CN117307553A - 液压油缸和作业机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压机械技术领域，提供一种液压油缸和作业机械，液压油缸包括：缸体，形成有液压腔，液压腔在缸体的长度方向上单侧开放，缸体上设置有连通液压腔和外部油路的第一油路口和第二油路口；活塞杆，与液压腔的开口密封滑动配合，活塞杆包括位于液压腔内的受压端；受压端安装有活塞部，活塞部与液压腔的内壁密封滑动配合，以将液压腔分隔为连通第一油路口的无杆腔室和连通第二油路口的有杆腔室；活塞杆设置有内部油路，内部油路连通于无杆腔室和有杆腔室，内部油路上设置有内部阀组，液压油能够通过内部阀组在内部油路中单向流通。本发明采用较为紧凑的结构对液压油缸进行减速控制，减少油缸外部空间占用。

Description

液压油缸和作业机械

技术领域

本发明涉及液压机械技术领域，尤其涉及一种液压油缸和作业机械。

背景技术

液压油缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动的液压执行元件。由于液压油缸结构简单、工作可靠，用来实现往复运动时运动平稳，因此在各种作业机械的液压系统中得到广泛应用。

目前，液压油缸往复运行速度控制，主要通过油口增加节流阀等元件进行调节。这种方式一方面会增加油缸的成本，另一方面增加了液压油缸外部空间，使得油缸体积增大，无法满足紧凑安装的需求。

发明内容

本发明提供一种液压油缸和作业机械，用以解决现有技术中液压油缸的减速结构占用空间较大，成本较高的缺陷，实现采用较为紧凑的结构对液压油缸进行减速控制，减小液压油缸的安装空间占用。

本发明提供一种液压油缸，包括：缸体，形成有液压腔，所述液压腔在所述缸体的长度方向上单侧开放，所述缸体上设置有连通所述液压腔和外部油路的第一油路口和第二油路口；活塞杆，与所述液压腔的开口密封滑动配合，所述活塞杆包括位于所述液压腔内的受压端；所述受压端安装有活塞部，所述活塞部与所述液压腔的内壁密封滑动配合，以将所述液压腔分隔为连通所述第一油路口的无杆腔室和连通所述第二油路口的有杆腔室；所述活塞杆设置有内部油路，所述内部油路连通于所述无杆腔室和有杆腔室，所述内部油路上设置有内部阀组，液压油能够通过所述内部阀组在所述内部油路中单向流通。

根据本发明提供的一种液压油缸，所述活塞杆的所述受压端设置有安装槽，所述安装槽的开口方向朝向所述无杆腔室，所述安装槽的底部连通于所述内部油路；所述内部阀组可拆卸地安装于所述安装槽内。

根据本发明提供的一种液压油缸，所述内部油路具有多个连通于所述有杆腔室的油道开口，多个所述油道开口均匀分布于所述活塞杆的圆周方向上。

根据本发明提供的一种液压油缸，所述内部阀组包括固定座、阀芯、弹簧和限位座；所述固定座设置于所述安装槽的底部，所述固定座具有连通所述内部油路的阀组出口；所述阀芯在所述缸体的长度方向上与所述固定座滑动配合；所述弹簧支撑于所述阀芯与所述固定座之间；所述限位座安装于所述安装槽的开口位置；所述限位座具有连通所述无杆腔室的阀组入口，所述阀芯在所述弹簧的支撑下，封闭所述阀组入口。

根据本发明提供的一种液压油缸，所述阀芯包括封堵部和杆状部；所述封堵部朝向所述限位座，以用于封堵所述阀组入口；所述杆状部与所述弹簧嵌套配合；所述封堵部具有径向通道，所述杆状部具有垂直于所述径向通道的轴向通道；所述轴向通道的两端分别连通于所述径向通道和所述阀组出口；在所述封堵部远离所述限位座的情况下，所述径向通道与所述阀组入口连通。

根据本发明提供的一种液压油缸，所述限位座的外周面与所述安装槽的内表面螺纹配合；所述阀组入口的至少一部分内壁形成内多角结构。

根据本发明提供的一种液压油缸，所述缸体包括缸筒部、缸底部和导向套；所述缸筒部呈中空的筒状结构；所述缸底部密封设置于所述缸筒部的一端，以形成所述液压腔；所述第一油路口设置于所述缸底部，所述第二油路口设置于所述缸筒部的筒壁上；所述导向套设置于所述缸筒部的另一端，且与所述缸筒部的内表面密封配合；所述活塞杆密封滑动配合于所述导向套。

根据本发明提供的一种液压油缸，所述缸底部与所述缸筒部的对接缝处，通过搅拌摩擦焊接方式连接；所述导向套可拆卸地密封安装于所述缸筒部。

根据本发明提供的一种液压油缸，所述活塞部在所述液压腔内具有相邻于所述缸底部的回收位置，和相邻于所述导向套的伸出位置；在所述回收位置，所述缸底部与所述活塞部之间形成有第一液压空间，在所述伸出位置，所述导向套与所述活塞部之间形成有第二液压空间；所述第一油路口连通至所述第一液压空间，所述第二油路口连通至所述第二液压空间。

本发明还提供一种作业机械，所述作业机械包括以上任一种实施方式所述的液压油缸。

本发明提供的液压油缸，通过在活塞杆设置内部油路，以连通液压腔内的活塞部两侧的无杆腔室和有杆腔室，而且内部油路上设置有内部阀组，使液压油能够通过内部阀组在内部油路中单向流通。在液压油驱动活塞杆往复运动的过程中，基于内部油路中液压油单向流通的方向，液压油能够从活塞部的一侧补偿至另一侧，从而在液压油输出量不变的情况下，降低对活塞杆的驱动速度。该减速结构的设置无需占用液压油缸的缸体外部空间，因此实现了采用较为紧凑的结构对液压油缸进行减速控制，减小液压油缸的安装空间占用。

进一步，在本发明提供的作业机械中，由于具备如上所述的液压油缸，因此同样具备如上所述的各种优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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他的附图。

图1是本发明提供的液压油缸的剖面结构示意图；

图2是图1所示的液压油缸的局部放大示意图；

图3是本发明提供的液压油缸的使用状态的剖面结构示意图；

图4是图3所示的液压油缸的局部放大示意图；

附图标记：

缸体100；液压腔110；第一油路口111；第二油路口112；第一液压空间115；第二液压空间116；缸筒部120；缸底部130；导向套140；活塞杆200；受压端210；活塞部211；安装槽212；内部油路220；油道开口221；内部阀组230；固定座231；阀芯232；弹簧233；限位座234；封堵部235；杆状部236。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

目前，液压油缸往复运行速度控制，主要通过油口增加节流阀等元件进行调节。这种方式一方面会增加油缸的成本，另一方面增加了液压油缸外部空间，使得油缸体积增大，无法满足紧凑安装的需求。如何采用更紧凑的结构以及不增加外部装置的情况下对液压油缸速度进行控制，一直是行业需要解决的难题。

针对传统液压油缸的减速结构需要增加外部安装元件导致成本增加，以及会增加油缸的体积，不利于紧凑空间下的油缸安装的缺陷，本发明提供了一种将液压驱动减速结构设置于缸体内部的液压油缸，无需额外占用液压油缸的外部空间，即可实现对活塞杆输出动作的减速控制。

下面结合图1-图4描述本发明的液压油缸的具体实施方式。

根据本发明提供的一种液压油缸，如图1和图3所示，包括：缸体100，形成有液压腔110，液压腔110在缸体100的长度方向上单侧开放，缸体100上设置有连通液压腔110和外部油路的第一油路口111和第二油路口112；活塞杆200，与液压腔110的开口密封滑动配合，活塞杆200包括位于液压腔110内的受压端210；受压端210安装有活塞部211，活塞部211与液压腔110的内壁密封滑动配合，以将液压腔110分隔为连通第一油路口111的无杆腔室和连通第二油路口112的有杆腔室；活塞杆200设置有内部油路220，内部油路220连通于无杆腔室和有杆腔室，内部油路220上设置有内部阀组230，液压油能够通过内部阀组230在内部油路220中单向流通。

上述液压油缸通过在活塞杆200设置内部油路220，以连通液压腔110内的活塞部211两侧的无杆腔室和有杆腔室，而且内部油路220上设置有内部阀组230，使液压油能够通过内部阀组230在内部油路220中单向流通。在液压油驱动活塞杆200往复运动的过程中，基于内部油路220中液压油单向流通的方向，液压油能够从活塞部211的一侧补偿至另一侧，从而在液压油输出量不变的情况下，降低对活塞杆200的驱动速度。该液压驱动减速结构的设置无需占用液压油缸的缸体100外部空间，因此实现了采用较为紧凑的结构对液压油缸进行减速控制，减小液压油缸的安装空间占用。

其中，液压油通过内部阀组230的单向流通方向可以为从有杆腔室到无杆腔室，从而在液压油缸执行活塞杆200的回收动作时，对活塞杆200进行减速；或者优选情况下，液压油通过内部阀组230的单向流通方向为从无杆腔室到有杆腔室，从而在液压油缸执行活塞杆200的伸出动作时，对活塞杆200进行减速。

内部阀组230可以嵌入设置于活塞杆200的内部油路220中，也可以设置于内部油路220在无杆腔室或有杆腔室一侧的开口处。

根据本发明提供的一种液压油缸，优选如图1和图3所示，活塞杆200的受压端210设置有安装槽212，安装槽212的开口方向朝向无杆腔室，安装槽212的底部连通于内部油路220；内部阀组230可拆卸地安装于安装槽212内。

通过在活塞杆200的受压端210开设安装槽212，使内部阀组230能够较为方便地进行拆装，仅需从液压油缸中取出活塞杆200，即可对内部阀组230进行更换或维护，降低了安装和维护难度。

在使用中，第一油路口111注入的液压油可先后通过无杆腔室和安装槽212内的内部阀组230进入内部油路220，从而能够实现无杆腔室内的液压油补偿至有杆腔室内。

根据本发明提供的一种液压油缸，内部油路220优选具有多个连通于有杆腔室的油道开口221，多个油道开口221均匀分布于活塞杆200的圆周方向上。液压油通过内部油路220后，能够分别从多个油道开口221均匀流入有杆腔室。

油道开口221的数量优选为两个，该两个油道开口221的开口方向相反。在制造活塞杆200时，可通过钻孔装置在活塞杆200的直径方向上打通贯穿孔，以一次性加工成型两个油道开口221。

内部阀组230可以仅用于实现相当于单向阀的液压油流向控制作用，或者优选情况下，内部阀组230还包括能够封闭和接通内部油路220的开关结构。该开关结构可以为电控阀门结构，利用埋设于活塞杆200的杆体内的线路进行供电和控制，优选的，开关结构为基于压力打开的机械阀门结构，例如通过弹性件实现常态化封闭的封盖或阀芯等。

根据本发明提供的一种液压油缸，如图2和图4所示，内部阀组230优选包括固定座231、阀芯232、弹簧233和限位座234。其中，固定座231设置于安装槽212的底部，可以理解的是，安装槽212的底部指的是安装槽212深度方向的底部。固定座231具有连通内部油路220的阀组出口。阀芯232在缸体100的长度方向上与固定座231滑动配合。弹簧233支撑于阀芯232与固定座231之间。限位座234安装于安装槽212的开口位置。限位座234具有连通无杆腔室的阀组入口，阀芯232在弹簧233的支撑下，封闭阀组入口。

在上述优选的内部阀组230中，在弹簧233的弹性支撑力作用下，阀芯232在不受外力时会压紧于限位座234，并封堵阀组入口。而当通过阀组入口进入的液压油对阀芯232施加的力超过弹簧233的弹性力的情况下，阀芯232克服弹性力远离限位座234，从而使液压油进入内部阀组230，进而通过固定座231的阀组出口进入内部油路220。因此，上述结构能够实现基于压力打开的机械阀门结构。

根据上述内部阀组230的实施方式，在液压油缸低速运行时，无杆腔室和有杆腔室内的压差较小，阀芯232能够始终位于闭合位置，使液压油缸正常稳定运行。而当无杆腔室内的压力远远大于有杆腔室的压力的情况下，阀芯232能够基于压差的大小，实现不同开度下液压油向有杆腔室内补偿的工况。可以理解的是，上述压差越大，阀芯232的开度越大，单位时间内无杆腔室对有杆腔室内的液压油补偿量越多，减速效果越明显。

根据本发明提供的一种液压油缸，如图2和图4所示，阀芯232优选包括封堵部235和杆状部236；封堵部235朝向限位座234，以用于封堵阀组入口；杆状部236与弹簧233嵌套配合。其中，封堵部235朝向限位座234的一侧优选为楔形结构、锥形结构或球面结构，从而在能够实现对阀组入口的封堵的同时，还能够在弹簧233的弹性力作用下与阀组入口的孔结构同轴定位。弹簧233套设于杆状部236的外周面，从而通过两者的配合使得弹性力始终沿杆状部236的长度方向发挥作用。

进一步的，封堵部235优选具有径向通道，杆状部236具有垂直于径向通道的轴向通道；轴向通道的两端分别连通于径向通道和阀组出口；在封堵部235远离限位座234的情况下，径向通道与阀组入口连通。具体的，液压油推开封堵部235后的运行路径为，先进入封堵部235的径向通道，而后通过杆状部236内的轴向通道流向阀组出口。由于将液压油的流通路径一部分开设于阀芯232的内部，从而减小了对阀芯232周围的空间需求，使内部阀组230的结构更为紧凑，占用空间较小。

根据本发明提供的一种液压油缸，限位座234的外周面与安装槽212的内表面优选为螺纹配合；阀组入口的至少一部分内壁形成内多角结构。该实施方式中，限位座234能够通过螺纹配合结构与安装槽212进行可拆卸的安装配合，便于后续的拆卸维护。而限位座234的阀组入口设置内多角结构，能够在安装和拆卸过程中，与多角形的旋拧装置相配合。例如，限位座234的阀组入口设置内六角结构，可通过外六角扳手与之配合，从而进行限位座234的拆装。

本发明的液压油缸的缸体100可以为一体成型支撑，或者为了降低制造难度，缸体100可以由多个部件组装而成。

根据本发明提供的一种液压油缸，如图1和图4所示，缸体100优选包括缸筒部120、缸底部130和导向套140。其中，缸筒部120呈中空的筒状结构；缸底部130密封设置于缸筒部120的一端，以形成液压腔110；第一油路口111设置于缸底部130，第二油路口112设置于缸筒部120的筒壁上；导向套140设置于缸筒部120的另一端，且与缸筒部120的内表面密封配合；活塞杆200密封滑动配合于导向套140。在液压油缸的生产制造过程中，缸筒部120、缸底部130和导向套140可分别制作，从而降低的分开后的每个部件的制造难度，最后再将三者组装成为缸体100。

根据本发明提供的一种液压油缸，缸底部130与缸筒部120的对接缝处，通过搅拌摩擦焊接方式连接；导向套140可拆卸地密封安装于缸筒部120。由于缸底部130与缸筒部120在使用中密封性要求较高，通过搅拌摩擦焊接方式连接，能够对缸底部130与缸筒部120的对接缝处实现较为可靠的密封连接配合。导向套140可拆卸地密封安装于缸筒部120，从而在需要维护时，能够通过拆除导向套140，从而将活塞杆200从缸体100取出。

根据本发明提供的一种液压油缸，活塞部211在液压腔110内具有相邻于缸底部130的回收位置，和相邻于导向套140的伸出位置。在回收位置，缸底部130与活塞部211之间形成有第一液压空间115，在伸出位置，导向套140与活塞部211之间形成有第二液压空间116；第一油路口111连通至第一液压空间115，第二油路口112连通至第二液压空间116。

第一液压空间115可以为缸底部130上开设的凹槽结构，如图1和图2所示，在回收位置，活塞部211移动至缸底部130的相邻位置，活塞部211被凹槽结构的边缘所支撑。第二液压空间116可以为围绕活塞杆200的杆体的环形空间，如图3和图4所示，活塞部211移动至导向套140的相邻位置，活塞部211被导向套140的突出结构所支撑，突出结构周围的空隙形成围绕活塞杆200的杆体的环形空间。在液压油缸的运行过程中，通过第一液压空间115和第二液压空间116，能够使活塞部211在向任意方向移动的开始阶段，受到液压油的均衡压力，增加液压油对活塞部211的初始施压面积。

本发明还提供一种作业机械，作业机械包括以上任一种实施方式的液压油缸。在本发明的实施例中，作业机械的种类并不构成限定，例如作业机械可以是挖掘机、起重机、装载机等。换句话说，只要作业机械能够使用本发明中的液压油缸即可。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“方式”、“具体方式”、或“一些方式”等的描述意指结合该实施例或方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或方式中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或方式以及不同实施例或方式的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种液压油缸，其特征在于，包括：

缸体(100)，形成有液压腔(110)，所述液压腔(110)在所述缸体(100)的长度方向上单侧开放，所述缸体(100)上设置有连通所述液压腔(110)和外部油路的第一油路口(111)和第二油路口(112)；

活塞杆(200)，与所述液压腔(110)的开口密封滑动配合，所述活塞杆(200)包括位于所述液压腔(110)内的受压端(210)；

所述受压端(210)安装有活塞部(211)，所述活塞部(211)与所述液压腔(110)的内壁密封滑动配合，以将所述液压腔(110)分隔为连通所述第一油路口(111)的无杆腔室和连通所述第二油路口(112)的有杆腔室；

所述活塞杆(200)设置有内部油路(220)，所述内部油路(220)连通于所述无杆腔室和有杆腔室，所述内部油路(220)上设置有内部阀组(230)，液压油能够通过所述内部阀组(230)在所述内部油路(220)中单向流通。

2.根据权利要求1所述的液压油缸，其特征在于，所述活塞杆(200)的所述受压端(210)设置有安装槽(212)，所述安装槽(212)的开口方向朝向所述无杆腔室，所述安装槽(212)的底部连通于所述内部油路(220)；

所述内部阀组(230)可拆卸地安装于所述安装槽(212)内。

3.根据权利要求2所述的液压油缸，其特征在于，所述内部油路(220)具有多个连通于所述有杆腔室的油道开口(221)，多个所述油道开口(221)均匀分布于所述活塞杆(200)的圆周方向上。

4.根据权利要求2所述的液压油缸，其特征在于，所述内部阀组(230)包括固定座(231)、阀芯(232)、弹簧(233)和限位座(234)；

所述固定座(231)设置于所述安装槽(212)的底部，所述固定座(231)具有连通所述内部油路(220)的阀组出口；

所述阀芯(232)在所述缸体(100)的长度方向上与所述固定座(231)滑动配合；

所述弹簧(233)支撑于所述阀芯(232)与所述固定座(231)之间；

所述限位座(234)安装于所述安装槽(212)的开口位置；

所述限位座(234)具有连通所述无杆腔室的阀组入口，所述阀芯(232)在所述弹簧(233)的支撑下，封闭所述阀组入口。

5.根据权利要求4所述的液压油缸，其特征在于，所述阀芯(232)包括封堵部(235)和杆状部(236)；

所述封堵部(235)朝向所述限位座(234)，以用于封堵所述阀组入口；

所述杆状部(236)与所述弹簧(233)嵌套配合；

所述封堵部(235)具有径向通道，所述杆状部(236)具有垂直于所述径向通道的轴向通道；

所述轴向通道的两端分别连通于所述径向通道和所述阀组出口；

在所述封堵部(235)远离所述限位座(234)的情况下，所述径向通道与所述阀组入口连通。

6.根据权利要求4所述的液压油缸，其特征在于，所述限位座(234)的外周面与所述安装槽(212)的内表面螺纹配合；

所述阀组入口的至少一部分内壁形成内多角结构。

7.根据权利要求1所述的液压油缸，其特征在于，所述缸体(100)包括缸筒部(120)、缸底部(130)和导向套(140)；

所述缸筒部(120)呈中空的筒状结构；

所述缸底部(130)密封设置于所述缸筒部(120)的一端，以形成所述液压腔(110)；

所述第一油路口(111)设置于所述缸底部(130)，所述第二油路口(112)设置于所述缸筒部(120)的筒壁上；

所述导向套(140)设置于所述缸筒部(120)的另一端，且与所述缸筒部(120)的内表面密封配合；

所述活塞杆(200)密封滑动配合于所述导向套(140)。

8.根据权利要求7所述的液压油缸，其特征在于，所述缸底部(130)与所述缸筒部(120)的对接缝处，通过搅拌摩擦焊接方式连接；

所述导向套(140)可拆卸地密封安装于所述缸筒部(120)。

9.根据权利要求7所述的液压油缸，其特征在于，所述活塞部(211)在所述液压腔(110)内具有相邻于所述缸底部(130)的回收位置，和相邻于所述导向套(140)的伸出位置；

在所述回收位置，所述缸底部(130)与所述活塞部(211)之间形成有第一液压空间(115)，在所述伸出位置，所述导向套(140)与所述活塞部(211)之间形成有第二液压空间(116)；

所述第一油路口(111)连通至所述第一液压空间(115)，所述第二油路口(112)连通至所述第二液压空间(116)。

10.一种作业机械，其特征在于，所述作业机械包括权利要求1-9中的任一项所述的液压油缸。