CN215672978U - 多级式油缸及包括多级式油缸的自卸车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多级式油缸，包括：固定缸筒(2)；和在固定缸筒(2)内部的至少一个移动缸筒，其能够沿轴向方向朝向所述固定缸筒(2)的第一端伸出并且朝向相反的第二端缩回，多级式油缸还包括在第二端附近固定到固定缸筒(2)的外周面(22)上的固定环(15)，套装在固定环(15)外面的下耳轴(55)，固定环(15)限定出曲面外周面(56)，下耳轴(55)限定出包括第一轴向线性部分(62)和第二轴向曲面部分(64)的内周面，所述曲面外周面(56)和所述第二轴向曲面部分(64)关节式接合以能够相对于彼此关节式运动，第一轴向线性部分(62)和与其相对的表面之间具有间隙(G)。本实用新型还涉及包括上述多级式油缸的自卸车。

Description

多级式油缸及包括多级式油缸的自卸车

技术领域

本申请涉及一种用于重载场合的多级式油缸，以及包括该多级式油缸的自卸车。

背景技术

在各种重载场合工作的车辆，例如典型地用于运输物料(例如，矿物)的自卸车，经常使用多级式油缸作为作动元件。油缸通常设置在自卸车的车架和箱体之间。

总体上，多级式油缸包括固定缸筒和嵌套在固定缸筒中并且可依次伸出的多个移动缸筒，活塞杆能够从最内部的移动缸筒中伸出和收缩。活塞杆伸出时自卸车的箱体枢转至一倾斜的自卸位置，从而负载可从箱体清空，之后，活塞杆可以收缩以将自卸车箱体降低到车架上。

通常，多级式油缸通过焊接到固定缸筒外面的下耳轴枢转地连接到自卸车的车架，以便移动缸筒或活塞杆伸出和收缩时多级式油缸能够相对于车架枢转。然而，下耳轴以这种方式刚性地连接到多级式油缸的固定缸筒，在固定缸筒承受侧向载荷时，侧向载荷难以释放，会导致焊接在一起的较细的下耳轴发生弯曲，或其它变形。这可能破坏下耳轴，还可能使拉缸风险增加。

希望能够解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是使多级式油缸的固定缸筒受到的侧向载荷能够及时地释放，以便保护下耳轴。

为此，本申请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，以及包括该多级式油缸的自卸车。

本申请的一种多级式油缸包括：固定缸筒；和在固定缸筒内部的至少一个移动缸筒，所述至少一个移动缸筒具有轴向伸出方向和相反的轴向缩回方向；其中，所述多级式油缸还包括被固定到所述固定缸筒的外周面上的固定环和套装在所述固定环外面的下耳轴，所述固定环限定出曲面外周面，所述下耳轴限定出包括第一轴向线性部分和第二轴向曲面部分的内周面，所述曲面外周面和所述第二轴向曲面部分关节式接合以能够相对于彼此关节式运动，所述第一轴向线性部分和与其相对的表面之间具有间隙。

在一个实施例中，所述曲面外周面和所述第二轴向曲面部分中的一个是凸曲面，所述曲面外周面和所述第二轴向曲面部分中的另一个与凸曲面接合的凹曲面。

在一个实施例中，所述凸曲面是球形表面的一部分，椭球形表面的一部分，抛物面的一部分，双曲面的一部分，或者它们的任意组合。

在一个实施例中，多级式油缸还包括被固定地套装到所述固定缸筒的外周面上的加强套筒，所述加强套筒提供与所述第一轴向线性部分相对的所述表面。

在一个实施例中，多级式油缸还包括被固定地到所述加强套筒上的止挡环，一弹性件被夹置于所述加强套筒、所述止挡环和所述下耳轴之间并且在所述关节式运动发生时能够变形到所述间隙内。

在一个实施例中，所述加强套筒、所述固定环、所述止挡环是彼此独立的部件，或者，所述加强套筒与所述固定环或所述止挡环是一体件。

在一个实施例中，所述弹性件是密封圈。

在一个实施例中，多级式油缸还包括在所述至少一个移动缸筒内相对于其可伸缩的活塞杆，固定到活塞杆的杆头，套装在所述固定缸筒外面的外套筒，以及固定到外套筒的端部内的顶板，其中所述杆头被紧固于所述顶板使得所述活塞杆和所述外套筒被连接到一起。

在一个实施例中，所述顶板限定出锥形通孔，所述杆头包括与所述锥形通孔接合的锥形部。

本申请的自卸车包括上述的多级式油缸。

本申请的多级式油缸，固定缸筒外面焊接有固定环，下耳轴套装在固定环外面，固定环和下耳轴提供能够彼此关节式接合的曲面接合面，使得固定环和下耳轴能够相对于彼此关节式运动，例如偏转和旋转。在多级式油缸的固定缸筒受到侧向载荷的情况下，这种关节式运动使得固定缸筒上的侧向载荷能够得到及时释放，保护了下耳轴，避免下耳轴发生弯曲失效，并且避免了由此引发的拉缸危险。

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，其中多级式油缸的移动缸筒处于伸出位置；

图2是图1的多级式油缸的移动缸筒处于缩回位置的示意图，其中一些部分被局部地剖开以清楚地线上内部结构；

图3是图2中的区域R的放大图。

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是用在自卸车上，下面将以图1中示意性显示的自卸车为例说明本申请的多级式油缸结构。

参考图1，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中的多个移动缸筒，图1中示出了三个移动缸筒3a，3b和3c；嵌套在最内部移动缸筒3c中并且可从其伸出的活塞杆4；以及由活塞杆4支撑着的外套筒5。在本文中，所谓固定缸筒2是指其不像移动缸筒3那样可伸缩。

图1示出了移动缸筒的伸出位置。三个移动缸筒3a，3b和3c在从缩回位置移动到图1的伸出位置的过程中，从最外面的一级移动缸筒3a、到二级移动缸筒3b、再到最内部的三级移动缸筒3c从外到内依次伸出、最后活塞杆4从三级移动缸筒3c伸出。在图1的伸出位置，自卸车箱体9内的负载、例如垃圾允许被倒出。三个移动缸筒3a-3c在从图1的伸出位置缩回的过程中，活塞杆4首先缩回，然后依次缩回最内部的三级移动缸筒3c和中间的二级移动缸筒3b，最后缩回最外面的一级移动缸筒3a。

固定缸筒2的底部通过下枢转结构30连接到自卸车的车架8，从而当移动缸筒3a-3c或活塞杆4在伸出位置和缩回位置之间移动时，固定缸筒2能够相对于车架8枢转。外套筒5的底部通过上枢转结构50连接到箱体9的纵向一端(例如，图1的前端)，从而当移动缸筒3a-3c或活塞杆4在伸出位置和缩回位置之间移动时，外套筒5能够相对于箱体9枢转。

图2中，移动缸筒3a-3c和活塞杆4处于缩回位置，下枢转机构30被局部地剖开，图3示出了区域R的放大图。

下枢转机构30可以包括被固定、例如焊接到固定缸筒2的圆柱形外表面22的固定环15，被固定、例如焊接到固定缸筒2的圆柱形外表面22的加强套筒25，套装在固定环15和加强套筒25外面的下耳轴55。

如图3所示，固定环15限定出朝向固定缸筒2的圆柱形外表面22的内周面52，朝向移动缸筒3移出的轴向方向的端面54，以及曲面外周面56。下耳轴55包括适于与固定环15接合的本体部60和适于与车体8枢转连接的外延部70。本体部60的内周面、即下耳轴55的内周面包括在轴向方向上呈线性形式的第一轴向线性部分62和在轴向方向上呈弯曲形式的第二轴向曲面部分64。第一轴向线性部分62在轴向方向上呈线性形式意思是在图2的纵向剖视图中具有线性内轮廓，具体来说，第一轴向线性部分62可以具有柱形内表面，或者出于加工或制造的方面考虑可以具有如图所示的锥形内表面。第二轴向曲面部分64在轴向方向上呈弯曲形式意思是在图2的纵向剖视图中具有曲线内轮廓，第二轴向曲面部分64在朝向移动缸筒3移出的方向的一端具有最大内径，在相反端具有最小内径。

下耳轴55的第二轴向曲面部分64和固定环15的曲面外周面56被构造成彼此关节式接合，从而两者之间能够关节式运动。

下耳轴55的第一轴向线性部分62和加强套筒25的外周面72之间具有间隙G。弹性件35和止挡环45套装在加强套筒25上并且止挡环45被固定、例如焊接到加强套筒25。弹性件35被夹置于并压缩在止挡环45、加强套筒25和下耳轴55之间。在本申请中，弹性件35例如可以是任何弹性材料支撑的O形圈。

下耳轴55和固定环15通过第二轴向曲面部分64和曲面外周面56进行关节式接合，使得：在固定缸筒2承受侧向载荷时，下耳轴55的第二轴向曲面部分64能够相对于固定环15的曲面外周面56进行关节式运动，或者说摆动，固定缸筒2上的侧向载荷得以释放，下耳轴55也不会发生弯曲变形或破坏，同时避免了由此产生的拉缸风险。此时，由于止挡环45的阻挡作用，下耳轴55的端面66压缩弹性件35使其弹性变形，进而部分地进入间隙G。

下耳轴55的第二曲面部分64和固定环15的曲面外周面56两者的曲面形状和尺寸被设置成允许两者之间具有小于4度、例如小于3度、再例如小于2度的相对偏转角度。

具体地，在图示实施例中，固定环15的曲面外周面56是凸曲面，下耳轴55的第二轴向曲面部分64是与凸曲面配合的凹曲面。本领域内的技术人员应理解，还可以设计成固定环15的曲面外周面56是凹曲面，而下耳轴55的第二轴向曲面部分64是凸曲面。在本申请中，“曲面”可以是球形表面的一部分、椭球形表面的一部分、双曲面的一部分、抛物面的一部分、它们的任意组合、或者任何其他不规则的平滑曲面，只要能够在固定环15和下耳轴55之间实现预期角度的偏转或摆动即可。

在下枢转结构30的组装过程中，固定环15被首先焊接到固定缸筒2，然后套装下耳轴55，随后，将止挡环45和加强套筒25焊接固定到固定缸筒2，然后安装弹性件35，使弹性件35并夹置于止挡环45、加强套筒25和下耳轴55之间。

根据本申请的原理，用于对固定缸筒2起加强作用的加强套筒25可以如图所示单独提供。可选地，加强套筒25可以与固定环15是一体件，或者可以与止挡环45是一体件。

前述的“固定”都是通过焊接方式实现，本领域内技术人员可以设想能够实现相同功能的任何其它连接方式。例如，止挡环45到加强套筒25上的固定可以通过使前者卡在形成在后者外周面上的槽内实现。止挡环45可以是完整的环结构，也可以是开口环结构。

图中还示出固定环15的端面54具有用于减轻固定环15重量目的凹陷部。

将外套筒5的下端枢转地连接到箱体9的上枢转结构50与上面详细描述的下枢转结构30类似，从而能够实现外套筒5和上枢转结构50的上耳轴之间的侧向偏转，这里不再详细描述。

另外，如图2所示，在外套筒5的上端内固定地设置有顶板10，例如也通过焊接连接的方式。与活塞杆4(图2中未示出)固定连接到一起、例如焊接到一起的杆头42通过大螺母44和垫圈46紧固到顶板10，从而活塞杆4、杆头42和顶板10都与外套筒5固定到一起。

如图所示，顶板10包括板状本体12，从板状本体12的中央区域轴向向内突伸的内突部14，和从板状本体12的中央区域轴向向外突伸的外突部16，从而形成加厚的中央区域。锥形通孔122轴向贯穿顶板10的中央区域，以允许杆头42穿过。

杆头42包括适于与大螺母44啮合的螺纹头部422，从螺纹头部422伸出的锥形部424，从锥形部424伸出的凸缘426，以及从凸缘426伸出的用于焊接到活塞杆4内的焊接端部(未示出)。锥形部424的外径从与螺纹头部422连接的第一端渐增至与凸缘426连接的第二端，凸缘426的外径大于锥形部424的第二端的最大外径值。

杆头42的锥形部424与锥形通孔122接合，使得杆头42与顶板10之间的压力承受面积较大，有利于增大自卸车的承载能力。这种结构还能够改善油缸在承受弯矩时活塞杆以及杆头的受力情况，减小杆头上的应力分布，提高杆头的疲劳强度。同时，这种结构还能够增强活塞杆抵抗偏载的能力。

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，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。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 (10)

1.一种多级式油缸，包括：

固定缸筒(2)；和

在固定缸筒(2)内部的至少一个移动缸筒，所述至少一个移动缸筒具有轴向伸出方向和相反的轴向缩回方向；

其特征在于，所述多级式油缸还包括被固定到所述固定缸筒(2)的外周面(22)上的固定环(15)和套装在所述固定环(15)外面的下耳轴(55)，所述固定环(15)限定出曲面外周面(56)，所述下耳轴(55)限定出包括第一轴向线性部分(62)和第二轴向曲面部分(64)的内周面，所述曲面外周面(56)和所述第二轴向曲面部分(64)关节式接合以能够相对于彼此关节式运动，所述第一轴向线性部分(62)和与其相对的表面之间具有间隙(G)。

2.如权利要求1所述的多级式油缸，其特征在于，所述曲面外周面(56)和所述第二轴向曲面部分(64)中的一个是凸曲面，所述曲面外周面(56)和所述第二轴向曲面部分(64)中的另一个与凸曲面接合的凹曲面。

3.如权利要求2所述的多级式油缸，其特征在于，所述凸曲面是球形表面的一部分，椭球形表面的一部分，抛物面的一部分，双曲面的一部分，或者它们的任意组合。

4.如权利要求1-3中任一项所述的多级式油缸，其特征在于，还包括被固定地套装到所述固定缸筒(2)的外周面(22)上的加强套筒(25)，所述加强套筒(25)提供与所述第一轴向线性部分(62)相对的所述表面。

5.如权利要求4所述的多级式油缸，其特征在于，还包括被固定地到所述加强套筒(25)上的止挡环(45)，一弹性件(35)被夹置于所述加强套筒(25)、所述止挡环(45)和所述下耳轴(55)之间并且在所述关节式运动发生时能够变形到所述间隙(G)内。

6.如权利要求5所述的多级式油缸，其特征在于，所述加强套筒(25)、所述固定环(15)、所述止挡环(45)是彼此独立的部件，或者，所述加强套筒(25)与所述固定环(15)或所述止挡环(45)是一体件。

7.如权利要求5所述的多级式油缸，其特征在于，所述弹性件(35)是密封圈。

8.如权利要求1-3中任一项所述的多级式油缸，其特征在于，还包括在所述至少一个移动缸筒内相对于其可伸缩的活塞杆(4)，固定到活塞杆(4)的杆头(42)，套装在所述固定缸筒(2)外面的外套筒(5)，以及固定到外套筒(5)的端部内的顶板(10)，其中所述杆头(42)被紧固于所述顶板(10)使得所述活塞杆(4)和所述外套筒(5)被连接到一起。

9.如权利要求8所述的多级式油缸，其特征在于，所述顶板(10)限定出锥形通孔(122)，所述杆头(42)包括与所述锥形通孔(122)接合的锥形部(424)。

10.一种自卸车，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的多级式油缸。

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