CN117098923A - 液压缸缓冲保持装置 - Google Patents

Abstract

一种液压缸可以包括具有杆端和帽端的壳体，并且帽端可以包括缓冲孔。缸还可包括杆，该杆具有在壳体外部的工作端并延伸穿过缸的杆端到达活塞端。缸还可包括活塞，该活塞布置在壳体内杆的活塞端上，并配置为在壳体内在杆端和帽端之间铰接。活塞可以具有延伸到活塞的帽侧中的纵向孔，并且该孔可以包括保持器唇部。缸还可包括缓冲器，该缓冲器配置为当活塞接近壳体的帽端时接合帽端的缓冲孔。缓冲器可具有配置为由保持器唇部保持的环形凸缘。

Description

液压缸缓冲保持装置

技术领域

本申请总体上涉及液压系统，例如在作业机械上使用的液压系统，所述作业机械包括挖掘机、卡车或用于建筑的其他重型设备、农用机具和适于执行作业的其他机械。更具体地，本申请涉及一种用于液压缸的缓冲系统，该缓冲系统在活塞接近缸的帽端时减慢活塞在缸中的速度。更具体地，本申请涉及一种用于设置在液压缸内的活塞上的缓冲元件的保持系统。

背景技术

液压缸通常包括其中布置有活塞的缸，该活塞配置为基于液压流体流入和流出缸而在缸中前后铰接。杆可固定到活塞上并适于根据活塞的运动做功。例如，杆可以延伸出缸的一端，并且在相对端固定到诸如挖掘工具、卡车床或另一可致动元件的机具。为了在活塞接近缸的帽端或杆端或两者时缓冲或控制活塞的速度，可以提供缓冲特征。在一些情况下，缓冲可以设置在缸的外部，并且可以是例如用于控制缸的液压阀中的限制孔的形式。限制孔可减慢液压流体从缸的排出，并因此减慢活塞的速度。在其他情况下，例如可以通过限制通向缸上的端口的液压流体的流动而在缸中提供缓冲。

在一些特定的设计中，液压缸内的缓冲可包括在活塞的一侧或两侧上设置在杆上的套筒。套筒可以沿杆远离活塞延伸相对短的距离，并且可以提供杆的增大的直径。缸的帽端和杆端可包括缓冲孔，当活塞接近缸的相应端时，套筒插入该缓冲孔中。液压端口可以设置在缓冲孔中，并且套筒在缓冲孔中的相对紧密的配合可以限制液压流体通过围绕套筒的减小的环形区域流到端口。

放置在杆上的套筒可以用卡环、保持环和其它固定机构固定就位。液压缸的侧向负载、振动和/或冲击负载可以使卡环、保持环和其它固定机构移位。一旦移位，固定机构就会在缸体内破裂，并且会污染液压流体并损坏缸的内部工作。

中国专利申请2021132305公开了一种在杆腔中具有缓冲装置的高压油缸。节流装置布置在缸套靠近活塞一端的端面上，节流件布置在节流孔中。在活塞杆上套设缓冲套，在活塞杆的外圆周上的位置上布置第一阶梯，在该位置上套设缓冲套，在缓冲套的内圆周上布置第二阶梯。靠近缸套的缓冲套一端的外圆周是锥面。高压油缸具有能够实现逐渐节流、减轻活塞对缸筒的冲击、降低油缸起动时的起动压力等优点。

发明内容

在一个或多个实施例中，液压缸可以包括具有杆端和帽端的壳体，并且帽端可以包括缓冲孔。缸还可包括杆，该杆具有在壳体外部的工作端并延伸穿过缸的杆端到达活塞端。缸还可包括活塞，该活塞布置在壳体内杆的活塞端上，并配置为在壳体内在杆端和帽端之间铰接。活塞可以具有延伸到活塞的帽侧中的纵向孔，并且该孔可以包括保持器唇部。缸还可包括缓冲器，该缓冲器配置为当活塞接近壳体的帽端时接合帽端的缓冲孔。缓冲器可具有配置为由保持器唇部保持的环形凸缘。

在一个或多个实施例中，用于液压缸的缓冲组件可包括具有大致圆柱形外表面以及第一端和第二端的活塞。活塞可以配置为用于固定到液压缸的杆上，并且可以具有延伸到活塞的第一端部中的纵向孔。所述纵向孔具有保持器唇部。该组件还可包括缓冲器，该缓冲器配置为当活塞接近帽端时接合缸的帽端的缓冲孔。缓冲器可具有配置为由保持器唇部保持的环形凸缘。

在一个或多个实施例中，一种组装液压缸的方法可包括将缓冲器放置在杆的心轴上。该方法还可包括将活塞套筒式放置在缓冲器上，并将活塞固定到杆上，直到活塞坐靠在杆的肩部上。活塞的坐靠位置可固定缓冲器的凸缘并允许缓冲器相对于心轴径向和纵向移动。

附图说明

图1是根据一个或多个实施例的具有液压缸的作业机械的透视图。

图2是根据一个或多个实施例的图1的作业机械的一个或多个液压缸的剖视图。

图3是根据一个或多个实施例的图2的液压缸的杆的活塞端的侧视图。

图4是根据一个或多个实施例的图2的液压缸的活塞的剖视图。

图5是根据一个或多个实施例的图2的液压缸的帽端的特写剖视图。

图6是根据一个或多个实施例的图2的液压缸的缓冲器的透视图。

图7是其剖视图。

图8是根据一个或多个实施例的制造图2的液压缸的方法的图。

具体实施方式

图1是作业机械100的透视图。如图所示，作业机械100可以是例如非常适合于挖掘和/或提升材料和装载卡车的挖掘机。还可以提供其它类型的作业机械，包括具有铰接式卡车床的卡车、滑移装载机或具有液压系统的其它作业机械。作业机械100可包括多个地面支撑牵引元件102(例如，车轮、履带、滑脚等)，用于相对于支撑表面平移作业机械100。牵引元件102可以包括一对轨道，并且桥可以在轨道之间延伸并且枢转地支撑机器甲板104。机器甲板可包括用于向机器提供动力的发动机壳体106，用于与操作者相互作用以控制作业机器的驾驶室108，以及用于枢转附接主提升臂或内提升臂112的提升臂基部110。主提升臂或内提升臂可以是远离机器甲板104延伸到转向节114的枢转提升臂，其中副提升臂或外提升臂116可以枢转地延伸。副提升臂或外提升臂116可远离主提升臂或内提升臂112延伸至相对端，铲斗118可枢转地固定在该相对端。

如图所示，作业机械100可包括用于操作提升臂112/114和铲斗118的液压系统。例如，液压系统可包括布置在主提升臂112的任一侧上的一对液压缸120。这对液压缸120可以延伸以向上枢转主提升臂112并缩回以向下枢转主提升臂112。附加的液压缸120可布置在主提升臂112上并固定到副提升臂116上的杠杆122上。该液压缸120可以延伸以使外提升臂116相对于主提升臂112向内卷曲，并且可以缩回以使外提升臂116相对于主提升臂112伸直。第三液压缸120还可布置在外提升臂116上，并可固定到铲斗118的杆124上。该液压缸120可以延伸以使铲斗相对于外提升臂116向内卷曲，并且可以缩回以使铲斗相对于外提升臂116伸直。液压系统可包括液压流体箱、用于将流体输送到系统的泵，以及用于控制液压流体从泵到缸和从缸返回到箱的路线的控制阀。

现在参照图2，示出了液压缸120的横截面，例如图1的作业机械100的液压缸120中的一个。液压缸120可配置为延伸和缩回杆以执行工作，例如枢转作业机械的提升臂或铲斗。如图所示，液压缸可包括壳体126、杆128、活塞130和用于从液压缸120输送和/或接收液压流体的一个或多个端口132。

继续参照图2，壳体126可配置为容纳并承受相对较高的流体压力，并沿一路径引导活塞130，该路径允许活塞130基于活塞130的一侧或更多侧上的流体流动而前后铰接通过一行程长度。壳体126可包括限定纵向延伸的缸的缸壁134。壳体还可包括帽端136和杆端138。帽端136可以是具有用于引入或喷射液压流体的端口132的缸的基本封闭端。帽端136可包括用于将液压缸120固定到作业机械100的凸耳140。在一个或多个实施例中，凸耳140可包括用于接收允许液压缸120相对于其与作业机械100或作业机械100的机具的连接枢转的销或螺栓的孔眼。杆端138可相对于活塞130和液压流体封闭缸的端部，但可包括用于穿过杆128的密封开口142。与帽端136类似，杆端138可包括用于引入或喷出液压流体的端口。可以理解的是，当流体在帽端136处流入液压缸并在杆端138处流出液压缸时，活塞130可在壳体134内铰接以从缸驱动杆128并延伸液压缸120的整个长度。当流体流出帽端136并且流体流入杆端138时，活塞130可以在壳体126内铰接以将杆128缩回到缸中并且缩短整个液压缸120的延伸。

继续参照图2，杆128可固定到活塞130，并可包括纵向元件，该纵向元件的直径小于壳体的直径，并适于基于活塞130的铰接而在壳体内可套筒式地铰接。杆128可以在一端被固定到活塞130上，可以延伸穿过壳体126的杆端138，并且可在相对端包括凸耳或其他附接特征144。凸耳或其它附接特征144可允许杆固定到作业机械100或作业机械100的机具，并且凸耳可提供例如通过销连接或螺栓连接的连接的枢转运动。

在杆128的活塞端，如图3所示，杆128可以包括用于将杆128联接到活塞130并且用于与缓冲器146相互作用的联接特征，这将在下面更详细地描述。例如，杆128的活塞端可包括螺纹区域148，并适于插入和/或穿过活塞130以螺纹接合活塞130和杆128。在一个或多个实施例中，杆128可以包括活塞肩150，该活塞肩用作活塞130的止挡件并且可以迫使活塞抵靠该活塞肩而将活塞130紧固到杆128上。杆128还可以包括延伸部分或心轴152，当活塞130固定到杆128时，该延伸部分或心轴152延伸穿过并超过活塞130。心轴152可适于接收和保持缓冲器146。特别地，心轴152可以具有比活塞杆128的螺纹区域148稍小的直径。心轴152的直径例如可以在从大约72mm到大约76mm的范围内，或者从大约73mm到大约75mm，或者可以提供大约74mm的直径。心轴的较小直径可提供肩部154，缓冲器146可坐靠该肩部安置以防止缓冲器146向上或纵向运动到活塞130中。心轴152和杆128之间的肩部154可相对于活塞肩部150和相对于活塞130的纵向长度定位，使得当活塞固定到杆128时肩部154布置在活塞130内。如图5所示，当杆128定位在活塞130中时，心轴152相对于活塞130的通孔的较窄尺寸可在活塞130的盖侧中形成环形凹部156。该环形凹部156可适于连接缓冲器146。虽然已经描述了活塞130和杆128之间的螺纹连接，但是还可以使用其它连接或联接技术，例如夹在杆上的两部分式活塞，横向延伸穿过螺栓或销钉、固定螺钉、凸缘和螺栓连接，或其它附接技术。

如图2所示，活塞130可以布置在壳体126内，并且可以适于基于在活塞的任一侧上流入和流出壳体126的流体而通过壳体126铰接。活塞130可以密封地接合壳体126的内壁，以便避免、减少或最小化通过壳体126内的活塞130的流体流动。照此，当流体压力在活塞130的一侧上积聚并且超过活塞130的相对侧上的流体压力时，活塞130可以朝向较低压力侧传播。在一个或多个实施例中，活塞130可以是圆柱形元件，其外径仅略小于壳体126的缸壁的内径。一个或多个密封件158可以布置在活塞130上以提供与壳体126的内表面的密封接合。

参照图4，活塞130可包括用于接收和接合杆126的通孔160。也就是说，如上所述，活塞130可以螺纹接合杆126，并且照此，可以包括适于将活塞130螺纹固定到杆128的螺纹通孔160。在一个或多个实施例中，通孔可具有范围从约95mm到约99mm，或从约96mm到约98mm的直径，或可提供约97mm的直径。在一个或多个实施例中，可以提供几种不同的直径。在一个或多个实施例中，并且如以下更详细地描述的，活塞130可以包括在活塞130的一侧或两侧上的缓冲器146，该缓冲器允许在活塞130接近缸120的帽端136和杆端138时缓冲或减缓活塞130。为了接合缓冲器146，在活塞130的盖侧的孔160可包括适于固定缓冲器146的保持器唇部162。保持器唇部162可以减小帽侧边缘处的孔160的直径。在一个或多个实施例中，保持器唇部162可以限定范围从约88mm至约90mm的减小的孔径，或者可以提供约89mm的减小的孔径。在一个或多个实施例中，径向延伸到孔160的内表面中的周向槽164也可设置在保持器唇部162的纵向内侧或附近，以为缓冲器的横向游隙或运动提供空间。在一个或多个实施例中，超过内孔直径的凹槽深度可以在从约2mm至约8mm，或从约3mm至约6mm的范围内，或可以提供约4mm的凹槽深度。

如图2所示，液压缸120的一个或多个端口132可适于输送或接收来自液压缸120的液压流体，并可布置在壳体126的相对端(即，一个在帽端136和一个在杆端138)。端口132可提供液压流体管线的连接，并可提供液压流体进入和离开液压缸120的路径。

现在参考图5，示出了活塞130和缸120的帽端136之间的相互作用的特写图。缸120的帽端136可适于将缸120固定到作业机械100或其机具，包含缸压力并提供用于液压流体的端口132。如图所示，帽端136可包括适于固定到壳体126的隔板铸件166。如图所示，隔板铸件166可以在周向延伸的焊缝168处焊接到缸壁134。隔板铸件166可以包括活塞止动表面170。缓冲孔172可以延伸穿过该活塞止动表面170，从而将该活塞止动表面限定为环形表面。缓冲孔172的直径可以小于缸壁134的内径，并且其尺寸可以适于在活塞130的盖侧上接收缓冲器146。在一个或多个实施例中，缓冲孔172可以具有与由保持器唇部162产生的活塞的减小的孔直径相似的直径。在一个或多个实施例中，缓冲孔可以具有范围从约88mm至约90mm的直径，或者可以提供约89mm的减小的孔直径。

继续参考图5，用于将液压流体引入和接收出缸的端口132可以包括在隔板铸件166内的一个或多个路径。例如，如图所示，端口132可包括主流体填充孔174，该主流体填充孔174从隔板铸件166的外表面上的软管接头向上延伸并穿过环形止挡表面。该孔174可以相对较大，并且当杆128延伸时可以允许流体大致自由地流入液压缸。然而，该相对较大的流体填充孔可包括止回阀176，例如当流体流出缸时关闭的球阀。在这种情况下，流出缸的流体可流入缓冲孔172，并流出从缓冲孔172延伸到隔板铸件166的外表面上的软管接头的出口孔176。

继续参照图5，缓冲器146显示在活塞130的盖侧。如图所示和如上所述，杆128可延伸穿过活塞130并形成心轴152，用于在活塞130的盖侧上接收缓冲器146。缓冲器146可适于以套筒式接合心轴152。在操作期间，当活塞130接近缸120的帽端136时，缓冲器146可适于基本上填充帽端136的缓冲孔172，并由此限制流体流向出口孔176，导致活塞朝向帽端136的行进速度减慢。缓冲器146可以包括套筒部分178和凸缘部分180，并且在图6和图7中详细示出。

如图所示，缓冲器146的套筒部分178可包括沿杆128的心轴部分152纵向延伸并延伸超过活塞130的圆柱形套筒壁。圆柱形套筒壁可具有略大于心轴152的内径182，并可适于与杆松散或滑动接合。例如，圆柱形套筒壁的内径182的范围可以从大约73mm到大约77mm，或者从大约74mm到大约76mm，或者可以提供大约75mm的直径。这可以与大约74mm的心轴直径相比，该心轴直径提供小间隙，该小间隙提供缓冲器146在心轴152上的松配合。圆柱形套筒壁178可具有适于基本上填充缓冲孔172的外径186。例如，外径可在约86mm至约90mm，或约87mm至约89mm的范围内，或可提供约88mm的外径。当与大约89mm的缓冲孔直径相比时，可以在缓冲器146的外部与缓冲孔172之间提供小的间隙。应当理解，为了允许在组装期间将活塞130套在缓冲器146上，圆柱形套筒壁178的外径可以略小于设置在活塞的孔上的保持器唇部162处的减小的孔直径。还应该理解的是，随着缸尺寸和容量的改变，壳体、杆和活塞的尺寸可以改变，这样，缓冲孔和缓冲器的尺寸可以相应地增大或减小。套筒壁178可包括自由端和活塞端。自由端可包括围绕套筒壁的圆周延伸的斜切鼻部184。斜切鼻部184可以在缓冲器146上形成锥形端部，并且当缓冲器146接近并接合缓冲孔172时提供对中功能。套筒壁178的活塞端可固定到缓冲器146的凸缘部分180。

缓冲器的凸缘部分180可适于与活塞130接合以将缓冲器146固定到活塞130并围绕杆128或杆128的心轴部分152。与活塞130的连接可以是相对松配合的连接，以保持缓冲器146自由地围绕心轴152旋转和自由地稍微纵向移动。如图所示，凸缘部分180可以包括形成圆周边缘188的径向向外延伸的板、心轴侧环形面190和活塞侧环形面192。圆周外边缘188的直径可以被选择成用于套管地穿过活塞130的孔160(例如，小于该孔)，但是用于卡在活塞130的孔的帽侧保持器唇部162上。活塞130的内表面上的凹槽164可以略大于圆周外边缘188的直径(例如，具有大于孔的直径的凹槽)，并且可以允许缓冲器146中相对于活塞130的横向游隙。在一个或多个实施例中，圆周外边缘188可以具有范围从约93mm至约97mm，或约94mm至约96mm的直径，或可以提供约95mm的直径。当活塞套在缓冲器146上时，与活塞的减小的孔径(例如89mm)相比，缓冲器的较大直径(例如95mm)的凸缘可将心轴侧环形面190放置成与保持器唇部162的内表面支承。

应当理解，活塞130和缓冲器146可以被认为是缓冲组件。在一个或多个实施例中，杆128也可以是缓冲组件的一部分。还应该理解的是，尽管缓冲器146已经被示出和描述为布置在活塞130的盖侧上，但是缓冲器146可以替代地布置在活塞130的杆侧上。还可以提供系统的其它变型和/或系统的部件的组合。

目前公开的缓冲系统可以包括如图8所示的新的组装方法200。例如，组装液压缸的方法200可包括在液压杆上滑动压盖201。该方法还可以包括将缓冲器放置在液压杆的心轴上202。缓冲器可以包括相对松配合的套筒部分，该套筒部分在坐靠在心轴上时提供围绕心轴的大致自由旋转。杆可以包括缓冲器肩部，并且缓冲器可以包括凸缘部分，并且将缓冲器放置在心轴上可以包括抵靠缓冲器肩部推进凸缘204。该方法还可包括使活塞在组装好的心轴和缓冲器上滑动或套筒式滑动206，并将活塞螺纹连接到液压杆的活塞端上208。螺纹连接可包括通过螺纹连接推进活塞，直到活塞的杆端紧密地坐靠在杆的活塞肩部上。活塞的杆孔的帽端上的保持器唇部可将缓冲器的凸缘部分拉成与缓冲器肩部并置，但可避免夹紧缓冲器的凸缘部分，使得缓冲器大致保持自由以在心轴上旋转并略微横向移动。缓冲器在心轴上的相对松配合，保持器唇部相对于缓冲器的凸缘部分的周向边缘的凹槽内侧，以及保持器唇部相对于缓冲器套筒部分的外径的内径都可参与为缓冲器提供间隙，以在限定的公差内相对自由地横向移动。这样，当活塞接近缸的帽端时，缓冲器可接合帽的缓冲器孔，缓冲器的套筒部分的自由端上的斜切鼻部可提供允许缓冲器与缓冲器孔对准并进入缓冲器孔以缓冲活塞的接近的对中功能。

组装方法还可包括将凸耳或其它连接特征焊接到杆的暴露端上210，并将缸的帽端焊接到壳体上212。该方法还可包括将其上布置有活塞和缓冲器的杆的活塞端插入壳体的杆端中，并使活塞朝向帽端前进214。该方法还可包括使缸的杆端在杆上滑动并使缸的杆端坐靠壳体216。该方法还可包括在杆端处用螺栓或其它方式将压盖紧固到壳体上218。另外的组装方法步骤可以包括例如使缸充满并且将其清除空气或其他气体。

工业实用性

在操作和使用中，本液压缸可提供对挖掘机的铰接臂的运动的缓冲，例如，当移动臂的缸缩回并且缸中的活塞接近缸的帽端时。在液压缸行程具有相对较高的速度的情况下，这对于避免行程的突然停止可能是有利的，例如，由于冲击和压力峰值，突然停止可能导致材料溢出、材料掉落、长期磨损或甚至对液压系统的立即损坏。通过避免在液压缸的操作期间可能被损坏并污染液压流体系统的自由浮动或松开或释放的部件，当前描述的缓冲组件的性质可能是有利的。也就是说，在当前公开的设计中，在没有或减少一个或多个环、保持环、卡环等的情况下，系统的这些元件可能不能用于解脱、被活塞和杆的运动粉碎并污染液压流体。

上述详细说明是说明性的，而不是限制性的。因此，本发明的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。

Claims (10)

1.一种用于液压缸的缓冲组件，包括：

活塞，所述活塞具有总体上圆柱形外表面以及第一端和第二端，所述活塞被配置为用于固定到所述液压缸的杆上并且具有延伸到所述活塞的第一端中的纵向孔，所述纵向孔具有保持器唇部；以及

缓冲器，所述缓冲器被配置为用于在所述活塞接近所述帽端时接合缸的所述帽端的缓冲孔，所述缓冲器具有环形凸缘，所述环形凸缘被配置为用于由所述保持器唇部保持。

2.如权利要求1所述的缓冲组件，其中所述缓冲器包括用于套在所述杆的心轴上的套筒部分。

3.如权利要求2所述的缓冲组件，其中缓冲件配置为相对宽松地接合心轴，从而允许缓冲件中的横向游隙。

4.如权利要求1所述的缓冲组件，其中所述纵向孔还包括邻近所述保持器唇部并在所述保持器唇部内侧的凹槽。

5.如权利要求4所述的缓冲组件，其中所述纵向孔完全延伸穿过所述活塞并适于螺纹接合所述杆。

6.一种液压缸，包括：

壳体，所述壳体具有杆端和帽端，所述帽端具有缓冲孔；

杆，所述杆具有在所述壳体外部的工作端并且延伸穿过所述缸的杆端到达活塞端；以及

如权利要求1至6中任一项所述的缓冲组件。

7.如权利要求6所述的缸，其中所述杆包括用于将所述缓冲器保持在所述保持器唇部附近的缓冲器肩部。

8.一种组装液压缸的方法，包括：

将缓冲器放置在杆的心轴上；

将所述活塞以套筒式放置在所述缓冲器上并且将所述活塞固定到所述杆上直到它被坐靠在所述杆的肩部上，

其中，所述活塞的坐靠位置固定所述缓冲器的凸缘并且允许所述缓冲器相对于所述心轴的径向和纵向移动。

9.如权利要求8所述的方法，还包括将其上布置有所述缓冲器和活塞的所述杆的活塞端插入壳体中。

10.如权利要求9所述的方法，其中将缓冲器放置在杆的心轴上包括抵靠杆的缓冲器肩部推进凸缘。