CN203430898U - 一种工程机械及其垂直油缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工程机械及其垂直油缸，该垂直油缸的活塞杆包括设有外螺纹的螺纹杆，螺纹杆外配合连接有螺母，螺母与缸筒并排设置，以便螺母从下往上旋紧至贴合缸筒底部端面时，螺纹杆与螺母锁紧。上述结构的垂直油缸在液压双向锁的锁止功能的基础上，螺母和螺纹杆形成的螺纹连接进一步起到了机械锁止的作用。与现有技术相比，即使液压双向锁发生故障或者油液压缩反弹的现象、导致垂直油缸的活塞杆有向上收缩的趋势，上述螺纹连接产生的预紧力成为活塞杆向上收缩的阻力，以使垂直油缸仍然保持锁止状态，进而使垂直油缸始终与车架保持垂直，以避免钻机打出的井眼倾斜等现象，大大增强了油田钻机的工作可靠性。

Description

一种工程机械及其垂直油缸

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种工程机械及其垂直油缸。

背景技术

钻机是一种常用的工程机械，如图1所示，该图为现有技术中钻机的结构示意图，该钻机包括车架400，车架400底部连接有轮胎200，车架400连接有可水平回转的活动支腿300，活动支腿300的末端设有垂直油缸100，车架400上还通过变幅油缸700连接有钻杆500。

行驶状态时，如图1所示，钻机的轮胎200支撑于地面上，钻杆500水平放置在车架400上，此时垂直油缸100处于收缩状态；工作状态时，如图2所示，该图为图1所示工程机械处于工作状态时的支腿的结构示意图，此时，活动支腿300水平回转至支架的外侧，垂直油缸100向下伸长、将车架400支起，待轮胎200完全离地后把整车调至水平状态，伸长变幅油缸700将钻杆500抬起至垂直状态，开始钻井作业，此时车架400将所承受的作业载荷通过垂直油缸100传递到地面。

由于油田钻机进行钻井作业时要求整车处于水平状态，否则会发生井眼倾斜，井口报废，因此，在轮胎200离地、垂直油缸100支撑于地面的状态下，要求四个垂直油缸100锁止来保证整车的水平以及整车的安全性能。

如图3所示，图3为图2中垂直油缸的剖视图，该垂直油缸100包括缸筒1，缸筒1内滑动配合连接有活塞杆2，活塞杆2底端连接有球头4，缸筒1底端与活塞杆2之间设有法兰盘5。

实际应用中，通常将上述垂直油缸100与液压双向锁600连接形成液压油路，如图4所示，该图为图3中液压双向锁600与垂直油缸100连接的液压原理图，液压双向锁600包括第一液控单向阀601、第二液控单向阀602，每个液控单向阀的先导油口与另一个液控单向阀的油路连通。

采用这种结构，需要钻井作业时，液压泵通过第一液控单向阀601向垂直油缸100的无杆腔充油，有杆腔泄油，推动活塞杆2向下伸出，直至活塞杆2底端的球头4伸至设于地面上的支脚盘6内腔，然后用螺栓进行固定，以使垂直油缸100支撑油田钻机。此时，停止向垂直油缸100的无杆腔充油，则有杆腔也停止泄油，油缸内的油压不受外界干扰，起到锁止的作用。

由此可见，上述垂直油缸100的活塞杆2向下伸长后，依靠液压双向锁600来锁止，能使垂直油缸100的长度保持不变，然而，在油田钻机长时间的作业过程中，液压双向锁600偶尔会发生故障或者油液压缩反弹的现象，导致垂直油缸100的活塞杆2向上收缩，进而导致车架400和钻杆之间不再垂直，最终造成井眼倾斜的后果。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有技术中垂直油缸的结构进行优化设计，以增强其锁紧功能，使垂直油缸工作时始终与车架垂直，进而增强钻机的工作可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种工程机械及其垂直油缸，该垂直油缸具有机械锁止功能，以保证整车处于水平状态，提高了工程机械的工作可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于工程机械的垂直油缸，包括缸筒，所述缸筒内滑动配合设置有活塞杆；所述活塞杆下部包括设有外螺纹的螺纹杆，所述螺纹杆外配合连接有螺母，所述螺母与所述缸筒并排设置，以便所述螺母从下往上旋紧至贴合所述缸筒底部端面时，所述螺纹杆与所述螺母锁紧。

优选地，所述螺母的顶端面为第一斜面，所述第一斜面与水平面呈夹角设置，所述缸筒的底端面为与所述第一斜面配合的第二斜面。

优选地，所述活塞杆包括所述螺纹杆和光杆，所述光杆连接于所述螺纹杆的上方。

优选地，所述光杆和所述螺纹杆焊接于一体。

优选地，所述缸筒中部设有导向套，所述导向套贴合安装于所述缸筒与所述光杆之间。

优选地，所述缸筒包括顶部筒和底部筒，所述导向套包括导向部和连接部，所述导向部为与所述缸筒同轴的筒状，所述连接部设于所述导向部的外侧、焊接于所述顶部筒、底部筒之间。

优选地，所述螺母外设有至少两个手柄，所述手柄沿所述缸筒的径向设置。

优选地，所述手柄具体为螺杆，所述螺母设有径向延伸的螺纹孔，所述螺杆与所述螺纹孔配合设置。

本实用新型提供一种用于工程机械的垂直油缸，其活塞杆包括设有外螺纹的螺纹杆，螺纹杆外配合连接有螺母，螺母与缸筒并排设置，以便螺母从下往上旋紧至贴合缸筒底部端面时，螺纹杆与螺母锁紧。

采用这种结构，将上述结构的垂直油缸与液压双向锁连接后，需要钻井作业时，首先将螺母从上往下拧松，利用液压泵通过第一液控单向阀向垂直油缸的无杆腔充油，有杆腔泄油，推动活塞杆向下伸出，直至活塞杆底端的球头伸至设于地面上的支脚盘内腔，然后用螺栓进行固定，以使垂直油缸支撑油田钻机。此时，停止向垂直油缸的无杆腔充油，则有杆腔也停止泄油，油缸内的油压不受外界干扰，起到锁止的作用。最后，再将螺母从下往上旋转，直至螺母的顶端面与缸筒的底端面抵紧。

由此可见，上述结构的垂直油缸在液压双向锁的锁止功能的基础上，螺母和螺纹杆形成的螺纹连接进一步起到了机械锁止的作用。与现有技术相比，即使液压双向锁发生故障或者油液压缩反弹的现象、导致垂直油缸的活塞杆有向上收缩的趋势，上述螺纹连接产生的预紧力成为活塞杆向上收缩的阻力，以使垂直油缸仍然保持锁止状态，进而使垂直油缸始终与车架保持垂直，以避免钻机打出的井眼倾斜等现象，大大增强了油田钻机的工作可靠性。

本实用新型还提供一种工程机械，包括车架，所述车架水平回转连接有活动支腿，所述活动支腿的末端设有垂直油缸；所述垂直油缸采用如上所述的结构。

优选地，所述工程机械为油田钻机。

由于上述垂直油缸具有如上的技术效果，因此，包括该垂直油缸的工程机械也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为现有技术中钻机的结构示意图；

图2为图1所示工程机械处于工作状态时的支腿的结构示意图；

图3为图2中垂直油缸的剖视图；

图4为图3中液压双向锁与垂直油缸连接的液压原理图；

图5为本实用新型所提供垂直油缸的一种具体实施方式的结构示意图。

其中，图1至图4中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

缸筒1；活塞杆2；球头4；法兰盘5；支脚盘6；

垂直油缸100；轮胎200；活动支腿300；车架400；钻杆500；液压双向锁600；第一液控单向阀601；第二液控单向阀602；变幅油缸700；

图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

缸筒1；顶部筒11；底部筒12；接触面121；导向套13；导向部131；连接部132；

活塞杆2；螺纹杆21；光杆22；

螺母3；手柄31；

球头4。

具体实施方式

本实用新型的核心为提供一种工程机械及其垂直油缸，该垂直油缸自身具有机械锁止功能，在液压双向锁的液压锁止功能的基础上，进一步保证整车处于水平状态，提高了工程机械的工作可靠性。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。需要说明的是，本文中出现的方位词“上”、“下”指的是垂直油缸正常使用时的方位，分别对应图5中的上方、下方；方位词“内”、“外”指的是图5中水平两端指向中部的方向、图5中水平中部指向两端的方向；应当理解，这些方位词的出现是以说明书附图为基准而设立的，它们的出现不应当影响本实用新型的保护范围。

请参考图5，图5为本实用新型所提供垂直油缸的一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，如图5所示，本实用新型提供一种垂直油缸100，该垂直油缸100用于工程机械，其包括缸筒1，缸筒1内滑动配合设置有活塞杆2。活塞杆2包括设有外螺纹的螺纹杆21，螺纹杆21还配合设有螺母3，螺母3与缸筒1并排设置，以便螺母3与螺纹杆21配合、从下往上旋转至贴合缸筒1底部端面时，螺纹杆21与螺母3锁紧。

采用这种结构，将上述结构的垂直油缸100与液压双向锁600连接后，结合图4和图5，需要钻井作业时，首先将螺母3从上往下拧松，利用液压泵通过第一液控单向阀601向垂直油缸100的无杆腔充油，有杆腔泄油，推动活塞杆2向下伸出，如图2所示，直至活塞杆2底端的球头4伸至设于地面上的支脚盘6内腔，然后用螺栓进行固定，以使垂直油缸100支撑油田钻机。此时，停止向垂直油缸100的无杆腔充油，则有杆腔也停止泄油，油缸内的油压不受外界干扰，起到锁止的作用。最后，再将螺母3从下往上旋转，直至螺母3的顶端面与缸筒1的底端面抵紧。

由此可见，上述结构的垂直油缸100在液压双向锁600的锁止功能的基础上，螺母3和螺纹杆21形成的螺纹连接进一步起到了机械锁止的作用。与现有技术相比，即使液压双向锁600发生故障或者油液压缩反弹的现象、导致垂直油缸100的活塞杆2有向上收缩的趋势，上述螺纹连接产生的预紧力成为活塞杆2向上收缩的阻力，以使垂直油缸100仍然保持锁止状态，进而使垂直油缸100始终与车架400保持垂直，以避免钻机打出的井眼倾斜等现象，大大增强了油田钻机的工作可靠性。

在另一种具体实施方式中，如图5所示，上述螺母3的顶端面为第一斜面，第一斜面与水平面呈夹角设置，缸筒1的底端面为与第一斜面配合的第二斜面。

采用这种结构，当螺母3与螺纹杆21旋紧，即螺母3的顶端面与缸筒1底端面抵紧时，二者的接触面121积增大，更进一步地保证了机械锁止的可靠性。

还可以进一步设置上述垂直油缸100的其他部件的结构。

在另一种具体实施方式中，上述活塞杆2包括螺纹杆21和光杆22，光杆22连接于螺纹杆21的上方。

由于垂直油缸100伸长后，并不是所有活塞杆2都会与螺母3形成配合螺纹配合，因此，只需要将活塞杆2的下部设置为螺纹杆21，其上部则可以设置为光杆22，这样既能形成机械锁止，又能减小垂直油缸100的生产成本。

进一步的方案中，上述光杆22和螺纹杆21焊接于一体。这样，既能保证活塞杆2具有较大的刚度和强度，并且使得活塞杆2的加工过程简单、方便。可以想到，上述光杆22与螺纹杆21也可以采用其他方式连接。

更进一步的方案中，上述缸筒1中部设有导向套13，导向套13贴合安装于缸筒1与光杆22之间。

采用这种结构，在垂直油缸100的伸长或缩短的过程中，设于缸筒1内侧的导向套13能够对活塞杆2起到导向的作用，以使沿缸筒1的轴线方向竖直运动，避免由于活塞杆2的长度较长、加工误差等因素引起的活塞杆2偏离轴线方向运动的现象，进一步保证垂直油缸100与车架400的垂直关系。

更具体的方案中，上述缸筒1包括顶部筒11和底部筒12，导向套13包括导向部131和连接部132，导向部131为与缸筒1同轴的筒状，连接部132设于导向部131的外侧，连接部132焊接于顶部筒11、底部筒12之间。

采用这种结构，缸筒1的顶部筒11、导向套13、缸筒1的底部筒12三者焊接形成了刚度、强度均较大的缸筒1，并且焊接的加工工艺简单、操作方便。

在另一种具体实施方式中，上述螺母3外可以设置至少两个手柄31，手柄31沿缸筒1的径向设置。

采用这种结构，当垂直油缸100的活塞杆2向下伸至地面后，操作人员可以握住上述手柄31以旋紧螺母3，也可以采用辅助紧固装置与上述手柄31连接以旋紧上述螺母3。设置手柄31的目的就是为了方便螺母3的旋紧或旋松。

进一步的方案中，上述手柄31可以具体为螺杆，螺母3外设有径向延伸的螺纹孔，螺杆与螺纹孔配合设置。

这样，便于手柄31与螺母3的安装和拆卸，并且通常螺杆都有统一的规格，因此其加工过程可以采用批量生产，进一步降低了垂直油缸100的生产成本。可以想到，上述手柄31的结构可以多种多样，例如手柄31还可以为直接焊接于螺母3外壁上的连杆。

本实用新型还提供一种工程机械，包括车架400，车架400水平回转连接有活动支腿300，活动支腿300的末端设有垂直油缸100；垂直油缸100采用如上的结构。

由于上述垂直油缸100具有如上的技术效果，因此，包括该垂直油缸100的工程机械也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。

具体地，上述工程机械可以为油田钻机，可以想到，上述垂直油缸100并不仅限用于油田钻机，还可以将其用于起重机、混凝土泵车等其他利用垂直油缸100支撑的工程机械。

以上对本实用新型所提供的一种工程机械及其垂直油缸进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于工程机械的垂直油缸，包括缸筒（1），所述缸筒（1）内滑动配合设置有活塞杆（2）；其特征在于，所述活塞杆（2）包括设有外螺纹的螺纹杆（21），所述螺纹杆（21）外配合连接有螺母（3），所述螺母（3）与所述缸筒（1）并排设置，以便所述螺母（3）从下往上旋紧至贴合所述缸筒（1）底部端面时，所述螺纹杆（21）与所述螺母（3）锁紧。

2.根据权利要求1所述的用于工程机械的垂直油缸，其特征在于，所述螺母（3）的顶端面为第一斜面，所述第一斜面与水平面呈夹角设置，所述缸筒（1）的底端面为与所述第一斜面配合的第二斜面。

3.根据权利要求1或2所述的用于工程机械的垂直油缸，其特征在于，所述活塞杆（2）包括所述螺纹杆（21）和光杆（22），所述光杆（22）连接于所述螺纹杆（21）的上方。

4.根据权利要求3所述的用于工程机械的垂直油缸，其特征在于，所述光杆（22）和所述螺纹杆（21）焊接于一体。

5.根据权利要求3所述的用于工程机械的垂直油缸，其特征在于，所述缸筒（1）中部设有导向套（13），所述导向套（13）贴合安装于所述缸筒（1）与所述光杆（22）之间。

6.根据权利要求5所述的用于工程机械的垂直油缸，其特征在于，所述缸筒（1）包括顶部筒（11）和底部筒（12），所述导向套（13）包括导向部（131）和连接部（132），所述导向部（131）为与所述缸筒（1）同轴的筒状，所述连接部（132）设于所述导向部（131）的外侧、焊接于所述顶部筒（11）、底部筒（12）之间。

7.根据权利要求1或2所述的用于工程机械的垂直油缸，其特征在于，所述螺母（3）外设有至少两个手柄（31），所述手柄（31）沿所述缸筒（1）的径向设置。

8.根据权利要求7所述的用于工程机械的垂直油缸，其特征在于，所述手柄（31）具体为螺杆，所述螺母（3）设有径向延伸的螺纹孔，所述螺杆与所述螺纹孔配合设置。

9.一种工程机械，包括车架（400），所述车架（400）水平回转连接有活动支腿（300），所述活动支腿（300）的末端设有垂直油缸（100）；其特征在于，所述垂直油缸（100）采用如权利要求1-8任一项所述的结构。

10.根据权利要求9所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械为油田钻机。

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