CN115405584A - 一种变间隙密封复合空心活塞液压缸 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变间隙密封复合空心活塞液压缸。其技术方案是：本发明采用的复合空心活塞(4)为薄壁空心圆筒结构，复合空心活塞(4)的薄壁圆筒的圆柱面镀有铜层；薄壁空心圆筒的开口端固定有“十”字形筋板(3)；所述复合空心活塞(4)与缸筒(2)内壁间采用间隙密封；缸筒(2)的内壁加工有菱形织构的凹槽。导向套(6)和缸盖(8)的中心孔孔壁对应地装有组合密封件(7)和除尘圈(9)。当液压油由液压缸油孔进入后，流入复合空心活塞(4)中并推动活塞杆移动，复合空心活塞(4)内壁的周边在液压油压力作用下向外扩张，减小与缸筒(2)内圈之间的间隙，减小液压缸内泄漏，提高了容积效率。本发明具有润滑性能好、摩擦力小、质量轻，传动效率高，密封性能好和使用寿命长的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种活塞液压缸。具体涉及一种变间隙密封复合空心活塞液压缸。
背景技术
活塞式液压缸是液压系统中的一个重要执行元件，它依靠液压油在密封缸体内的吸入和排出，实现活塞杆的往复运动，将液压油的压力能转换成机械能并将其输出。活塞式液压缸具有结构简单、传动平稳和工作可靠等优点，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。
在现有的活塞式液压缸中，活塞与缸筒内壁之间会留有一定的间隙，以减小活塞在往复运动时与缸内壁的摩擦力，这会造成缸内一端的液体部分泄漏到另一端，影响传动效率(曾满俊,何远锋.高压力活塞式液压缸缸体与铜套冷装工艺的研究及应用[J].机电信息,2020(18):2)，同时为了防止液压油从活塞杆与导向套之间的间隙泄漏，会在导向套内安装密封圈，虽然防止了泄漏，但也增加了摩擦阻力(孙鸿钧.液压缸活塞密封件装配方式改进[J].液压气动与密封,2018,38(5):2)，而且活塞多为实心，质量大，传动时会消耗部分液压油压力能，降低传动效率(沈姝君,董勇.活塞杆实心制式双作用多级液压缸的设计[J].液压与气动,2013(5):3)。
“一种变形活塞间隙密封式液压缸”(CN200910272743.3)专利技术，采用活塞端部加工唇边，以此变形调整密封间隙，该技术变形易损伤缸筒内表面，不仅是线密封，而且不稳定和密封性能差，影响液压缸使用寿命，未能减轻活塞质量。
发明内容
本发明旨在克服现有技术中的不足，目的是提供一种润滑性能好、摩擦力小、质量轻，容积效率高、密封性能好和使用寿命长的变间隙密封复合空心活塞液压缸。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
所述复合空心活塞液压缸包括缸底、缸筒、筋板、复合空心活塞、活塞杆、导向套、组合密封件、缸盖和除尘圈；缸底和缸盖对应地安装在缸筒的后端和前端。
紧贴缸盖的内侧装有导向套；导向套的中心孔内壁设有密封槽，所述密封槽内装有组合密封件；缸盖的中心孔孔壁装有除尘圈。
复合空心活塞与活塞杆固定连接，活塞杆穿过导向套和缸盖的活塞杆孔的中心孔；缸筒、复合空心活塞、活塞杆、导向套、缸盖的中心线为同一条中心线。
复合空心活塞为薄壁空心圆筒结构，薄壁空心圆筒的壁厚为3～15mm，薄壁空心圆筒的筒底厚度为所述壁厚的2～3倍复合空心活塞的薄壁圆筒的圆柱面镀有铜层，铜层厚度为0.3～0.5mm；薄壁空心圆筒的开口端固定有“十”字形筋板；所述复合空心活塞与缸筒内壁间采用间隙密封，间隙密封的间隙为15～35μm。
缸筒的内壁加工有菱形织构的凹槽，所述凹槽的槽距L＝1.2～1.5mm，凹槽的槽宽W＝0.15～0.2mm，凹槽的槽深h＝0.08～0.12mm；所述凹槽的对角线a＝1.5～2.0mm，凹槽的另一对角线b＝1.0～1.5mm。
所述缸筒的靠近左端和右端处沿径向方向对应地设有第一油孔和第二油孔。
所述组合密封件由“O”形密封圈和滑环组成；所述滑环采用无缝斜切口，无缝斜切口的角度为α＝30～60°，所述滑环的厚度N＝3～6mm，滑环的宽度M＝6～8mm；所述滑环的材质为灰铸铁。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本发明的复合空心活塞4与缸筒内壁之间的间隙随压力变化而变化，密封间隙为带状形，密封性能好，稳定性好，压力调节范围为0～40MPa。
2、本发明采用的复合空心活塞为圆筒空心状，其质量仅为现有相同形状和结构的液压缸的20～40％，质量轻。
3、本发明将缸筒内壁加工为菱形形状织构，能显著提高润滑性能。
4、本发明采用的复合空心活塞的变形密封面比唇边密封面增宽2-4倍，有效地降低了在相同条件下的液体泄漏量，密封性能好，容积效率高。
5、本发明的复合空心活塞的薄壁圆筒的圆柱面镀有铜层，不仅能提高复合空心活塞的使用寿命，其能有效降低活塞在运动的时与缸内壁的摩擦阻力，
6、本发明的导向套采用滑环加密封圈的组合密封件，滑环为无缝隙斜切口，不仅减小了摩擦阻力，且能提高密封性能。
7、本发明在工作时，高压油由缸筒一端的油孔进入液压缸内腔，并流入复合空心活塞，液压油作用在复合空心活塞的底部，推动活塞杆向另一端移动，同时复合空心活塞的薄壁圆筒会在液体压力的作用下向外扩张，油压越大，薄壁扩张越大，复合空心活塞与缸筒内壁的间隙越小，泄漏量越小，传动效果越好；复合空心活塞开口处的筋板结构能很好地连接周边薄壁圆筒，提高结构的稳定性。活塞杆沿着导向套往另一端移动时，导向套内的组合密封件能起到很好的密封作用，滑环结构能极大的减小活塞杆滑动时的摩擦阻力。
因此，本发明具有润滑性能好、摩擦力小、质量轻、传动效率高、密封性能好和使用寿命长的特点。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是图1中活塞4和筋板3的一种结构示意图；
图3是图1中缸筒2内壁的菱形织构示意图；
图4是图3的A-A向剖视示意图；
图5是图1中组合密封件7的滑环结构示意图；
图6是图5的俯视示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述，并非对其保护范围的限制。
实施例1
一种变间隙密封复合空心活塞液压缸。本实施例如图1所示，所述复合空心活塞液压缸包括缸底1、缸筒2、筋板3、复合空心活塞4、活塞杆5、导向套6、组合密封件7、缸盖8和除尘圈9；缸底1和缸盖8对应地安装在缸筒2的后端和前端。
如图1所示，紧贴缸盖8的内侧装有导向套6；导向套6的中心孔内壁设有密封槽，所述密封槽内装有组合密封件7；缸盖8的中心孔孔壁装有除尘圈9。
如图1所示，复合空心活塞4与活塞杆5固定连接，活塞杆5穿过导向套6和缸盖8的活塞杆孔的中心孔；缸筒2、复合空心活塞4、活塞杆5、导向套6、缸盖8的中心线为同一条中心线。
如图1所示，复合空心活塞4为薄壁空心圆筒结构，薄壁空心圆筒的壁厚为3mm，薄壁空心圆筒的筒底厚度为所述壁厚的2倍复合空心活塞4的薄壁圆筒的圆柱面镀有铜层，铜层厚度为0.3mm；如图2所示，薄壁空心圆筒的开口端固定有“十”字形筋板3；所述复合空心活塞4与缸筒2内壁间采用间隙密封，间隙密封的间隙为15μm。
如图3和图4所示，缸筒2的内壁加工有菱形织构的凹槽，所述凹槽的槽距L＝1.2mm，凹槽的槽宽W＝0.15mm，凹槽的槽深h＝0.08mm；所述凹槽的对角线a＝1.5mm，凹槽的另一对角线b＝1.0mm。
所述缸筒2的靠近左端和右端处沿径向方向对应地设有第一油孔和第二油孔。
所述组合密封件7由“O”形密封圈和滑环组成；如图5和图6所示，所述滑环采用无缝斜切口，无缝斜切口的角度为α＝30°，所述滑环的厚度N＝3mm，滑环的宽度M＝6mm；所述滑环的材质为灰铸铁。
实施例2
一种变间隙密封复合空心活塞液压缸。本实施例除下述技术参数外，其余同实施例1；
薄壁空心圆筒的壁厚为10mm，薄壁空心圆筒的筒底厚度为所述壁厚的2.5倍复合空心活塞4的薄壁圆筒的圆柱面镀有铜层，铜层厚度为0.4mm；所述间隙密封的间隙为25μm。
缸筒2的内壁加工有菱形织构的凹槽，所述凹槽的槽距L＝1.4mm，凹槽的槽宽W＝0.18mm，凹槽的槽深h＝0.10mm；所述凹槽的对角线a＝1.8mm，凹槽的另一对角线b＝1.3mm。
所述滑环采用无缝斜切口，无缝斜切口的角度为α＝45°，所述滑环的厚度N＝5mm，滑环的宽度M＝7mm。
实施例3
一种变间隙密封复合空心活塞液压缸。本实施例除下述技术参数外，其余同实施例1；
薄壁空心圆筒的壁厚为15mm，薄壁空心圆筒的筒底厚度为所述壁厚的3倍复合空心活塞4的薄壁圆筒的圆柱面镀有铜层，铜层厚度为0.5mm；所述间隙密封的间隙为35μm。
缸筒2的内壁加工有菱形织构的凹槽，所述凹槽的槽距L＝1.5mm，凹槽的槽宽W＝0.2mm，凹槽的槽深h＝0.12mm；所述凹槽的对角线a＝2.0mm，凹槽的另一对角线b＝1.5mm。
所述滑环采用无缝斜切口，无缝斜切口的角度为α＝60°，所述滑环的厚度N＝6mm，滑环的宽度M＝8mm。
本具体实施方式与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本具体实施方式的复合空心活塞4与缸筒2内壁之间的间隙随压力变化而变化，密封间隙为带状形，稳定性好，压力调节范围为0～40MPa。
2、本具体实施方式采用的复合空心活塞为圆筒空心状，其质量仅为现有相同形状和结构的液压缸的20～40％，质量轻。
3、本具体实施方式将缸筒2内壁加工为菱形形状织构的凹槽，能显著提高润滑性能。
4、本具体实施方式采用的复合空心活塞4的变形密封面比唇边密封面增宽2-4倍，有效地降低了在相同条件下的液体泄漏量，密封性能好，溶剂效率高。
5、本具体实施方式的复合空心活塞4的薄壁圆筒的圆柱面镀有铜层，不仅能提高复合空心活塞4的使用寿命，其能有效降低活塞在运动的时与缸内壁的摩擦阻力。
6、本具体实施方式的导向套6采用滑环加密封圈的组合密封件，滑环为无缝隙斜切口，不仅减小了摩擦阻力，且能提高密封性。
本具体实施方式在工作时，高压油由缸筒2一端的油孔进入液压缸内腔，并流入复合空心活塞4，液压油作用在复合空心活塞4的底部，推动活塞杆5向另一端移动，同时复合空心活塞4的薄壁圆筒会在液体压力的作用下向外扩张，油压越大，薄壁扩张越大，复合空心活塞4与缸筒2内壁的间隙越小，泄漏量越小，传动效果越好；复合空心活塞开口处的筋板结构能很好地连接周边薄壁圆筒，提高结构的稳定性。活塞杆沿着导向套往另一端移动时，导向套8内的组合密封件9能起到很好的密封作用，滑环结构能极大的减小活塞杆5滑动时的摩擦阻力。
因此，本具体实施方式具有润滑性能好、摩擦力小、质量轻、传动效率高、密封性能好和使用寿命长的特点。
Claims (3)
1.一种变间隙密封复合空心活塞液压缸，其特征在于：所述复合空心活塞液压缸包括缸底(1)、缸筒(2)、筋板(3)、复合空心活塞(4)、活塞杆(5)、导向套(6)、组合密封件(7)、缸盖(8)和除尘圈(9)；缸筒(2)的后端和前端对应地装有缸底(1)和缸盖(8)在；紧贴缸盖(8)的内侧装有导向套(6)；导向套(6)的中心孔内壁设有密封槽，所述密封槽内装有组合密封件(7)；缸盖(8)的中心孔孔壁装有除尘圈(9)；
复合空心活塞(4)与活塞杆(5)固定连接，活塞杆(5)穿过导向套(6)和缸盖(8)的活塞杆孔的中心孔；缸筒(2)、复合空心活塞(4)、活塞杆(5)、导向套(6)、缸盖(8)的中心线为同一条中心线；
复合空心活塞(4)为薄壁空心圆筒结构，薄壁空心圆筒的壁厚为3～15mm，薄壁空心圆筒的筒底厚度为所述壁厚的2～3倍复合空心活塞(4)的薄壁圆筒的圆柱面镀有铜层，铜层厚度为0.3～0.5mm；薄壁空心圆筒的开口端固定有“十”字形筋板(3)；所述复合空心活塞(4)与缸筒(2)内壁间采用间隙密封，间隙密封的间隙为15～35μm；
缸筒(2)的内壁加工有菱形织构的凹槽，所述凹槽的槽距L＝1.2～1.5mm，凹槽的槽宽W＝0.15～0.2mm，凹槽的槽深h＝0.08～0.12mm；所述凹槽的对角线a＝1.5～2.0mm，凹槽的另一对角线b＝1.0～1.5mm。
2.根据权利要求1所述的变间隙密封复合空心活塞液压缸，其特征在于：所述缸筒(2)的靠近左端和右端处沿径向方向对应地设有第一油孔和第二油孔。
3.根据权利要求1所述的变间隙密封复合空心活塞液压缸，其特征在于：所述组合密封件(7)由“O”形密封圈和滑环组成；所述滑环采用无缝斜切口，无缝斜切口的角度为α＝30～60°，所述滑环的厚度N＝3～6mm，滑环的宽度M＝6～8mm；所述滑环的材质为灰铸铁。
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| CN115405584B (zh) | 2024-07-26 |
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Legal Events
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