CN213511473U - 多级式油缸 - Google Patents

Abstract

一种多级式油缸包括：固定缸筒(2)；相对于固定缸筒(2)可伸出的至少一个移动缸筒(3)；相对于所述移动缸筒(3)可伸出的活塞杆(4)；以及固定在活塞杆(4)顶端的外套筒(5)；所述活塞杆(4)的顶端上焊接有杆头(11)，所述外套筒(5)的顶端内焊接有顶板(10)，一法兰螺母(12)通过螺纹啮合与杆头(11)组合在一起、且通过螺钉(13)与顶板(10)组合在一起，并且法兰螺母(12)与杆头(11)之间装有防止二者相对转动的定位销(15)。活塞杆与外套筒之间的连接强度和刚度得到提高，并且可避免外套筒松动。

Description

多级式油缸

技术领域

本申请涉及一种用于重载场合的多级式油缸。

背景技术

在各种重载工作场合，经常使用多级式油缸作为作动元件。作为示例，在自卸车上通过采用重载多级式油缸实现卸载。自卸车，也被称为翻斗车，是典型用于运输物料(例如，矿物)的车辆。自卸车通常包括车架，顶部敞开的方形容器形式的自卸车箱体被可枢转地安装至车架。油缸被提供在车架和自卸车箱体之间，油缸的活塞杆可以伸出，以使自卸车箱体枢转至一倾斜的自卸位置，在此位置，负载可被从箱体清空。之后，活塞杆被收缩以将自卸车箱体降低到车架上。

目前的标准多级式油缸中，利用尼龙大螺母直接将活塞杆与外套筒顶板连接在一起。在长期使用后，容易造成大螺母松动，导致油缸外拉划伤情况发生。

实用新型内容

本申请旨在提高多级式油缸的整体强度和刚度，并且避免外套筒松动。

为此，根据本申请的一个方面，提供了一种用于重载场合、例如用于自卸车中的多级式油缸，其包括：

固定缸筒；

相对于固定缸筒可伸出的至少一个移动缸筒；

相对于所述移动缸筒可伸出的活塞杆；以及

固定在活塞杆顶端的外套筒；

其中，所述活塞杆的顶端上焊接有杆头，所述外套筒的顶端内焊接有顶板，一法兰螺母通过螺纹啮合与杆头组合在一起、且通过一组螺钉与顶板组合在一起，并且法兰螺母与杆头之间装有防止法兰螺母与杆头相对转动的定位销。

在一个实施方式中，所述杆头包括凸缘，从凸缘向下延伸且与活塞杆的顶端焊接在一起的下端，从凸缘向上延伸的柱体，以及位于柱体上方的螺纹段；并且，所述法兰螺母包括法兰部和从法兰部向上延伸的螺母部，所述法兰部通过所述一组螺钉固定于顶板的下表面，所述螺母部中形成有与所述杆头的螺纹段啮合的螺纹孔部分。

在一个实施方式中，所述定位销穿过所述法兰部中的一组通孔中的一个，插入所述凸缘中的定位孔中。

在一个实施方式中，所述一组螺钉与所述法兰部中的一组螺孔啮合，各通孔的圆周方向位置设置成相对于各螺孔的圆周方向位置错开，使得没有任何通孔位于穿过任何螺孔中心的径向直线上。

在一个实施方式中，所述法兰螺母与杆头之间设有圆锥面配合部位。

在一个实施方式中，所述螺母部穿过顶板的中心孔，并且啮合于螺母部外周的螺母和相应的密封垫圈密封住螺母部与顶板之间的缝隙。

在一个实施方式中，每个螺钉配备有防松垫圈。

在一个实施方式中，所述防松垫圈为自锁垫圈。

在一个实施方式中，所述法兰螺母经过渗氮热处理。

在一个实施方式中，所述活塞杆和移动缸筒中的每个外壁的下部配备有至少两个轴向间隔开的滑块。

在一个实施方式中，一对下耳轴通过与其一体的套环安装在固定缸筒的底部，所述套环的上边缘焊接到固定缸筒的外壁；所述套环的下边缘形成向内的翻边，该翻边抓持于固定缸筒的底缘；或者，所述套环的下边缘也焊接到固定缸筒的外壁。

在根据本申请油缸中，利用法兰螺母连接活塞杆和外套筒，法兰螺母拥有更高的强度，不易变形，减少因顶部结构变形而导致的松动风险。当法兰螺母受外力作用下产生拆卸方向的扭力时，定位销可有效对法兰螺母进行限位，防止其松动，重载油缸的整体强度和刚度得到提高。

附图说明

下面将参考附图通过示例的方式描述本申请的实施方式，在附图中：

图1是采用了根据本申请的多级式油缸的自卸车的示意图；

图2、图3分别是在根据本申请的一种实施方式的油缸的外套筒的顶部和底部处所作的局部剖视图；

图4是在本申请的油缸的固定缸筒的底部处所作的局部剖视图；

图5是固定缸筒底部的一种改型例的局部剖视图；

图6是本申请的油缸的顶部结构的剖视图；

图7是油缸中的杆头的剖视图；

图8是油缸中的法兰螺母的剖视图；

图9是根据本申请的另一种实施方式的油缸的顶部结构的剖视图；

图10是根据本申请的又一种实施方式的油缸的顶部结构的剖视图；

图11是本申请的油缸中的滑块的剖视图。

具体实施方式

本申请总体上涉及重载多级式油缸，这种重载油缸可以用在各种重载工作场合，诸如冶金、矿山设备、煤矿机械设备、石化机械、船舶机械、建筑机械等工程领域，用作作动元件。

本申请的多级式油缸的一种典型应用方式是用在自卸车上，如图1中示意性显示。根据本申请的多级式油缸1主要包括：固定缸筒(基筒)2；嵌套地安装在固定缸筒2中并且可依次伸出的多个移动缸筒3；嵌套在末级移动缸筒3中并且可从末级移动缸筒3伸出的活塞杆4；以及由活塞杆4支撑着的外套筒5。固定缸筒2的底部配备有下耳轴6，外套筒5的底部配备有上耳轴17。这里，所谓固定缸筒2是指其不像移动缸筒3那样可伸缩。固定缸筒2能够以下耳轴6为支点转动。

油缸1安装在自卸车中，下耳轴6可枢转地安装在车架8上，上耳轴17可枢转地支撑着箱体9的纵向一端(前端)。在图1中，油缸1处在完全伸长状态，其中各移动缸筒3依次从固定缸筒2伸出，活塞杆4从末级移动缸筒3伸出，使得箱体9处在倾斜的自卸位置。

在多级油缸1处在完全缩回状态时，各移动缸筒3位于固定缸筒2中，活塞杆4位于末级移动缸筒3中，而外套筒5套在固定缸筒2外。多级油缸的这种配置和动作方式是本领域公知的，这里不再详细描述。

根据本申请的一种可行实施方式的多级油缸1的各处细节分别在图2至图4中展示(多级油缸1处在缩回位置)。

首先参看图2，图中展现了外套筒5顶部处的结构，其中，顶板10在外套筒5的顶部被焊接在外套筒5内。活塞杆4是空心的，活塞杆4的上端被组装并焊接到杆头11的下端。法兰螺母12一方面通过螺纹啮合与杆头11连接，另一方面通过一组螺钉13连接着顶板10。每个螺钉13配备有防松垫圈14。此外，法兰螺母12与杆头11之间通过定位销15防止法兰螺母12与杆头11之间因相对转动而松动。

在多级油缸1的缩回位置，各移动缸筒3围绕着活塞杆4，固定缸筒2围绕着各移动缸筒3。每个缸筒(移动缸筒3和固定缸筒2)的内壁上靠近上端装有限位环16。

参看图3，图中展现了外套筒5底部处的结构，其中，围绕外套筒5的底部装有一对上耳轴17。这对上耳轴17沿着彼此相反的径向反向延伸。上耳轴17可以被安装到适于被多级油缸1驱动的动作部件(例如图1中的箱体9)的对应结构上，使得多级油缸1可通过上耳轴17驱动该动作部件运动，同时允许该动作部件相对于外套筒5绕上耳轴17转动。

参看图4，图中展现了固定缸筒2底部的结构，其中，围绕固定缸筒2的底部装有一对下耳轴18。这对下耳轴18沿着彼此相反的径向反向延伸，平行于所述一对上耳轴17。下耳轴18可以被安装到支撑部件(例如图1中的车架8)的对应结构上，使得整个多级油缸1可绕下耳轴18相对于支撑部件转动(摆动)。

此外，活塞杆4以及每个移动缸筒3分别在其外壁上靠近下端装有至少两个轴向间隔开的滑块20。当各移动缸筒3和活塞杆4依次伸出时，它们上的滑块20中的靠上的那个将接触到面对的缸筒内壁上的限位环16，由此限定各移动缸筒3和活塞杆4的最大伸出长度。同活塞杆以及每个移动缸筒分别仅配备一个滑块的方案相比，采用轴向相隔的至少两个滑块20，可增加活塞杆4以及每个移动缸筒3的径向受力点和受力面积，使得油缸的刚度增大，抗偏载能力提高。

此外，所述一对下耳轴18通过套环19安装在固定缸筒2的底部。套环19围绕着固定缸筒2的底部，套环19的上边缘通过一圈焊缝A焊接到固定缸筒2的外壁，套环19的下边缘形成向内的翻边，该翻边抓持于固定缸筒2的底缘。

根据一种改型，如图5所示，套环19的上边缘通过一圈焊缝A焊接到固定缸筒2的外壁，下边缘没有形成图4中所示的翻边，而是也通过一圈焊缝B焊接到固定缸筒2的外壁。在这种改型中，通过增加焊缝的数量，提高了下耳轴18在固定缸筒2上的连接强度。

下面参照图6至图8描述外套筒5顶部处的结构细节。在图6中，顶板10通过其上边缘外周处的一圈焊缝C焊接在外套筒5顶部内，活塞杆4的上端通过一圈焊缝D焊接到杆头11的下端。

如图7所示，杆头11为一体的实心结构，包括：扁圆柱形的下端21，其适合于插入活塞杆4的上端中；位于下端21上方的凸缘22，其直径大于下端21；由凸缘22的上表面中央向上延伸的柱体23；位于该柱体23上方且与柱体23同轴的螺纹段24。

凸缘22的下表面形成斜坡面，对应地，活塞杆4的上端也形成斜坡面，从而在下端21插入活塞杆4的上端中后，在凸缘22的下表面与活塞杆4的上端之间产生用于焊接的焊道。

凸缘22上形成有至少一个定位孔25，所述定位孔25从凸缘22的上表面向下延伸，用于被定位销15插入。

如图8所示，法兰螺母12包括法兰部30和从法兰部30的中央向上延伸的螺母部31。法兰部30中形成有沿一圈分布的多个螺孔32，适于被螺钉13的螺纹部分拧入，以及沿一圈分布的多个通孔33，适于被销15穿过。所述一圈通孔33位于所述一圈螺孔32的径向内侧。

可选地，各通孔33的圆周方向位置设置成相对于各螺孔32的圆周方向位置错开，使得没有任何通孔33位于穿过任何螺孔32中心的径向直线上。这种配置使得法兰螺母12抗裂性能得到提高。

法兰螺母12具有轴向贯通的中心孔，该中心孔包括下部的光孔部分34和上部的螺纹孔部分35，光孔部分34适于被杆头11的柱体23插入并相互配合，螺纹孔部分35适于与杆头11的螺纹段24啮合。螺母部31的上部外周形成有可供扳手抓持以便旋拧螺母部31的抓持平面36。

需要指出，柱体23与光孔部分34之间的配合，有助于杆头11与法兰螺母12之间的精确定位。在一种改型实施方式(未示出)中，可以取消柱体23与光孔部分34，即在杆头11上，螺纹段24一直延伸到凸缘22处，在法兰螺母12中，其整个中心孔都由螺纹孔部分35构成。这种改型实施方式的制造和安装更为简单。

回到图6，顶板10在中心形成有适于被法兰螺母12的螺母部31穿过的中心孔，以及适于被螺钉13的螺钉杆穿过的通孔。在组装时，杆头11与活塞杆4焊接在一起，顶板10焊接在外套筒5顶部内，杆头11通过其螺纹段24与螺纹孔部分35啮合，将杆头11与法兰螺母12组装在一起。利用定位销15实现杆头11与法兰螺母12之间在旋转方向上的定位。将法兰螺母12的螺母部31从下方穿过顶板10的中心孔，用螺钉13(带有防松垫圈14)将顶板10与法兰螺母12固定在一起。这样，就实现了活塞杆4与外套筒5之间的连接。

根据这种方案，杆头11与活塞杆4焊接在一起，顶板10与外套筒5焊接在一起；杆头11与法兰螺母12之间通过螺纹装配在一起，并且通过定位销15实现杆头11与法兰螺母12之间在旋转方向上的定位；顶板10与法兰螺母12之间通过一圈带有防松垫圈14的螺钉13固定在一起。这种组合结构使得活塞杆4被牢固地连接到外套筒5，提高了二者之间的连接强度和刚度。当法兰螺母12受外力作用下产生拆卸方向的扭力时，定位销15可有效对法兰螺母12进行限位，防止其松动。防松垫圈14也可防止法兰螺母12松动。这样，解决了外套筒松动问题，根本上杜绝因套筒松动导致的油缸外拉伤故障。

防松垫圈14可以采用Nord-Lock自锁垫圈，其具有特殊防松结构，使得外套筒5与法兰螺母12之间进一步拥有良好的防松措施。

法兰螺母12可采用渗氮热处理工艺，其表面硬度可达320HV甚至更高。这样，法兰螺母12拥有更高的强度，不易变形，减少因顶部结构变形而导致的松动风险。

除了上面提到的外套筒结构强度和刚度提供、防松能力增强以外，对于图1所示的自卸车应用，还能提高自卸车的稳定性。如若产生偏载，本申请的双滑块配置能提供更多受力点，油缸能有更好的抗偏载能力。当自卸车箱体偏载使油缸产生偏转时，由于外套筒结构的改进，减小油缸受偏载力产生的侧向角位移，外套筒碰擦基筒的概率大幅降低。

对于图5所示的下耳轴双焊缝固定方案，增加了下耳轴的焊缝数量，降低焊缝受力，提高基筒抗偏载能力。

图9示出了外套筒5顶部结构的一种改型，其中在法兰螺母12的法兰部的底面围绕光孔下端的部位处形成圆锥面，在杆头11的凸缘与柱体之间的过渡部位形成对应的圆锥面，利用这两个圆锥面之间的配合，在法兰螺母12与杆头11之间产生圆锥面配合部位40。该圆锥面配合部位40可进一步提高活塞杆4与外套筒5之间的连接强度和刚度以及防松动能力。图9中的实施方式的其它方面可以与图6中的实施方式(或是取消柱体与光孔部分的改型实施方式)相同或相似，不再详细描述。

图10示出了外套筒5顶部结构的一种改型，其中在法兰螺母12的螺母部31从顶板10向上露出的部位处，加工出外螺纹，并且施加螺母41和密封垫圈42，由此密封住法兰螺母12的螺母部31的外周与顶板10的中心孔之间产生的缝隙，避免水或污物从顶板10上方进入外套筒5内。这提高了油缸的抗环境污染能力。图10中的实施方式的其它方面可以与图6中的实施方式(或是取消柱体与光孔部分的改型实施方式)相同或相似，不再详细描述。

图11中示出了滑块20的一种可行结构，该滑块20为两半式拼合结构，每个半体可以分别从活塞杆或移动缸筒的外周卡扣到活塞杆或移动缸筒上。每个半体包括筒形部50和从筒形部50的内周向内延伸的凸出部51，该凸出部51适合于卡扣到活塞杆或移动缸筒的外周凹槽中，由此将滑块20的每个半体安装到活塞杆或移动缸筒上，筒形部50贴附在活塞杆或移动缸筒的外周上。

本领域技术人员可以根据具体需要对前面描述的结构做出各种适应性修改。

虽然这里参考具体的实施方式描述了本申请，但是本申请的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本申请的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。

Claims (11)

1.一种多级式油缸，包括：

固定缸筒(2)；

相对于固定缸筒(2)可伸出的至少一个移动缸筒(3)；

相对于所述移动缸筒(3)可伸出的活塞杆(4)；以及

固定在活塞杆(4)顶端的外套筒(5)；

其特征在于，所述活塞杆(4)的顶端上焊接有杆头(11)，所述外套筒(5)的顶端内焊接有顶板(10)，一法兰螺母(12)通过螺纹啮合与杆头(11)组合在一起、且通过一组螺钉(13)与顶板(10)组合在一起，并且法兰螺母(12)与杆头(11)之间装有防止法兰螺母(12)与杆头(11)相对转动的定位销(15)。

2.如权利要求1所述的多级式油缸，其特征在于，所述杆头(11)包括凸缘(22)，从凸缘(22)向下延伸且与活塞杆(4)的顶端焊接在一起的下端(21)，从凸缘(22)向上延伸的柱体(23)，以及位于柱体(23)上方的螺纹段(24)；并且

所述法兰螺母(12)包括法兰部(30)和从法兰部(30)向上延伸的螺母部(31)，所述法兰部(30)通过所述一组螺钉(13)固定于顶板(10)的下表面，所述螺母部(31)中形成有与所述杆头(11)的螺纹段(24)啮合的螺纹孔部分(35)。

3.如权利要求2所述的多级式油缸，其特征在于，所述定位销(15)穿过所述法兰部(30)中的一组通孔(33)中的一个，插入所述凸缘(22)中的定位孔(25)中。

4.如权利要求3所述的多级式油缸，其特征在于，所述一组螺钉(13)与所述法兰部(30)中的一组螺孔(32)啮合，各通孔(33)的圆周方向位置设置成相对于各螺孔(32)的圆周方向位置错开，使得没有任何通孔(33)位于穿过任何螺孔(32)中心的径向直线上。

5.如权利要求2所述的多级式油缸，其特征在于，所述法兰螺母(12)与杆头(11)之间设有圆锥面配合部位(40)。

6.如权利要求2所述的多级式油缸，其特征在于，所述螺母部(31)穿过顶板(10)的中心孔，并且啮合于螺母部(31)外周的螺母(41)和相应的密封垫圈(42)密封住螺母部(31)与顶板(10)之间的缝隙。

7.如权利要求1至6中任一项所述的多级式油缸，其特征在于，每个螺钉(13)配备有防松垫圈(14)。

8.如权利要求7所述的多级式油缸，其特征在于，所述防松垫圈(14)为自锁垫圈。

9.如权利要求1至6中任一项所述的多级式油缸，其特征在于，所述法兰螺母(12)经过渗氮热处理。

10.如权利要求1至6中任一项所述的多级式油缸，其特征在于，所述活塞杆(4)和移动缸筒(3)中的每个外壁的下部配备有至少两个轴向间隔开的滑块(20)。

11.如权利要求1至6中任一项所述的多级式油缸，其特征在于，一对下耳轴(18)通过与其一体的套环(19)安装在固定缸筒(2)的底部，所述套环(19)的上边缘焊接到固定缸筒(2)的外壁；

所述套环(19)的下边缘形成向内的翻边，该翻边抓持于固定缸筒(2)的底缘；或者，所述套环(19)的下边缘也焊接到固定缸筒(2)的外壁。

Images