CN204152878U - 一种双作用单杆串联油缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种双作用单杆串联油缸，包括缸体Ⅰ，与缸体Ⅰ一端串联的缸体Ⅱ，设置在缸体Ⅰ内部的活塞杆、活塞和导向套，活塞置于缸体Ⅰ另一端且与活塞杆联接，导向套置于缸体Ⅰ一端，活塞杆一端穿过该导向套与设置在缸体Ⅱ内的柱塞杆的内端联接，缸体Ⅰ与活塞之间、活塞杆与导向套之间、缸体Ⅱ与柱塞杆之间设置有密封构件，特殊之处在于，活塞杆与活塞为一体结构。该双作用单杆串联油缸推力大，柱塞杆受力合理、刚性好，具有能在抗偏心受载、抗冲击载荷及弯矩大的工况下使用的条件，从而有效解决了TFY升降式停车防溜器执行机构受机车限界位置限定及液压系统压力等级有关规定，实现了油缸推力大及柱塞外伸产生的压杆稳定的技术问题。

Description

一种双作用单杆串联油缸

技术领域

本实用新型涉及一种新型双作用单杆串联油缸，具体是特别适用于铁路TFY升降式停车防溜器。

背景技术

图4是传统双作用单杆串联油缸结构示意图,该传统双作用单杆串联油缸常使用在空间位置受到限制、轴向尺寸不限、需要较大输出推力的工况。因为没有采用支撑耐磨环技术，同种材质的零件在接触面做相对运动时易产生咬合现象，所以传统双作用单杆串联油缸的典型结构是：在同一个活塞杆上设置几个活塞，活塞杆同活塞采用组合式结构设计，即活塞需要装配在活塞杆上，活塞的材质一般为铸铁，活塞杆一般为钢件，在活塞上设置几道密封圈，活塞杆或缸体做直线运动。

这种缸体使用时，要么缸体固定，活塞杆做直线运动，要么活塞杆铰接，油缸缸体做直线运动。

这类结构油缸存在以下缺点：

1、活塞杆与活塞采用组合式结构设计，尽管活塞杆与活塞选用了不同材质，由于活塞杆与活塞直接配合，在长期工作下，缸体内表面和活塞外表面会出现拉伤现象。

2、缸体的表面产生拉伤，必然造成密封圈损伤，密封圈工作使用寿命缩短，也易造成工作腔内渗漏。

3、传统双作用单杆串联油缸一般要在单活塞杆上设置几个活塞，对应的要设置几个工作油腔，因而用油量大，油缸结构也较复杂。

4、传统双作用单杆串联油缸工作时，活塞杆外伸悬臂较长，刚性弱，易产生压杆失稳，为了解决这些问题，经常要附加一套活塞杆导向抗偏载装置。

实用新型内容

本实用新型的目的一是解决传统的双作用单杆串联油缸因活塞与活塞杆采用分离式设计导致缸体内表面与活塞外表面会出现拉伤，而导致密封圈损伤，缩短密封圈使用寿命，容易造成工作腔内渗漏的问题。

目的二是克服在单活塞杆上设置多个活塞而需要设置多个工作油腔，用油量大及油缸结构复杂、安装、维护困难的问题。

目的三是克服传统双作用单杆串联油缸工作时，柱塞杆外伸悬臂较长，刚性弱，易产生压杆失稳及为解决该问题需要增设附加装置，导致工作效率不高和成本高的问题。

目的四是克服油缸输出端装配难的问题。

本实用新型的具体解决方案是：

一种双作用单杆串联油缸，包括缸体Ⅰ，与缸体Ⅰ一端串联的缸体Ⅱ，设置在缸体Ⅰ内部的活塞杆、活塞和导向套，活塞置于缸体Ⅰ另一端且与活塞杆联接，导向套置于缸体Ⅰ一端，活塞杆一端穿过该导向套与设置在缸体Ⅱ内的柱塞杆的内端联接，缸体Ⅰ与活塞之间、活塞杆与导向套之间、缸体Ⅱ与柱塞杆之间设置有密封构件，特殊之处在于，活塞杆与活塞为一体结构。

上述缸体Ⅰ与活塞之间、活塞杆与导向套之间、缸体Ⅱ柱塞杆之间设置了由PTEF+BRONZE制成的耐磨环Ⅰ、耐磨环Ⅱ和耐磨环Ⅲ。

上述活塞是一个，所述耐磨环Ⅰ是两个，分别设置在活塞的内外端部，其间的活塞外与缸体Ⅰ内壁之间设置有油封Ⅰ；

耐磨环Ⅱ是两个，分别设置在导向套的内外端部，其间的导向套内壁与活塞杆之间设置有油封Ⅱ；

耐磨环Ⅲ是两个，沿轴向设置在柱塞杆内端部，其间的柱塞杆外与缸体Ⅱ内壁之间设置有油封Ⅲ。

上述油封Ⅰ、油封Ⅱ和油封Ⅲ均是两个，沿轴向设置。

上述活塞与缸体Ⅰ的端盖之间的缸壁上开设有油孔Ⅰ；

所述柱塞杆的内端端部与导向套之间的缸体Ⅱ的缸体壁上开设有油孔Ⅲ；

所述活塞与导向套之间的缸体Ⅰ的缸壁上开设有油孔Ⅱ。

上述柱塞杆的截面面积至少是活塞杆的截面面积的2倍。

上述活塞杆与柱塞杆之间采用定心刚性联接。

缸体Ⅱ的长度至少为柱塞杆的直径尺寸的1倍。

上述柱塞杆外端部通过扣合在其外周壁上的半环固定联接一法兰，做为预联接结构。

上述缸体Ⅰ、缸体Ⅱ采用冷拔无缝钢管与前后法兰焊接在一起。

本实用新型的有益效果是：

1、活塞杆采用整体结构设计即活塞杆与活塞一体刚性联接，取代传统的组合式结构设计，避免了活塞杆及活塞运动过程中对缸体内表面产生划伤；同时增设了耐磨环，有效保护了缸体内表面，延长了油缸的使用寿命；

2、采用一个活塞，无需多个工作油腔，结构简单，安装和维护方便；且用油量是传统的双作用单杆串联油缸的一半。

3、柱塞杆的截面积是活塞杆的截面积的2倍以上，且同活塞杆刚性联接，柱塞杆伸出后受到缸体Ⅱ提供足够长度的支撑，确保了压杆刚性好，承受载荷时稳定性好。

4、该双作用单杆串联油缸的伸出端及柱塞杆端部采用法兰、半环结构作为预联接结构，解决了油缸输出端装配难的问题。

附图说明

图1为新型双作用单杆串联油缸的结构示意图。

图2为新型双作用单杆串联油缸的结构示意图A-A剖视图。

图3为新型双作用单杆串联油缸的结构简图。

图4为传统双作用单杆串联油缸的结构简图。

附图标记说明：1、缸体Ⅰ；2、耐磨环Ⅰ；3、油封Ⅰ；4、活塞杆；5、耐磨环Ⅱ；6、油封Ⅱ；7、耐磨环Ⅲ；8、油封Ⅲ；9、柱塞杆；10、缸体Ⅱ；11、法兰；12、半环；13、密封圈Ⅳ；14、锁紧螺母； 15、挡圈；16、密封圈Ⅲ；17、油孔Ⅲ；18、密封圈Ⅱ；19、导向套；20、密封圈Ⅰ；21、油孔Ⅱ；22、油孔Ⅰ；23、活塞；24、端盖；25、端部工作油腔；26、右工作油腔；27、左工作油腔。

具体实施方式

本实施例提供了一种图1所示的新型双作用单杆串联油缸，包括缸体Ⅰ 1，一端（图1所示的位于观图者左手侧的端部称为一端，右手侧的端部称为另一端。）与缸体Ⅰ 1另一端串联的缸体Ⅱ 10，设置在缸体Ⅰ 1内部的活塞杆 4、活塞23，设置在缸体Ⅰ 1内部的导向套 19，活塞23置于缸体Ⅰ1一端且与活塞杆4一端联接，导向套19置于缸体Ⅰ1另一端，活塞杆4另一端穿过该导向套19与设置在缸体Ⅱ10内的柱塞杆9的内端联接，缸体Ⅰ1与活塞23之间、活塞杆4与导向套19之间、缸体Ⅱ10与柱塞杆9之间设置有密封构件，活塞杆4与活塞23为一体结构，比如铸造为一体或焊接为一体等，实现活塞23与活塞杆24的刚性联接，解决传统的活塞与活塞杆的分离式联接方式，从而有效的避免活塞杆与活塞对缸体I1的内壁的刮伤及对活塞外表面产生的拉伤，有效保护密封圈，避免工作腔漏油，同时延长油缸使用寿命。

而为了进一步有效避免对缸体及活塞的拉伤，延长密封圈的使用寿命，避免工作腔渗漏，本实施例特在活塞杆 4外套设了沿活塞23或活塞杆4或缸体的轴向排列的2个耐磨环Ⅰ 2，并在该两个耐磨环Ⅰ 2之间于活塞23外设置了沿活塞23或活塞杆4或缸体的轴向排列的2个油封Ⅰ 3，替代传统活塞结构，从而有效地防止活塞杆 4的外表面、活塞23的外表面与缸体Ⅰ 1内表面直接接触而产生拉伤。

出于同样的考虑，本实施例特在导向套 19内表面设置2个耐磨环Ⅱ 5和3个油封Ⅱ 6（均沿活塞杆或缸体的轴向排列，套设在活塞杆4外），其中，2个耐磨环Ⅱ 5对活塞杆 4起导向、定心、支撑作用，也有效地防止活塞杆 4外表面与导向套 19内表面直接接触而产生拉伤，3个油封Ⅱ 6保证有效地密封，隔断左、右油腔即由置于活塞23与导向套19之间的缸体Ⅰ1的另一部分缸体围成的左工作油腔27，由柱塞杆19、导向套19及柱塞杆19的内端端部与导向套19之间的缸体Ⅱ10的缸体壁围成的右工作油腔26。

活塞杆 4一端穿过导向套19与柱塞杆 9的内端通过挡圈 15 、锁紧螺母 14刚性联接，活塞杆 4外设置有密封圈Ⅲ 16，防止左边腔体即左工作油腔27的液压油渗漏；柱塞杆 9外套设2个耐磨环Ⅲ 7和2个油封Ⅲ 8（均沿缸体或柱塞杆轴向排列设置），2个耐磨环Ⅲ 7对柱塞杆 9起导向、定心、支撑作用，也有效地防止柱塞杆 9外表面与缸体Ⅱ 10内表面直接接触而产生拉伤，2个油封Ⅲ 8保证有效地密封，防止左边腔体即左工作油腔27的液压油渗漏。

以上涉及的耐磨环Ⅰ、耐磨环Ⅱ和耐磨环Ⅲ均是由聚四氟乙烯+青铜（PTEF+BRONZE）制成的，可由太仓市明宇密封件有限公司购买。

柱塞杆 9外端部设置有法兰 11、半环 12作为预联接结构，预备联接相邻件，解决了油缸输出端装配难的问题。

柱塞杆9的截面积是活塞杆4的截面积的2倍以上，且同活塞杆4刚性联接，柱塞杆9伸出后受到缸体Ⅱ10提供足够长度的导向及支撑（缸体Ⅱ10的长度至少是柱塞杆9的直径尺寸的1倍，确保了压杆刚性好，承受载荷时稳定性好。

设置导向套19端部与缸体Ⅰ之间的密封圈Ⅰ 20和密封圈Ⅱ 18用来防止油腔的液压油渗漏；而设置在柱塞杆10与缸体Ⅱ端部之间的密封圈Ⅳ 13用来防止空气中灰尘、异物等杂质进入油缸体内，保护油缸缸体Ⅰ 1与缸体Ⅱ 10的内部以及柱塞杆 10表面的清洁；缸体Ⅰ 1与缸体Ⅱ 10通过端部法兰联接装配，具体是采用冷拔无缝钢管与前后法兰焊接在一起（如图2示）。

如图3、图4所示，当活塞杆4、柱塞杆9伸出时，两种油缸结构用油量相等；当活塞杆4、柱塞杆9缩回时，本实用新型双作用单杆串联油缸的用油量只有传统型双作用单杆串联油缸的一半。油缸的用油量对TFY升降式停车防溜器的液压装置起重要作用。

为适用TFY升降式停车防溜器的运动要求，本实用新型在机架上设置有2个限制油缸行程的限位挡块，其中一个限位挡块限制缸体Ⅰ1、缸体Ⅱ10的最大行程是油缸行程的一半，另一个限位挡块限制活塞杆4、柱塞杆9的最大行程是油缸行程的一半。本实用新型双作用单杆串联油缸的缸体Ⅰ1、缸体Ⅱ10与活塞杆4、柱塞杆9做相反方向运动且工作行程相等。

本实施例提供的双作用单杆串联油缸具有制动和缓解两个工作状态，各工作状态的实现过程分别叙述如下：

制动状态的工作过程及方式：

如图1，当油孔Ⅰ 22、油孔Ⅲ 17进油，油孔Ⅱ 21回油，在压力油作用下，活塞杆 4、柱塞杆 9同步伸出，缸体Ⅰ 1与缸体Ⅱ 10反方向运动，当活塞杆 4、柱塞杆 9与缸体Ⅰ 1与缸体Ⅱ 10都到达油缸设计位置时，油缸停止运动，制动状态完成。

缓解状态的工作过程及方式：

如图1，当油孔Ⅱ 21进油，油孔Ⅰ 22、油孔Ⅲ 17回油，在压力油作用下，活塞杆 4、柱塞杆 9同步收缩，缸体Ⅰ 1与缸体Ⅱ 10反方向运动，当活塞杆 4、柱塞杆 9与缸体Ⅰ 1与缸体Ⅱ 10都到达油缸设计位置时，油缸停止运动，缓解状态完成。

在液压系统控制下，油缸重复制动和缓解两个工作状态，带动升降式停车防溜器的执行机构做升起（制动状态）和下降（缓解状态）动作，实现对机车减速或停车防溜的动作要求。

综上所述，不难看出，以上各实施例提供的双作用单杆串联油缸推力大，柱塞杆受力合理、刚性好，具有能在抗偏心受载、抗冲击载荷及弯矩大的工况下使用的条件，从而有效解决了TFY升降式停车防溜器执行机构受机车限界位置限定及液压系统压力等级有关规定，实现了油缸推力大及柱塞外伸产生的压杆稳定的技术问题。

Claims (10)

1.一种双作用单杆串联油缸，包括缸体Ⅰ（1），与缸体Ⅰ（1）一端串联的缸体Ⅱ（10），设置在缸体Ⅰ（1）内部的活塞杆（4）、活塞（23）和导向套（19），活塞（23）置于缸体Ⅰ（1）另一端且与活塞杆（4）联接，导向套（19）置于缸体Ⅰ（1）一端，活塞杆（4）一端穿过该导向套（19）与设置在缸体Ⅱ（10）内的柱塞杆（9）的内端联接，缸体Ⅰ（1）与活塞（23）之间、活塞杆（4）与导向套（19）之间、缸体Ⅱ（10）与柱塞杆（9）之间设置有密封构件，其特征在于：所述活塞杆（4）与活塞（23）为一体结构。

2.如权利要求1所述的双作用单杆串联油缸，其特征在于：所述缸体Ⅰ（1）与活塞（23）之间、活塞杆（4）与导向套（19）之间、缸体Ⅱ（10）柱塞杆（9）之间设置了耐磨环Ⅰ（2）、耐磨环Ⅱ（5）和耐磨环Ⅲ（7）。

3.如权利要求2所述的双作用单杆串联油缸，其特征在于：所述活塞（23）是一个，所述耐磨环Ⅰ（2）是两个，分别设置在活塞（23）的内外端部，其间的活塞（23）外与缸体Ⅰ（1）内壁之间设置有油封Ⅰ（3）；

耐磨环Ⅱ（5）是两个，分别设置在导向套（19）的内外端部，其间的导向套（19）内壁与活塞杆（4）之间设置有油封Ⅱ（6）；

耐磨环Ⅲ（7）是两个，沿轴向设置在柱塞杆（9）内端部，其间的柱塞杆（9）外与缸体Ⅱ（10）内壁之间设置有油封Ⅲ（8）。

4.如权利要求3所述的双作用单杆串联油缸，其特征在于：所述油封Ⅰ（3）、油封Ⅱ（6）和油封Ⅲ（8）均是两个，沿轴向设置。

5.如权利要求1或2或3或4所述的双作用单杆串联油缸，其特征在于：所述活塞（23）与缸体Ⅰ（1）的端盖（24）之间的缸壁上开设有油孔Ⅰ（22），与由端盖（24）、活塞（23）及置于端盖（24）与活塞（23）之间的缸体Ⅰ（1）的部分缸体围成的端部工作油腔（25）相通；

所述柱塞杆（19）的内端端部与导向套（19）之间的缸体Ⅱ（10）的缸体壁上开设有油孔Ⅲ（17），与由柱塞杆（19）、导向套（19）及所述缸体壁围成的右工作油腔（26）相通；

所述活塞（23）与导向套（19）之间的缸体Ⅰ（1）的缸壁上开设有油孔Ⅱ（21），与由置于活塞（23）与导向套（19）之间的缸体Ⅰ（1）的另一部分缸体围成的左工作油腔（27）相通。

6.如权利要求1所述的双作用单杆串联油缸，其特征在于：所述柱塞杆（9）的截面面积至少是活塞杆（4）的截面面积的2倍。

7.如权利要求1所述的双作用单杆串联油缸，其特征在于：所述活塞杆（4）与柱塞杆（9）之间采用定心刚性联接。

8.如权利要求1所述的一种新型双作用单杆串联油缸，其特征在于：缸体Ⅱ（10）的长度至少为柱塞杆（9）的直径尺寸的1倍。

9.如权利要求1所述的双作用单杆串联油缸，其特征在于：所述柱塞杆（9）外端部通过扣合在其外周壁上的半环（12）固定联接一法兰（11），做为预联接结构。

10.如权利要求1所述的双作用单杆串联油缸，其特征在于：所述缸体Ⅰ（1）、缸体Ⅱ（10）采用冷拔无缝钢管与前后法兰焊接在一起。