CN202789836U - 多级液压缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级液压缸，包括活塞杆和至少两级层叠套装在一起并呈伸缩结构的液压缸缸体，所述活塞杆套装在最内层的液压缸缸体上，位于最外层的液压缸缸体与活塞杆之间组成无杆腔，位于最内层的液压缸缸体与活塞杆之间组成活塞杆腔，相邻两级液压缸缸体之间组成分级油腔，所述无杆腔、活塞杆腔和分级油腔上均设有用于与液压源相连的油口。本实用新型的多级液压缸，通过将液压缸缸体设置为相互层叠套装在一起的至少两层，不仅能够有效缩小安装所需的空间，而且液压缸缸体之间组成伸缩结构，通过液压缸缸体的伸长和缩短，能够有效提高多级液压缸的液压力行程，能够满足使用要求。

Description

多级液压缸

技术领域

本实用新型涉及一种液压缸，具体的为一种可增大行程的多级液压缸。

背景技术

汽车制造业在我国国民经济中具有举足轻重的作用，近年来，我国的国民经济高速发展，与此同时汽车工业也蓬勃发展。从汽车整车到部件的性能，都已经成为了目前工业研究的主要课题，而桥壳作为汽车的重要零件之一，桥壳不仅对汽车起着支撑作用，而且还是差速器、主减速器以及驱动车轮传动装置的外壳。汽车桥壳质量对整车性能的影响非常大，桥壳不仅需要具备足够的强度、刚度和疲劳寿命，而且还应结构简单，成本较低，质量轻，易于拆装和维护。

汽车桥壳成型方法主要有以下几种，其优缺点如下：

铸造成型工艺

优点：易铸造成形形状复杂和壁厚不均的桥壳，刚度、强度较大；

缺点：控制成形流动困难，易产生裂纹、气孔，且重量大，后续加工复杂，焊接工序易产生裂纹、变形；

适用范围：主要适用于中、重型载重汽车的后桥壳生产。

冲压-焊接成型工艺

优点：工艺性好，废品率较低，可靠性高，容易制造，加工余量小，质量轻，精度高，价格较低，产品改型方便，易实现生产自动化；

缺点：工序繁多，仅适合简单的几何形状的桥壳生产，且生产得到的桥壳强度较低，耗资大；另外还具有对焊接要求高，质量难以保证，易产生裂纹、变形、漏孔的缺陷，并且焊接区容易域疲劳断裂；

适用范围：适用范围较广，一般用于轻型车、农用车。

扩张成形

优点：扩张成型工艺是是冲压-焊接成型工艺的派生，但其工作量减少，加工效率高，密封性好，得到的桥壳的刚度和强度高、重量轻；

缺点：纵向开缝处易产生横向裂纹，琵琶包处翻边宽度不均匀，侧面易起皱拉伤；

适用范围：主要适用于小轿车，轻、中型载重汽车。

机械胀形

优点：工作量减少，加工效率高，得到的后桥重量轻，可生产尺寸较高、形状复杂的桥壳，且坯料利用率和生产效率均较高，后桥的综合力学性能高；

缺点：胀形力难以控制，胀形机理和过程复杂，易产生裂纹；

适用范围：主要适用于乘用车和轻中型载货汽车。

液压胀形

优点：材料利用率高，工序少，生产效率高，得到的桥壳强度和刚度高、且重量轻，易实现生产机械化和自动化生产；

缺点：工艺仍不太成熟，对高压液压源要求高，易漏油和污染环境，投资初期耗费时间和资金；

适用范围：轿车、轻型和中型载重汽车。

综上，桥壳的实际生产要求尽量降低成本，保证其机械性能，同时还要尽量缩短研发周期，这就需要新工艺、新技术的研究来推动桥壳成形方法的快速发展。

针对现有汽车桥壳成形方法的优缺点，并结合我国实际应用现状，现有的汽车驱动桥后桥壳的加工成型工艺主要有主要问题和不足：

1、我国实际应用的桥壳成形方法大部分为铸造成型工艺和冲压-焊接成型工艺，其它成型方法由于技术、经济等原因，应用较少，或正处于研究试验阶段；

2、机械胀形的胀形力难以控制，胀形机理和过程复杂，易产生裂纹，但坯料利用率、生产效率、综合力学性能高；

3、液压胀形工艺仍不太成熟，对高压液压源要求高，易漏油和污染环境，初期耗费时间和资金，但得到的桥壳强度和刚度高、重量轻，易实现生产机械化和自动化。

为了实现较好的控制汽车驱动桥连续胀形变形的全过程，本申请人旨在开发一种汽车驱动桥整体复合胀形装置，该汽车驱动桥整体复合胀形装置需要在桥壳工件的内部安装向桥壳工件施加垂直于桥壳工件轴向方向的施力机构。但是，由于桥壳工件的内孔直径很小，而桥壳琵琶包向两侧胀形变形的变形比率较大，传统的施力机构不仅无法满足小空间的安装使用要求，而且无法提供满足桥壳琵琶包变形量所需的施力行程。

有鉴于此，本实用新型旨在探索一种多级液压缸，该多级液压缸不仅能够满足小空间的安装要求，而且能够提供足够的液压力行程，能够满足汽车驱动桥胀形生产的要求。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提出一种多级液压缸，该多级液压缸不仅能够满足小空间的安装要求，而且能够提供足够的液压力行程，能够满足汽车驱动桥胀形生产的要求。

要实现上述技术目的，本实用新型的多级液压缸，包括活塞杆和至少两级层叠套装在一起并呈伸缩结构的液压缸缸体，所述活塞杆套装在最内层的液压缸缸体上，位于最外层的液压缸缸体与活塞杆之间组成无杆腔，位于最内层的液压缸缸体与活塞杆之间组成活塞杆腔，相邻两级液压缸缸体之间组成分级油腔，所述无杆腔、活塞杆腔和分级油腔上均设有用于与液压源相连的油口。

进一步，相邻两级所述液压缸缸体之间以及所述活塞杆与最内层液压缸缸体之间，位于外层的液压缸缸体的顶部设有径向向内延伸的内挡环，位于内层的液压缸缸体/活塞杆的底部设有径向向外延伸的并与内挡环配合的外挡环。

进一步，所述内挡环与内层液压缸缸体/活塞杆的外周壁之间设有密封结构，所述外挡环与外层液压缸缸体的内周壁之间设有密封结构。

进一步，位于所述活塞杆腔和分级油腔上的油口设置在所述内挡环上。

进一步，位于所述无杆腔上的油口设置在最外层所述液压缸缸体的底部。

进一步，所述活塞杆上设有与所述无杆腔相通的空腔。

进一步，位于最外层的所述液压缸缸体的外周壁上设有外螺纹。

进一步，所述活塞杆上设有安装螺纹孔。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的多级液压缸的运动原理如下：

在活塞杆向外提供液压力的过程中，无杆腔进油，活塞杆腔和分级油腔均回油，可实现多级液压缸伸长并向外提供液压力；同理，在活塞杆回缩时，无杆腔回油，活塞杆腔和分级油腔均进油，可实现活塞杆回缩卸荷；

本实用新型的多级液压缸，通过将液压缸缸体设置为相互层叠套装在一起的至少两层，不仅能够有效缩小安装所需的空间，而且液压缸缸体之间组成伸缩结构，通过液压缸缸体的伸长和缩短，能够有效提高多级液压缸的液压力行程，能够满足使用要求。

附图说明

图1为本实用新型多级液压缸实施例的结构示意图；

图2为采用本实施例多级液压缸的汽车驱动桥整体复合胀形装置的结构示意图；

图3为胀形内模结构示意图。

附图标记说明：

1-活塞杆；1a –空腔；2-液压缸缸体；3-无杆腔；4-活塞杆腔；5-分级油腔；6-油口；7-内挡环；8-外挡环；11-胀形内模；11a-上模块；11b-下模块；12-胀形外模；13-推力液压缸；14-推力液压缸；15-桥壳工件；16-快速拆卸连接结构；17-铰链座；18-双铰连杆；19-支架；20-支撑杆；21-支撑头；22-中空管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

如图1所示，为本实用新型多级液压缸实施例的结构示意图。本实施例的多级液压缸，包括活塞杆1和至少两级层叠套装在一起并呈伸缩结构的液压缸缸体2，活塞杆1套装在最内层的液压缸缸体2上，位于最外层的液压缸缸体2与活塞杆1之间组成无杆腔3，位于最内层的液压缸缸体2与活塞杆1之间组成活塞杆腔4，相邻两级液压缸缸体2之间组成分级油腔5，无杆腔3、活塞杆腔4和分级油腔5上均设有用于与液压源相连的油口6。本实施例的液压缸缸体2共设有三级，当然，液压缸缸体2还可根据实际需要设置为两级或三级以上，其原理与设置三级液压缸缸体2相同，不再一一累述。

本实施例的多级液压缸在活塞杆1向外提供液压力的过程中，无杆腔3进油，活塞杆腔4和分级油腔5均回油，可实现多级液压缸伸长并向外提供液压力；同理，在活塞杆1回缩时，无杆腔3回油，活塞杆腔4和分级油腔5均进油，可实现活塞杆1回缩卸荷。

本实施例的多级液压缸，通过将液压缸缸体2设置为相互层叠套装在一起的至少两层，不仅能够有效缩小安装所需的空间，而且液压缸缸体2之间组成伸缩结构，通过液压缸缸体2的伸长和缩短，能够有效提高多级液压缸的液压力行程，能够满足使用要求。

进一步，相邻两级液压缸缸体2之间以及活塞杆1与最内层液压缸缸体2之间，位于外层的液压缸缸体2的顶部设有径向向内延伸的内挡环7，位于内层的液压缸缸体2/活塞杆1的底部设有径向向外延伸的并与内挡环7配合的外挡环8。优选的，内挡环7与内层液压缸缸体/活塞杆1的外周壁之间设有密封结构，外挡环8与外层液压缸缸体的内周壁之间设有密封结构。采用该结构的多级液压缸，内挡环7和外挡环8之间形成限位机构，防止相邻的两级液压缸缸体2以及最内层液压缸缸体与活塞杆1之间脱离。

进一步，位于活塞杆腔4和分级油腔5上的油口6设置在内挡环7上，防止液压缸缸体2伸缩过程中与油口6之间相互干涉。位于无杆腔3上的油口6设置在最外层液压缸缸体的底部，防止干涉。

进一步，活塞杆1上设有与无杆腔3相通的空腔1a，能够增大无杆腔3的容积，使输出的液压力更加平稳。

进一步，位于最外层的液压缸缸体的外周壁上设有外螺纹，活塞杆1上设有安装螺纹孔。通过在最外层液压缸缸体和活塞杆1设置螺纹结构，便于多级液压缸的安装。

如图2所示，为采用本实施例多级液压缸的汽车驱动桥整体复合胀形装置的结构示意图；图3为胀形内模结构示意图。

该汽车驱动桥整体复合胀形装置包括胀形内模11、胀形外模12和分别位于胀形内模11两端并用于提供胀形推力的推力液压缸13和推力液压缸14。

胀形内模11包括分别与桥壳琵琶包上下两侧内壁配合的上模块11a和下模块11b，上模块11a和下模块11b之间设有至少一个用于将上模块11a和下模块11b分开或合拢的多级液压缸，上模块11a和下模块11b的两端分别通过连杆机构与推力液压缸13和推力液压缸14的活塞杆铰接连接。如图2所示，推力液压缸13位于胀形内模11的左侧，推力液压缸14位于胀形内模11的右侧。

连杆机构包括固定安装在推力液压缸活塞杆上的铰链座17，铰链座17与上模块11a和下模块11b之间分别通过双铰连杆18铰接连接，采用该结构的连杆机构，双铰连杆18与推力液压缸的活塞杆之间具有夹角，能够将推力液压缸13和推力液压缸14的胀形推力分解为上模块11a和下模块11b所需的垂直于桥壳工件轴向方向的胀形推力垂直分力，且伴随着工件胀形变形量的增大，连杆机构的双铰连杆18与推力液压缸活塞杆之间的夹角增大，能够增大胀形推力垂直分力。

胀形外模12包括用于压住位于桥壳琵琶包的胀形变形区与非变形区之间的过渡面15b的支撑机构。如图2所示，胀形外模12还包括支架19，支撑机构包括安装在支架19上的支撑杆20和安装在支撑杆20上的支撑头21，本实施例的支撑头21设置为4个，并分别位于桥壳琵琶包的两端过渡面的上下两侧。支撑头21压在过渡面上，通过采用该结构的胀形外模12，通过支撑头21压住过渡面，能够控制桥壳琵琶包在胀形变形过程的变形区域，防止桥壳工件的其他区域变形。优选的，支撑头21与桥壳工件15的接触面为与过渡面配合的曲面，能够防止过渡面由于变形产生褶皱。

推力液压缸13和推力液压缸14的活塞杆相向设置，两活塞杆的轴线位于同一条直线上，且推力液压缸14的活塞杆上设有快速拆卸连接结构，通过设置快速拆卸连接结构，能够将推力液压缸14的活塞杆与胀形内模11、推力液压缸13分开，便于在胀形前将胀形内模11放置于桥壳工件15的内孔中。

推力液压缸13的活塞杆和缸体上以及与推力液压缸13相连的铰链座17分别设有同轴的通孔，通孔内设有用于安装油口6与液压源之间的液压油管的中空管22。由于桥壳工件15的内径较小，在推力液压缸的活塞杆和连杆机构等结构占据大量的空间后，油口6与液压源之间的液压油管的布置空间不足，通过设置延伸穿过推力液压缸13和铰链座17的中空管，能够实现将液压油管布置在中空管22内，并为多级液压缸提供高压液压油。

该汽车驱动桥整体复合胀形装置在使用前，先将设置在推力液压缸14活塞杆上的快速拆卸连接结构16分开，将胀形内模11置于桥壳工件15内，然后再将该推力液压缸14活塞杆通过快速拆卸连接结构16连接，做好桥壳工件15胀形变形的准备工作。本实施例的汽车驱动桥整体复合胀形装置可以采用两种方式对桥壳工件进行胀形，分别为机械推杆式和内高压胀形式。

1）机械推杆式胀形方式：通过将上模块11a和下模块11b的两端分别通过连杆机构与推力液压缸13和推力液压缸14的活塞杆铰接，推力液压缸13和推力液压缸14能够同步相向地向胀形内模11提供胀形推力，在连杆机构的作用下，将推力液压缸13或推力液压缸14的胀形推力分解为作用在上模块11a和下模块11b上的胀形推力垂直分力和胀形推力平行分力，胀形推力垂直分力的方向垂直于桥壳工件15的轴向方向，胀形推力平行分力的方向平行于桥壳工件15的轴向方向，即在胀形推力垂直分力的作用下，上模块11a和下模块11b分别向桥壳工件15上下两侧分开，挤压桥壳工件15，实现胀形。通过设置胀形外模12，能够准确控制桥壳工件15胀形变形的位置，即控制桥壳工件15在过渡面处开始胀形变形，如此便可实现桥壳琵琶包的胀形；

由于用于生产汽车驱动桥桥壳的桥壳工件15的内孔直径一般都较小，导致连杆机构与推力液压缸的活塞杆轴线的夹角很小，由推力液压缸的胀形推力分解为的胀形推力垂直分力的大小很小，而挤压桥壳工件15变形所需的力一般较大，如果仅仅采用连杆机构连接推力液压缸和胀形内模11，可能导致上模块11a和下模块11b无法顺利地向桥壳工件15的上下两侧张开，即无法实现胀形，此时需要在上模块11a和下模块11b之间设置辅助上模块11a和下模块11b张开的多级液压缸。多级液压缸能够提供上模块11a和下模块11b分开或合拢的辅助液压力，辅助液压力垂直于桥壳工件15的轴向方向。由于桥壳工件15的内孔直径很小，而桥壳琵琶包15向两侧胀形变形的变形比率较大，传统的液压缸不仅无法满足小空间的安装使用要求，而且无法提供满足变形量所需的液压力行程。本实施例的多级液压缸，通过将液压缸缸体2设置为相互层叠套装在一起的至少两层，不仅能够有效缩小安装所需的空间，而且液压缸缸体2之间组成伸缩结构，通过液压缸缸体2的伸长和缩短，能够有效提高多级液压缸的液压力行程，能够满足使用要求。

2）内高压式胀形方式：多级液压缸对上模块11a和下模块11b施加的垂直于桥壳工件15轴线方向的胀形液压力为使桥壳工件15发生胀形变形的主要胀形力，推力液压缸13和推力液压缸14对胀形内模11施加的推力主要作为上模块11a和下模块11b的辅助推力，在以多级液压缸的胀形液压力为主的胀形力的作用下，桥壳工件15发生胀形变形，实现胀形，辅助推力在连杆机构的作用下分解为作用在上模块11a和下模块11b上并垂直于桥壳工件15轴向方向的辅助推力垂直分力和平行于桥壳工件15轴向方向的辅助推力平行分力，在辅助推力平行分力的作用下，能够防止上模块11a和下模块11b在胀形过程中发生位置偏移，保证胀形后得到的桥壳琵琶包的质量；通过将液压缸缸体2设置为相互层叠套装在一起的至少两层，不仅能够有效缩小安装所需的空间，而且辅助液压缸缸体之间组成伸缩结构，通过辅助液压缸缸体的伸长和缩短，能够有效提高多级辅助液压缸的液压力行程，能够满足使用要求。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种多级液压缸，其特征在于：包括活塞杆和至少两级层叠套装在一起并呈伸缩结构的液压缸缸体，所述活塞杆套装在最内层的液压缸缸体上，位于最外层的液压缸缸体与活塞杆之间组成无杆腔，位于最内层的液压缸缸体与活塞杆之间组成活塞杆腔，相邻两级液压缸缸体之间组成分级油腔，所述无杆腔、活塞杆腔和分级油腔上均设有用于与液压源相连的油口。

2.根据权利要求1所述的多级液压缸，其特征在于：相邻两级所述液压缸缸体之间以及所述活塞杆与最内层液压缸缸体之间，位于外层的液压缸缸体的顶部设有径向向内延伸的内挡环，位于内层的液压缸缸体/活塞杆的底部设有径向向外延伸的并与内挡环配合的外挡环。

3.根据权利要求2所述的多级液压缸，其特征在于：所述内挡环与内层液压缸缸体/活塞杆的外周壁之间设有密封结构，所述外挡环与外层液压缸缸体的内周壁之间设有密封结构。

4.根据权利要求3所述的多级液压缸，其特征在于：位于所述活塞杆腔和分级油腔上的油口设置在所述内挡环上。

5.根据权利要求4所述的多级液压缸，其特征在于：位于所述无杆腔上的油口设置在最外层所述液压缸缸体的底部。

6.根据权利要求1-5任一项所述的多级液压缸，其特征在于：所述活塞杆上设有与所述无杆腔相通的空腔。

7.根据权利要求1-5任一项所述的多级液压缸，其特征在于：位于最外层的所述液压缸缸体的外周壁上设有外螺纹。

8.根据权利要求7所述的多级液压缸，其特征在于：所述活塞杆上设有安装螺纹孔。

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