CN202228468U - 活塞缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种活塞缸，包括缸底(1)、活塞(2)、活塞杆(3)以及位于缸底和活塞之间的缓冲柱塞(4)，缸底上形成有用于容纳缓冲柱塞的缓冲腔(11)以及使缓冲腔与外部相通的过流孔(12)，其中，缓冲柱塞上形成有节流通道(41)，该节流通道具有位于缓冲柱塞端部的第一口(a)和位于缓冲柱塞侧壁上的第二口(b)，且节流通道内设置有节流件(5)。当需要调节活塞缸的缓冲效果时，仅通过改变节流件的过流量即可。与调节缓冲柱塞相比，节流件的过流量的计算相对简单，且节流件对加工精度的要求也相对较低，能够节约活塞缸的加工时间和成本。因此，上述活塞缸的缓冲效果便于调节，能够克服现有技术存在的缺陷。

Description

活塞缸

技术领域

本实用新型涉及一种活塞缸。

背景技术

现有技术中，为了防止活塞在行程终点与缸头或缸底发生机械碰撞，常需要在活塞缸上设置缓冲装置。

图1为具有传统缓冲装置的活塞缸的局部结构示意图。如图1所示，活塞2套装在活塞杆3上，活塞杆3的无杆腔一侧(图中为活塞2的右侧)通过销8安装有缓冲柱塞4。并且，缸底1上形成有与缓冲柱塞4对应的缓冲腔11，供缓冲柱塞4进入。当活塞2接近缸底1时，缓冲柱塞4插入到缓冲腔11内，在缓冲柱塞4外侧壁与缓冲腔11内侧壁之间产生较小的配合间隙，活塞2与缸底1之间的流体仅能通过该配合间隙流入到缓冲腔11内，因此流体所受到得阻力较大。受压的流体反过来作用于活塞2，在活塞2的表面上产生缓冲背压，抵抗活塞2的运动，起到缓冲的作用。

但是，现有技术中的这种液压缸的缓冲效果的好坏完全取决于缓冲柱塞4的外侧壁与缓冲腔11的内侧壁之间的配合间隙，当根据工程实际需要调节活塞缸的缓冲效果时，技术人员必须重新对缓冲柱塞4的形状和尺寸进行复杂的计算，这往往会造成大量时间的浪费。同时，调节过程中对缓冲柱塞4的加工精度的要求很高，常常需要经过多道复杂的工序，导致活塞缸的制造成本过高。

鉴于现有的活塞缸存在的一些缺陷，本实用新型提供一种活塞缸，该活塞缸的缓冲效果便于调节。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种活塞缸，该活塞缸的缓冲效果便于调节。

为实现上述目的，本实用新型提供一种活塞缸，该活塞缸包括缸底、活塞、活塞杆以及位于所述缸底和活塞之间的缓冲柱塞，所述缸底上形成有用于容纳所述缓冲柱塞的缓冲腔以及使所述缓冲腔与外部相通的过流孔，其中，所述缓冲柱塞上形成有节流通道，该节流通道具有位于所述缓冲柱塞端部的第一口和位于所述缓冲柱塞侧壁上的第二口，且所述节流通道内设置有节流件。

优选地，所述第一口位于所述缓冲柱塞的端面上。

优选地，所述第二口位于所述缓冲柱塞的根部。

优选地，所述节流件可拆卸地设置在所述节流通道内。

优选地，所述节流件设置在所述第一口处。

优选地，所述节流件为形成有通孔的螺塞或法兰板。

优选地，所述节流通道包括相互连通的轴向孔和径向孔，所述第一口在所述轴向孔上，所述第二口在所述径向孔上。

优选地，所述径向孔设置有多个，且多个所述径向孔沿所述缓冲柱塞的周向平均分布。

优选地，所述缓冲柱塞与所述活塞杆同轴设置并形成为一体。

优选地，所述缓冲腔包括靠近所述活塞的大径部以及与所述过流孔连通的小径部，所述大径部内具有缓冲件和用于限制该缓冲件的轴向行程的止挡件，所述缓冲件设置在所述止挡件和所述小径部之间，所述止挡件固定在所述大径部上。

优选地，所述缓冲件形成为环状，并且在朝向所述止挡件的一侧形成有凸起，所述缓冲件的外径小于所述大径部的内径，所述缓冲件的内径不小于所述缓冲柱塞的最大外径。

优选地，所述凸起设置有多个，且多个所述凸起沿所述缓冲件的周向平均分布。

优选地，所述大径部的内侧壁上设置有凹槽，所述止挡件设置在该凹槽内。

优选地，所述缓冲柱塞的端部的外表面形成为直径减小的坡面。

通过上述技术方案，缓冲柱塞上形成有节流通道，并且该节流通道内设置有节流件。当需要调节活塞缸的缓冲效果时，仅通过改变该节流件的过流量(例如通过改变节流件上的通孔的尺寸)即可。与调节缓冲柱塞相比，节流件的过流量的计算相对简单，且节流件对加工精度的要求也相对较低，能够在一定程度上节约活塞缸的加工时间和成本。因此，本实用新型所提供的活塞缸的缓冲效果便于调节，能够克服现有技术中存在的缺陷。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为具有传统缓冲装置的活塞缸的局部结构示意图。

图2为本实用新型所提供的活塞缸的局部结构示意图。

图3为图2所示的活塞缸的A处放大图。

图4为图2和图3中的缓冲件的结构示意图，其中图(a)为缓冲件的主视图，图(b)为沿图(a)的B-B线的剖视图。

图5为本实用新型所提供的活塞缸处于缓冲状态(活塞朝向缸底运动)的示意图。

图6为图5所示的活塞缸的C处放大图。

图7为本实用新型所提供的活塞缸处于启动状态(活塞背向缸底运动)的示意图。

图8为图7所示的活塞缸的D处放大图。

附图标记说明

1      缸底          2      活塞

3      活塞杆        4      缓冲柱塞

5      节流件        6      缓冲件

7      止挡件        11     缓冲腔

12     过流孔        41     节流通道

61     凸起          111    大径部

112    小径部        411    轴向孔

412    径向孔        a      第一口

b      第二口        s      容腔

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

本实用新型提供的活塞缸的原理可以适用于液压缸，也可以适用于气缸，但一般对于液压缸来说可能会更加适用。另外，对于活塞缸来说，其包括多种类型，例如单作用单活塞杆缸、单作用双活塞杆缸、双作用单活塞杆缸、双作用双活塞杆缸、双作用双活塞缸等，本实用新型提供的活塞缸的原理同样可以适用于所有合适类型的活塞缸。因此，无论是液压缸还是气缸，或者何种类型的活塞缸，只要其应用了本实用新型的原理，原则上都应当落入本实用新型的保护范围之内。

一般的活塞缸主要包括缸筒、缸底(通常，有活塞杆通过的缸盖为端盖，无活塞杆通过的缸盖为缸头或缸底)、活塞和活塞杆。缸筒与缸底之间可以通过焊接、螺纹连接、法兰连接、拉杆连接、卡键连接等适当的方式固定在一起，构成封闭的压力容腔。活塞设置在缸筒内，在液压力或气压力的作用下沿缸筒往复滑动。活塞杆的一端与活塞固定连接，另一端伸出缸筒之外，用于驱动工作装置动作。

在活塞缸中还可以设置缓冲装置(根据需要，缓冲装置可以设置在缸筒的一端，也可以同时设置在缸筒的两端)，在活塞运动到行程终端时，用于防止或减轻活塞等运动部件对缸盖(缸头或缸底)等固定部件的冲击，其工作原理通常是在活塞到达行程终端之前的一定距离内，使流体排放腔(即下文所称的容腔s)内的流体(液压油或气体)只能通过节流小口或缝隙排出，从而使该流体产生适当大小的缓冲压力反向作用于活塞上，抵抗活塞的惯性力，以达到活塞减速制动的目的。但现有的大多数缓冲装置的缓冲效果的可调节性并不理想。

参照图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，提供一种活塞缸，该活塞缸包括缸底1、活塞2、活塞杆3以及位于缸底1和活塞2之间的缓冲柱塞4，缸底1上形成有用于容纳缓冲柱塞4的缓冲腔11以及使缓冲腔11与外部相通的过流孔12，其中，缓冲柱塞4上形成有节流通道41，该节流通道41具有位于缓冲柱塞4端部的第一口a和位于缓冲柱塞4侧壁上的第二口b，并且节流通道41内设置有节流件5。如上所述，根据需要，缓冲装置可以设置在活塞缸的一端，也可以同时设置在活塞缸的两端。

通过上述技术方案，缓冲柱塞4上形成有节流通道41，并且该节流通道41内设置有节流件5。当需要调节活塞缸的缓冲效果时，仅通过改变该节流件5的过流量(例如通过改变节流件5上的通孔的尺寸)即可。与调节缓冲柱塞4相比，节流件5的过流量的计算相对简单，且节流件5对加工精度的要求也相对较低，能够在一定程度上节约活塞缸的加工时间和成本。因此，本实用新型所提供的活塞缸的缓冲效果便于调节，能够克服现有技术中存在的缺陷。

节流通道41主要起节流作用，其可以呈现多种结构，只要能够实现控制流量的功能即可。为了便于节流通道41的加工，发明人提供了节流通道41的一种优选的结构。具体地，如图2所示，节流通道41包括相互连通的轴向孔411和径向孔412，第一口a在轴向孔411上，第二口b在径向孔412上。在加工时，只要分别沿缓冲柱塞4的轴向和径向加工出合适尺寸的孔即可。

轴向孔411和径向孔412的数目可以根据实际需要任意确定，只要能够实现其各自功能即可。本实用新型的活塞缸中，缓冲柱塞4上设置有多个径向孔412，并且多个径向孔412沿缓冲柱塞4的周向平均分布，参照附图2。这样，当活塞2朝向或背向缸底1运动时，沿周向平均分布的多个径向412孔允许容腔s的各部分中的流体均匀且流畅地流出或流入，使活塞2的各部分所承受的压力均匀，从而确保活塞缸稳定地工作。

如上所述，节流通道41的第一口a设置在缓冲柱塞4的端部，使得容腔s内的流体能够流入或流出缓冲腔11。一般来说，第一口a可以位于缓冲柱塞4的端部的任意位置，例如端面上或端面附近的侧壁上，使流体能够正常流动。在实际设计和制造中，为了便于节流通道41的加工以及缓冲件5的安装和拆卸，常常将第一口a设置在缓冲柱塞4的端面上，如图2和图3所示。

另外，节流通道41的第二口b设置在缓冲柱塞4的侧壁上，从而使容腔s内的流体能够通过该开口流入或流出。本实用新型优选将所述第二口b开设在缓冲柱塞4的根部，如图3所示。这样设置的主要是为了确保第二口b能够始终处于开放状态，防止缓冲过程中缓冲腔12内壁将其遮蔽，以便使流体能够顺利地通过，确保活塞缸的缓冲效果。

如图2所示，节流通道41内安装有节流件5，该节流件5上形成有允许流体通过的结构(如通孔)，将节流通道41和缓冲腔12流体连通起来。通过调整节流件5允许流体通过的结构的尺寸和形状，可以改变流体的过流量，从而达到调节活塞缸的缓冲效果的目的。节流件5可以通过多种方式设置在节流通道41内，例如螺纹连接、焊接、过盈配合连接或它们之间的组合等。为了便于安装和拆卸，使技术人员可以根据需要对节流件5进行更换或调整，优选地，节流件5可拆卸地安装在节流通道41内。并且，节流件5优选设置在第一口a处，从而使得节流通道41的加工制造以及节流件5的安装和拆卸更加方便。另外，上述节流件5可以为各种具有节流作用的零部件，如形成有通孔的螺塞、法兰板等，只要能够实现其基本功能即可。

在本实用新型的一种优选实施方式中，发明人将螺塞作为节流件5，通过螺纹连接的方式旋入到节流通道41的第一口a内，实现节流件5的可拆卸连接，如图2及图3所示。螺塞上形成有通孔，使节流通道41和缓冲腔12流体连通。并且，所述通孔的形状和尺寸主要通过计算确定。当需要调整活塞缸的缓冲效果时，首先根据具体条件重新计算通孔的形状和尺寸，然后根据计算结果进一步加工上述螺塞(或更换新的螺塞)，即可方便地完成对活塞缸的调节。

众所周知，活塞2、缸筒、缓冲腔11以及缓冲柱塞4在加工和装配过程中不可避免地会存在误差，例如缓冲腔11和缓冲柱塞4的同圆度误差以及二者之间的同轴度误差，因此，在活塞缸的工作过程中，所述缓冲腔11和缓冲柱塞4之间可能会发生摩擦甚至碰撞，影响活塞缸的正常工作甚至损坏活塞缸。

为了避免上述问题，本实用新型的发明人提供了一种解决方案。具体如图2和图3所示，缓冲腔11包括靠近活塞2的大径部111以及与过流孔12连通的小径部112，大径部111内具有缓冲件6和用于限制该缓冲件6的轴向行程的止挡件7，缓冲件6设置在止挡件7和小径部112之间，止挡件7固定在大径部111上。缓冲件6为可浮动部件，其横截面上的最大尺寸一般介于大径部径向尺寸和小径部径向尺寸之间。当缓冲柱塞4的端部伸入到缓冲件6内时，缓冲件6便会发生径向浮动，使缓冲柱塞4能够顺利穿过。这样，通过缓冲件6便可以控制流过缓冲腔11内侧壁和缓冲柱塞4外侧壁之间的流体的流量，而不需要刻意保证缓冲腔11和缓冲柱塞4之间的尺寸关系。也就是说，通过上述结构，可以使缓冲柱塞4外侧壁与缓冲腔11内侧壁之间可以具有较大的配合间隙，从而降低加工及装配过程中的难度，提高活塞缸工作的可靠性。

所述缓冲件6可以形成为各种能够实现其基本功能的结构和形状。例如，如图4所示，缓冲件6可以形成为环状，并且在朝向止挡件7的一侧形成有凸起61，缓冲件6的外径小于大径部111的内径，缓冲件6的内径不小于所冲柱塞4的最大外径。在活塞缸处于启动状态(活塞2背向缸底1运动)时，由于受到流体的压力作用，缓冲件6的凸起61会挤压在止挡件7的表面上，并通过该凸起61与止挡件7之间形成间隙。这样，缓冲腔11内的流体便可以经过上述间隙快速地流入到容腔s内，产生较大的压力并作用于活塞2的表面，使活塞缸能够快速启动。

如图4所示，所述凸起61的数目一般设置有多个，并且多个凸起61沿缓冲件6的周向平均分布。通过这样的结构，当活塞运动时，多个均匀分布的凸起61便允许缓冲腔11中的流体均匀且流畅地大量流入到容腔s内，使活塞缸能够获得更多的流体来驱动活塞2，从而确保活塞缸能够快速且稳定地启动。所述环状的内径、外径以及凸起61的具体尺寸等数据一般通过计算或试验等方法获得，以便使缓冲件6的性能最佳，确保活塞缸的缓冲效果和启动速度。

所述止挡件7用于限制缓冲件6的轴向行程，防止缓冲件6从大径部111中脱离出来。止挡件7可以具有各种结构，如环状、半环状等。并且，止挡件7也可以通过各种多种形式安装到大径部111上，如焊接、螺钉连接或粘结等。如图3所示，本实用新型中，优选地，大径部111的内侧壁上设置有凹槽，止挡件7设置在该凹槽内。这样，可以方便而快速地安装或拆卸止挡件7，为活塞缸的装配和维护提供便利。

通过上述内容可知，缓冲柱塞4为实现活塞缸的缓冲功能的重要部件，其加工及装配精度将直接影响活塞缸的缓冲效果和启动速度。在现有技术中，缓冲柱塞一般具有两种形式：一种为浮动缓冲柱塞，这种缓冲柱塞的加工与活塞杆等其它部件分开进行，在装配工序中通过焊接或销轴连接的方式安装到活塞杆的端部；另一种为固定缓冲柱塞，这种缓冲柱塞与活塞杆形成为一体，能够确保缓冲柱塞与活塞具有较高的同轴度。

本实用新型的缓冲柱塞4可以为上述两种柱塞中的任意一种，但更适于为固定缓冲柱塞，即缓冲柱塞4与活塞杆4同轴设置并形成为一体，如图2所示。由此，便可以避免在将缓冲柱塞安装到活塞杆端部的过程中所产生的安装误差，使活塞缸具有更加稳定的生产质量和良好的缓冲效果。

另外，如图3所示，缓冲柱塞4的端部的外表面还可以形成为直径减小的坡面。这样的坡面可以实现缓冲柱塞4和缓冲件7的良好对中，减小二者之间的摩擦，使缓冲柱塞4顺利穿过缓冲件7，从而避免缓冲柱塞4与缓冲件7之间的运动干涉，确保活塞缸正常运行。此外，在活塞缸缓冲时，随着缓冲柱塞4向缸底1运动，缓冲柱塞4与缓冲件6之间的间隙会逐渐变小，使缓冲效果越来越明显。在活塞缸启动时，所述坡面与缓冲件4之间的较大的间隙可以允许大量的流体快速进入到容腔s内，从而进一步加快活塞缸的启动速度，确保证活塞缸的工作效率。所述坡面可以为各种形式的坡面，如圆锥表面、弧面、平面或它们之间的组合等，其具体结构应当根据实际需要确定。

图5为本实用新型所提供的活塞缸处于缓冲状态的示意图，图6为图5所示的活塞缸的C处放大图，图7为本实用新型所提供的活塞缸处于启动状态的示意图，图8为图7所示的活塞缸的D处放大图。

以下参照图5至图8详细描述本实用新型的优选实施方式所提供的活塞缸的具体工作过程。

·缓冲过程

如图5和图6所示，当活塞缸缓冲时，缓冲柱塞4高速进入缸底1上形成的缓冲腔11内，缓冲件6由于受到流体的压力作用而紧贴小径部112的端面。此时，容腔s的容积减小，迫使其中的一部分流体通过缓冲件5流向缓冲腔11，另一部分流体通过缓冲柱塞4外侧壁与缓冲件6内侧壁之间的间隙流入到缓冲腔11。在此过程中，活塞2以及缓冲柱塞4的部件的运动速度较快而流体流出容腔s的速度较慢，使容腔s内的流体产生缓冲内压并作用于活塞2表面，阻止活塞2的高速运动，从而达到缓冲目的。

随着缓冲柱塞4插入缓冲腔11，缓冲柱塞4与缓冲件11之间的允许流体通过的通道逐渐减小，单位时间内从容腔s流出的流体的量减少，导致容腔s内的流体产生的缓冲内压增大，使活塞缸的缓冲效果更加明显。

·启动过程

如图7和图8所示，当活塞缸启动时，缓冲腔11内的流体由于受到外部压力的作用而流入容腔s内，将缓冲件6挤压在止挡件7的表面上，形成了由缓冲件6与大径部111侧壁之间的间隙以及缓冲件6与止挡件7之间的间隙构成的流体通道。此时，缓冲腔11中的一部分流体通过上述流体通道流向容腔s，另一部分流体通过节流通道41流入到容腔s。在此过程中，活塞2以及缓冲柱塞4的部件的运动速度较慢而流体流入容腔s的速度较快，使容腔s内的流体产生启动内压并作用于活塞2表面，推动活塞2，从而达到启动的目的。

随着缓冲柱塞4离开缓冲腔11，缓冲柱塞4与缓冲件6之间会产生间隙并逐渐增大，使单位时间内从容腔s流出的流体的量增多，导致容腔s内的流体产生侧启动内压增大，从而使活塞缸能够快速启动。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (14)

1.一种活塞缸，该活塞缸包括缸底(1)、活塞(2)、活塞杆(3)以及位于所述缸底(1)和活塞(2)之间的缓冲柱塞(4)，所述缸底(1)上形成有用于容纳所述缓冲柱塞(4)的缓冲腔(11)以及使所述缓冲腔(11)与外部相通的过流孔(12)，其特征在于，所述缓冲柱塞(4)上形成有节流通道(41)，该节流通道(41)具有位于所述缓冲柱塞(4)端部的第一口(a)和位于所述缓冲柱塞(4)侧壁上的第二口(b)，且所述节流通道(41)内设置有节流件(5)。

2.根据权利要求1所述的活塞缸，其特征在于，所述第一口(a)位于所述缓冲柱塞(4)的端面上。

3.根据权利要求1所述的活塞缸，其特征在于，所述第二口(b)位于所述缓冲柱塞(4)的根部。

4.根据权利要求1所述的活塞缸，其特征在于，所述节流件(5)可拆卸地设置在所述节流通道(41)内。

5.根据权利要求1所述的活塞缸，其特征在于，所述节流件(5)设置在所述第一口(a)处。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的活塞缸，其特征在于，所述节流件(5)为形成有通孔的螺塞或法兰板。

7.根据权利要求1所述的活塞缸，其特征在于，所述节流通道(41)包括相互连通的轴向孔(411)和径向孔(412)，所述第一口(a)在所述轴向孔(411)上，所述第二口(b)在所述径向孔(412)上。

8.根据权利要求7所述的活塞缸，其特征在于，所述径向孔(412)设置有多个，且多个所述径向孔(412)沿所述缓冲柱塞(4)的周向平均分布。

9.根据权利要求1所述的活塞缸，其特征在于，所述缓冲柱塞(4)与所述活塞杆(3)同轴设置并形成为一体。

10.根据权利要求1所述的活塞缸，其特征在于，所述缓冲腔(11)包括靠近所述活塞(2)的大径部(111)以及与所述过流孔(12)连通的小径部(112)，所述大径部(111)内具有缓冲件(6)和用于限制该缓冲件(6)的轴向行程的止挡件(7)，所述缓冲件(6)设置在所述止挡件(7)和所述小径部(112)之间，所述止挡件(7)固定在所述大径部(111)上。

11.根据权利要求10所述的活塞缸，其特征在于，所述缓冲件(6)形成为环状，并且在朝向所述止挡件(7)的一侧形成有凸起(61)，所述缓冲件(6)的外径小于所述大径部(111)的内径，所述缓冲件(6)的内径不小于所述缓冲柱塞(4)的最大外径。

12.根据权利要求11所述的活塞缸，其特征在于，所述凸起(61)设置有多个，且多个所述凸起(61)沿所述缓冲件(6)的周向平均分布。

13.根据权利要求10所述的活塞缸，其特征在于，所述大径部(111)的内侧壁上设置有凹槽，所述止挡件(7)设置在该凹槽内。

14.根据权利要求10所述的活塞缸，其特征在于，所述缓冲柱塞(4)的端部的外表面形成为直径减小的坡面。

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