CN116164007B - 液压凿岩机用缓冲活塞复合衬套及液压缓冲系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压凿岩机用缓冲活塞复合衬套及液压缓冲系统，所述缓冲活塞复合衬套作用在凿岩机缓冲活塞与凿岩机缸体之间，所述缓冲活塞复合衬套包括第一材料层，以向缓冲活塞提供支撑；第二材料层，所述第二材料层设在第一材料层内部，位于缓冲活塞复合衬套的中部，以向缓冲活塞提供导向与润滑。本发明实现对缓冲活塞衬套结构的改进设计，相较于传统的设计，以最大限度的减少了零部件的数量，从而提高了产品的集成度，同时在保证结构的刚强度的要求下，能够很好的起到导向与润滑的功能，增加液压凿岩机缓冲系统使用寿命，提高经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及液压凿岩机的改进技术领域，尤其涉及一种液压凿岩机用缓冲活塞复合衬套及液压缓冲系统。
背景技术
凿岩机是凿岩设备的核心，凿岩机是按沖击破碎原理进行工作的。工作时活塞做高频往复运动，不断地冲击钎尾，在冲击力的作用下，呈尖楔状的钎头将岩石压碎并凿入一定的深度，形成一道凹痕，活塞退回后，钎尾会发生一定的回弹，回弹的钎尾由止推套与缓冲活塞相连。液压凿岩机在钻孔的过程中需要缓冲系统来吸收回弹的动能，从而延长凿岩机的寿命，同时提高凿岩机的工作效率。工作时冲击活塞做高频往复运动，不断地冲击钎尾，而在此过程中缓冲系统就需要不断的吸收活塞与钎尾碰撞所产生的回弹动能。
现有的缓冲活塞复合衬套结构无法在保证结构的刚强度的要求下，同时还能起到导向与润滑的功能，现有液压凿岩机缓冲活塞复合衬套结构使用过程中应力高、受力复杂、故障率高、寿命短。
发明内容
发明目的：本发明旨在提供一种集成度高、刚度强、寿命高的液压凿岩机用缓冲活塞复合衬套。
技术方案：本发明的一种液压凿岩机用缓冲活塞复合衬套，其作用在凿岩机缓冲活塞与凿岩机缸体之间，所述缓冲活塞复合衬套包括第一材料层，以向缓冲活塞提供支撑；第二材料层，所述第二材料层设在第一材料层内部，位于缓冲活塞复合衬套的中部，以向缓冲活塞提供导向与润滑。
优选的，所述第一材料层由渗氮钢制成；所述第二材料由锡青铜制成。
作为上述方案的进一步改进，所述缓冲活塞复合衬套上设有若干用于安装垫圈的外凹槽、若干用于安装液压油封外凹槽、若干用于安装旋转密封的内凹槽，以及用于与油腔连通的油孔，其中内凹槽设在缓冲活塞复合衬套的内圈，外凹槽设在缓冲活塞复合衬套的外圈。
作为上述方案的更进一步改进，从所述缓冲活塞复合衬套的前端至后端，所述缓冲活塞复合衬套上依次设有第一外凹槽，用于安装弹簧垫圈；第二外凹槽，用于安装O型密封圈；第一内凹槽，用于安装旋转密封；第三外凹槽，用于安装液压油封；第四外凹槽，用于安装液压油封；第二内凹槽，用于与缓冲活塞形成密闭的容腔；第五外凹槽，用于安装液压油封；第三内凹槽，用于安装旋转密封；第六外凹槽，用于安装液压油封。
作为上述方案的更更进一步改进，所述缓冲活塞复合衬套上开设有第一通孔、第二通孔和第三通孔。
作为上述方案的更更更进一步改进，其中所述第一通孔开设在第一内凹槽和第三外凹槽中间的位置，该通孔与低压油腔相连，用于将排出经过第二材料层和缓冲活塞配合间隙所泄漏的液压油；所述第二通孔开设在第四外凹槽和第二内凹槽中间的位置，该通孔与高压缓冲油腔相连；所述第三通孔开设在第五外凹槽和第三内凹槽中间的位置，该通孔与低压油腔相连，用于排出经过第二材料层和缓冲活塞配合间隙所泄漏的液压油。
另一方面，本发明提供一种液压缓冲系统，所述系统包括上述液压凿岩机用缓冲活塞复合衬套以及缓冲活塞。
作为上述方案的进一步改进，所述液压缓冲系统还包括设在缓冲活塞内的钎尾止推套，设在所述缓冲活塞复合衬套外的缓冲壳体。
作为上述方案的进一步改进，所述液压缓冲系统还包括设在缓冲活塞复合衬套前端的波形弹簧，设在第一外凹槽上的O型圈，设在第三外凹槽、第四外凹槽、第五外凹槽和第六外凹槽的液压油封，安装在第一内凹槽和第三内凹槽的旋转密封。
作为上述方案的进一步改进，所述液压缓冲系统还包括安装在第一外凹槽上的弹簧垫圈。
在具体工作时，在缓冲活塞复合衬套内部缓冲活塞受到钎尾的回弹快速反复运动，传统缓冲活塞复合衬套采用全钢的材料制成，因此，在工作时会对缓冲活塞造成较大的磨损，从而使得结构运动不稳定，造成结构的破坏，以及整个缓冲系统功能的失效。而本发明的缓冲活塞复合衬套结构是由渗氮钢与锡青铜两种金属结合形成，其外层金属采用的是渗氮钢制材料，具有良好的强度与刚度，内部金属是由锡青铜材料制成，具有较好的导向与润滑功能。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：本发明所采用的双金属结构形式的缓冲活塞复合衬套，在保证整体结构强度安全性能的前提下，又能很好的为缓冲活塞提供支撑导向与润滑的作用，延长结构的使用寿命，保障了整个缓冲系统的可靠性能。
附图说明
图1为本发明的液压凿岩机用双缓冲复合金属缓冲衬套的结构示意图；
图2为本发明的液压缓冲系统结构示意图；
图3为本发明的液压缓冲系统设计爆炸图。
附图标记：1、钎尾止推套；2、缓冲活塞复合衬套；211、第一外凹槽；212、第二外凹槽；213、第三外凹槽；214、第四外凹槽；215、第五外凹槽；216、第六外凹槽；221、第一内凹槽；222、第二内凹槽；223、第三内凹槽；231、第一通孔；232、第二通孔；233、第三通孔；250、第一材料层；260、第二材料层；3、波形弹簧；4、O型圈；5、液压油封；6、后端盖；7、缓冲活塞；8、缓冲壳体；9、第一级液压缓冲腔；10、旋转密封；11、二级液压缓冲腔；12、钎尾；13、冲击活塞。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示，本发明提供一种液压凿岩机用双缓冲复合金属缓冲衬套，所述缓冲活塞复合衬套包括第一材料层250，第一材料层250内部的中部位置设有第二材料层260。具体的，所述缓冲活塞复合衬套结构是由渗氮钢与锡青铜两种金属结合形成，其外层金属采用的是渗氮钢制材料，具有良好的强度与刚度，内部金属是由锡青铜材料制成，具有较好的导向与润滑功能。
所述缓冲活塞复合衬套上设有若干用于安装垫圈的凹槽、若干用于安装液压油封凹型槽和用于与油腔连通的油孔。
从所述缓冲活塞复合衬套的前端至后端，所述缓冲活塞复合衬套上依次设有第一外凹槽211、第二外凹槽212、第一内凹槽221、第三外凹槽213、第四外凹槽214、第二内凹槽222、第五外凹槽215、第三内凹槽223和第六外凹槽216。
其中所述第一外凹槽211设在缓冲衬套顶部，用于安装弹簧垫圈，以固定衬套，同时采用弹簧垫圈紧固的方式，能够为驱动套提供一定的缓冲减震的效果。
所述第二外凹槽212设在缓冲衬套的外圈，用于安装O型密封圈，防止液压油的泄漏；
所述第一内凹槽221设在缓冲衬套的内圈，用于安装旋转密封，该种类密封圈适用于高速运动物体的密封，用于格挡缓冲衬套内部液压油向外侧泄漏；
所述第三外凹槽213设在缓冲衬套的外圈，用于安装液压油封，防止高压泄漏油腔的液压油向低压油道泄漏；
所述第四外凹槽214设在缓冲衬套的外圈，用于安装液压油封，防止液压油的泄漏；
所述第二内凹槽222设在缓冲衬套的内圈，用于与缓冲活塞形成密闭的容腔，容腔内充满液压油，当缓冲活塞受力向后移动时，密闭的油腔会为缓冲活塞吸收冲击力，形成缓冲系统的第二级缓冲腔；
所述第五外凹槽215设在缓冲衬套的外圈，用于安装液压油封，防止高压泄漏油腔的液压油向低压油道泄漏；
所述第三内凹槽223设在缓冲衬套的内圈，用于安装旋转密封，该种类密封圈适用于高速运动物体的密封，用于格挡缓冲衬套内部液压油向外侧泄漏；
所述第六外凹槽216设在缓冲衬套的外圈，用于安装液压油封，防止液压油的泄漏。
所述缓冲活塞复合衬套上开设有第一通孔231、第二通孔232和第三通孔233。其中所述第一通孔231开设在第一内凹槽221和第三外凹槽213中间的位置，该通孔与低压油腔相连，用于将排出经过第二材料层和缓冲活塞配合间隙所泄漏的液压油；所述第二通孔232开设在第四外凹槽214和第二内凹槽222中间的位置，该通孔与高压缓冲油腔相连，当缓冲活塞受力向后移动时，高压缓冲油腔会为缓冲活塞吸收冲击力，保护结构不被损坏，形成缓冲系统的第一级缓冲；所述第三通孔233开设在第五外凹槽215和第三内凹槽223中间的位置，该通孔与低压油腔相连，用于排出经过第二材料层和缓冲活塞配合间隙所泄漏的液压油。
缓冲衬套还设置有高压泄漏油道，高压泄漏油道设在第三外凹槽213和第四外凹槽214中间的位置；用于将推动缓冲活塞的高压缓冲油腔的高压油泄漏，同时该油道具有定位作用，能控制缓冲活塞的位移行程。
如图2-3所示，本发明提供一种液压缓冲系统，所述液压缓冲系统包括钎尾止推套1、缓冲活塞复合衬套2、波形弹簧3、O型圈4、液压油封5、后端盖6和缓冲活塞7，其中缓冲壳体8缓冲活塞复合衬套2位于缓冲活塞7与缓冲壳体8之间，缓冲活塞7与钎尾止推套1相连。
其中，波形弹簧3设在缓冲活塞复合衬套2前端，O型圈4设在第一外凹槽211上，液压油封5分别设在第三外凹槽213、第四外凹槽214、第五外凹槽215和第六外凹槽216上，旋转密封10分别安装在第一内凹槽221和第三内凹槽223上。
在具体工作中，波形弹簧3放置在缓冲活塞复合衬套2的前端，用于固定缓冲活塞复合衬套2，缓冲活塞复合衬套2后端由后端盖6进行限位，同时缓冲活塞复合衬套2外圈凹槽内装有O型圈4以及液压油封5，外圈凹槽内装有旋转密封10，对衬套内的油路进行密封，钎尾止推套1受到向后的推力F，钎尾止推套1与缓冲活塞7相连，因此带动缓冲活塞7向后移动，缓冲活塞7在缓冲活塞复合衬套2内向后移动，缓冲活塞复合衬套2周围布有油孔，将缓冲活塞7与缓冲活塞复合衬套2之间的液压油与缓冲壳体8内的高压油连接，形成高压油腔，成为缓冲系统的第一级液压缓冲腔9，在缓冲活塞7继续向后移动时，此时密闭的二级液压缓冲腔11受到挤压，形成高压油腔，起到缓冲作用，成为缓冲系统的第二级缓冲。
在本发明的其他实施例中，还可以将本实施例中的缓冲活塞复合衬套2结构应用到其他活塞式结构中。
本发明实现对缓冲活塞衬套结构的改进设计，相较于传统的设计，以最大限度的减少了零部件的数量，从而提高了产品的集成度，同时在保证结构的刚强度的要求下，能够很好的起到导向与润滑的功能，增加液压凿岩机缓冲系统使用寿命，提高经济效益。
Claims (6)
1.一种液压凿岩机用缓冲活塞复合衬套，其作用在凿岩机缓冲活塞与凿岩机缸体之间，其特征在于，所述缓冲活塞复合衬套包括第一材料层（250），以向缓冲活塞提供支撑；第二材料层（260），所述第二材料层（260）设在第一材料层（250）内部，位于缓冲活塞复合衬套的中部，以向缓冲活塞提供导向与润滑；所述缓冲活塞复合衬套上设有若干用于安装垫圈的外凹槽、若干用于安装液压油封外凹槽、若干用于安装旋转密封的内凹槽，以及用于与油腔连通的油孔；从所述缓冲活塞复合衬套的前端至后端，所述缓冲活塞复合衬套上依次设有第一外凹槽（211），用于安装弹簧垫圈；第二外凹槽（212），用于安装O型密封圈；第一内凹槽（221），用于安装旋转密封；第三外凹槽（213），用于安装液压油封；第四外凹槽（214），用于安装液压油封；第二内凹槽（222），用于与缓冲活塞形成密闭的容腔；第五外凹槽（215），用于安装液压油封；第三内凹槽（223），用于安装旋转密封；第六外凹槽（216），用于安装液压油封；
所述缓冲活塞复合衬套上开设有第一通孔（231）、第二通孔（232）和第三通孔（233）；其中所述第一通孔（231）开设在第一内凹槽（221）和第三外凹槽（213）中间的位置，该通孔与低压油腔相连，用于排出经过第二材料层和缓冲活塞配合间隙所泄漏的液压油；所述第二通孔（232）开设在第四外凹槽（214）和第二内凹槽（222）中间的位置，该通孔与高压缓冲油腔相连；所述第三通孔（233）开设在第五外凹槽（215）和第三内凹槽（223）中间的位置，该通孔与低压油腔相连，用于排出经过第二材料层和缓冲活塞配合间隙所泄漏的液压油。
2.根据权利要求1所述的液压凿岩机用缓冲活塞复合衬套，其特征在于，所述第一材料层由渗氮钢制成；所述第二材料由锡青铜制成。
3.一种液压缓冲系统，其特征在于，所述系统包括根据权利要求1-2任一所述的液压凿岩机用缓冲活塞复合衬套（2）以及缓冲活塞（7）。
4.根据权利要求3所述的液压缓冲系统，其特征在于，所述液压缓冲系统还包括设在缓冲活塞（7）内的钎尾止推套（1），设在所述缓冲活塞复合衬套（2）外的缓冲壳体（8）。
5.根据权利要求3所述的液压缓冲系统，其特征在于，所述液压缓冲系统还包括设在缓冲活塞复合衬套（2）前端的波形弹簧（3），设在第一外凹槽（211）上的O型圈（4），设在第三外凹槽（213）、第四外凹槽（214）、第五外凹槽（215）和第六外凹槽（216）的液压油封（5），安装在第一内凹槽（221）和第三内凹槽（223）的旋转密封（10）。
6.根据权利要求3所述的液压缓冲系统，其特征在于，所述液压缓冲系统还包括安装在第一外凹槽（211）上的弹簧垫圈。
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