CN213017426U - 一体式烛式油气悬挂 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体式烛式油气悬挂，缸筒的上端与上端盖固连，活塞杆为中空式结构，加工有活塞杆内孔；在缸筒的下端顺序装入导向套和导向压盖，导向套和导向压盖均为中空的环形结构，活塞杆与导向套和导向压盖的内孔配合安装，导向压盖与导向套的外侧端面紧密接触，导向压盖与缸筒的下端面通过周向布置的导向套螺栓固连；活塞杆与主活塞连接；在活塞杆的外圆上加工有径向的阻尼阀；油气悬挂无杆腔与活塞杆内孔连通，阻尼阀的单向阀和常通孔用于连通油气悬挂有杆腔和活塞杆内孔；活塞杆下部的外圆加工成锥面的结构。本实用新型不需要附加任何导向机构，简化了悬挂系统结构，在矿山领域拥有广阔的使用前景。

Description

一体式烛式油气悬挂

技术领域

本实用新型涉及一体式烛式油气悬挂，属于液压机械技术领域。

背景技术

油气悬挂主要由油气弹簧组成，集弹性和阻尼元件于一身，同时缸体具有一定的导向作用，所需车体布置空间较小，以其优越的非线性弹性特性和良好的减振性能，能够最大限度地满足工程车辆的平顺性要求。从其整体结构看，目前工程车辆上应用的油气悬挂系统主要有独立式和互连式两种类型；从油气弹簧的形式看，则分为单气室油气分离式、双气室油气分离式、多级压力式和油气混合式等。与其他悬挂系统相比，油气悬挂具有典型的非线性变刚度、渐增性的特点，当车辆在平坦路面行驶时，悬挂动行程较小，弹性介质承受瞬时压力所产生的刚度也就小，能够满足平顺性的要求；当车辆在起伏地行驶时，弹性力呈非线性变化且刚度增加，可以吸收较多的冲击能量，发挥出气体单位质量储能比大的特点，有效地起到了缓冲作用，避免了地面激励直接传递到车身以及“悬挂击穿”现象的出现，从而提高车辆的越野速度，改善机动性。

车辆悬挂系统按照结构分类主要有非独立悬挂和独立悬挂两种，对于非独立悬挂而言，大的非悬挂质量会导致轮胎接触应力变化剧烈，这会对车辆转向力的稳定性有不良影响，对于负载较少的配备整体式驱动桥的车辆来说尤甚。极端情况下，由于非悬挂质量大在不平路面下发生振动甚至会由不足转向变成过度转向的现象，因此采用独立悬架具有较小的非悬架质量使得轮胎与地面稳定贴合，因此车辆的操纵性也更加稳定。独立悬挂结构中，比较普遍的有双横臂式、多连杆式、单纵臂式等结构，但由于矿用车辆单桥承载质量很大，上述结构又相对复杂，所以没有得到推广，目前还是以非独立悬挂的整体式车桥为主。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一体式烛式油气悬挂，不需要附加任何导向机构，将活塞杆下端直接插入转向节臂中，缸筒和活塞杆可以充当主销的作用，车辆转弯时通过活塞杆和缸筒之间的相对转动即可实现转向功能，且将导向套集成在了缸筒上，简化了整个悬挂系统的结构，在矿山领域拥有广阔的使用前景。

一体式烛式油气悬挂，包括缸筒、活塞杆、导向压盖、主活塞、导向套、上端盖和导向套螺栓；缸筒的上端与上端盖通过螺栓、焊接或螺纹连接的方式固连到一起，活塞杆为中空式结构，加工有活塞杆内孔；在缸筒的下端顺序装入导向套和导向压盖，导向套和导向压盖均为中空的环形结构，活塞杆与导向套和导向压盖的内孔配合安装，导向压盖与导向套的外侧端面紧密接触，导向压盖与缸筒的下端面通过周向布置的导向套螺栓固连到一起；活塞杆与主活塞连接到一起；在活塞杆的外圆上加工有径向的阻尼阀，由单向阀和常通孔组成；油气悬挂无杆腔与活塞杆内孔连通，阻尼阀的单向阀和常通孔用于连通油气悬挂有杆腔和活塞杆内孔；活塞杆下部的外圆加工成锥面的结构。

进一步地，在所述导向套的外侧端面处加工有导向凸台，与缸筒内孔中的台阶配合实现导向套的轴向限位。

进一步地，所述缸筒的内孔为光孔，导向套的外圆为圆柱面，可直接装配到缸筒的内孔中。

进一步地，在所述导向套靠近油气悬挂有杆腔的一端加工有环形的导向凸台，其内径大于活塞杆的直径，与活塞杆的内孔之间形成导向环形腔，与之对应的主活塞朝向油气弹簧有杆腔的端面加工有活塞环形凸台，当活塞杆拉到最长位置时，活塞环形凸台进入导向环形腔。

进一步地，所述导向套的内孔中从油气悬挂有杆腔一侧顺序安装有第一导向带、第一油封、第二油封，第一导向带布置在串联的第一油封和第二油封的前面，靠近油气悬挂有杆腔；导向套的外圆处从油气悬挂有杆腔一侧顺序安装有第一静密封和第二静密封，在第一静密封密封槽的低压一侧安装有保护圈；导向套的外圆与缸筒的内孔配合，使第一静密封和第二静密封挤压变形。

进一步地，所述导向压盖的内孔中从导向套一侧顺序布置有润滑沟槽、第二导向带和防尘圈，导向压盖的外圆处从导向套一侧布置有导向注油孔、导向放气孔、第三静密封、以及外导向带，其中导向注油孔和导向放气孔均位于第三静密封的里侧，并都与润滑沟槽连通，润滑沟槽位于第二油封和第二导向带之间；在缸筒的径向对应位置分别布置有润滑孔和泄压阀，其中润滑孔与导向注油孔连通，泄压阀与导向放气孔连通，润滑孔用于与车辆的集中润滑管路连接。

进一步地，所述活塞杆的外圆与主活塞的活塞内孔进行配合安装，活塞内孔的上端加工有环形端面，环形端面的内径不小于活塞杆内孔的直径，活塞杆装配进活塞内孔后，其顶端与环形端面的侧面接触；在主活塞的环形端面上加工有周向的活塞通孔，与环形端面接触的对应活塞杆的顶端加工有周向的螺纹孔，装配时活塞通孔与所述周向的螺纹孔对正后通过活塞螺栓进行固连；主活塞的外圆布置有导向带。

进一步地，所述常通孔由节流小孔和节流大孔串联而成，其中节流小孔靠近活塞杆内孔，无杆腔的油液顺序通过节流小孔、节流大孔进入有杆腔；单向阀是在常通孔中加入钢球，钢球的直径介于节流小孔直径和节流大孔直径之间，并通过主活塞的活塞内孔的孔壁进行限位，防止钢球从常通孔中掉出，活塞内孔覆盖节流大孔的面积不超过节流大孔横截面积的一半。

进一步地，所述活塞杆下部的锥面锥度为1:8-1:10；活塞杆下端面处加工有周向的端面螺纹孔，通过螺栓与转向节臂紧固装配在一起。

进一步地，在所述活塞杆的下端面的中心位置加工有放油孔，放油孔与活塞杆内孔连通，通过螺堵密封。

进一步地，在所述油气悬挂上端盖处加工有放气口，与无杆腔油室连通，用螺堵密封，在上端盖上安装有充气阀，与油气悬挂无杆腔连通；在充气阀的顶端还布置有充气阀帽，充气阀帽通过螺纹与上端盖连接。

进一步地，在所述缸筒的外侧焊接有连接板，在连接板和缸筒之间焊接有一定数量的加强筋，在连接板上加工有一定数量的板通孔；连接板的背面加工有键槽；活塞杆的中轴线与连接板底平面之间的夹角设定为0°～3°之间。

进一步地，所述活塞杆与主活塞通过螺纹连接或一体式锻造成型的方法加工而成。

有益效果：

1、本实用新型提出了一体式烛式油气悬挂结构，缸筒通过连接板直接固定在车体上，活塞杆下端加工成锥面结构与转向节臂连接，整根油气悬挂相当于主销的作用，承担了车辆行驶过程中的各向受力，与现有悬挂技术相比不需要再附加其他的导向机构，具有结构简单、成本低廉、安装和维护保养方便的特点。

2、本实用新型提出的一体式烛式油气悬挂结构，与现有技术相比其特点是第二导向带和润滑沟槽直接布置在缸筒下半部形成一体式结构，有效减少了结构件数量和加工、装配难度。缸筒的内孔加工成阶梯孔，另外导向套位于缸筒中部，活塞主要在缸筒上半部运动，通过导向套上的密封实现油液抗渗漏，而缸筒下半部主要为活塞杆的润滑和支撑区域且无需承担油气介质密封的作用，即使活塞杆下端出现磕碰、划伤等问题，也不会影响到油气悬挂的密封性能，与传统结构相比极大地提高了产品抗渗漏的能力。

3、本实用新型提出的一体式烛式油气悬挂结构，活塞杆下部锥面的锥度通常设计为1:8-1:10，通过结构拓扑优化证明，能够将活塞杆的局部应力集中降到最低，改善受力环境，且与转向节臂之间能实现最大程度的紧密配合。另外通常将活塞杆或缸筒的中轴线与连接板底平面之间的夹角设定在0°～3°之间，通过动力学建模分析，可使悬挂系统在静平衡位置时所受的侧向力降到最低。

4、本实用新型提出的一体式烛式油气悬挂结构，在活塞杆上加工有径向的阻尼阀，由单向阀和常通孔组成；阻尼阀的单向阀和常通孔用于连通油气悬挂有杆腔和无杆腔；单向阀通过在阶梯孔中加入钢球即可实现，特别是通过结构创新，装配主活塞时即能实现钢球的限位功能，具有结构简单、成本低廉、适用于大批量生产的特点。另外通过试验验证，活塞内孔覆盖节流大孔的面积不超过节流大孔横截面积的一半可有效避免主活塞限位对油液产生明显的节流现象。

附图说明

图1为油气悬挂主剖视图；

图2为油气悬挂后视图；

图3为油气悬挂俯视图；

图4为油气悬挂右视图；

图5为油气悬挂左视图；

图6为导向套主剖视图；

图7为主活塞主剖视图；

图8为主活塞左视图；

图中：1.缸筒，2.活塞杆，3.充油通道，4.单向阀，5.主活塞，6.锥面，7.润滑孔，8.导向套，9.活塞螺栓，10.活塞杆内孔，11.放油孔，12.顶盖螺栓，13. 充气阀，14.上端盖，15.第一节流孔，16.第二节流孔，17.排气通道，18.排气螺堵，19.泄压阀，20.缸筒大孔，21.端面螺纹孔，30.润滑沟槽，31.第三油封， 32.第一导向带，33.第一静密封，34.保护圈，35.防尘圈，36.第一油封，37. 第二油封，38.第二导向带，39.导向螺纹孔，40.缸筒凸台，41.第二静密封， 42.活塞导向带，47.连接板，48.加强筋，49.键槽，50.板通孔，51.活塞内孔，52.环形端面，53.活塞通孔，55.活塞导向带。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实用新型设计了一体式烛式油气悬挂结构，如图1-5所示，在矿山机械及多轴重型运载车领域的转向桥拥有广泛的应用前景。缸筒1的上端与上端盖 14通过螺栓或螺纹连接的方式固连到一起，活塞杆2为中空式结构，加工有活塞杆内孔10，活塞杆2与环形结构主活塞5通过端面周向布置的活塞螺栓9固连到一起，需要说明的是，也可以通过螺纹连接或一体式锻造成型的方法加工而成；活塞杆2的外圆与活塞内孔51进行配合安装，活塞内孔51的上端加工有环形端面52，环形端面52的内径不小于活塞杆内孔10的直径，活塞杆2装配进活塞内孔51后，其顶端与环形端面52的侧面充分接触，实现主活塞5的轴向限位；同时在主活塞5的环形端面52上加工有周向的活塞通孔53，与环形端面52接触的对应活塞杆2的顶端加工有周向的螺纹孔，装配时对正后通过活塞螺栓9进行固连。主活塞5的外圆布置有活塞导向带42。

缸筒1的内孔加工成阶梯孔，在缸筒1的中部形成缸筒凸台40，在缸筒1 的上部内孔直径较大，定义为缸筒大孔20，在缸筒1的下部内孔直径较小，定义为缸筒小孔。在油气悬挂缸筒1的上端顺序装入导向套8和活塞杆2与主活塞5组合的活塞杆总成，导向套8装入后通过缸筒凸台40限位，防止导向套8 向缸筒1内部移动，缸筒凸台40位于缸筒1的中部。主活塞5在导向套8和上端盖14之间的缸筒大孔20中做直线往复运动，通过主活塞5外圆处的活塞导向带42起到导向和支撑的作用。导向套8为中空的环形结构，活塞杆2穿过导向套8的内孔，并与缸筒小孔配合安装。

在活塞杆2的外圆处，与主活塞5配合安装的边界位置加工有径向的阻尼阀，阻尼阀通常由单向阀4和常通孔组成，常通孔通常由第一节流孔15和第二节流孔16并联而成，单向阀4由节流小孔和节流大孔串联而成，其中节流小孔靠近活塞杆内孔10，在单向阀4中加入钢球，钢球的直径介于节流小孔直径和节流大孔直径之间，并通过主活塞5的活塞内孔51的孔壁进行限位，防止钢球从常通孔中掉出，活塞内孔51覆盖节流大孔的面积不超过节流大孔横截面积的一半。

油气悬挂无杆腔与活塞杆内孔10连通，阻尼阀的单向阀4和常通孔用于连通油气悬挂有杆腔和活塞杆内孔10。当活塞杆2压缩时，钢球被油液顶起，无杆腔油液会同时从第一节流孔15、第二节流孔16和单向阀4中通过进入有杆腔；当活塞杆2处于复原拉伸状态时，钢球受到油液向下冲击的作用，会堵住节流小孔，使得油液只能通过第一节流孔15和第二节流孔16进入无杆腔，进而产生较大的阻尼力值来衰减来自地面的振动。

活塞杆2下部的外圆加工成锥面6的结构，锥度为1:8-1:10，在悬挂系统安装时将活塞杆2的锥面6插入到转向节臂的锥孔中，活塞杆下端面22处加工有周向的端面螺纹孔21，通过螺栓与转向节臂紧固装配在一起，当车辆转弯时，可实现活塞杆2随转向节臂的同步旋转运动。在活塞杆2的下端面22的中心位置加工有放油孔11，数量可根据实际需求设计，放油孔11与活塞杆内孔10连通，通过螺堵密封，当需要放油时将螺堵打开，由于放油孔11位于油气悬挂的下端，可以方便地将缸筒内油液放净。

另外，在上端盖14的顶端加工有充油通道3和排气通道17，均与油气悬挂无杆腔油室连通，在充油通道3处装配有充气阀13，在排气通道17处装配有排气螺堵18。当通过充气阀13对油气悬挂注油时，将排气通道17打开可以将缸筒内部的空气充分排出，注油结束后用排气螺堵18密封。

进一步，如图1所示，在缸筒小孔中，从导向套8的一端顺序布置有润滑沟槽30、第二导向带38、第三油封31和防尘圈35，并与活塞杆2的杆体配合安装，在缸筒1对应润滑沟槽30的筒壁上布置有润滑孔7和泄压阀19，润滑孔 7和泄压阀19通常在缸筒1上分开布置，润滑孔7用于与车辆的集中润滑管路连接，能够定期给润滑沟槽30补充润滑脂，泄压阀19用于加注润滑脂时将润滑沟槽30中的空气充分排出，确保润滑脂注满。

导向套8的内孔中从油气悬挂主活塞5的一侧开始顺序装配有第一导向带 32、第一油封36、第二油封37，采用两道油封串联的结构，第一导向带32布置在串联油封的前面，靠近油气悬挂环形腔，用于改善润滑环境；导向套8的外圆处从油气悬挂环形腔一侧顺序安装有第一静密封33和第二静密封41，在第一静密封33密封槽的低压一侧安装有保护圈34；导向套8的外圆与缸筒大孔 20配合，使第一静密封33和第二静密封41挤压变形达到对高压油液密封的目的。在导向套8朝向主活塞5的端面处加工有导向螺纹孔39，以方便导向套8从缸筒1中的拆装。

在缸筒1的外侧焊接有连接板47，在连接板47和缸筒1之间焊接有一定数量的加强筋48，用于增强缸筒1和连接板47的连接强度，连接板47可以加工成分体对称式结构与缸筒1固连到一起，以体现轻量化和低成本的优势，在连接板47上加工有一定数量的板通孔50，用于与车体通过螺栓进行紧固连接；连接板47的背面加工有键槽49，用于与车体上的键配合安装，当油气悬挂承力时用于抵消螺栓所受的剪切力。

烛式油气悬挂在车上竖直安装，通过连接板47与车体固连，缸筒1和活塞杆2起到悬挂主销的作用，活塞杆2下端的锥面6直接插入到转向节臂中，用于连接车轮，由于不需要额外的导向机构，悬挂系统的受力全部由油气弹簧本体承担，所以烛式油气悬挂具有结构简单的特点，在矿山领域的前桥拥有广阔的前景，为了使活塞杆2在运动过程中所受的侧向力达到最理想状态，通常将活塞杆2的中轴线与连接板47底平面之间的夹角设定为0°～3°之间。

这种一体式烛式油气悬挂的特点在于导向套8布置在整个缸筒1的中部，缸筒1上端为主活塞5的正常工作区域，缸筒1下端则为活塞杆2的润滑和支撑区域，由于高压密封布置在导向套8上，即使活塞杆2下端出现磕碰、划伤等问题，也不会影响到油气悬挂的密封性能，极大地提高了产品抗渗漏的能力。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种一体式烛式油气悬挂，包括缸筒(1)、活塞杆(2)、单向阀(4)、主活塞(5)、导向套(8)、上端盖(14)，其特征在于：缸筒(1)的上端与上端盖(14)通过螺栓或螺纹连接的方式固连到一起，活塞杆(2)为中空式结构，加工有活塞杆内孔(10)，活塞杆(2)与环形结构的主活塞(5)连接到一起；缸筒(1)的内孔加工成阶梯孔，在缸筒(1)的中部形成缸筒凸台(40)，在缸筒(1)的上部设置缸筒大孔(20)，下部设置有缸筒小孔，缸筒大孔(20)的内孔直径大于缸筒小孔的内孔直径；在缸筒(1)的上端顺序装入导向套(8)、以及活塞杆(2)与主活塞(5)组合的活塞杆总成，导向套(8)装入后通过缸筒凸台(40)限位；主活塞(5)在导向套(8)和上端盖(14)之间的缸筒大孔(20)中做直线往复运动；导向套(8)为中空的环形结构，活塞杆(2)穿过导向套(8)的内孔，并与缸筒小孔配合安装；在活塞杆(2)的外圆处加工有径向的阻尼阀，阻尼阀由单向阀(4)和常通孔组成；油气悬挂的无杆腔与活塞杆内孔(10)连通，阻尼阀的单向阀和常通孔用于连通油气悬挂的有杆腔和活塞杆内孔(10)；活塞杆(2)下部的外圆加工成锥面(6)的结构。

2.根据权利要求1所述的一体式烛式油气悬挂，其特征在于：在所述活塞杆(2)的下端面(22)的中心位置加工有放油孔(11)，放油孔(11)与活塞杆内孔(10)连通，通过螺堵密封；在上端盖(14)的顶端加工有充油通道(3)和排气通道(17)，均与油气悬挂的无杆腔的油室连通，在充油通道(3)处装配有充气阀(13)，在排气通道(17)处装配有排气螺堵(18)。

3.根据权利要求1所述的一体式烛式油气悬挂，其特征在于：在缸筒小孔中，从导向套(8)的一端顺序布置有润滑沟槽(30)、第二导向带(38)、第三油封(31)和防尘圈(35)，并与活塞杆(2)的杆体配合安装，在缸筒(1)对应润滑沟槽(30)的筒壁上布置有润滑孔(7)和泄压阀(19)，润滑孔(7)和泄压阀(19)在缸筒(1)上分开布置。

4.根据权利要求1所述的一体式烛式油气悬挂，其特征在于：所述活塞杆(2)的外圆与主活塞(5)的活塞内孔(51)进行配合安装，活塞内孔(51)的上端加工有环形端面(52)，环形端面(52)的内径不小于活塞杆内孔(10)的直径，活塞杆(2)装配进活塞内孔(51)后，其顶端与环形端面(52)的侧面接触；同时在主活塞(5)的环形端面(52)上加工有周向的活塞通孔(53)，与环形端面(52)接触的活塞杆(2)的顶端加工有周向的螺纹孔，装配时活塞通孔(53)与所述周向的螺纹孔对正后通过活塞螺栓(9)进行固连；主活塞(5)的外圆布置有活塞导向带(42)。

5.根据权利要求1所述的一体式烛式油气悬挂，其特征在于：活塞杆(2)与主活塞(5)通过螺纹连接或一体式锻造成型的方法加工而成。

6.根据权利要求1所述的一体式烛式油气悬挂，其特征在于：所述常通孔由第一节流孔(15)和第二节流孔(16)并联而成，在单向阀(4)中加入钢球，钢球以上部分为节流大孔，以下部分为节流小孔，其中节流小孔靠近活塞杆内孔(10)，钢球的直径介于节流小孔直径和节流大孔直径之间，并通过主活塞(5)的活塞内孔(51)的孔壁进行限位，活塞内孔(51)覆盖节流大孔的面积不超过节流大孔横截面积的一半。

7.根据权利要求1所述的一体式烛式油气悬挂，其特征在于：所述活塞杆(2)下部的锥面(6)锥度为1:8-1:10；活塞杆的下端面(22)处加工有周向的端面螺纹孔(21)，通过螺栓与转向节臂紧固装配在一起。

8.根据权利要求1所述的一体式烛式油气悬挂，其特征在于：所述导向套(8)的内孔中从主活塞(5)的一侧顺序安装有第一导向带(32)、第一油封(36)、第二油封(37)，第一导向带(32)布置在串联的第一油封(36)和第二油封(37)的前面，靠近油气悬挂环形腔；导向套(8)的外圆处从主活塞(5)一侧顺序安装有第一静密封(33)和第二静密封(41)，在第一静密封(33)密封槽的低压一侧安装有保护圈(34)；导向套(8)的外圆与缸筒大孔(20)配合，使第一静密封(33)和第二静密封(41)挤压变形；在导向套(8)朝向主活塞(5)的端面处加工有导向螺纹孔(39)。

9.根据权利要求1所述的一体式烛式油气悬挂，其特征在于：在缸筒(1)的外侧焊接有连接板(47)，在连接板(47)和缸筒(1)之间焊接有一定数量的加强筋(48)，连接板(47)加工成分体对称式结构并与缸筒(1)固连到一起，在连接板(47)上加工有一定数量的板通孔(50)；连接板(47)的背面加工有键槽(49)。

10.根据权利要求9所述的一体式烛式油气悬挂，其特征在于：所述活塞杆(2)的中轴线与连接板(47)底平面之间的夹角为0°～3°。

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