CN114962388B - 缓冲活塞以及具有缓冲活塞的油缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缓冲活塞，包括活塞本体，活塞本体活动安装在缸筒内，并且活塞本体上连接有活塞杆，活塞本体包括环形油槽和至少一个泄压通道，泄压通道与环形油槽连通，活塞本体朝向有杆腔的左端面上开设有挡环槽，挡环槽内活动设有可在挡环槽内沿轴向往复平移的节流挡环，节流挡环的右侧面上具有节流槽，节流挡环上具有至少一个将有杆腔与节流槽连通的节流口，节流挡环右移与活塞端面密封贴合，使有杆腔、节流口、节流槽、泄压通道和环形油槽形成泄流通路。通过上述方式，本发明缓冲活塞以及具有缓冲活塞的油缸，能够节省油缸结构空间，同时能带来良好的缓冲效果，安装简单灵活，制造维修成本低，从而大大提高油缸生产制造及工作性能。

Description

缓冲活塞以及具有缓冲活塞的油缸

技术领域

本发明涉及液压技术领域，特别是涉及一种缓冲活塞以及具有缓冲活塞的油缸。

背景技术

随着工业技术的发展，机械设备遍布各个角落，而很多设备需要用油缸来完成一些相关动作，油缸以它结构简单，输出力大，可做大功率的动力元件，工作效率高，性能稳定可靠，使用维护方便等优良特性广泛应用于各个机械领域。然而，由于油缸输出力比较大，活塞杆伸出缩回过程中存在一定速度，这个速度要在活塞杆到达最伸状态或最缩状态的时候将其降到零，如果缸底处或端盖处没有缓冲装置，则通过缸底底面和端盖端面限位致使活塞杆速度骤降，产生很大的加速度，这样不仅会对工作装置和设备产生较大的冲击与震动，甚至会对油缸等零部件产生损坏。

目前应用于油缸的缓冲装置主要有如上图所示的两种结构。第一种是在油缸活塞前端布置相应的缓冲部件，当油缸运行接近行程终端时，缓冲触发，产生背压，迫使油缸减速(如图9)。这种缓冲结构复杂，同时不便维修，并且比较占用油缸结构空间，对一些油缸结构要求比较紧凑的油缸将难以合理布置。

第二种缓冲形式是在活塞端面加工细小泄压孔，当油缸运行接近行程末端时，活塞开始遮蔽有杆腔油口，此时开始产生背压，油液仅从活塞端面上的细孔及径向间隙泄压，从而使活塞杆减速，达到缓冲效果(如图10)。这种缓冲结构密封圈需要经过有杆腔油口，若设置较大的有杆腔油口则容易损坏密封圈，对工况应用比较局限，只能用于比较小型的油缸，同时要求油缸运速度比较慢且操作频率较低，活塞轴向孔的孔径大小固定，流量不能调节，缓冲效果可调性较差。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种缓冲活塞以及具有缓冲活塞的油缸，能够节省油缸结构空间，同时能带来良好的缓冲效果，安装简单灵活，制造维修成本低，从而大大提高油缸生产制造及工作性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种缓冲活塞，包括活塞本体，所述活塞本体活动安装在缸筒内，并且活塞本体上连接有活塞杆，所述活塞本体包括环形油槽和至少一个泄压通道，所述泄压通道与环形油槽连通，所述活塞本体朝向有杆腔的左端面上开设有挡环槽，所述挡环槽内活动设有可在挡环槽内沿轴向往复平移的节流挡环，所述节流挡环的右侧面上具有节流槽，所述节流挡环上具有至少一个将有杆腔与节流槽连通的节流口，所述节流挡环右移与活塞本体端面密封贴合，使有杆腔、节流口、节流槽、泄压通道和环形油槽形成泄流通路。

在本发明一个较佳实施例中所述节流挡环的右侧面压紧在活塞的左端面上将泄压通道的端口周向密封，所述节流口的口径大于泄压通道端口的口径。

在本发明一个较佳实施例中，所述节流挡环的内圈与活塞杆之间具有间隙，所述节流挡环与活塞本体端面分离，使环形油槽、泄压通道和有杆腔直接连通。

在本发明一个较佳实施例中，所述挡环槽的左侧具有向中心凸起的挡肩，所述挡肩抵住节流挡环以限制节流挡环从挡环槽内脱落，所述节流挡环的左侧面上具有缺口槽。

在本发明一个较佳实施例中，所述节流挡环包括至少两个间隔设置在挡环槽的弧形挡环，相邻的所述弧形挡环的端部之间的呈间隙设置并形成节流口。

在本发明一个较佳实施例中，所述节流挡环为环形挡环，所述节流口为开设在环形挡环上的通孔或者缺口。

在本发明一个较佳实施例中，所述活塞本体的左端固设有滑动轴套，所述活塞本体左移使滑动轴套通过有杆腔油口时先逐渐遮挡部分有杆腔油口后再将有杆腔油口打开，直至有杆腔油口与环形油槽对齐。

在本发明一个较佳实施例中，所述泄压通道包括轴向通孔和径向通孔，所述轴向通孔的入口被节流槽包覆。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种油缸，包括缸筒，所述缸筒内设有上述的缓冲活塞，所述活塞杆伸出将节流挡环压紧在活塞上使油液从节流口进入节流槽后经过泄压通道流至环形油槽从而使活塞减速缓冲，活塞收回使节流挡环压紧在挡肩上，使有杆腔油口的油液依次通过环形油槽、泄压通道和节流挡环与活塞之间的间隙进入有杆腔，所述有杆腔油口直径大于滑动轴套的宽度。

在本发明一个较佳实施例中，所述缸筒在轴向上开设有至少一个辅助油口，所述辅助油口与有杆腔油口呈间隔设置。

本发明的有益效果是：本发明缓冲活塞以及具有缓冲活塞的油缸，通过可更换的节流挡环紧贴活塞本体端面，节流挡环的开口作为油液的缓冲入口，通过节流挡环来可控制油液过流量，从而实现缓冲性能可调。

本发明缓冲活塞以及具有缓冲活塞的油缸，节流挡环在挡环槽内具有轴向活动空间，具有缓冲节流及泄压作用，同时提高调节缓冲性能的方便性及快捷性，还可以提高油缸活塞杆启动的灵敏性。

本发明缓冲活塞以及具有缓冲活塞的油缸，节流挡环可以通过两个或两个以上弧形挡环组成，弧形挡环之间间隔设置形成节流口，通过更换不同长度的弧形挡环来实现节流口大小的调节，从而实现缓冲性能可调。

本发明缓冲活塞以及具有缓冲活塞的油缸，在活塞本体上安装导向轴套，利用其外圆无开口，金属支撑环工作稳定，耐磨性及强度更高的特性，在经过油口时可有效避免其被损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明具有缓冲活塞的油缸的一较佳实施例的剖视图；

图2是图1的局部结构示意图；

图3是缓冲活塞的立体结构示意图；

图4是活塞本体的结构示意图；

图5是节流挡环的立体结构示意图；

图6是图1的另一状态示意图；

图7是图1的另一状态示意图；

图8是图2的另一状态示意图

图9是现有的活塞缓冲结构示意图；

图10是现有的活塞缓冲结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1、缸筒，11、有杆腔，12、有杆腔油口，2、活塞本体，21、环形油槽，22、泄压通道，221、轴向通孔，222、径向通孔，23、滑动轴套，24、钢丝挡圈，25、密封圈，26、导向环，27、挡环槽，28、挡肩，29、节流挡环，291、弧形挡环，292、节流口，293、节流槽，294、缺口槽，3、活塞杆。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参阅图1和图2，一种油缸，包括缸筒1，缸筒1内安装有缓冲活塞，缓冲活塞包括活塞本体2，活塞本体2上连接有活塞杆3，活塞本体2包括环形油槽21和至少一个泄压通道22，泄压通道22与环形油槽21连通。泄压通道22包括轴向通孔221和径向通孔222。活塞本体2的外周上具有两个凸肋，凸肋之间形成环形油槽21，凸肋与缸筒1的内壁具有间隙。泄压通道22的数量可以根据实际需要进行选择，数量为1、2、3、4或者更多，优选的数量为4个。

活塞本体2在凸肋的左端具有滑动轴套安装面。滑动轴套23套设在滑动轴套安装面上，并与活塞本体2相连接。滑动轴套安装面的左侧具有钢丝挡圈槽，钢丝挡圈槽内装有钢丝挡圈24，钢丝挡圈24防止滑动轴套23脱落。滑动轴套23是高轻度、高润滑性及高耐磨性的环形件，内孔和活塞本体上对应的外圆安装面是紧配合，装配时可用压机压入，然后装上挡圈防脱落。

活塞本体2在环形油槽21的右端还安装有密封圈25和导向环26。该设计属于活塞密封和导向的常规设计，此处不再赘述。

如图3至图5，活塞本体2朝向有杆腔11的左端面上开设有挡环槽27。挡环槽27内活动设有可在挡环槽27内沿轴向往复平移的节流挡环29。挡环槽27为设置在活塞本体2左端的台阶状的凹槽结构，轴向通孔221的入口处刚开位于挡环槽27的侧端面上。挡环槽27的左侧具有向中心凸起的挡肩28，挡肩28抵住节流挡环29以限制节流挡环29从挡环槽27内脱落。节流挡环29为具有弹性的高强度材料，装入前按压住使其径向收缩，减小直径，装入后放松，节流挡环29回弹，其挡环槽27上的挡肩28可防止其掉出。利用滑动轴套23外圆无开口，金属支撑环工作稳定，耐磨性及强度更高的特性，在经过有杆腔油口12时可有效避免其被损坏。

节流挡环29包括两个间隔设置在挡环槽27的弧形挡环291，相邻的弧形挡环294的端部之间的呈间隙设置并形成节流口292。节流挡环29的右侧面上具有节流槽293。节流挡环29的左侧面上具有缺口槽294。节流挡环29通过缺口槽294非常方便的安装在挡环槽27内或从挡环槽27内拆卸。通过分体式的弧形挡环294将其装入挡环槽27，因此，节流口292大小可以根据需要进行调节。由于油缸缓冲性能具有不确定性，每一种机型的主机将适用不同的缓冲条件，在油缸测试过程中需要对缓冲性能进行调节时，然后将两片节流挡环29从活塞本体2上拆下来，更换不同型号的节流挡环29，在装配好油缸，便能调节缓冲性能。选择适用不同的弧形挡环291形成不同大小的节流口292从而调节缓冲性能，意味着缓冲性能调节范围最小为节流口292开口大小，最大为泄压通道大小。节流挡环右移与活塞本体端面密封贴合，使有杆腔11、节流口292、节流槽293、泄压通道22和环形油槽21形成泄流通路。

缓冲状态工作原理如下：如图6所示，活塞杆3向左移动伸出，当活塞本体移动至靠近行程末端进入缓冲区域时，滑动轴套23移入有杆腔油口12的下端，有杆腔油口12开始慢慢被滑动轴套23遮挡，且有杆腔油口12过流面积随活塞杆3不断伸出将被滑动轴套23更多的遮挡住从而其开口逐渐减小，同时有杆腔11内开始产生背压并逐渐升高，使活塞本体减速。此时，有杆腔11中油液由于背压作用，油液将节流挡环29压紧在活塞本体2上。节流挡环29的右侧密封面压紧在活塞本体的左端面上后，油液只能通过节流口292进入节流槽293后经过泄压通道22流至环形油槽21。此时，由于节流挡环29的右侧面压紧在活塞本体2的左端面上，泄压通道22的入口周向被挡环槽27完全密封。有杆腔11内的一部分油液的流动路径为节流口292至节流槽293至轴向通孔221至径向通孔222至环形油槽21至有杆腔油口12，另一部分油液从滑动轴套23和缸筒1之间的微小径向间隙进入有杆腔油口12后排出油缸。当滑动轴套23继续移动，有杆腔油口12过流面积变得更小，更多的油液必须通过节流口292至节流槽293至轴向通孔221至径向通孔222至环形油槽21后再从有杆腔油口12排出，此时活塞本体2受到背压作用得以较快的减速，对活塞本体2起到良好的缓冲效果。当滑动轴套23完全通过有杆腔油口12后（即活塞杆3伸出至最大位置），环形油槽21刚好和有杆腔油口12对齐，如图7所示。

有杆腔油口12的有杆腔油口12直径大于滑动轴套23的宽度，防止活塞杆3动作过程中滑动轴套23将有杆腔油口12完全遮住，影响活塞本体正常工作性能。

轴向通孔221的入口被节流槽293包覆。以4个泄压通道为例进行说明，节流口292的口径需要大于4个与轴向通孔221的入口的口径之和，这种情况下节流口292的流量大于轴向通孔221的流量，从而以确保油液从节流口292进入后可以充满节流槽293，节流口292与轴向通孔221在轴向上可以对其设置也可以完全交错或者部分交错，两者之间位置关系不会对缓冲效果造成影响，都可以实现液压油充满节流槽293，增加油液作用在活塞端面的压力，进一步提高活塞的缓冲效果。

如图8所示，当活塞杆3要收回时，油液从有杆腔油口12进入后沿着环形油槽21、径向通孔222和轴向通孔221进入节流槽293，油液作用在节流槽293内并推动节流挡环29向左移动，使得节流挡环29的缺口槽294与挡肩28贴合，此时节流挡环29内壁和活塞杆3的外壁之间形成间隙，油液通过该间隙进入有杆腔11内，过导向套上的启动槽，使活塞脱离导向套端面向回缩，该结构可提高油缸活塞杆3的缩回时启动灵敏性。避免了现有的油缸由于可进入的油量较少，同时活塞本体的端面和导向套端面间有油膜吸附，会导致活塞杆3启动迟钝的技术问题。

如果有杆腔油口12偏小，可以缸筒1在轴向上开设有至少一个辅助油口，辅助油口与有杆腔油口12呈间隔设置，避免滑动轴套23将油口完全遮住，影响性能。

上述实施例以活塞伸出方向进行缓冲进行说明。同理可得，将活塞本体的方向调转，把上述的缓冲部件设置在活塞本体右侧，同样适用于后缓冲。再有，可以在活塞本体两端都设置上述的缓冲部件，使得活塞本体在前后运动过程中均具有缓冲效果以及快速开启的效果。

实施例2，节流挡环29为具有缺口的环形挡环，环形挡环的缺口处形成节流口。其余同实施例1。该节流挡环29为非封闭式的一体式环形挡环，缺口即为节流孔，选足不同缺口大小的环形挡环同样可以实现流量的调节。节流挡环19的其余结构则同实施例1。

实施例3，节流挡环29为封闭的环形挡环，节流口为轴向通孔，通孔与节流槽连接，通过设置不同孔径或者数量的通孔实现流量的调节。节流挡环29的其余结构则同实施例1。

区别于现有技术，本发明缓冲活塞以及具有缓冲活塞的油缸。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种缓冲活塞，包括活塞本体，所述活塞本体活动安装在缸筒内，并且活塞本体上连接有活塞杆，其特征在于，所述活塞本体包括环形油槽和至少一个泄压通道，所述泄压通道与环形油槽连通，所述活塞本体朝向有杆腔的左端面上开设有挡环槽，所述挡环槽内活动设有可在挡环槽内沿轴向往复平移的节流挡环，所述节流挡环的右侧面上具有节流槽，所述节流挡环上具有至少一个将有杆腔与节流槽连通的节流口，所述节流挡环右移与活塞本体端面密封贴合，使有杆腔、节流口、节流槽、泄压通道和环形油槽形成泄流通路，所述节流挡环可拆装式安装在挡环槽内，更换具有不同大小的节流口的节流挡环以调节缓冲流量。

2.根据权利要求1所述的缓冲活塞，其特征在于，所述节流挡环的右侧面压紧在活塞的左端面上将泄压通道的端口周向密封，所述节流口的口径大于泄压通道端口的口径。

3.根据权利要求2所述的缓冲活塞，其特征在于，所述节流挡环的内圈与活塞杆之间具有间隙，所述节流挡环与活塞本体端面分离，使环形油槽、泄压通道和有杆腔直接连通。

4.根据权利要求3所述的缓冲活塞，其特征在于，所述挡环槽的左侧具有向中心凸起的挡肩，所述挡肩抵住节流挡环以限制节流挡环从挡环槽内脱落，所述节流挡环的左侧面上具有缺口槽。

5.根据权利要求4所述的缓冲活塞，其特征在于，所述节流挡环包括至少两个间隔设置在挡环槽的弧形挡环，相邻的所述弧形挡环的端部之间的呈间隙设置并形成节流口。

6.根据权利要求4所述的缓冲活塞，其特征在于，所述节流挡环为环形挡环，所述节流口为开设在环形挡环上的通孔或者缺口。

7.根据权利要求1至6任一所述的缓冲活塞，其特征在于，所述活塞本体的左端固设有滑动轴套，所述活塞本体左移使滑动轴套通过有杆腔油口时先逐渐遮挡部分有杆腔油口后再将有杆腔油口打开，直至有杆腔油口与环形油槽对齐。

8.根据权利要求7所述的缓冲活塞，其特征在于，所述泄压通道包括轴向通孔和径向通孔，所述轴向通孔的入口被节流槽包覆。

9.一种油缸，包括缸筒，其特征在于，所述缸筒内设有如权利要求1至8任一所述的缓冲活塞，所述活塞杆伸出将节流挡环压紧在活塞上使油液从节流口进入节流槽后经过泄压通道流至环形油槽从而使活塞减速缓冲，活塞收回使节流挡环压紧在挡肩上，使有杆腔油口的油液依次通过环形油槽、泄压通道和节流挡环与活塞之间的间隙进入有杆腔，所述有杆腔油口直径大于滑动轴套的宽度。

10.根据权利要求9所述的油缸，其特征在于，所述缸筒在轴向上开设有至少一个辅助油口，所述辅助油口与有杆腔油口呈间隔设置。

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