CN203926223U - 一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于液压缸领域，特别是公开一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构；所要解决的技术问题为提供一种外形简洁，锁定功能可靠迅速，不需要附加操作机构，不用单独操作动作，液压缸在实现伸缩动作的同时，实现锁定与解锁动作的一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构；包括前缸盖、缸筒、后缸盖、活塞杆、活塞和锁止机构，所述缸筒与前缸盖、后缸盖螺纹连接，缸筒两端的外径与前缸盖、后缸盖内壁间隙配合，所述活塞杆整体为阶梯状，活塞杆穿过前缸盖活动设置在缸筒内，所述活塞与活塞杆螺纹连接，活塞内壁与活塞杆小端外径间隙配合；所述锁止机构包括弹性卡爪和导向锁套，弹性卡爪和导向锁套相互锁定在活塞杆伸出或收回状态时起锁定作用。

Description

一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构

技术领域

本实用新型属于液压缸领域，特别是涉及一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构，主要用于军用装备、民用工程车辆或其它在工作时泵源不工作但能长期可靠锁定，无任何软腿现象的液压油缸中。

背景技术

在国防领域、工程、矿山、冶金机械和水利工程等国民经济生产各领域中，液压气缸（气缸与液压缸工作原理一致，下面内容简称液压缸）作为一种驱动并承受大载荷的执行元件，常常要求在工作与不工作时具有锁紧定位功能，即工作时长时间稳定地支承外负载而无位移，要求液压缸在伸出时有锁定功能；在不工作时为防止拉紧机构意外展开，要求液压缸在收回时有锁定功能。

目前液压缸锁定大多采用系统中安装液压阀锁切断通路，封闭压力油气腔密封液体实现锁定，锁定精度与可靠性取决于液压锁与缸的密封性，而密封技术允许存在一定的泄漏量，不能满足长期工作工况需要，也不能用于锁定精度与稳定性要求高的场合。同时管路中需要增加要求较高的相关阀锁元件。

就目前检索到的机械锁止机构中：外插销珠与外加压紧套锁定为手动锁定；螺旋丝杠活塞杆锁定为自动操作，但每一根液压缸要求一个专用动力机构与动力源，附加系统复杂、机构庞大；锥面摩擦压紧锁定机构简单，但锥面压紧反推力有限；过盈锁定对过盈量要求非常严格，控制在几丝之间，同时对产品原材料、机加工艺、热处理的要求相应提高，造成加工难度大，成品率低。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种外形简洁，与普通液压缸一致，结构紧凑，无多余控制油口，锁定功能可靠迅速，不需要附加操作机构，不用单独操作动作，液压缸在实现伸缩动作的同时，实现锁定与解锁动作的一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构，包括前缸盖、缸筒、后缸盖、活塞杆、活塞和锁止机构，所述缸筒与前缸盖、后缸盖螺纹连接，缸筒两端的外径与前缸盖、后缸盖内壁间隙配合，所述活塞杆整体为阶梯状，活塞杆穿过前缸盖活动设置在缸筒内，所述活塞与活塞杆螺纹连接，活塞内壁与活塞杆小端外径间隙配合；

所述锁止机构包括弹性卡爪和导向锁套，弹性卡爪和导向锁套相互锁定在活塞杆伸出或收回状态时起锁定作用。

优选的是，所述弹性卡爪为弹性外卡爪，所述导向锁套为内锥导向锁套，所述弹性外卡爪固定设置在后缸盖的安装用台阶孔内，所述内锥导向锁套固定设置在活塞杆内孔台阶上，由活塞压紧，所述活塞的端面设置有弹性外卡爪通过孔；

所述弹性外卡爪端部的外径上设置有两边为斜面的外卡接台阶，一侧斜面方便进出内锥导向锁套，另一侧斜面与内锥导向锁套锁定；

所述内锥导向锁套的中部设置有弹性外卡爪通过孔，所述弹性外卡爪通过孔的两端设置有斜面，一侧斜面用于给所述弹性外卡爪导向，另一侧斜面与弹性外卡爪锁定。

优选的是，所述弹性卡爪为弹性内卡爪，所述导向锁套为外锥导向锁套，所述弹性内卡爪固定设置在前缸盖槽内，由缸筒压紧，弹性内卡爪的内壁与前缸盖槽外径间隙配合，所述外锥导向锁套套装在活塞杆上，外锥导向锁套内壁与活塞杆外径间隙配合，活塞杆台阶限制外锥导向锁套一端轴向移动，另一端的轴向由活塞压紧；

所述弹性内卡爪端部的外径上设置有两边为斜面的内卡接台阶，一侧斜面方便进出外锥导向锁套，另一侧斜面与外锥导向锁套锁定；

所述外锥导向锁套外壁的两端设置有斜面，一侧斜面用于给所述弹性内卡爪导向，另一侧斜面与弹性内卡爪锁定。

优选的是，所述弹性卡爪包括弹性外卡爪和弹性内卡爪，所述导向锁套包括内锥导向锁套和外锥导向锁套；

所述弹性外卡爪固定设置在后缸盖的安装用台阶孔内，所述内锥导向锁套固定设置在活塞杆内孔台阶上，由活塞压紧，所述活塞的端面设置有弹性外卡爪通过孔，弹性外卡爪端部的外径上设置有两边为斜面的外卡接台阶，一侧斜面方便进出内锥导向锁套，另一侧斜面与内锥导向锁套锁定，内锥导向锁套的中部设置有弹性外卡爪通过孔，所述弹性外卡爪通过孔的两端设置有斜面，一侧斜面用于给所述弹性外卡爪导向，另一侧斜面与弹性外卡爪锁定；

所述弹性内卡爪固定设置在前缸盖槽内，由缸筒压紧，弹性内卡爪的内壁与前缸盖槽外径间隙配合，所述外锥导向锁套套装在活塞杆上，外锥导向锁套内壁与活塞杆外径间隙配合，活塞杆台阶限制外锥导向锁套一端轴向移动，另一端的轴向由活塞压紧，弹性内卡爪端部的外径上设置有两边为斜面的内卡接台阶，一侧斜面方便进出外锥导向锁套，另一侧斜面与外锥导向锁套锁定，内锥导向锁套外壁的两端设置有斜面，一侧斜面用于给所述弹性内卡爪导向，另一侧斜面与弹性内卡爪锁定。

优选的是，所述锁止机构还包括内防松锁套和内弹簧，所述内防松锁套设置在活塞杆端部内孔，与活塞杆内孔间隙配合，内防松锁套进入弹性外卡爪端面设置有斜面，所述内弹簧设置在内防松锁套内孔中。

优选的是，所述锁止机构还包括外防松锁套和外弹簧，所述外防松锁套套在外锥导向锁套小台阶上，一端由外锥导向锁套，另一端由外弹簧压紧，外防松锁套内壁与外锥导向锁套台阶外径间隙配合，外防松锁套进行弹性内卡爪端面设置有斜面，所述外弹簧设置在外防松锁套内腔和活塞内槽之间。

优选的是，所述弹性外卡爪的外卡接台阶的一侧设置有轴向切槽。

优选的是，所述弹性内卡爪的内卡接台阶的一侧设置有轴向切槽。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

第一、本实用新型根据需要，设计不同的弹性卡爪锁止机构，适应性强；本锁止形式可实现不同锁定工况时液压缸中任一端或两端闭式机械自动锁定，二次闭式锁定功能使锁定更可靠。

第二、本实用新型不需要独操作元件与操作动作实现自动锁定与解锁；合理安排结构，锁止机构仅增加液压缸的功能，但不影响液压缸的外形结构，使液压缸外形结构紧凑，操作简单，安装接口合理；锁定后不需要工作油液，液压泵源可停止工作，油源的工作时间缩小，延长了系统的工作寿命，同时节约了能源，减少了噪音。

第三、液压缸系统省略了液压锁，避免由于液压锁渗漏所产生的软腿现象，油路简单；锁止机构可根据需要调整设计，形成不同的液压缸系列；本实用新型有效解决了当前液压缸端部机械锁止机构中出现的锁定不可靠、锁定机构与液压缸制造困难，使用寿命低等问题，满足了对空间有要求，对锁定可靠性要求严格场合的应用需求。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为实施例一液压缸收回锁定的结构示意图。

图2为实施例二液压缸伸出锁定的结构示意图。

图3为实施例三液压缸两端锁定的结构示意图。

图中：1为前端盖，2为缸筒，3为后缸盖，4为活塞杆，5为活塞，61为弹性外卡爪，62为弹性内卡爪，71为内锥导向锁套，72为外锥导向锁套，81为内防松锁套，82为外防松锁套，91为内弹簧，92为外弹簧。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构，包括缸筒2、后缸盖3、活塞杆4、活塞5、弹性外卡爪61、内锥导向锁套71、内防松锁套81和内弹簧91，弹性外卡爪61与后缸盖3螺纹连接，不作轴向运动。内弹簧91放在内防松锁套81内，一起放在活塞杆4端部内孔中，内锥导向锁套71放在活塞杆4另一凸台上，由与活塞杆4螺纹连接的活塞5轴向限位，内锥导向锁套71与内防松锁套81径向与活塞杆4内孔间隙配合。活塞5、内锥导向锁套71、内防松锁套81、内弹簧91随活塞杆4伸缩轴向运动。

由活塞5、缸筒2、后缸盖3、活塞杆4、内防松锁套81组成无杆腔，前缸盖1（图中未示）、缸筒2、活塞5、活塞杆4组成有杆腔。

后缸盖3上底部台阶螺纹用于弹性外卡爪61轴向限位与连接，大螺纹与缸筒2连接，同时与缸筒2间隙配合。径向螺纹孔连接通油接头。

内防松锁套81在液压缸泄压后，由于弹簧力作用压紧在弹性外卡爪61（锁定时）或内锥导向锁套71端面（不锁定时）上，锁定过程中在背压与弹性外卡爪61的力作用下，压缩内弹簧91向收回方向少量收缩，内防松锁套81径向与后缸盖3间隙配合。内防松锁套81一端柱面用于防止弹性外卡爪61锁定后意外收缩，柱面入口处斜面使弹性外卡爪61进入容易。另一端内孔用于放置内弹簧91，给内弹簧91伸缩导向，并防止内弹簧91伸缩过程中变形。

弹性外卡爪61外卡接台阶一端斜面用来与内锥导向锁套71锁定。另一端斜面使进入内锥导向锁套71更容易，同时保护内锥导向锁套71导向锥面。轴向开槽式爪瓣结构使弹性外卡爪61可以在工作时收拢复位，实现锁定与开锁功能。

活塞5端面孔可以让弹性外卡爪61进出，活塞5与活塞杆4螺纹连接，同时与活塞杆4与缸筒2间隙配合。

本实施例一的工作过程为：液压缸有杆腔给压力油，活塞杆4收回到锁定位，弹性外卡爪61进入内锥导向锁套71，弹性外卡爪61的外卡接台阶与内锥导向锁套71斜面锁定，此时液压缸泄压，内防松锁套81在弹簧力作用下，进入弹性外卡爪61内腔，防止弹性外卡爪61从内锥导向锁套71中意外脱开，导致锁定失效。开锁时，液压缸无杆腔给压力油，内防松锁套81压缩内弹簧91，直到内防松锁套81离开弹性外卡爪61内腔，液压缸具备开锁条件，当油压足够时，弹性外卡爪61从内锥导向锁套71中脱开，活塞杆4开始伸出。

本实施例一用于液压缸收回时自重轻、外载小等受力小的工况时。

实施例二

如图2所示，一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构，包括缸筒2、前缸盖1、活塞杆4、活塞5、弹性内卡爪62、外锥导向锁套72、外防松锁套82和外弹簧92。弹性内卡爪62放在前缸盖1槽内，缸筒2与前缸盖1用螺纹拧紧，缸筒2一端压住弹性内卡爪62，弹性内卡爪62轴向限位。外锥导向锁套72装在活塞杆4上，轴向一端由活塞杆4台阶限位。外防松锁套82装在外锥导向锁套72上，轴向一端由外锥导向锁套72限位。外弹簧92装在外防松锁套82与活塞5槽内，活塞5与活塞杆4用螺纹连接，活塞5内凸台压紧外锥导向锁套72另一端，外锥导向锁套72轴向固定。活塞5安装到位时外弹簧92压缩，压紧外防松锁套82的另一端面，外防松锁套82轴向固定。弹性内卡爪62内径与前缸盖11槽外径、外锥导向锁套72与活塞杆4、外防松锁套82与外锥导向锁套72、活塞5与活塞杆4、活塞5与缸筒2、外防松锁套82与缸筒2间径向都是间隙配合。外锥导向锁套72、活塞5、外弹簧92、外防松锁套82随活塞杆4伸缩而轴向运动。

由活塞5、缸筒2与后缸盖3组成无杆腔，前缸盖1、缸筒2、外锥导向锁套72、外防松锁套82、活塞杆4组成有杆腔。

前缸盖1上台阶与弹性内卡爪62轴向限位和径向间隙配合限位，前缸盖1与缸筒2螺纹连接，同时与缸筒2间隙配合。径向螺纹孔用于连接通油接头。

弹性内卡爪62内卡接台阶一端斜面用来与外锥导向锁套72锁定。另一端斜面使进入外锥导向锁套72更容易，同时保护外锥导向锁套72导向锥面。轴向开槽式爪瓣结构使弹性内卡爪62可以在工作时收拢复位，实现锁定与开锁功能。

外防松锁套82一端内孔用于防止弹性内卡爪62锁定后意外胀开，入口处斜面使弹性内卡爪62进入容易。另一端内孔用于放置外弹簧92，给外弹簧92伸缩导向，并防止外弹簧92伸缩过程中变形。

外锥导向锁套72内径一端斜面为弹性内卡爪62进入时导向，另一端用于锁定弹性内卡爪62。

本实施例的工作过程为：液压缸无杆腔给压力油，活塞杆4伸出到锁定位，弹性内卡爪62进入外锥导向锁套72，外防松锁套82在背压与弹性内卡爪62的推力的作用下，压缩外弹簧92向收回方向移动，弹性内卡爪62进入外锥导向锁套72后，弹性外卡爪61的内凸台与外锥导向锁套72锁定，此时液压缸泄压，外弹簧92复位，推动外防松锁套82进入弹性内卡爪62。外防松锁套82在弹簧力作用下，进入弹性内卡爪62外圆，防止弹性内卡爪62从外锥导向锁套72中意外脱开，导致锁定失效。开锁时，液压缸有杆腔给压力油，外防松锁套82压缩外弹簧92，直到外防松锁套82离开弹性内卡爪62，液压缸具备开锁条件，当油压足够时，弹性内卡爪62从外锥导向锁套72中脱开，活塞杆4开始收回。

本实施主要用于液压缸伸出锁定的形式。

实施例三

一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构，包括前缸盖1、缸筒2、后缸盖3、活塞杆4、活塞5、弹性外卡爪61、弹性内卡爪62、内锥导向锁套71、外锥导向锁套72、内防松锁套81、外防松锁套82、内弹簧91和外弹簧92。弹性内卡爪62放在前缸盖1槽内，缸筒2与前缸盖1用螺纹连接，缸筒2一端压住弹性内卡爪62，弹性内卡爪62轴向限位。外锥导向锁套72装在活塞杆4上，轴向一端由活塞杆4台阶限位。外防松锁套82装在外锥导向锁套72上，轴向一端由外锥导向锁套72限位。外弹簧92装在外防松锁套82与活塞5槽内，活塞5与活塞杆4用螺纹连接，活塞5内凸台压紧外锥导向锁套72另一端，外锥导向锁套72轴向固定。活塞5安装到位时外弹簧92压缩，压紧外防松锁套82的另一端面，外防松锁套82轴向固定。

弹性外卡爪61与后缸盖3螺纹连接，不作轴向运动。内弹簧91放在内防松锁套81内，一起放在活塞杆4端部内孔中，内锥导向锁套71放在活塞杆4另一凸台上，由与活塞杆4螺纹连接的活塞5轴向限位，内锥导向锁套71与内防松锁套81径向与活塞杆4内孔间隙配合。

弹性内卡爪62内径与前缸盖1槽外径、外锥导向锁套72与活塞杆4、外防松锁套82与外锥导向锁套72、活塞5与活塞杆4、活塞5与缸筒2、外防松锁套82与缸筒2、内导向锁套与活塞杆4、内防松锁套81与活塞杆4间径向都是间隙配合。外锥导向锁套72、活塞5、外弹簧92、外防松锁套82、内锥导向套、内防松锁套81、内弹簧91随活塞杆4伸缩轴向运动。

由活塞5、缸筒2、后缸盖3、活塞杆4、内防松锁套81组成无杆腔，前缸盖1、缸筒2、外锥导向锁套72、外防松锁套82、活塞杆4组成有杆腔。

本实施例三是实施例一和实施例二的组合，本实施例中液压缸收回锁定工作原理与实施例一相同，液压缸伸出锁定工作原理与实施例二相同。本实施例用于液压缸两端锁定的形式。

本实用新型根据需要，设计不同弹性卡爪锁定组合结构件，适应性强；可实现不同锁定工况时液压缸中任一端或两端闭式机械自动锁定，二次（闭式）锁定功能使锁定更可靠。

上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构，其特征在于：包括前缸盖（1）、缸筒（2）、后缸盖（3）、活塞杆（4）、活塞（5）和锁止机构，所述缸筒（2）与前缸盖（1）、后缸盖（3）螺纹连接，缸筒（2）两端的外径与前缸盖（1）、后缸盖（3）内壁间隙配合，所述活塞杆（4）整体为阶梯状，活塞杆（4）穿过前缸盖（1）活动设置在缸筒（2）内，所述活塞（5）与活塞杆（4）螺纹连接，活塞（5）内壁与活塞杆（4）小端外径间隙配合；

所述锁止机构包括弹性卡爪和导向锁套，弹性卡爪和导向锁套相互锁定在活塞杆（4）伸出或收回状态时起锁定作用。

2.根据权利要求1所述的一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构，其特征在于：所述弹性卡爪为弹性外卡爪（61），所述导向锁套为内锥导向锁套（71），所述弹性外卡爪（61）固定设置在后缸盖（3）的安装用台阶孔内，所述内锥导向锁套（71）固定设置在活塞杆（4）内孔台阶上，由活塞（5）压紧，所述活塞（5）的端面设置有弹性外卡爪（61）通过孔；

所述弹性外卡爪（61）端部的外径上设置有两边为斜面的外卡接台阶，一侧斜面方便进出内锥导向锁套（71），另一侧斜面与内锥导向锁套（71）锁定；

所述内锥导向锁套（71）的中部设置有弹性外卡爪（61）通过孔，所述弹性外卡爪（61）通过孔的两端设置有斜面，一侧斜面用于给所述弹性外卡爪（61）导向，另一侧斜面与弹性外卡爪（61）锁定。

3.根据权利要求1所述的一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构，其特征在于：所述弹性卡爪为弹性内卡爪（62），所述导向锁套为外锥导向锁套（72），所述弹性内卡爪（62）固定设置在前缸盖（1）槽内，由缸筒（2）压紧，弹性内卡爪（62）的内壁与前缸盖（1）槽外径间隙配合，所述外锥导向锁套（72）套装在活塞杆（4）上，外锥导向锁套（72）内壁与活塞杆（4）外径间隙配合，活塞杆（4）台阶限制外锥导向锁套（72）一端轴向移动，另一端的轴向由活塞（5）压紧；

所述弹性内卡爪（62）端部的外径上设置有两边为斜面的内卡接台阶，一侧斜面方便进出外锥导向锁套（72），另一侧斜面与外锥导向锁套（72）锁定；

所述外锥导向锁套（72）外壁的两端设置有斜面，一侧斜面用于给所述弹性内卡爪（62）导向，另一侧斜面与弹性内卡爪（62）锁定。

4.根据权利要求1所述的一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构，其特征在于：所述弹性卡爪包括弹性外卡爪（61）和弹性内卡爪（62），所述导向锁套包括内锥导向锁套（71）和外锥导向锁套（72）；

所述弹性外卡爪（61）固定设置在后缸盖（3）的安装用台阶孔内，所述内锥导向锁套（71）固定设置在活塞杆（4）内孔台阶上，由活塞（5）压紧，所述活塞（5）的端面设置有弹性外卡爪（61）通过孔，弹性外卡爪（61）端部的外径上设置有两边为斜面的外卡接台阶，一侧斜面方便进出内锥导向锁套（71），另一侧斜面与内锥导向锁套（71）锁定，内锥导向锁套（71）的中部设置有弹性外卡爪（61）通过孔，所述弹性外卡爪（61）通过孔的两端设置有斜面，一侧斜面用于给所述弹性外卡爪（61）导向，另一侧斜面与弹性外卡爪（61）锁定；

所述弹性内卡爪（62）固定设置在前缸盖（1）槽内，由缸筒（2）压紧，弹性内卡爪（62）的内壁与前缸盖（1）槽外径间隙配合，所述外锥导向锁套（72）套装在活塞杆（4）上，外锥导向锁套（72）内壁与活塞杆（4）外径间隙配合，活塞杆（4）台阶限制外锥导向锁套（72）一端轴向移动，另一端的轴向由活塞（5）压紧，弹性内卡爪（62）端部的外径上设置有两边为斜面的内卡接台阶，一侧斜面方便进出外锥导向锁套（72），另一侧斜面与外锥导向锁套（72）锁定，内锥导向锁套（71）外壁的两端设置有斜面，一侧斜面用于给所述弹性内卡爪（62）导向，另一侧斜面与弹性内卡爪（62）锁定。

5.根据权利要求2或4所述的一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构，其特征在于：所述锁止机构还包括内防松锁套（81）和内弹簧（91），所述内防松锁套（81）设置在活塞杆（4）端部内孔，与活塞杆（4）内孔间隙配合，内防松锁套（81）进入弹性外卡爪（61）端面设置有斜面，所述内弹簧（91）设置在内防松锁套（81）内孔中。

6.根据权利要求3或4所示的一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构，其特征在于：所述锁止机构还包括外防松锁套（82）和外弹簧（92），所述外防松锁套（82）套在外锥导向锁套（72）小台阶上，一端由外锥导向锁套（72），另一端由外弹簧（92）压紧，外防松锁套（82）内壁与外锥导向锁套（72）台阶外径间隙配合，外防松锁套（82）进行弹性内卡爪（62）端面设置有斜面，所述外弹簧（92）设置在外防松锁套（82）内腔和活塞（5）内槽之间。

7.根据权利要求5所述的一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构，其特征在于：所述弹性外卡爪（61）的外卡接台阶的一侧设置有轴向切槽。

8.根据权利要求6所述的一种液压缸用弹性卡爪闭式自动锁止机构，其特征在于：所述弹性内卡爪（62）的内卡接台阶的一侧设置有轴向切槽。