CN202280692U - 钢球锁紧式液压缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于液压缸技术领域，具体涉及一种钢球锁紧式液压缸。在该液压缸缸筒的内壁上且活塞行程末端的位置处开有球窝，在球窝的左侧沿缸筒的内壁设置有游塞，游塞的外轮廓近似为两级阶梯状的圆形，其半径较小的阶梯状部分位于球窝的内侧且靠近活塞；活塞的周向均布有若干径向孔，每个径向孔中放置一个钢球；在活塞靠近游塞的一端面上开有环形凹槽，凹槽的底部与活塞周向上均布的各径向孔的底部相通，当活塞杆与活塞运动到行程末端时，游塞半径较小的阶梯状部分插入活塞的凹槽中，并插到每个径向孔中的钢球的底部，将钢球挤入球窝，使钢球不能退出，将活塞杆锁定在行程末端。该液压缸可以适应不同锁紧力的要求和不同工况的要求。

Description

钢球锁紧式液压缸

技术领域

本实用新型属于液压缸技术领域，具体涉及一种钢球锁紧式液压缸。

背景技术

目前，液压缸的种类很多，不同液压缸的内部结构各异，所起的功能也不尽相同。大部分液压缸内部不具有锁紧装置，它们所驱动的机构主要依靠串联在油路中的电磁换向阀、液控单向阀和平衡阀等阀件来实现锁紧。因此需要研制出适应不同工况要求和不同锁紧力要求的液压缸。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种钢球锁紧式液压缸，以适应不同工况要求和不同锁紧力的要求。

为达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：一种钢球锁紧式液压缸，该液压缸包括密封套筒、缸筒、弹簧、游塞、钢球、活塞、活塞杆和缸头；其中活塞杆位于缸筒内并能自由移动，活塞杆的尾端安装有活塞，活塞将缸筒分成有杆腔和无杆腔；在缸筒上且位于有杆腔的一侧开有有杆腔油口，在缸筒上且位于无杆腔的一侧开有无杆腔油口；缸筒的头端连接有缸头，缸筒的尾端连接有密封套筒，活塞杆运动时其头端可以从密封套筒伸出；在缸筒的内壁上，且活塞行程末端的位置处开有一环形凹槽，即为球窝，球窝的截面为弧形或半圆形；在球窝的左侧沿缸筒的内壁设置有游塞，游塞的外轮廓近似为两级阶梯状的圆形，其半径较小的阶梯状部分位于球窝的内侧，且其半径较小的阶梯状部分靠近活塞；在活塞的周向均布有若干个开口方向沿径向的径向孔，每个径向孔中放置一个钢球，其半径与球窝截面的半径相匹配；在活塞靠近游塞的一端面上开有环形凹槽，凹槽的底部与活塞周向上均布的各个径向孔的底部相通，当活塞杆与活塞运动到行程末端时，游塞半径较小的阶梯状部分插入活塞的凹槽中，并插到每个径向孔中的钢球的底部，将钢球挤入球窝中，使钢球不能退出，将活塞杆锁定在行程末端。

在所述的游塞与由密封套筒、缸筒和缸头组成的液压缸外壳之间形成的空腔里设置有弹簧，弹簧所在的空腔为弹簧腔；当活塞杆与活塞运动到行程末端时，游塞在弹簧弹簧力的作用下插入活塞中的钢球底部。

所述的弹簧所在的弹簧腔为密闭腔。

在所述的缸头内开有回油腔，所述的弹簧所在的弹簧腔与回油腔相通。

在所述的缸头上开有排气口，所述的弹簧所在的弹簧腔通过排气口与大气相通。

所述的球窝位于活塞的行程末端，该末端可以是活塞行程的左或/和右两个末端。

当所述的球窝位于活塞的左和右两个行程末端时，位于左边的球窝为左球窝，位于右边的球窝为右球窝，在左球窝的内侧沿缸筒的内壁设置有左游塞，在右球窝的内侧沿缸筒的内壁设置有右游塞，在左游塞与由密封套筒、缸筒和缸头组成的液压缸外壳之间形成的空腔里设置有左弹簧，在右游塞与由密封套筒、缸筒和缸头组成的液压缸外壳之间形成的空腔里设置有右弹簧，在活塞两个不同的截面的周向都均布有若干个开口方向沿径向的径向孔，其中左侧截面的每个径向孔中放置一个左钢球，右侧截面的每个径向孔中放置一个右钢球，活塞两个端面上均开有环形凹槽，左凹槽的底部与活塞左侧截面周向上均布的各个径向孔的底部相通，右凹槽的底部与活塞右侧截面周向上均布的各个径向孔的底部相通。

所述的球窝与缸筒不是整体结构，而是由两个分开的部件组装而成，且缸筒由前缸体和后缸体两部分组装构成，且球窝安装于后缸体内侧，通过前缸体和后缸体连接将球窝定位，且前缸体与缸头连接，后缸体与密封套筒连接。

所述的弹簧腔与相应的有杆腔油口或无杆腔油口相通。

本实用新型所取得的有益效果为：

该液压缸结构简单、紧凑，具有内部自锁紧、锁紧可靠、操作方便等优点；并可以通过改变钢球的数量和大小，来改变锁紧力的大小，以适应不同锁紧力的要求和不同工况的要求。

附图说明

图1为弹簧腔密闭的整体式伸到位钢球锁紧式液压缸结构图；

图2为弹簧腔具有回油功能的整体式收到位钢球锁紧式液压缸结构图；

图3为弹簧腔密闭的整体式伸收到位钢球锁紧式液压缸结构图；

图4为弹簧腔通大气的整体式收到位钢球锁紧式液压缸结构图；

图5为分体式伸到位钢球锁紧式液压缸结构图；

图中：1、密封套筒；2、缸筒；3、弹簧；4、游塞；5、钢球；6、活塞；7、活塞杆；8、缸头；9、有杆腔；10、无杆腔；11、有杆腔油口；12、无杆腔油口；13、球窝；14、回油腔；15、左弹簧；16、左游塞；17、左钢球；18、右钢球；19、右游塞；20、右弹簧；21、左球窝；22、右球窝；23、排气口；24、前缸体；25、后缸体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例一

如图1所示，本实用新型所述钢球锁紧式液压缸包括密封套筒1、缸筒2、弹簧3、游塞4、钢球5、活塞6、活塞杆7和缸头8；密封套筒1、缸筒2和缸头8组成液压缸外壳，其中活塞杆7位于缸筒2内并能自由移动，活塞杆7的尾端安装有活塞6，活塞6将缸筒2分成有杆腔9和无杆腔10；在缸筒2上且位于有杆腔9的一侧开有有杆腔油口11，在缸筒2上且位于无杆腔10的一侧开有无杆腔油口12；缸筒2的头端连接有缸头8，缸筒2的尾端连接有密封套筒1，活塞杆7运动时其头端可以从密封套筒1伸出；在缸筒2的内壁上，且活塞6行程末端的位置处开有一环形凹槽，即为球窝13，球窝13的截面为弧形或半圆形；在球窝13的左侧沿缸筒2的内壁设置有游塞4，游塞4的外轮廓近似为两级阶梯状的圆形，游塞4半径较小的阶梯状部分位于球窝13的内侧，且游塞4半径较小的阶梯状部分靠近活塞6；在活塞6的周向均布有若干个开口方向沿径向的径向孔，每个径向孔中放置一个钢球5，其半径与球窝13截面的半径相匹配；在活塞6靠近游塞4的一端面上开有环形凹槽，凹槽的底部与活塞6周向上均布的各个径向孔的底部相通，当活塞杆7与活塞6运动到行程末端时，游塞4半径较小的阶梯状部分插入活塞6的凹槽中，并插到每个径向孔中的钢球5的底部，将钢球5挤入球窝13中，使钢球5不能退出，将活塞杆7锁定在行程末端。

如图1所示为弹簧腔密闭的整体式伸到位钢球锁紧式液压缸结构图，其中游塞4位于有杆腔9中，且在游塞4与密封套筒1之间的空腔中设置有弹簧3，弹簧3套于活塞杆7上，弹簧3所在的空腔为弹簧腔，且该弹簧腔密闭。

运行时，当液压缸无杆腔10通油，活塞杆7在油压力作用下向左运动，活塞杆7运动到位后，游塞4在弹簧3弹簧力的作用下插入活塞6中的钢球5底部，钢球5进入缸筒2的球窝13中，活塞杆7被锁住；当液压缸有杆腔9加压，无杆腔10卸压，压力油作用在游塞4上，弹簧3被压缩，游塞4往左运动，离开钢球5底部，钢球5离开球窝13，缩回到活塞6中，液压缸解锁，活塞杆7在压力作用下收回。

实施例二

如图2所示为弹簧腔具有回油功能的整体式收到位钢球锁紧式液压缸结构图，该液压缸与实施例一的区别在于：弹簧3与游塞4位于无杆腔10中，且弹簧3一端与缸头8接触，弹簧3另一端与游塞4接触，且弹簧3所在的弹簧腔与缸头8内的回油腔14相通。

运行时，当液压缸有杆腔9通油，活塞杆7在油压力作用下向右运动，活塞杆7运动到位后，游塞4在弹簧3弹簧力的作用下插入活塞6中的钢球5底部，钢球5进入缸筒2的球窝13中，活塞杆7被锁住；当液压缸无杆腔10加压，有杆腔9卸压，压力油作用在游塞4上，弹簧3被压缩，游塞5往右运动，离开钢球5底部，钢球5离开球窝13，缩回到活塞6中，液压缸解锁，活塞杆7在压力作用下伸出。

实施例三

如图3所示为弹簧腔密闭的整体式伸收到位钢球锁紧式液压缸结构图，该液压缸为实施例一与实施例二的综合，具有两组弹簧3、游塞4、钢球5和球窝13结构，其中左弹簧15、左游塞16、左钢球17和左球窝21为一组；右钢球18、右游塞19、右弹簧20和右球窝22为一组，其中左弹簧15、左游塞16、左钢球17和左球窝21的结构与实施例一中弹簧3、游塞4、钢球5和球窝13的结构相同，右游塞19、右弹簧20和右球窝22的结构与实施例二中弹簧3、游塞4、和球窝13的结构相同，在左钢球17所在活塞6截面的右侧的截面均布有与左钢球17相同的一组右钢球18，活塞6靠近右游塞19的一端面上也开有环形凹槽，凹槽的底部与活塞6右侧截面周向上均布的各个径向孔的底部相通；且左弹簧15和右弹簧20所在的弹簧腔密闭。

运行时，当液压缸无杆腔10通油，活塞杆7在油压力作用下向左运动，活塞杆7运动到位后，左游塞16在左弹簧15弹簧力的作用下插入活塞6中的左钢球17底部，左钢球17进入缸筒2的左球窝21中，活塞杆7被锁住；当液压缸有杆腔9加压，无杆腔10卸压，压力油作用在左游塞16上，左弹簧15被压缩，左游塞16往左运动，离开左钢球17底部，左钢球17离开左球窝21，缩回到活塞6中，液压缸解锁，活塞杆7在压力作用下收回；活塞杆7收回到位后，右游塞19在右弹簧20弹簧力的作用下插入活塞6中的右钢球18底部，右钢球18进入缸筒2的右球窝22中，活塞杆7被锁住；当液压缸无杆腔10加压，有杆腔9卸压，压力油作用在右游塞19上，右弹簧20被压缩，右游塞19往右运动，离开右钢球18底部，右钢球18离开右球窝22，缩回到活塞6中，液压缸解锁，活塞杆7在压力作用下伸出，如此反复可实现伸收到位钢球锁紧。

实施例四

如图4所示为弹簧腔通大气的整体式收到位钢球锁紧式液压缸结构图，该液压缸与实施例二的区别在于弹簧3所在的弹簧腔通过设置在缸头8上的排气口23与大气相通。其运行、锁定与解锁方式与实施例二相同。

实施例五

如图5所示为分体式伸到位钢球锁紧式液压缸结构图，该液压缸与实施例一的区别在于：该液压钢为分体式结构，即球窝13与缸筒2不是整体结构，而是由两个分开的部件组装而成，且缸筒2由前缸体24和后缸体25两部分组装构成，且球窝13安装于后缸体25内侧，通过前缸体24和后缸体25连接将球窝13定位，且前缸体24与缸头8连接，后缸体25与密封套筒1连接；其弹簧腔与相应油口相通；其运行、锁定与解锁方式与实施例一相同。

综上所述，本实用新型所述钢球锁紧式液压缸是到位锁紧液压缸，只能在液压缸行程的两端锁紧。该钢球锁紧式液压缸从锁紧形式上可以分为：(1)伸到位锁紧、(2)收到位锁紧和(3)伸收到位锁紧；从弹簧腔结构形式上可以分为：(1)弹簧腔与回油腔14相通，这种结构具有锁紧可靠、便于润滑和弹簧腔清洁不易生锈等优点，但多一条泄油(或回油)管路，(2)弹簧腔与大气相通，这种结构保证了弹簧腔的压力与外界相等，能够正常排气，结构简单，开锁压力低，但弹簧腔易于污染和生锈，适用于工作环境较好的场所；(3)弹簧腔密闭，这种结构简单，加工方便，但开锁压力较弹簧腔与大气相通的结构形式略高一些，且游塞4漏油不能及时被发现；从球窝13和缸筒2的结构形式可以分为：(1)整体式结构，即球窝13与缸筒2为一体，球窝13设置在缸筒2上，(2)分体式结构，即球窝13与缸筒2分体。

因此本实用新型所述钢球锁紧式液压缸不仅仅局限于上述五种实施例，其锁紧方式可以选择上述三种中的一种；当球窝13和缸筒2的结构形式为整体式结构时，其弹簧腔的结构形式可以选择上述三种中的一种；当球窝13和缸筒2的结构形式为分体式结构时，其弹簧腔与相应油口相通；以此演变出的排列组合结构均属于本实用新型所述钢球锁紧式液压缸的保护范围。

Claims (9)

1.一种钢球锁紧式液压缸，其特征在于：该液压缸包括密封套筒(1)、缸筒(2)、弹簧(3)、游塞(4)、钢球(5)、活塞(6)、活塞杆(7)和缸头(8)；其中活塞杆(7)位于缸筒(2)内并能自由移动，活塞杆(7)的尾端安装有活塞(6)，活塞(6)将缸筒(2)分成有杆腔(9)和无杆腔(10)；在缸筒(2)上且位于有杆腔(9)的一侧开有有杆腔油口(11)，在缸筒(2)上且位于无杆腔(10)的一侧开有无杆腔油口(12)；缸筒(2)的头端连接有缸头(8)，缸筒(2)的尾端连接有密封套筒(1)，活塞杆(7)运动时其头端可以从密封套筒(1)伸出；在缸筒(2)的内壁上，且活塞(6)行程末端的位置处开有一环形凹槽，即为球窝(13)，球窝(13)的截面为弧形或半圆形；在球窝(13)的左侧沿缸筒(2)的内壁设置有游塞(4)，游塞(4)的外轮廓近似为两级阶梯状的圆形，其半径较小的阶梯状部分位于球窝(13)的内侧，且其半径较小的阶梯状部分靠近活塞(6)；在活塞(6)的周向均布有若干个开口方向沿径向的径向孔，每个径向孔中放置一个钢球(5)，其半径与球窝(13)截面的半径相匹配；在活塞(6)靠近游塞(4)的一端面上开有环形凹槽，凹槽的底部与活塞(6)周向上均布的各个径向孔的底部相通，当活塞杆(7)与活塞(6)运动到行程末端时，游塞(4)半径较小的阶梯状部分插入活塞(6)的凹槽中，并插到每个径向孔中的钢球(5)的底部，将钢球(5)挤入球窝(13)中，使钢球(5)不能退出，将活塞杆(7)锁定在行程末端。

2.根据权利要求1所述的钢球锁紧式液压缸，其特征在于：在所述的游塞(4)与由密封套筒(1)、缸筒(2)和缸头(8)组成的液压缸外壳之间形成的空腔里设置有弹簧(3)，弹簧(3)所在的空腔为弹簧腔；当活塞杆(7)与活塞(6)运动到行程末端时，游塞(4)在弹簧(3)弹簧力的作用下插入活塞(6)中的钢球(5)底部。

3.根据权利要求2所述的钢球锁紧式液压缸，其特征在于：所述的弹簧(3)所在的弹簧腔为密闭腔。

4.根据权利要求2所述的钢球锁紧式液压缸，其特征在于：在所述的缸头(8)内开有回油腔(14)，所述的弹簧(3)所在的弹簧腔与回油腔(14)相通。

5.根据权利要求2所述的钢球锁紧式液压缸，其特征在于：在所述的缸头(8)上开有排气口(23)，所述的弹簧(3)所在的弹簧腔通过排气口(23)与大气相通。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的钢球锁紧式液压缸，其特征在于：所述的球窝(13)位于活塞(6)的行程末端，该末端可以是活塞(6)行程的左或/和右两个末端。

7.根据权利要求6所述的钢球锁紧式液压缸，其特征在于：当所述的球窝(13)位于活塞(6)的左和右两个行程末端时，位于左边的球窝(13)为左球窝(21)，位于右边的球窝(13)为右球窝(22)，在左球窝(21)的内侧沿缸筒(2)的内壁设置有左游塞(16)，在右球窝(22)的内侧沿缸筒(2)的内壁设置有右游塞(19)，在左游塞(16)与由密封套筒(1)、缸筒(2)和缸头(8)组成的液压缸外壳之间形成的空腔里设置有左弹簧(15)，在右游塞(19)与由密封套筒(1)、缸筒(2)和缸头(8)组成的液压缸外壳之间形成的空腔里设置有右弹簧(20)，在活塞(6)两个不同的截面的周向都均布有若干个开口方向沿径向的径向孔，其中左侧截面的每个径向孔中放置一个左钢球(17)，右侧截面的每个径向孔中放置一个右钢球(18)，活塞(6)两个端面上均开有环形凹槽，左凹槽的底部与活塞(6)左侧截面周向上均布的各个径向孔的底部相通，右凹槽的底部与活塞(6)右侧截面周向上均布的各个径向孔的底部相通。

8.根据权利要求2所述的钢球锁紧式液压缸，其特征在于：所述的球窝(13)与缸筒(2)不是整体结构，而是由两个分开的部件组装而成，且缸筒(2)由前缸体(24)和后缸体(25)两部分组装构成，且球窝(13)安装于后缸体(25)内侧，通过前缸体(24)和后缸体(25)连接将球窝(13)定位，且前缸体(24)与缸头(8)连接，后缸体(25)与密封套筒(1)连接。

9.根据权利要求8所述的钢球锁紧式液压缸，其特征在于：所述的弹簧腔与相应的有杆腔油口(11)或无杆腔油口(12)相通。

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