CN208565130U - 一种液压缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压缸，包括缸体、内杆和活塞杆；将具有第一压力的液压油经快速进液管和快速通道输入快速腔，以驱使活塞杆在需要快速伸出的位移范围内快速伸出；将具有第二压力的液压油经加压通道和加压进液管输入加压腔，以快速增大活塞杆的输出推力，并使活塞杆慢速伸出，在活塞杆即将完全伸出时，阀芯随活塞杆移动至与缸体的内侧底壁相抵，阀芯在缸体的内侧底壁的阻力作用下克服顶簧的弹力向上移动并将卸压孔开启，使加压腔内具有第二压力的液压油经过渡腔和卸压孔流入卸压腔，以快速自动降低对活塞杆的推力，省去电气和液压系统的卸压时间，应用于冲压机时，可提高冲压效率，简化冲压机的结构并提高相应的传动精度。

Description

一种液压缸

技术领域

本实用新型涉及液压传动技术领域，特别涉及一种液压缸。

背景技术

液压缸是液压传动系统中的执行元件，它是把液压能转换成机械能的能量转换装置。具有结构简单、工作可靠的特点，用它来实现直线往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，且传动精度高，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。

但是，现有的液压缸受输出速度值和推力值的切换较慢的因素影响，使用范围受到了限制，例如，对于冲压机而言，其要求在开合模的过程中，能够驱动上模在垂向的不同区域范围为上模提供不同的速度和推力，而现有的液压缸受输出速度值和推力值的切换较慢的因素影响，需要较长的时间来实现该要求，严重影响了冲压效率（一般一分钟仅能实现开合模十次左右）。

因而，现有的冲压机主要采用电机驱动的方式，即通过电动机驱动飞轮运动，并通过离合器，传动齿轮带动曲柄连杆机构使滑块上下运动，进而驱动上模升降，以使上模与下模配合实现对金属板材的冲压成型。但是，采用电机驱动的方式，需采用飞轮、减速装置等机构，会使冲压机的结构复杂化，另外，这种传动方式存在传动间隙相对较大、运动的平稳性相对较低的问题，相应的传动精度以及产品成型质量较低。

发明内容

本实用新型的主要目的是提出一种液压缸，旨在提高液压缸的输出速度和推力的切换效率，从而提高工作效率，并提高应用范围。

为实现上述目的，本实用新型提出一种液压缸，包括：

缸体，所述缸体内部中空形成容纳空间；

内杆，所述内杆与缸体固连，内杆的上部伸出容纳空间，且内杆和缸体的配合面处设有第一密封结构；以及

活塞杆，所述活塞杆限定有顶部开口的空腔，活塞杆活动套装于内杆并可沿内杆轴向移动，活塞杆和内杆的配合面处装有第二密封结构，内杆2的下端装有第三密封结构以将空腔上下分隔成回程腔和快速腔，活塞杆的外周壁设有第四密封结构以将活塞杆和缸体之间的间隙空间上下分隔成加压腔和卸压腔，活塞杆的下部伸出缸体，且缸体与活塞杆的配合面处设有第五密封结构，活塞杆伸出缸体的部分开设有通连快速腔的快速通道以连接快速进液管，内杆位于缸体外的部分开设有通连回程腔的回程通道以连接回程进液管，缸体外壁开设有通连卸压腔的卸压通道以连接卸压出液管，缸体对应加压腔的位置开设有通连加压腔的加压通道以连接加压进液管，所述活塞杆还开设有通连加压腔的过渡腔以及通连过渡腔和卸压腔的卸压孔，过渡腔内有阀芯和顶簧，阀芯的上部通过顶簧与过渡腔的顶壁弹性相抵，下部穿过卸压孔并伸入卸压腔，当活塞杆未完全伸出时，阀芯在顶簧的弹力作用下将卸压孔封闭，当活塞杆即将完全伸出时，阀芯在缸体的内侧底壁的阻力作用下克服顶簧的弹力向上移动并将卸压孔开启。

本实用新型技术方案将活塞杆套装于内杆位于缸体的容纳空间内的部分，在内杆的下端安装第三密封结构以将活塞杆的空腔上下分隔成回程腔和快速腔，在活塞杆的外壁装有第四密封结构以将活塞杆和缸体之间的间隙空间上下分隔成加压腔和卸压腔，并在通连加压腔和卸压腔的过渡腔和卸压孔装安装阀芯和顶簧。需驱使活塞杆外伸做功（例如冲压成型）的过程中，先通过伺服控制系统控制油泵将具有第一压力的液压油经快速进液管和快速通道输入快速腔，以驱使活塞杆在需要快速伸出的位移范围（例如，从完全开模的位置至上模刚拉伸下模的待冲压板材时位移范围）内快速伸出（应当说明的是，在此位移范围内，活塞杆受到的阻力无或者较小，适合采用较高的伸出速度）；接着，伺服控制系统控制油泵将具有第二压力的液压油经加压通道和加压进液管输入加压腔，以快速增大活塞杆的输出推力，并使活塞杆慢速伸出（应当说明的是，在此阶段中活塞杆受到较大的阻力，要求活塞杆慢速外伸并输出较大的推力，例如上模刚拉伸下模的待冲压板材至即将将待冲压板材完全拉伸的阶段）；紧接着，在活塞杆即将完全伸出时，阀芯随活塞杆移动至与缸体的内侧底壁相抵，阀芯在缸体的内侧底壁的阻力作用下克服顶簧的弹力向上移动并将卸压孔开启，使加压腔内具有第二压力的液压油经过渡腔和卸压孔流入卸压腔，以快速自动降低对活塞杆的推力，省去电气和液压系统的卸压时间，直至活塞杆完全伸出（应当说明的是，此阶段适合需要降低推力，防止过载）。显然，本实用新型可大幅度提高输出速度值和推力值的切换效率，应用于冲压机时，可提高冲压效率（一般一分钟能实现开合模约四十次）。且可简化冲压机的结构，并提高相应的传动精度。

附图说明

图1为本实用新型的立体示意图；

图2为本实用新型的剖视图；

图3为图2的A部分的放大详图；

图4为活塞杆的示意图；

图5为内杆的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后、顶、底、内、外、垂向、横向、纵向，逆时针、顺时针、周向、径向、轴向……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”或者“第二”等的描述，则该“第一”或者“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种液压缸。

本实用新型实施例中，如图1至5所示，该液压缸包括缸体1、内杆2和活塞杆3。

其中，缸体1内部中空形成容纳空间。所述内杆2与缸体1固连，内杆2的上部伸出容纳空间，且内杆2和缸体1的配合面处设有第一密封结构21。活塞杆3限定有顶部开口的空腔，活塞杆3活动套装于内杆2并可沿内杆2轴向（或称上下）移动，活塞杆3和内杆2的配合面处装有第二密封结构31，内杆2的下端装有第三密封结构22以将空腔上下分隔成回程腔32和快速腔33，活塞杆3的外周壁设有第四密封结构34以将活塞杆3和缸体1之间的间隙空间上下分隔成加压腔35和卸压腔36，活塞杆3的下部伸出缸体1，且缸体1与活塞杆3的配合面处设有第五密封结构111，活塞杆3伸出缸体1的部分开设有通连快速腔33的快速通道37以连接快速进液管（未图示），内杆2位于缸体1外的部分开设有通连回程腔32的回程通道23以连接回程进液管（未图示），缸体1外壁开设有通连卸压腔36的卸压通道（未图示）以连接卸压出液管（未图示），缸体1对应加压腔35的位置开设有通连加压腔35的加压通道12以连接加压进液管（未图示），所述活塞杆3还开设有通连加压腔35的过渡腔38以及通连过渡腔38和卸压腔36的卸压孔381，过渡腔38内有阀芯4和顶簧5，阀芯4的上部通过顶簧5与过渡腔38的顶壁弹性相抵，下部穿过卸压孔381并伸入卸压腔36，当活塞杆3未完全伸出时，阀芯4在顶簧5的弹力作用下将卸压孔381封闭，当活塞杆3即将完全伸出时，阀芯4在缸体1的内侧底壁的阻力作用下克服顶簧5的弹力向上移动并将卸压孔381开启。

需驱使活塞杆3外伸做功（例如冲压成型）的过程中，先通过伺服控制系统控制油泵将具有第一压力的液压油经快速进液管（未图示）和快速通道输入快速腔33，以驱使活塞杆3在需要快速伸出的位移范围（例如，从完全开模的位置至上模刚拉伸下模的待冲压板（未图示）材时的位移范围）内快速伸出（应当说明的是，在此位移范围内，活塞杆3受到的阻力无或者较小，适合采用较高的伸出速度）；接着，伺服控制系统控制油泵将具有第二压力的液压油经加压进液管和加压通道12输入加压腔35，以快速增大活塞杆3的输出推力，并使活塞杆3慢速伸出（应当说明的是，在此阶段中活塞杆3受到较大的阻力，要求活塞杆3慢速外伸并输出较大的推力，例如上模刚拉伸下模的待冲压板材至即将将待冲压板材完全拉伸的阶段）；紧接着，在活塞杆3即将完全伸出时，阀芯4随活塞杆3移动至与缸体1的内侧底壁相抵，阀芯4在缸体1的内侧底壁的阻力作用下克服顶簧5的弹力向上移动并将卸压孔381开启，使加压腔35内具有第二压力的液压油经过渡腔38和卸压孔381流入卸压腔36并经卸压通道和卸压出液管流回油箱，以快速自动降低对活塞杆3的推力，省去电气和液压系统的卸压时间，直至活塞杆3完全伸出（应当说明的是，此阶段适合需要降低推力，防止过载）。显然，本实用新型可大幅度提高输出速度值和推力值的切换效率，应用于冲压机时，可提高冲压效率（一般一分钟能实现开合模约四十次）。且可简化冲压机的结构并提高相应的传动精度。而需要收缩活塞杆3时，则可控制油泵将具有第三压力的液压油经回程通道和回程进液管输入回程腔并推动活塞杆3收缩，而加压腔35和快速腔33的液压油则流回油箱，直至活塞杆3收缩到位。

应当说明的是，快速通道37的入口端设有第一接头39并安装有第一液压阀（未图示），第一液压阀的入口通过所述快速进液管连接油泵，出口通过油管连接油箱（未图示），回程通道23的入口端设有第二接头24并安装有第二液压阀（未图示），第二液压阀的入口通过所述回程进液管连接油泵，出口通过油管连接油箱（未图示）；加压通道12的入口端设有第三接头13并安装有第三液压阀（未图示），第三液阀的入口通地所述加压进液管（未图示）通连油泵，出口通过油管连接油箱（未图示），第一液压阀、第二液压阀和第三液压阀与伺服控制系统电连接，并可通过伺服控制系统切换方向，例如，在活塞杆3伸出的过程中，回程腔的液压油只能流出不能流入，加压腔35和快速腔33则仅可供液压油流入而不能流出，在活塞杆3收缩的过程中，则相反。

具体地，缸体1包括壳体10以及导套11，所述壳体10限定有底部敞开的所述容纳空间，导套11装于壳体10敞开的底部处，并套于活塞杆3，导套11的内周壁与活塞杆3的配合面处装有所述第五密封结构111，以防止液压油外漏，导套11的外周壁与缸体1的配合面处设有第六密封结构112，以防止液压油外漏。进一步地，所述壳体10的底部有径向外伸的凸缘101，所述凸缘101开设有螺钉过孔，以通过螺钉将壳体10固紧于基座100上，以对缸体1进行定位。

具体地，所述内杆2呈上段小下段大的台阶轴状，其台阶面抵于缸体1的内侧顶壁，上段从开设于缸体1顶壁的过孔伸出壳体10，上段伸出缸体1的部分的外周壁成型有螺纹，有螺母6旋接于上段并与缸体1的外侧顶壁相抵，以将内杆2固紧于缸体1。

具体地，所述活塞杆3包括主体30以及套体301，所述主体30限定有顶部开口的所述空腔，所述套体301装于顶部开口处，并活动套于内杆2，套体301的内周壁与内杆2的配合面处装有所述第二密封结构31，以起密封作用，所述套体301的外周壁与主体30的配合面装有第七密封结构310，以起密封作用。

进一步地，所述缸体1对应加压腔35的位置开设有通连加压腔35的补油孔14，补油孔14通过液压阀7和油管（未图示）与补油泵（未图示）连接，当快速腔33的具有第一压力的液压油驱动活塞杆3伸出的过程中，加压腔35的空间会增大，这里就需要通过补油泵经液压阀7和补油管往加压腔35补充液压油，以使加压腔35内的液压油保持充满加压腔35，否则，在后续往加压腔35输入具有第二压力的液压油的过程中，还需要先用具有第二压力的液压油充满加压腔35的过程，而这会影响工作效率。

具体地，第三密封结构22包括固设（优选通过螺纹配合旋接）于内杆2下端的套头221以及密封件222，所述密封件222装于套头221的外周壁。更具体地，密封件包括至少一个橡胶圈，套头221的外周壁开槽并安装所述橡胶圈。

具体地，如图4所示，快速通道37的入口端设于活塞杆3位于缸体1外的部分的外周壁或者底壁，并延伸至与所述空腔连通。

具体地，如图5所示，所述回程通道23的入口端优选开设于内杆2的顶壁，出口端开设于其侧壁并与回程腔32连通。

具体地，所述第一密封结构21、第二密封结构31第四密封结构34、第五密封结构111、第六密封结构112、第七密封结构310均可以包括至少一个橡胶圈（例如一个，两个，三个或者更多），安装方式同样可采用开槽安装的方式。

应当说明的是，所述第一压力、所述第二压力和所述第三压力可根据需要而定，例如，第二压力优选大于第一压力。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种液压缸，其特征在于，包括：

缸体，所述缸体内部中空形成容纳空间；

内杆，所述内杆与缸体固连，内杆的上部伸出容纳空间，且内杆和缸体的配合面处设有第一密封结构；以及

活塞杆，所述活塞杆限定有顶部开口的空腔，活塞杆活动套装于内杆并可沿内杆轴向移动，活塞杆和内杆的配合面处装有第二密封结构，内杆2的下端装有第三密封结构以将空腔上下分隔成回程腔和快速腔，活塞杆的外周壁设有第四密封结构以将活塞杆和缸体之间的间隙空间上下分隔成加压腔和卸压腔，活塞杆的下部伸出缸体，且缸体与活塞杆的配合面处设有第五密封结构，活塞杆伸出缸体的部分开设有通连快速腔的快速通道以连接快速进液管，内杆位于缸体外的部分开设有通连回程腔的回程通道以连接回程进液管，缸体外壁开设有通连卸压腔的卸压通道以连接卸压出液管，缸体对应加压腔的位置开设有通连加压腔的加压通道以连接加压进液管，所述活塞杆还开设有通连加压腔的过渡腔以及通连过渡腔和卸压腔的卸压孔，过渡腔内有阀芯和顶簧，阀芯的上部通过顶簧与过渡腔的顶壁弹性相抵，下部穿过卸压孔并伸入卸压腔，当活塞杆未完全伸出时，阀芯在顶簧的弹力作用下将卸压孔封闭，当活塞杆即将完全伸出时，阀芯在缸体的内侧底壁的阻力作用下克服顶簧的弹力向上移动并将卸压孔开启。

2.如权利要求1所述的液压缸，其特征在于：快速通道的入口端设有第一接头并安装有第一液压阀，第一液压阀的入口通过所述快速进液管连接油泵，出口通过油管连接油箱，回程通道的入口端设有第二接头并安装有第二液压阀，第二液压阀的入口通过所述回程进液管连接油泵，出口通过油管连接油箱；加压通道的入口端设有第三接头并安装有第三液压阀，第三液阀的入口通地所述加压进液管通连油泵，出口通过油管连接油箱，第一液压阀、第二液压阀和第三液压阀与伺服控制系统电连接。

3.如权利要求1所述的液压缸，其特征在于：缸体包括壳体以及导套，所述壳体限定有底部敞开的所述容纳空间，导套装于壳体敞开的底部处，并套于活塞杆，导套的内周壁与活塞杆的配合面处装有所述第五密封结构，导套的外周壁与缸体的配合面处设有第六密封结构。

4.如权利要求3所述的液压缸，其特征在于：壳体的底部有径向外伸的凸缘，所述凸缘开设有螺钉过孔，通过螺钉将壳体固紧于基座上。

5.如权利要求1所述的液压缸，其特征在于：内杆呈上段小下段大的台阶轴状，其台阶面抵于缸体的内侧顶壁，上段从开设于缸体顶壁的过孔伸出壳体，上段伸出缸体的部分的外周壁成型有螺纹，有螺母旋接于上段并与缸体的外侧顶壁相抵。

6.如权利要求1所述的液压缸，其特征在于：活塞杆包括主体以及套体，所述主体限定有顶部开口的所述空腔，所述套体装于顶部开口处，并活动套于内杆，套体的内周壁与内杆的配合面处装有所述第二密封结构，套体的外周壁与主体的配合面装有第七密封结构。

7.如权利要求1所述的液压缸，其特征在于：第三密封结构包括固设于内杆下端的套头以及密封件，所述密封件装于套头的外周壁，密封件包括至少一个橡胶圈，套头的外周壁开槽并安装所述橡胶圈。

8.如权利要求1所述的液压缸，其特征在于：快速通道的入口端设于活塞杆位于缸体外的部分的外周壁或者底壁，并延伸至与所述空腔连通。

9.如权利要求1所述的液压缸，其特征在于：回程通道的入口端开设于内杆的顶壁，出口端开设于其侧壁并与回程腔连通。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的液压缸，其特征在于：缸体对应加压腔的位置开设有通连加压腔的补油孔，补油孔通过液压阀和油管与补油泵连接。