输入的液压油经过第二油道34和第一油道35进入第二油腔40。所述第一油口23和第二油口24设置在缸体的后端盖20上。油缸后端盖20轴径处设置有两个油口，第二油口24为解锁压力油口，第一油口23为无杆腔油口，解锁压力油通过导杆进入到活塞杆中心的第一油道35，有效避免在锥套位置的缸体上开有孔并造成外锥套破坏，同时该结构可以缩小锁紧装置的尺寸，避免与标准液压缸匹配时出现头重脚轻的情况。导杆26末端安装于油缸后端盖20阶梯孔内，油缸后端盖20轴端与缸体9内孔配合并设置密封件27，导杆26端面与油缸后端盖沉孔面设置静密封22，油缸后端盖通过螺栓25连接在缸体上，防止液压油泄漏，内孔锁紧螺母21轴向锁紧导杆26，导杆在锁紧螺母双作用下完全固定在活塞杆内。上述技术方案中，导杆26端部为阶梯轴，用于细长导杆的安装定位，导杆伸入活塞杆孔内，并与密封导套17配合，密封导套17内设置密封，防止油液泄漏，密封导套17通过内孔锁紧螺母28锁定，密封导套17与导杆配合面设置有活塞杆密封件29及端面密封件30。

本实施例中，所述活塞杆10侧面设有第三油道101，第一油道35通过第三油道101与油室13连通，从而使液压油能够进入油室13内推动内锥套14。所述活塞杆10中部设有主活塞102，第二油腔40位于主活塞102和内锥套40之间。主活塞102将缸体分隔成有杆腔和无杆腔，将活塞杆10与主活塞102做成一体，减少因焊接或螺纹安装所潜在的不可靠，活塞杆10配合在缸体9内，密封件33配合在主活塞102的密封沟槽内，有效阻断有杆腔及无杆腔两腔油液的串通，活塞杆在压力油的作用下实现伸出和压缩功能。活塞杆10经主活塞102将活塞杆分为三个功能，活塞杆主活塞102前部分结构主要起活塞杆作用，伸出缸体前段，活塞杆顶部设置有球头结构，该球头与支腿底座的球面凹槽配合，用于支撑液压油缸。活塞杆活塞后部分轴径设置较小，主要用来装配锁紧装置。活塞杆10通过导套11支撑，增加缸体的耐磨性，起到增强寿命的效果，所述主活塞102和缸体9之间设有密封件33。

缸体端部连接前端盖8，前端盖8配置有第三油口7，前端盖8内装有导向套6，前端盖8和导向套6与活塞杆10配合。前端盖8连接法兰座4，法兰座4用于油缸与外部的安装连接，法兰座4通过螺栓5与活塞杆10配合，并装有防尘圈39，防尘圈39有效防止外部杂质进入油缸油腔36，导致油液污染，保证油缸内油液的清洁度。所述前端盖8与缸体之间设有静密封件37，前端盖8与活塞杆10之间设有密封件38。

本实施例中，所述活塞杆10的耳环为球头式结构，安装在支腿底座1的球头槽内，通过上压杆3压住，并通过螺栓2连接压紧。支腿底座1主要用于油缸接触地面后起支撑作用，支腿底座1设计为圆盘式，具有接触面积大，受力可靠等优点。

本实施例中，液压油缸在任意位置定位锁定，保证油缸在外负载及自重情况，长时间不发生位移变化。锁紧装置主要是利用沿轴向运动的活塞推动圆锥锁紧环来实现锁紧，外锥套12通过锁紧螺母锁定在活塞杆的活塞底部且固定不动，内锥套配合在活塞杆上，且与外锥套内锥配合，且可以自由滑动，内锥套14与活塞杆10、缸体9配合面均设置密封装置，可以防止解锁压力油进入到弹簧腔，衬套安装在活塞杆衬套槽内，4对同向碟簧2对反向碟簧装置在衬套外径上，一端紧靠内锥套14底部，另一端紧靠调整垫41，调整垫41的另一端装配有活塞16，该活塞16可以在油缸内短距离往复运动，并通过螺纹链接在活塞杆底部的锁紧螺母限位。当液压油缸运行到需要的位置时，此时关闭解锁压力油，在碟形弹簧力的作用下，推动内锥套，压紧内锥套，通过内锥套的圆锥面将向左的力转化为向缸体的径向力，从而实现对缸体的机械锁紧，该结构所受锁紧力比较均匀，夹紧可靠。

本实施例的一种内置式任意位置机械锁紧液压油缸利用锥套、碟形弹簧对缸体进行锁紧目的，通过解锁压力油达到油缸锁定和解锁目的，有效排除系统渗漏对锁紧要求的影响，结构简单，锁定牢固可靠，稳定性高，锁定后的油缸可以长时间承受较大外力而不发生位移，通过调整垫41的厚度实现锁紧力大小的调定，因此使用范围较广，可实现大负载油缸在任意位置长时间锁紧功能。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内置式任意位置机械锁紧液压油缸，其特征在于，包括缸体，活塞杆，锁紧机构，主活塞和活塞，活塞杆穿设在缸体中，所述活塞设置在活塞杆端部，活塞将缸体分为第一油腔和第二油腔，所述第二油腔位于主活塞和活塞之间，所述锁紧机构设置在第二油腔中且位于缸体和活塞杆之间，所述缸体设置第一油口和第二油口，第一油口和第一油腔连通，第二油口和第二油腔连通。

2.根据权利要求1所述的内置式任意位置机械锁紧液压油缸，其特征在于，所述锁紧机构包括外锥套，内锥套和蝶形弹簧，所述内锥套将第二油腔分隔为弹簧腔和第三油腔，所述内锥套和外锥套相对设置且位于缸体和活塞杆之间，所述蝶形弹簧设置在弹簧腔中且抵压内锥套。

3.根据权利要求2所述的内置式任意位置机械锁紧液压油缸，其特征在于，所述活塞杆内设有第一油道，第一油道与第二油腔连通，缸体内设有导杆，导杆由活塞杆一端插入第一油道，导杆内的第二油道分别与第一油道和第二油口连通。

4.根据权利要求3所述的内置式任意位置机械锁紧液压油缸，其特征在于，所述活塞杆侧面设有第三油道，第一油道通过第三油道与第二油腔连通。

5.根据权利要求4所述的内置式任意位置机械锁紧液压油缸，其特征在于，所述第一油口和第二油口设置在缸体的后端盖上。

6.根据权利要求5所述的内置式任意位置机械锁紧液压油缸，其特征在于，所述主活塞和缸体之间设有密封件。

7.根据权利要求6所述的内置式任意位置机械锁紧液压油缸，其特征在于，活塞杆端部设置密封导套，并通过内孔锁紧螺母锁定，密封导套与导杆配合面设置有活塞杆密封件及端面密封件。

8.根据权利要求7所述的内置式任意位置机械锁紧液压油缸，其特征在于，导杆末端安装于油缸后端盖阶梯孔内，导杆端面与油缸后端盖沉孔面设置静密封。

9.根据权利要求8所述的内置式任意位置机械锁紧液压油缸，其特征在于，缸体端部连接前端盖，前端盖配置有第三油口，前端盖内装有导向套，前端盖和导向套与活塞杆配合。

10.根据权利要求9所述的内置式任意位置机械锁紧液压油缸，其特征在于，所述活塞杆的耳环为球头式结构，安装在支腿底座的球头槽内，通过上压杆压住，并通过螺栓连接压紧。

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