CN117249144B - 一种具有缓冲性能的工程机械用液压油缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种具有缓冲性能的工程机械用液压油缸，包括：缸体、安装座、端盖、活塞、活塞杆、油口、多级缓冲机构和单向驱动组件，所述安装座数量为两个，分别设置于所述缸体的左右两侧，所述端盖数量为两个，分别固定安装于两个所述安装座的外侧，所述活塞可滑动的安装于缸体的内腔侧壁，所述活塞杆设置于活塞的右侧，且与位于右侧的所述端盖相适配插接。具有多级缓冲减速，减速效果好，并且解决了行程终端缓冲不足的问题，增大了活塞在行程终端时的有效面积，大大提高了活塞在行程终端位置时的推力，提高了液压油缸的最大荷载。

Description

一种具有缓冲性能的工程机械用液压油缸

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体为一种具有缓冲性能的工程机械用液压油缸。

背景技术

液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件，液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比，液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成，液压油缸在快速运动过程中，会在行程终端产生强烈的冲击、噪声甚至是机械碰撞，尤其是在高压的情况下，这种影响更为明显，严重的影响了油缸的使用寿命，因而必须在结束运动前进行适当的制动和缓冲，以保证系统和油缸的使用寿命；

目前常见技术方案中的缓冲装置，由带凸台的活塞和带凹槽的端盖组成，当活塞靠近端盖时，凸台逐渐进入凹槽内，封住了活塞和缸盖之间的部分油液，强迫油液从小孔或缝隙中挤出，增大了回油阻力，使工作件受到制动，限制工作件速度，并且在此过程中，凸台逐渐减小油口的通油面积，从而限制流出液压缸的流量，实现缓冲效果，选择设置缓冲节流阀进行缓冲；

现有的具有缓冲性能的工程机械用液压油缸，并且随着工作件速度的减小，缓冲效果逐渐减弱，在到达终端时，仍有较大冲击，部分技术方案改用在凸台上开设卸荷槽，代替小孔或缝隙限流，随着凸台逐渐进入凹槽内，卸荷槽的截面逐渐减小，从而增大回油阻力，虽然一定程度上改善了行程终端缓冲不足的问题，但会导致缸体颤动等问题，并且在行程终端时，凸台逐渐进入凹槽内，导致活塞有效面积为凸台端面面积，从而在压强不变的情况下，活塞的推力大幅降低，降低了液压油缸的最大荷载。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有缓冲性能的工程机械用液压油缸，以解决现有技术活塞接近行程终端时缓冲不足、活塞处于行程终端活塞有效面积不足造成推力降低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有缓冲性能的工程机械用液压油缸，包括：缸体、安装座、端盖、活塞、活塞杆、油口、多级缓冲机构和单向驱动组件，所述安装座数量为两个，分别设置于所述缸体的左右两侧，所述端盖数量为两个，分别固定安装于两个所述安装座的外侧，所述活塞可滑动的安装于缸体的内腔侧壁，所述活塞杆设置于活塞的右侧，且与位于右侧的所述端盖相适配插接，所述油口数量为两个，分别设置于两个所述端盖的顶部，且分别与两个所述端盖的内腔联通，多级缓冲机构数量为两个，分别设置于两个所述端盖的内侧，且两个所述多级缓冲机构的安装方向相反，单向驱动组件数量为两个，分别设置于两个所述安装座的底部，且两个所述单向驱动组件的安装方向相反。

优选的，目的在于增大回流阻力，迫使油液从限流组件挤出，所述多级缓冲机构包括：支撑架、挡圈、阻流管、限流组件、挡流组件和凸台，支撑架固定安装于所述端盖的内侧，挡圈固定安装于所述支撑架的内侧，阻流管设置于所述挡圈的内侧，限流组件设置于所述挡圈的外壁，挡流组件设置于所述挡圈的内侧，凸台设置于所述活塞的两侧，活塞移动到行程终端时，凸台相适配插入阻流管。

优选的，目的在于增大回流阻力，使活塞受到制动 ，所述限流组件包括：限流槽、凹槽和回流槽，限流槽数量为若干个，分别沿周向的开设于所述挡圈的外壁，凹槽数量为若干个，分别沿周向的开设于所述挡圈的左侧，且均与若干个所述限流槽相连，从限流槽内的油液在支撑架的阻挡下，通过凹槽流入挡圈的内腔，回流槽数量为若干个，分别沿周向的开设于所述挡圈的左侧，且均与若干个所述限流槽相连，所述凹槽与回流槽间隔交替设置，所述回流槽与相邻的凹槽联通。

优选的，目的在于进一步增大回流阻力，所述回流槽呈弧形，从而使通过回流槽的油液注入凹槽后，对凹槽内的油液进行减速。

优选的，目的在于解决行程终端缓冲不足的问题，所述挡流组件包括：套筒、挡板、滑动腔、滑动杆、弹簧、限位槽、限位轮、油孔、油槽和滑动槽，套筒可旋转的安装于所述阻流管的外壁，挡板设置于所述套筒的外端，滑动腔开设于所述挡板右端前侧，滑动杆可滑动的安装于所述滑动腔的内腔侧壁，弹簧一端卡接于所述滑动腔的内腔，另一端卡接于所述滑动杆的外端，所述弹簧为压缩弹簧，限位槽开设于所述套筒的外壁，限位轮可旋转的安装于所述滑动杆的后侧，且与所述限位槽可滑动的连接，油孔数量为若干个，两个为一组分别沿周向开设于所述挡板的侧壁，且与所述限流槽的位置相对，油槽数量为若干个，两个为一组分别沿周向开设于所述挡板的侧壁，且与所述限流槽的位置相对，且所述油孔与油槽间隔交替设置，随着挡板的旋转，油孔逐渐与限流槽交错移动，直至将部分的限流槽遮挡闭合，挡板继续旋转，油槽继续旋转，并将剩余部分限流槽遮挡闭合，滑动槽开设于所述挡板的右侧前端，避免挡板旋转时与滑动杆发生干涉。

优选的，当所述活塞推动滑动杆向外侧移动，限位轮沿限位槽向下滑动的过程中挤压推动限位槽的侧壁，从而推动套筒带动挡板旋转。

优选的，目的在于使油液仅能从进油管流向出油管，避免油液从出油管回流，迫使油液通过限流组件回流，所述单向驱动组件包括：进油管、出油管和单向阀，进油管设置于所述安装座的底部外侧，所述进油管与缸体的内腔联通，且所述进油管与支撑架的位置相对应，出油管设置于所述安装座的底部内侧，所述出油管与缸体的内腔联通，且所述出油管与阻流管的位置相对应，单向阀设置于所述进油管和出油管的底部，所述单向阀使油液仅能从进油管流向出油管。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

1、本发明活塞向行程终端移动，凸台插入阻流管的内腔，封住了活塞与缸体之间的部分油液，由于单向阀使油液仅能从进油管流向出油管，无法从出油管进行回流，迫使油液从限流槽挤入凹槽和回流槽进行减速，通过回流槽的油液注入凹槽并对凹槽的油液造成冲击，对凹槽内的油液进行进一步的减速，实现多级缓冲减速，减速效果好。

2、本发明活塞达到行程终端时，推动滑动杆向外侧移动，限位轮沿限位槽向下滑动的过程中挤压推动限位槽的侧壁，从而推动套筒带动挡板旋转，随着挡板的旋转，油孔逐渐与限流槽交错移动，直至将部分的限流槽遮挡闭合，进一步提高限流效率，实现在活塞低速运行过程中维持缓冲效果，挡板继续旋转，油槽继续旋转，当活塞到达行程终端，油槽完全与限流槽错开，将剩余部分限流槽遮挡闭合，制动效果达到最大，解决了行程终端缓冲不足的问题。

3、本发明通过单向阀使油液从进油管流向出油管，挤压活塞外圈，挡圈内的油液挤压凸台，从而增大活塞的有效面积，大大提高了活塞在行程终端位置时的推力，提高了液压油缸的最大荷载。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明爆炸视图；

图3为本发明主视剖面图；

图4为本发明图3中通的A处放大图；

图5为本发明多级缓冲机构结构示意图；

图6为本发明多级缓冲机构爆炸视图；

图7为本发明多级缓冲机构主视剖面图；

图8为本发明多级缓冲机构右视图；

图9为本发明挡圈左视图。

图中：1、缸体；2、安装座；3、端盖；4、活塞；5、活塞杆；6、油口；7、多级缓冲机构；71、支撑架；72、挡圈；73、阻流管；74、限流组件；741、限流槽；742、凹槽；743、回流槽；75、挡流组件；751、套筒；752、挡板；753、滑动腔；754、滑动杆；755、弹簧；756、限位槽；757、限位轮；758、油孔；759、油槽；7510、滑动槽；76、凸台；8、单向驱动组件；81、进油管；82、出油管；83、单向阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，为实现上述目的，本发明提供一种技术方案：一种具有缓冲性能的工程机械用液压油缸，包括：缸体1、安装座2、端盖3、活塞4、活塞杆5、油口6、多级缓冲机构7和单向驱动组件8，安装座2数量为两个，分别设置于缸体1的左右两侧，端盖3数量为两个，分别固定安装于两个安装座2的外侧，活塞4可滑动的安装于缸体1的内腔侧壁，活塞杆5设置于活塞4的右侧，且与位于右侧的端盖3相适配插接，油口6数量为两个，分别设置于两个端盖3的顶部，且分别与两个端盖3的内腔联通，多级缓冲机构7数量为两个，分别设置于两个端盖3的内侧，且两个多级缓冲机构7的安装方向相反；单向驱动组件8数量为两个，分别设置于两个安装座2的底部，且两个单向驱动组件8的安装方向相反。

作为优选方案，更进一步的，如图5-9所示，多级缓冲机构7包括：支撑架71、挡圈72、阻流管73、限流组件74、挡流组件75和凸台76，支撑架71固定安装于端盖3的内侧，挡圈72固定安装于支撑架71的内侧，阻流管73设置于挡圈72的内侧，限流组件74设置于挡圈72的外壁，挡流组件75设置于挡圈72的内侧，凸台76设置于活塞4的两侧，活塞4移动到行程终端时，凸台76相适配插入阻流管73。

作为优选方案，更进一步的，如图9所示，限流组件74包括：限流槽741、凹槽742和回流槽743，限流槽741数量为若干个，分别沿周向的开设于挡圈72的外壁，凹槽742数量为若干个，分别沿周向的开设于挡圈72的左侧，且均与若干个限流槽741相连，从限流槽741内的油液在支撑架71的阻挡下，通过凹槽742流入挡圈72的内腔，回流槽743数量为若干个，分别沿周向的开设于挡圈72的左侧，且均与若干个限流槽741相连，凹槽742与回流槽743间隔交替设置，回流槽743与相邻的凹槽742联通。

作为优选方案，更进一步的，如图9所示，回流槽743呈弧形，从而使通过回流槽743的油液注入凹槽742后，对凹槽742内的油液进行减速。

作为优选方案，更进一步的，如图5-8所示，挡流组件75包括：套筒751、挡板752、滑动腔753、滑动杆754、弹簧755、限位槽756、限位轮757、油孔758、油槽759和滑动槽7510，套筒751可旋转的安装于阻流管73的外壁，挡板752设置于套筒751的外端，滑动腔753开设于挡板752右端前侧，滑动杆754可滑动的安装于滑动腔753的内腔侧壁，弹簧755一端卡接于滑动腔753的内腔，另一端卡接于滑动杆754的外端，弹簧755为压缩弹簧，限位槽756开设于套筒751的外壁，限位轮757可旋转的安装于滑动杆754的后侧，且与限位槽756可滑动的连接，滑动杆754压缩弹簧755向外侧滑动，限位轮757沿限位槽756向下滑动的过程中挤压推动限位槽756的侧壁，从而推动套筒751带动挡板752旋转，油孔758数量为若干个，两个为一组分别沿周向开设于挡板752的侧壁，且与限流槽741的位置相对，油槽759数量为若干个，两个为一组分别沿周向开设于挡板752的侧壁，且与限流槽741的位置相对，且油孔758与油槽759间隔交替设置，随着挡板752的旋转，油孔758逐渐与限流槽741交错移动，直至将部分的限流槽741遮挡闭合，挡板752继续旋转，油槽759继续旋转，并将剩余部分限流槽741遮挡闭合，滑动槽7510开设于挡板752的右侧前端，避免挡板752旋转时与滑动杆754发生干涉，随着挡板752的旋转，油孔758逐渐与限流槽741交错移动，直至将部分的限流槽741遮挡闭合，进一步提高限流效率，实现在活塞4低速运行过程中维持缓冲效果，挡板752继续旋转，油槽759继续旋转，当活塞4到达行程终端，油槽759完全与限流槽741错开，将剩余部分限流槽741遮挡闭合，制动效果达到最大，活塞4停止运动。

作为优选方案，更进一步的，如图2-4所示，单向驱动组件8包括：进油管81、出油管82和单向阀83，进油管81设置于安装座2的底部外侧，进油管81与缸体1的内腔联通，且进油管81与支撑架71的位置相对应，出油管82设置于安装座2的底部内侧，出油管82与缸体1的内腔联通，且出油管82与阻流管73的位置相对应，单向阀83设置于进油管81和出油管82的底部，单向阀83使油液仅能从进油管81流向出油管82，活塞4在行程终端启动，油液从油口6注入端盖3内腔，随着端盖3内腔中的液压升高，单向阀83开启，油液通过从进油管81流向出油管82，挤压活塞4外圈从而增大有效活塞面积。

其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，具体工作如下。

步骤一，当活塞4向行程终端移动，凸台76插入阻流管73的内腔，封住了活塞4与缸体1之间的部分油液，由于单向阀83使油液仅能从进油管81流向出油管82，无法从出油管82进行回流，迫使油液从限流槽741挤入凹槽742和回流槽743进行减速，通过回流槽743的油液注入凹槽742并对凹槽742的油液造成冲击，对凹槽742内的油液进行进一步的减速；

步骤二，当活塞4推动滑动杆754向外侧移动，限位轮757沿限位槽756向下滑动的过程中挤压推动限位槽756的侧壁，从而推动套筒751带动挡板752旋转，随着挡板752的旋转，油孔758逐渐与限流槽741交错移动，直至将部分的限流槽741遮挡闭合，进一步提高限流效率，实现在活塞4低速运行过程中维持缓冲效果，挡板752继续旋转，油槽759继续旋转，当活塞4到达行程终端，油槽759完全与限流槽741错开，将剩余部分限流槽741遮挡闭合，制动效果达到最大，活塞4停止运动；

步骤三，活塞4在行程终端启动，油液从油口6注入端盖3内腔，随着端盖3内腔中的液压升高，单向阀83开启，油液通过从进油管81流向出油管82，挤压活塞4外圈，挡圈72内的油液挤压凸台76，从而推动活塞4移动；

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，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内。

Claims (4)

1.一种具有缓冲性能的工程机械用液压油缸，其特征在于，包括：缸体（1）、安装座（2）、端盖（3）、活塞（4）、活塞杆（5）和油口（6），所述安装座（2）数量为两个，分别设置于所述缸体（1）的左右两侧，所述端盖（3）数量为两个，分别固定安装于两个所述安装座（2）的外侧，所述活塞（4）可滑动的安装于缸体（1）的内腔侧壁，所述活塞杆（5）设置于活塞（4）的右侧，且与位于右侧的所述端盖（3）相适配插接，所述油口（6）数量为两个，分别设置于两个所述端盖（3）的顶部，且分别与两个所述端盖（3）的内腔联通，所述具有缓冲性能的工程机械用液压油缸还包括：

多级缓冲机构（7），数量为两个，分别设置于两个所述端盖（3）的内侧，且两个所述多级缓冲机构（7）的安装方向相反；

单向驱动组件（8），数量为两个，分别设置于两个所述安装座（2）的底部，且两个所述单向驱动组件（8）的安装方向相反；

所述多级缓冲机构（7）包括：

支撑架（71），固定安装于所述端盖（3）的内侧；

挡圈（72），固定安装于所述支撑架（71）的内侧；

阻流管（73），设置于所述挡圈（72）的内侧；

限流组件（74），设置于所述挡圈（72）的外壁；

挡流组件（75），设置于所述挡圈（72）的内侧；

凸台（76），设置于所述活塞（4）的两侧，活塞（4）移动到行程终端时，凸台（76）相适配插入阻流管（73）；

所述限流组件（74）包括：

限流槽（741），数量为若干个，分别沿周向的开设于所述挡圈（72）的外壁；

凹槽（742），数量为若干个，分别沿周向的开设于所述挡圈（72）的左侧，且均与若干个所述限流槽（741）相连，限流槽（741）内的油液在支撑架（71）的阻挡下，通过凹槽（742）流入挡圈（72）的内腔；

回流槽（743），数量为若干个，分别沿周向的开设于所述挡圈（72）的左侧，且均与若干个所述限流槽（741）相连，所述凹槽（742）与回流槽（743）间隔交替设置，所述回流槽（743）与相邻的凹槽（742）联通；

所述挡流组件（75）包括：

套筒（751），可旋转的安装于所述阻流管（73）的外壁；

挡板（752），设置于所述套筒（751）的外端；

滑动腔（753），开设于所述挡板（752）右端前侧；

滑动杆（754），可滑动的安装于所述滑动腔（753）的内腔侧壁；

弹簧（755），一端卡接于所述滑动腔（753）的内腔，另一端卡接于所述滑动杆（754）的外端；

限位槽（756），开设于所述套筒（751）的外壁；

限位轮（757），可旋转的安装于所述滑动杆（754）的后侧，且与所述限位槽（756）可滑动的连接；

油孔（758），数量为若干个，两个为一组分别沿周向开设于所述挡板（752）的侧壁，且与所述限流槽（741）的位置相对；

油槽（759），数量为若干个，两个为一组分别沿周向开设于所述挡板（752）的侧壁，且与所述限流槽（741）的位置相对，且所述油孔（758）与油槽（759）间隔交替设置，随着挡板（752）的旋转，油孔（758）逐渐与限流槽（741）交错移动，直至将部分的限流槽（741）遮挡闭合，挡板（752）继续旋转，油槽（759）继续旋转，并将剩余部分限流槽（741）遮挡闭合；

滑动槽（7510），开设于所述挡板（752）的右侧前端，避免挡板（752）旋转时与滑动杆（754）发生干涉。

2.根据权利要求1所述的一种具有缓冲性能的工程机械用液压油缸，其特征在于：所述回流槽（743）呈弧形，从而使通过回流槽（743）的油液注入凹槽（742）后，对凹槽（742）内的油液进行减速。

3.根据权利要求2所述的一种具有缓冲性能的工程机械用液压油缸，其特征在于：当所述活塞（4）推动滑动杆（754）向外侧移动，限位轮（757）沿限位槽（756）向下滑动的过程中挤压推动限位槽（756）的侧壁，从而推动套筒（751）带动挡板（752）旋转。

4.根据权利要求3所述的一种具有缓冲性能的工程机械用液压油缸，其特征在于：所述单向驱动组件（8）包括：

进油管（81），设置于所述安装座（2）的底部外侧，所述进油管（81）与缸体（1）的内腔联通，且所述进油管（81）与支撑架（71）的位置相对应；

出油管（82），设置于所述安装座（2）的底部内侧，所述出油管（82）与缸体（1）的内腔联通，且所述出油管（82）与阻流管（73）的位置相对应；

单向阀（83），设置于所述进油管（81）和出油管（82）的底部，所述单向阀（83）使油液仅能从进油管（81）流向出油管（82）。