CN204878124U - 自动变推力节能液压缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动变推力节能液压缸。它包括缸盖、大缸体、大活塞、大活塞杆、大缸底座、小活塞、小活塞杆、小缸体和小缸底座，所述小活塞与小缸底座之间形成第一油腔，所述小活塞与大活塞之间形成第二油腔，所述缸盖与大活塞之间形成第三油腔，所述小缸体上开有连通第一油腔的第一进出油口，所述大缸体上开有连通第三油腔的第二进出油口，所述大活塞内部安装有快速切断阀，所述快速切断阀一端可与第二油腔连通，所述快速切断阀另一端与第三油腔连通。本实用新型采用缸阀组合结构，结构简单，操作方便，减轻了液压系统重量和体积，速度变换平稳，能自动改变推力，实现恒功率输出，节省能源。

Description

自动变推力节能液压缸

技术领域

本实用新型属于液压缸技术领域，具体涉及一种自动变推力节能液压缸。

背景技术

目前，在一些液压设备中，调节速度是常规的要求，为了调节速度，一般情况下，在液压系统中装有节流阀，如旁油路节流、主油路节流等，将液压泵输出的油液通过节流阀或溢流阀流向油箱，但这样浪费能源，会造成油液温度上升，影响液压设备的效率，如果采用变量泵供油，增设调速回路，则会增加设备成本，而且操作维护困难。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种推力变换简单，节约能源，降低液压设备成本和重量，简化液压系统，操作维护方便，提高液压系统效率，速度变换过程稳定性好的自动变推力节能液压缸。

本实用新型采用的技术方案是：一种自动变推力节能液压缸，包括缸盖、大缸体、大活塞、大活塞杆、大缸底座、小活塞、小活塞杆、小缸体和小缸底座，所述大活塞杆一端位于缸盖外部、另一端伸入大缸体内部与大活塞连接，所述小活塞杆一端位于缸盖外部、另一端穿过大活塞和大活塞杆伸入到小缸体内部与小活塞连接，所述小活塞与小缸底座之间形成第一油腔，所述小活塞与大活塞之间形成第二油腔，所述缸盖与大活塞之间形成第三油腔，所述小缸体上开有连通第一油腔的第一进出油口，所述大缸体上开有连通第三油腔的第二进出油口，所述大活塞内部安装有快速切断阀，所述快速切断阀一端可与第二油腔连通，所述快速切断阀另一端与第三油腔连通。

进一步地，所述快速切断阀包括阀套，所述阀套上开有两个分别与第三油腔和第二油腔相通的第一油口和第二油口，阀套底部开有第一通孔，所述阀套内设有弹簧、阀芯和顶杆，所述弹簧位于阀芯一端，所述顶杆一端固定于阀芯另一端，顶杆另一端与第一通孔相配合。

进一步地，所述阀芯一端中心开有盲圆孔，所述弹簧位于盲圆孔内，所述阀芯上开有可与第二油口连通的第二通孔。

进一步地，所述大缸体内设有导向套，所述导向套套在大活塞杆端部，所述导向套与大活塞之间形成第三油腔，所述大活塞内部设有连通快速切断阀内部与第三油腔的第一通道、连通快速切断阀内部与第二油腔的第二通道。

进一步地，所述大缸底座的内圆孔上部直角边上设有倒角，所述倒角上对称开有多条锥形直角三角槽，所述三角槽的上部平面为等边三角形。

进一步地，所述小活塞杆的外端延伸部上安装有负载支承板，所述负载支承板与小活塞杆之间通过螺纹连接，所述负载支承板的外圆直径与大活塞杆的外圆直径相同。

进一步地，所述小活塞与小活塞杆连接一侧的环形平面上开有环形密封槽，密封槽内安装第四密封圈，所述密封槽的内圆半径大于第二通道连通第二油腔的圆形油口外切线与大活塞中心之间的距离。

进一步地，所述大活塞底部中心开有圆孔，所述圆孔直径与小活塞直径相同，所述圆孔深度小于小活塞的厚度。

进一步地，所述小活塞与小缸体之间之间通过间隙密封。

更进一步地，所述小活塞杆与大活塞和大活塞杆之间通过第六密封圈密封，安装第六密封圈的密封槽设置在小活塞杆上。

本实用新型的有益效果是：

1、采用双活塞双出杆结构，小活塞杆穿过大活塞和大活塞杆向外伸出，实现快速低载运动，此时大活塞和大活塞杆不运动；当小活塞接触到大活塞的底部时，大活塞和大活塞杆方开始运动，大活塞杆接触到负载支承板后，以大负载慢速运动，速度和负载变换不须外部控制，由液压缸内部元件、部件、零件自身完成，推力变换简单。

2、在大活塞内部安装快速切断阀，对油腔实现切断或接通，不需要外部控制，结构简单、操作方便。

3、采用缸阀一体化，组成一复合元件，简化了液压系统的结构和控制，使液压缸多功能化。

4、液压缸密封形式，采用间隙密封和密封圈组合密封，在较长结合面上采用密封圈密封，在小活塞外圆与小缸体之间采用间隙密封，降低了液压缸摩擦阻力，又能降低小活塞杆表面与大活塞和大活塞杆内圆的加工精度。

5、在大缸底座内圆孔上部直角边对称开有四条锥形直角三角槽，可用来减缓因容腔的容积发生突变时产生的液压冲击，可靠性强。

本发明采用缸阀一体化结构，具有简化液压系统结构、降低液压系统重量和体积、速度变换平稳、能自动改变推力、实现恒功率输出、节省能耗、操作方便的优点，可广泛应用于有速度和负载变换要求的大、中、小型液压系统，如冶金厂步进式加热炉、挖掘机、推土机、机械加工设备、军工液压装备等。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型快速切断阀的示意图。

图中：1-第一密封圈；2-缸盖；3-第二密封圈；4-导向套；5-大缸体；6-大活塞；7-间隙槽；8-第三密封圈；9-三角槽；10-大缸底座；11-第四密封圈；12-小活塞；13-均压槽；14-小缸体；15-小缸底座；16-第一油腔；17-第二油腔；18-第五密封圈；19-圆孔；20-快速切断阀；21-第六密封圈；22-第三油腔；23-大活塞杆；24-小活塞杆；25-负载支承板；26-第一进出油口；27-第二进出油口；28-第一通道；29-阀套；30-弹簧；31-阀芯；32-第二通道；33-顶杆；34-第一油口；35-第二油口；36-第一通孔；37-第二通孔；38-盲圆孔。

具体实施方式

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，便于清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。

如图1、图2所示，本实用新型包括缸盖2、导向套4、大缸体5、大活塞6、大活塞杆23、大缸底座10、小活塞12、小活塞杆24、小缸体14和小缸底座15，所述大活塞杆23一端位于缸盖2外部、另一端伸入大缸体5内部与大活塞6连接，所述小活塞杆24一端位于缸盖2外部、另一端穿过大活塞6和大活塞杆23伸入到小缸体14内部与小活塞12连接，所述导向套4位于大缸体5内部套在大活塞杆23端部，所述小活塞12与小缸底座15之间形成第一油腔16，所述小活塞12与大活塞6之间形成活动的第二油腔17，所述导向套4与大活塞6之间形成第三油腔22，所述小缸体14上开有连通第一油腔16的第一进出油口26，所述大缸体5上开有连通第三油腔22的第二进出油口27，所述大活塞6内部安装有快速切断阀20，快速切断阀20端面与大活塞6靠近大缸底座10的一端面齐平，所述大活塞6内部设有连通快速切断阀20内部与第三油腔22的第一通道28、连通快速切断阀20内部与第二油腔17的第二通道32。

小活塞杆24穿过大活塞6和大活塞杆23中心，并能相对运动，当供油压力和流量恒定时，小活塞12和小活塞杆24能实现小负载快速运动；当小活塞12到达大活塞6底部后，压缩第四密封圈11，切断通道32，在压力油作用下，大活塞6和大活塞杆23实现大负载慢速运动，负载和速度转换过程通过快速切断阀20来实现。

当通过第二进出油口27向第三油腔22注入压力油时，大活塞6与大缸底座10接触，此时，快速切断阀20的顶杆33和阀芯31在大缸底座10作用下，压缩弹簧30，使第三油腔22通过第一通道28与快速切断阀20中部连通，同时快速切断阀20中部通过阀芯31上的第二通孔37与第二通道32接通，第三油腔22内的压力油通过第二通道32流往第二油腔17，推动小活塞12往下运动，实现快速低载运动，大活塞和大活塞杆不运动。反之，当通过第一进出油口26向第一油腔16注入压力油时，小活塞12往上运动，第二油腔17通过快速切断阀20将第二油腔17内的压力油排到第三油腔22，当小活塞12上移到大活塞6下部时，第四密封圈11封闭第二通道32，大活塞6在压力油作用下也上移，当顶杆33离开大缸底座10时，阀芯31在弹簧30作用下下移，第二通孔37与第二油口35错开，切断第一通道28和第二通道32，实现大负载慢速对外做功。

如图2所示，快速切断阀20包括阀套29，所述阀套29上开有两个分别与第一通道28和第二通道32连通的和第二油口35，第一油口34与第一通道28连通，阀套29底部开有第一通孔36，所述阀套29外表面与大活塞6之间通过第五密封圈18密封，所述阀套29内设有弹簧30、阀芯31和顶杆33，所述阀芯31中心开有盲圆孔38，所述弹簧30位于盲圆孔38内，所述盲圆孔壁上开有可与第二油口35连通的第二通孔37，所述顶杆33固定于阀芯31底部，与阀芯31连成一体，直径为8～12mm，顶杆33底部与第一通孔36相配合，顶杆33的底端为球面。

快速切断阀20是一种机械与弹簧相互作用使阀芯31在阀套29内移动，实现对油路切断或接通，当弹簧30压缩时，该阀打开；当弹簧30伸长时，该阀关闭。阀芯31中心开有盲圆孔38，弹簧30装入盲圆孔38内，弹簧30的最大压缩力为0.5～1.5MPa，阀芯31的盲圆孔圆周上开有第二通孔37，第二通孔直径为6～15mm，当压缩弹簧30时，该第二通孔37通过第二油口35与第二通道32接通，第二通道32直径为8～20mm。弹簧30的压缩是靠大缸底座10作用在顶杆33上的外力推动阀芯31移动而压缩弹簧30，省去驱动顶杆33的专用机构。

大缸底座10的内圆孔上部直角边上设有倒角，其尺寸为1×1mm，倒角上对称开有四条锥形直角三角槽9，三角槽9的上部平面为等边三角形，边长为3～5mm，高为6～8mm，设置倒角和三角槽可以减缓因容腔的容积发生突变时产生的液压冲击。

小活塞杆24的外端延伸部上安装有负载支承板25，所述负载支承板25与小活塞杆24之间通过螺纹连接，负载支承板25外部结构可根据外负载要求而定，负载支承板25的外圆直径与大活塞杆23的外圆直径相同，厚度为15～25mm，材质为高强度钢。

小活塞12与小活塞杆24连接一侧的环形平面上开有环形的密封槽，密封槽内安装第四密封圈11，所述密封槽的内圆半径大于第二通道连通第二油腔的圆形油口外切线与大活塞中心之间的距离，其大于值为4～8mm。

大活塞6底部中心开有圆孔19，所述圆孔19的直径与小活塞12的直径相同，所述圆孔19深度小于小活塞12的厚度，其小于值为4～6mm，小活塞12接触到大活塞6底部后，进入到圆孔19内与大活塞6密封配合。

小活塞12与小缸体14之间之间通过间隙密封，间隙量为15～35um，在小活塞12外圆柱表面上，开有5～7条均压槽13，均压槽13之间的距离为5～8mm，均压槽宽为0.5～0.8mm，槽深为0.6～1.0mm。

小活塞杆24与大活塞6和大活塞杆23之间通过第六密封圈21密封，安装第六密封圈21的密封槽设置在小活塞杆上。小活塞12和小活塞杆24与大活塞6和大活塞杆23之间有相对运动，而小活塞杆24穿过大活塞6和大活塞杆23中心，在小活塞杆24外圆安装第六密封圈21，防止液压油从大活塞杆23与小活塞杆24的配合间隙泄漏。采用密封圈密封，有利于降低小活塞杆24与大活塞6和大活塞杆23之间的配合精度。

大活塞杆23与缸盖2、导向套4、大缸体5之间分别通过第一密封圈1、第二密封圈3和第三密封圈8密封，

大活塞杆23与缸盖2、导向套4之间分别通过第一密封圈1和第二密封圈3密封，所述大活塞6与大缸体5之间通过第三密封圈8和间隙密封，大活塞6表面间隔开有多条间隙槽7。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种自动变推力节能液压缸，其特征在于：包括缸盖(2)、大缸体(5)、大活塞(6)、大活塞杆(23)、大缸底座(10)、小活塞(12)、小活塞杆(24)、小缸体(14)和小缸底座(15)，所述大活塞杆(23)一端位于缸盖(2)外部、另一端伸入大缸体(5)内部与大活塞(6)连接，所述小活塞杆(24)一端位于缸盖(2)外部、另一端穿过大活塞(6)和大活塞杆(23)伸入到小缸体(14)内部与小活塞(12)连接，所述小活塞(12)与小缸底座(15)之间形成第一油腔(16)，所述小活塞(12)与大活塞(6)之间形成第二油腔(17)，所述缸盖(2)与大活塞(6)之间形成第三油腔(22)，所述小缸体(14)上开有连通第一油腔的第一进出油口(26)，所述大缸体(5)上开有连通第三油腔的第二进出油口(27)，所述大活塞(6)内部安装有快速切断阀(20)，所述快速切断阀(20)一端可与第二油腔(17)连通，所述快速切断阀(20)另一端与第三油腔连通(22)。

2.根据权利要求1所述的自动变推力节能液压缸，其特征在于：所述快速切断阀(20)包括阀套(29)，所述阀套(29)上开有两个分别与第三油腔和第二油腔相通的第一油口(34)和第二油口(35)，阀套(29)底部开有第一通孔(36)，所述阀套(29)内设有弹簧(30)、阀芯(31)和顶杆(33)，所述弹簧位于阀芯一端，所述顶杆(33)一端固定于阀芯(31)另一端，顶杆(33)另一端与第一通孔(36)相配合。

3.根据权利要求2所述的自动变推力节能液压缸，其特征在于：所述阀芯(31)一端中心开有盲圆孔(38)，所述弹簧(30)位于盲圆孔(38)内，所述阀芯(31)上开有可与第二油口连通的第二通孔(37)。

4.根据权利要求1所述的自动变推力节能液压缸，其特征在于：所述大缸体内设有导向套(4)，所述导向套(4)套在大活塞杆(23)端部，所述导向套(4)与大活塞(6)之间形成第三油腔(22)，所述大活塞(6)内部设有连通快速切断阀内部与第三油腔的第一通道(28)、连通快速切断阀内部与第二油腔的第二通道(32)。

5.根据权利要求1所述的自动变推力节能液压缸，其特征在于：所述大缸底座(10)的内圆孔上部直角边上设有倒角，所述倒角上对称开有多条锥形直角三角槽(9)，所述三角槽的上部平面为等边三角形。

6.根据权利要求1所述的自动变推力节能液压缸，其特征在于：所述小活塞杆(24)的外端延伸部上安装有负载支承板(25)，所述负载支承板(25)与小活塞杆(24)之间通过螺纹连接，所述负载支承板(25)的外圆直径与大活塞杆(23)的外圆直径相同。

7.根据权利要求1所述的自动变推力节能液压缸，其特征在于：所述小活塞(12)与小活塞杆(24)连接一侧的环形平面上开有环形密封槽，密封槽内安装第四密封圈(11)，所述密封槽的内圆半径大于第二通道连通第二油腔的圆形油口外切线与大活塞中心之间的距离。

8.根据权利要求1所述的自动变推力节能液压缸，其特征在于：所述大活塞(6)底部中心开有圆孔(19)，所述圆孔(19)直径与小活塞(12)直径相同，所述圆孔(19)深度小于小活塞(12)的厚度。

9.根据权利要求1所述的自动变推力节能液压缸，其特征在于：所述小活塞(12)与小缸体(14)之间之间通过间隙密封。

10.根据权利要求1所述的自动变推力节能液压缸，其特征在于：所述小活塞杆(24)与大活塞(6)和大活塞杆(23)之间通过第六密封圈密封(21)，安装第六密封圈的密封槽设置在小活塞杆上。