CN217355008U - 致动器和摊铺机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种致动器和摊铺机，所述致动器包括管，所述管具有中心轴向延伸孔，所述中心轴向延伸孔限定在管中并且在管的封闭远端与管的开口近端之间延伸。杆可滑动地安装在管内并且通过头部密封总成可滑动地支撑在管的近端处。活塞安装在杆的远端处，并且通过附接到杆的远端的活塞保持总成保持在杆上。用于接收耳轴销的耳轴帽孔被限定穿过管的封闭远端，并且用于接收杆眼销的杆眼孔被限定穿过杆的近端。当杆和活塞完全缩回到管中时，从耳轴帽孔的中心到杆眼孔的中心限定缩回的销间尺寸。从活塞的与管的封闭远端相邻的第一完全缩回位置到活塞的在管的近端处与头部密封总成接触的第二完全延伸位置限定冲程尺寸。

Description

致动器和摊铺机

技术领域

本实用新型总体上涉及一种用于重型机械（诸如摊铺机）的液压缸，并且更具体地涉及一种具有满足机械的运动学、结构和载荷要求的特定性能尺寸的液压缸。

背景技术

重型机械（诸如摊铺机）上的常规液压系统可以包括泵，该泵从储罐中抽出低压流体，对流体加压，并且使加压流体可供多个不同的致动器使用以用于移动致动器。致动器可以包括被专门设计为满足各种运动学、结构和载荷要求的液压缸以在使用机器执行其被分配的任务时使机器的各种结构元件相对于彼此移动。例如，一个或多个液压缸可被专门设计为处理在操作特定机器以执行作业任务(诸如经由一个或多个螺旋钻从料斗转运沥青或其它铺设材料以便使用浮式整平板将其施加到路面)时所需的液压压力、运动学特性、扭转应力、压缩应力、抗拉应力、环向应力、运动范围和运动速度。在各种示例性布置中，每个致动器的速度可通过选择性地节流（即，限制）从泵进入每个致动器的加压流体的流量而独立地控制。例如，为了以高速移动特定致动器，从泵到致动器中的流体流仅受到少量限制（或完全不受限制）。相反地，为了以低速移动同一致动器或另一致动器，增加对流体流的限制。尽管适合许多应用，但是使用流体限制以控制致动器速度可能导致压力损失，从而降低液压系统的整体效率。

替代类型的液压系统被称为闭环液压系统。闭环液压系统通常包括泵，该泵以闭环方式连接到单个致动器或串联操作的一对致动器。在操作期间，泵从致动器的一个腔室中抽出流体，并且将加压流体排放到同一致动器的相对腔室中。为了以更高速度移动致动器，泵以更快速率排出流体。为了以更低速度移动致动器，泵以更慢速率排出流体。闭环液压系统通常比常规液压系统更有效，因为致动器的速度通过泵操作而不是流体限制来控制。即，泵被控制以仅排出与使致动器以期望速度移动所需的一样多的流体，并且不需要对流体进行节流。

在Izumi等人的美国专利4,369,625中公开了一种示例性闭环液压系统，本专利公布于1983年1月25日（'625专利）。在'625专利中，描述了一种具有流量组合功能性的多致动器无计量型液压系统。液压系统包括回转回路、动臂回路、斗杆回路、铲斗回路、左行进回路和右行进回路。回转、动臂、斗杆和铲斗回路中的每一者具有泵，该泵以闭环方式连接到专用液压缸。另外，第一组合阀连接在回转回路与斗杆回路之间，第二组合阀连接在斗杆回路与动臂回路之间，并且第三组合阀连接在铲斗回路与动臂回路之间。左右行进回路分别与铲斗和动臂回路的泵并联连接。在这种配置中，任何一个液压缸都可从一个以上的泵接收加压流体，使得其速度不受单个泵的容量的限制。

尽管改进了现有的闭环液压系统，但是上述'625专利的闭环液压系统仍可能不是最佳的。具体地，系统的连接回路只能顺序地执行。另外，可能难以控制各种致动器的速度和力。此外，液压缸优选地被设计成取决于将使用液压缸的特定机器和载荷应用而具有针对以下参数的特定尺寸范围：冲程（或液压缸在完全伸展和完全缩回时的总长度之差）、液压缸完全缩回时的销间长度（或更一般地，在液压缸的活塞杆端的第一连接界面与在液压缸的相对头端的第二连接界面之间的距离）、形成液压缸的主体的管或筒的内径、管或筒的外径、活塞杆的直径（该活塞杆从可滑动地支撑在管内的活塞总成延伸以在活塞总成的一侧限定头端腔室并在活塞总成的相对侧上限定杆端腔室），以及在一些液压缸中，或者有杆眼孔穿过活塞杆的近端，或者在液压缸头端有耳轴帽孔，则前述参数还包括与杆眼孔接合的杆眼销的直径以及与液压缸头端处的耳轴帽孔接合的的耳轴销的直径。

实用新型内容

本实用新型提供了一种致动器和摊铺机，液压缸被设计成具有特定性能尺寸的范围，该范围通过广泛的分析与经验数据和其它以客户为中心的数据的组合来确定，该广泛的分析包括基于物理学的方程式的应用、有限元分析和考虑了在使用期间将施加在液压缸上的运动学和结构应力的其它计算分析，该数据旨在满足特定的工作要求并解决上述一个或多个技术问题和/或现有技术的其它技术问题。

一种致动器，被配置为用于相对于摊铺机上的第二结构元件致动所述摊铺机上的第一结构元件，所述致动器包括：

管，所述管包括中心轴向延伸孔，所述中心轴向延伸孔限定在所述管中，在所述管的封闭远端与所述管的开口近端之间延伸；

杆，所述杆可滑动地安装在所述管内，所述杆通过头部密封总成可滑动地支撑在所述管的开口近端处；

活塞，所述活塞安装在所述杆的远端处；

活塞保持总成，所述活塞保持总成附接到所述杆的所述远端并且被配置为将所述活塞保持在所述杆的所述远端上；

耳轴帽孔，所述耳轴帽孔被限定穿过所述管的所述封闭远端并且被配置为用于接收耳轴销，所述耳轴销适于将所述管的所述封闭远端可枢轴地连接到所述摊铺机的所述第一结构元件；以及

杆眼孔，所述杆眼孔被限定穿过所述杆的近端并且被配置为用于接收杆眼销，所述杆眼销适于将所述杆的所述近端可枢转地连接到所述摊铺机的所述第二结构元件；其中

当所述杆和所述活塞完全缩回到所述管中使得所述杆的所述远端位于所述管的所述封闭远端附近时从所述耳轴帽孔的中心到所述杆眼孔的中心的缩回销间尺寸等于975.0 mm ± 2.5 mm；

从所述活塞的与所述管的所述封闭远端相邻的第一完全缩回位置到所述活塞的在所述管的所述开口近端处与所述头部密封总成接触的第二完全延伸位置的冲程尺寸等于570.0 mm ± 1.5 mm；

所述杆的直径等于32.0 mm ± 0.5 mm；

所述管孔的直径等于70.0 mm ± 0.5 mm；并且

所述管的外径等于80.0 mm ± 0.5 mm。

所述耳轴帽孔的直径等于25.2 mm ± 0.1 mm。

所述杆眼孔的直径等于25.2 mm ± 0.1 mm。

所述第一结构元件包括所述摊铺机的螺旋钻。

所述第二结构元件包括所述摊铺机的整平板。

所述第一结构元件包括所述摊铺机上的整平板的一部分或所述第一结构元件包括所述摊铺机上的料斗。

所述第一结构元件包括所述摊铺机的框架或主体，并且所述第二结构元件包括所述摊铺机的整平板。

所述第一结构元件相对于所述第二结构元件的致动导致以下至少一项：所述摊铺机的一部分的倾斜度改变、所述摊铺机的移动方向改变、所述第一结构元件与所述第二结构元件之间的张力改变，或者所述第一结构元件与所述第二结构元件之间的距离改变。

在上述技术方案中，所述致动器为液压缸。

一种摊铺机， 包括多个结构元件和各自将所述两个结构元件互连的多个液压致动器，其中每个液压致动器被配置为相对于所述摊铺机上的第二结构元件致动所述摊铺机上的第一结构元件，每个液压致动器包括：

管，所述管包括中心轴向延伸孔，所述中心轴向延伸孔限定在所述管中，在所述管的封闭远端与所述管的开口近端之间延伸；

杆，所述杆可滑动地安装在所述管内，所述杆通过头部密封总成可滑动地支撑在所述管的开口近端处；

活塞，所述活塞安装在所述杆的远端处；

活塞保持总成，所述活塞保持总成附接到所述杆的所述远端并且被配置为将所述活塞保持在所述杆的所述远端上；

耳轴帽孔，所述耳轴帽孔被限定穿过所述管的所述封闭远端并且被配置为用于接收耳轴销，所述耳轴销适于将所述管的所述封闭远端可枢轴地连接到所述摊机的所述第一结构元件；以及

杆眼孔，所述杆眼孔被限定穿过所述杆的近端并且被配置为用于接收杆眼销，所述杆眼销适于将所述杆的所述近端可枢转地连接到所述摊铺机的所述第二结构元件；其中

当所述杆和所述活塞完全缩回到所述管中使得所述杆的所述远端位于所述管的所述封闭远端附近时从所述耳轴帽孔的中心到所述杆眼孔的中心的缩回销间尺寸等于975.0 mm ± 2.5 mm；

从所述活塞的与所述管的所述封闭远端相邻的第一完全缩回位置到所述活塞的在所述管的所述开口近端处与所述头部密封总成接触的第二完全延伸位置的冲程尺寸等于570.0 mm ± 1.5 mm；

所述杆的直径等于32.0 mm ± 0.5 mm；

所述管孔的直径等于70.0 mm ± 0.5 mm；并且

所述管的外径等于80.0 mm ± 0.5 mm。

一方面，本实用新型涉及一种致动器，所述致动器被配置为相对于摊铺机的第二结构元件来致动所述摊铺机的第一结构元件。所述致动器可以包括管（有时称作缸筒），其中所述管包括被限定在管中的中心轴向延伸孔，所述中心轴向延伸孔在所述管的封闭远端与所述管的开放近端之间延伸，并且所述管的厚度由所述管的外径与所述管的孔径之间的径向距离限定。杆可滑动地安装在所述管内，所述杆通过头部密封总成可滑动地支撑在所述管的近端处。活塞可安装在所述杆的远端处。活塞杆的近端处的第一连接界面被配置为用于将活塞杆的近端连接到摊铺机的第一结构元件。管的远端处的第二连接界面被配置为用于将管的远端连接到摊铺机的第二结构元件。

另一方面，本实用新型涉及一种摊铺机，所述摊铺机包括多个结构元件和各自将所述两个结构元件中互连的多个液压致动器，其中每个液压致动器被配置为相对于所述摊铺机上的第二结构元件致动所述摊铺机上的第一结构元件。每个液压致动器可以包括管，其中所述管包括被限定在管中的中心轴向延伸孔，所述中心轴向延伸孔在所述管的封闭远端与所述管的开放近端之间延伸，并且所述管的厚度由所述管的外径与所述管的孔径之间的径向距离限定。杆可滑动地安装在所述管内，所述杆通过头部密封总成可滑动地支撑在所述管的近端处。活塞可安装在所述杆的远端处。管的封闭远端处的第一连接界面被配置为用于将管的远端连接到摊铺机的第一结构元件。杆的近端处的第二连接界面被配置为用于将杆的近端连接到摊铺机的第二结构元件。

在又另一方面中，本实用新型涉及一种液压缸，所述液压缸被配置为相对于摊铺机上的第二结构元件来致动所述摊铺机上的第一结构元件。每个液压缸可以包括管，其中所述管包括被限定在管中的中心轴向延伸孔，所述中心轴向延伸孔在所述管的封闭远端与所述管的开放近端之间延伸，并且所述管的厚度由所述管的外径与所述管的孔径之间的径向距离限定。杆可滑动地安装在所述管内，所述杆通过头部密封总成可滑动地支撑在所述管的近端处。活塞可安装在所述杆的远端处。管的封闭远端处的第一连接界面被配置为用于将管的远端连接到摊铺机的第一结构元件。杆的近端处的第二连接界面被配置为用于将杆的近端连接到摊铺机的第二结构元件。

本实用新型的技术方案，用于重型机械的液压缸可得益于本文公开的特定性能尺寸以及诸如阻尼装置和头部密封装置的特征的组合，该特征及组合改进了在极端条件下的操作特性、疲劳寿命和性能。

本实用新型的实施例可提供改进的能量使用和节约。另外，组合来自不同回路的流体流以满足各个致动器的需求的能力可允许减少液压系统内所需的泵的数量和/或这些泵的大小和容量。这些减少可减少泵损失，提高整体效率，改进液压系统的空间布置关系，和/或降低液压系统的成本。至少部分地基于对执行与铺设过程相关联的某些任务所需要的特定摊铺机的各种结构元件的结构和运动学分析的结果对液压缸的冲程、销间长度、杆直径、管孔直径、管外径、杆眼销直径和耳轴帽销直径应用特定性能尺寸还提高了铺设操作的效率和质量，延长了机器的使用寿命，并减少了机器部件故障的发生或维修或维护的需要。

附图说明

图1A至图1C示出了一种示例性液压缸，其可以用于升高和降低沥青摊铺机的螺旋钻；

图2A至图2C示出了另一种示例性液压缸，其可以用作摊铺机的各部分相对于彼此移动的各种目的的延伸液压气缸。

具体实施方式

图1A至图2C所示的液压缸是示例性液压缸，其可以用作摊铺机或其它重型机械上的致动器，该其它重型机械具有协作完成任务的多个系统和部件。例如，沥青摊铺机可以包括用作致动器的各种液压缸，该致动器用于使摊铺机的各个部分、部件或部件总成相对于彼此和/或相对于摊铺机在其上操作的基板移动。沥青摊铺机通常用于在工作表面上相对均匀地施加、铺展和压实铺设材料，即，沥青或其它铺设材料的垫层。这些机器通常用于道路、停车场和其它区域的建设。沥青摊铺机通常包括：料斗，该料斗用于从卡车或材料转运车辆接收沥青材料；以及输送机系统，该输送机系统用于从料斗向后转运沥青以将沥青排放到路基上。整平板将沥青材料平滑化并压实，理想情况下留下均匀深度和平滑度的路基。

为了帮助实现期望的均匀深度和平滑度以及适应不同的期望路基配置，整平板总成可以包括各种整平板区段和调整装置。这些调整装置可以用于例如改变垫层的厚度以及任何路拱的程度和其横向坡度，以及与铺设垫相邻层的路肩护边的配置。为了提高各种整平板区段的沥青压实和铺展能力，整平板总成通常利用夯实机构。夯实机构可以在铺设材料通过整平板下方之前预先压实沥青。夯实机构可以在每个整平板区段上包括夯实棒和耐磨板。夯实棒可以预先压实沥青并在平整板下方进给沥青，以在铺设表面上进行有效铺展和进一步压实。耐磨板可以位于夯实棒的后面，并且可以被安装到整平板框架上，使得耐磨板的底表面与整平板的底表面基本对准。耐磨板可以被配置和定位成用作夯实棒与整平板框架和整平板之间的牺牲板（sacrificial plate），以防止在夯实棒在夯实操作期间相对于耐磨板上下往复运动时损坏整平板框架和整平板。

耐磨板最大程度地减少了对整平板和安装有耐磨棒的整平板框架的磨损和撕裂。通常将作为可更换部件的耐磨板安装到整平板框架上，使得耐磨板的底表面在整平板的底边缘上方。换句话说，耐磨板相对于整平板的底部（沥青精加工表面）平面保持高度公差。通常需要这种高度公差以防止耐磨板突出或以其它方式延伸超出整平板的底部边缘（以及整平板区段），因此由于相关联的整平板区段压实并铺展沥青而在铺设表面上留下图案或标记。由于对存在于在夯实操作期间经历来自沥青的最大反作用力的夯实棒的表面与正被夯实的沥青之间的界面处存在的夯实棒材料的量以及对存在于夯实棒与耐磨板之间的界面处的材料量的限制，现有的夯实棒和耐磨板可能经历加速磨损。

摊铺机包括框架，该框架具有与该框架联接的一组地面接合元件，诸如轮子或轨道。地面接合元件可以由发动机以常规方式驱动。发动机可以进一步驱动相关联的发电机，该发电机可以用于为摊铺机上的各种系统提供动力。整平板总成可操作地与发动机相关联，并附接在摊铺机的后端处，以将铺设材料铺展和压实成具有期望厚度、大小、均匀性、路拱轮廓和横向坡度的沥青垫层。摊铺机还包括具有座椅和控制台的操作员站，该控制台包括用于指导摊铺机的操作的各种控件。

摊铺机还包括用于存储铺设材料的料斗，以及包括一个或多个输送机的输送机系统，该输送机被配置为将铺设材料从料斗移动到摊铺机后部的整平板总成。一个或多个螺旋钻被布置在整平板总成的前端附近，以接收由输送机提供的铺设材料，并将材料均匀地铺展在整平板总成下方。螺旋钻的高度可经由一个或多个高度调整执行器（例如液压缸）进行调整。整平板总成通过在摊铺机的框架与整平板总成之间延伸的一对牵引臂可枢转地连接在摊铺机后面。牵引臂可枢转地连接到框架，使得整平板总成相对于整平板框架以及相对于被铺设的表面的相对位置和取向可以通过使牵引臂枢转来进行调整，例如，以便控制由摊铺机沉积的铺设材料的厚度。为此，提供了牵引臂致动器，其被布置和配置为升高和降低牵引臂，由此升高和降低整平板总成。牵引臂致动器可以是任何合适的致动器，例如液压缸。

整平板总成可以具有本领域中已知的多种配置中的任何一种，具体地，它可以是具有可调路拱轮廓的多区段整平板，并且可以包括具有在横向方向上延伸以适应更宽的铺设区域的附加整平板的延伸部。整平板总成被提供有整平板。整平板被配置为漂浮在位于准备好的铺设路基上的沥青垫层的铺设材料上，并使铺设材料在诸如例如道路或路基之类的基础表面上“平滑化”或整平并压实。整平板可以优选地借助于托架连接到振动轴，该振动轴联接到振动的偏心传动装置。振动轴可以包括偏心放置的重物，使得当振动传动装置使振动轴旋转时，该轴使托架和整平板振动。振动的整平板提高了位于在准备好的铺设路基上的沥青垫层的压实度和质量。

用于摊铺机的动力源可以体现为发动机，诸如例如柴油发动机、汽油发动机、气体燃料动力发动机或本领域中已知的任何其它类型的燃烧发动机。可预期，动力源可以替代地体现为非燃烧动力源，诸如燃料电池、动力存储装置、系留马达（tethered motor）或本领域中已知的另一动力源。动力源可以产生机械动力或电功率输出，然后可以将其转换为液压动力以移动用作致动器的各种液压缸，以将摊铺机的各个部分、部件、或部件或结构元件的组件相对于彼此和/或相对于摊铺机在其上运行的基底而移动。摊铺机上的操作员站可以包括从机器操作员接收指示期望的机器操纵的输入的装置。具体地，操作员站可以包括位于操作员座椅附近的一个或多个操作员接口装置，例如操纵杆、方向盘或踏板。操作员接口装置可以通过产生指示期望的机器操纵的位移信号来发起摊铺机的移动，例如行进和/或工具移动。随着操作员移动接口装置，操作员可在期望方向上以期望速度和/或用期望的力来影响对应的机器移动。

如图1A至图1C所示，示例性液压缸102（其可以用作用于升高和降低摊铺机上的螺旋钻的致动器）可以包括管（或气缸筒）322和被布置在管322内的杆332的远端处的活塞总成420，以在活塞总成420的相对侧上形成第一腔室352和相对第二腔室354。管322的一端通过远端342处的液压缸底部或耳轴帽封闭。在相对端处，管322由液压缸盖和头部密封总成520封闭，活塞杆332在该头部密封总成中伸出液压缸。活塞总成420的帽端侧（有时称作盲端侧）上的第一腔室352可以被认为是液压缸的“头端”腔室，而在活塞杆332与管322之间限定的第二腔室354可以被认为是液压缸的“杆端”腔室。图1C所示的活塞总成420的示例性实施例可以被设置在杆332的远端处。活塞总成420可以通过各种手段保持在杆332的远端上，诸如活塞保持总成采用衬套或通过活塞杆332的远端处的螺母使活塞总成420保持在杆332的远端上，如图1C所示。杆332可以具有直径334，并且活塞总成420还可以包括多个环形密封件，该环形密封件沿着活塞总成420的外围间隔开并且随着杆332和活塞总成420由于提供给杆端腔室354和头端腔室352并从其中释放的液压流体的压力和/或流速的变化在管322内往复移动而在活塞总成420与管322的内圆周表面之间形成可滑动密封件。

杆端腔室354和头端腔室352可以各自被选择性地提供有加压流体并排出加压流体，以使活塞总成420在管322内移位，由此使杆332从管322延伸和缩回，并改变液压缸的有效长度。杆332从管322的延伸和缩回导致与杆332连接的机器或连杆结构的一部分相对于与固定在管322的远端342处的耳轴帽连接的机器或连杆结构的另一部分移动。进出杆端腔室354和头端腔室352的流体的流速可以与液压缸的平移速度有关，而腔室354、352之间的压力差可以与由液压缸施加在摊铺机的相关联连杆结构上的力有关。

如图1C所示，杆332的近端可以穿过附接在管322的端部处的头部密封总成520，杆332穿过该端部。头部密封总成520可以包括沿着头部密封总成520的内圆周外围的多个轴向间隔开的密封件，该密封件被配置为与杆332的近端的外围形成可滑动密封件。多个螺栓可以将头部密封总成520固定到杆端凸台，其中头部密封总成520的一部分从管322的杆端凸台至少部分地径向向内延伸并且被配置用于随着杆332和活塞420相对于管322往复运动而径向地支撑杆332的近端。杆332的近端可以包括直径为252的杆眼孔，该杆眼孔延伸穿过与杆332的中心轴线344正交的杆332并且被配置为接收杆眼销以用于将杆332的近端可枢转地附接到机器的第一结构元件，该杆眼销诸如将液压缸的杆端可枢转地连接到摊铺机的第一结构元件的杆眼销。管322的远端342可类似地包括直径为242的耳轴帽孔，该耳轴帽孔正交于杆332和管322的中心轴线344延伸穿过管322的远端342并且被配置为接收耳轴销，该耳轴销将管322的远端342可枢转地附接到机器的第二结构元件，该耳轴销诸如被配置为将液压缸的头端可枢转地连接到第二结构元件的耳轴销。

在图1A至图2C所示的液压缸102、130示例性实施例中，基于摊铺机上的特定应用中的液压缸的特定性能要求来确定液压缸的不同尺寸的值。特定性能尺寸包括但不限于每个管322的管孔直径324和外径326、每个杆332的杆直径334、延伸穿过杆332的近端的杆眼孔的直径252、延伸穿过管322的远端342的耳轴帽孔的直径242、当杆332完全缩回到管322中时在杆眼孔的中心与耳轴帽孔的中心之间的销间长度132，以及由杆332在从管322内的完全缩回位置行进到完全延伸位置时移动的总距离确定的冲程222。如上文所讨论的，本文所定义的液压缸的冲程是在完全伸展时和完全缩回时液压缸的总长度之差。如本文所定义的，销间长度/尺寸是当液压缸完全缩回时在缸的活塞杆端的第一（或第二）连接界面与缸的相对的头端的第二（或第一）连接界面之间的距离。在管的封闭远端处的第一（或第二）连接界面可以被配置用于将管的远端连接到摊铺机的第一结构元件。在杆的近端处的第二（或第一）连接界面可以被配置用于将杆的近端连接到摊铺机的第二结构元件。第一连接界面和第二连接界面各自可以包括但不限于：被配置为接收销的孔、被配置为接收U形夹销的U形接头、被配置为与摊铺机的结构元件接合的耳轴安装件、被配置为与机器的结构元件接合的螺杆、被配置为接收球形球元件的球头螺栓安装座、或被配置为将液压缸的杆端和头端中的每一个连接到摊铺机的相应结构元件的任何其他已知连接界面。至少部分地基于与销可枢转地附接的摊铺机的结构元件的大小以及这些元件在操作期间承受的载荷和结构应力（诸如剪切应力、扭转应力、压缩应力以及在每个液压缸的致动期间在载荷下将承受的抗拉应力）来确定杆眼孔的直径252以及因此被配置用于将液压缸的杆332可枢转地连接到机器的结构元件的杆眼销的直径以及延伸穿过管322的远端342的耳轴帽孔的直径242以及因此被配置为将液压缸的管322可枢转地连接到机器的另一结构元件的耳轴销的直径。至少部分地基于特定机器的结构元件（诸如每个摊铺机的螺旋钻和整平板）的大小、运动范围、工作载荷以及结构相互关系来确定图1B所示的液压缸的销间尺寸132，或更一般地，管322的封闭远端处的第一连接界面与活塞杆332近端处的第二连接界面之间的距离。类似地至少部分地基于机器的结构元件的大小、运动范围、工作载荷以及结构相互关系来确定图1C所示的液压缸的冲程222。杆332和活塞420在图1C中被示为完全收缩到管322中，其中通过从当活塞420在管322的封闭远端342处触底时的这种完全收缩位置行进到当活塞420接触与管322的近端连接的头部密封总成520时杆332的完全延伸位置的距离来确定冲程222。

摊铺机可以包括具有多个回路的液压系统，该多个回路驱动上述流体致动器（液压缸）以使摊铺机的一部分（诸如螺旋钻的至少一侧）相对于机器的另一部分移动。回路中的每一者可以为类似的，并且包括促进使用和控制相关联的致动器的多个互连和协作的流体部件。例如，回路中的每一者可以包括泵，该泵经由通过左侧通道和右侧通道形成的闭合回路流体地连接到其相关联的致动器。具体地，回路中的每一者可以包括公共的左泵通道、公共的右泵通道、用于每个致动器的左致动器通道和用于每个致动器的右致动器通道。在具有线性致动器的回路中，左右致动器通道通常分别被称为头端通道和杆端通道。在每个回路内，对应泵可以经由左右泵通道和致动器通道的组合连接到其相关联的致动器。

为了使线性致动器缩回，特定回路的右致动器通道可以被填充有通过泵加压的流体，而对应的左致动器通道可以被填充有线性致动器返回的流体。相反地，为了使线性致动器延伸，左致动器通道可以被填充有通过泵加压的流体，而右致动器通道可以被填充有流出线性致动器的流体。每个泵可以具有可变排量并且被控制为从其相关联的致动器抽出流体并以指定高压将流体在单个方向上排放回致动器。即，泵可以包括冲程调整机构，例如斜盘，其位置尤其基于致动器的期望速度而进行液压机械地调整，由此改变泵的输出（例如，排出速率）。可以将泵的排量从基本上没有流体从泵排出的零排量位置调整到流体以最大速率从泵排出到右泵通道的最大排量位置。泵可以通过例如副轴、皮带或以其它合适的手段可驱动地连接到摊铺机的动力源。替代地，泵可以经由变矩器、齿轮箱、电路或以本领域中已知的任何其它手段间接地连接到动力源。可预期，如果需要，不同回路的泵可以串联（例如，经由同一轴）或并联（经由齿轮系）连接到动力源。

被配置为向液压致动器提供加压液压流体的泵也可被选择性地充当马达。更具体地，当相关联的致动器以超限状态进行操作时，从致动器排出的流体的压力的升高可以高于对应泵的输出压力。在这种情况下，通过泵被引导回的致动器流体的高压可以用于在有或没有动力源辅助的情况下驱动泵旋转。在一些情况下，泵甚至能够将能量施加到动力源，由此提高动力源的效率和/或容量。

在根据本实用新型的液压缸（诸如用于摊铺机的各部分相对于彼此移动的各种目的的前部延伸液压缸130，如图2A至图2C所示）的一个示例性实施例中，该液压缸可以具有当完全缩回使得杆332和活塞420在管322的封闭远端342处触底时的销间尺寸132，该销间尺寸等于975.0 mm ± 2.5 mm。该示例性液压缸的冲程222可以等于570.0 mm ± 1.5 mm。管孔直径324可以等于70.0 mm ± 0.5 mm，并且管外径326可以等于80.0 mm ± 0.5 mm。杆332的直径334可以等于32.0 mm ± 0.5 mm。耳轴帽孔直径242和杆眼孔直径252可以等于25.2 mm ± 0.1 mm。基于以下一者或多者来为特定机器确定所公开的尺寸范围：基于物理学的方程式、有限元分析、经验证据、历史证据和其它计算分析，该其它计算分析考虑诸如机器上的与杆端连接的部件与液压缸的耳轴帽端之间的运动学相互关系、相应的结构部件的运动范围、在机器操作期间液压缸将承受的载荷、期望的疲劳寿命、液压流体压力和机械安全系数之类的因素。

工业实用性

本实用新型所公开的液压缸可以适用于任何摊铺机，其中对于每个液压缸的冲程、销间长度、杆直径、管孔直径、管外径、杆眼销直径和耳轴帽销直径应用特定性能尺寸是至少部分地基于对执行某些任务所需的特定机器的各种结构元件的结构和运动学分析的结果，这些任务诸如调整摊铺机的螺旋钻相对于摊铺机上的浮式整平板和/或料斗的位置、升高和降低螺旋钻、料斗、整平板的各部分或摊铺机的其它部分、使摊铺机转向以及执行与铺设过程相关联的其它任务。可以至少部分地根据基于物理学的方程式以及经验和历史数据来确定在特定机器上使用的每个液压缸的特定性能尺寸，该物理学的方程式以及经验和历史数据包括对载荷下结构元件的疲劳分析、特定机器的大小和特定机器在其中操作的环境、由机器施加的材料、每个液压缸的头端和杆端将在其中可枢转地连接的连杆点的相对位置、在每个液压缸的各个部件上的液压系统压力、环向应力、剪切应力、压缩应力和抗拉应力，以及其它机械设计考虑因素。

在摊铺机的操作期间，操作员可以命令机器的一个或多个部件相对于机器的另一个部件或相对于地面的特定移动。例如，操作员可以命令螺旋钻相对于料斗和/或浮式整平板的移动、整平板的各部分的移动、摊铺机的其它部分相对于彼此或相对于地面的移动、摊铺机的转向，以及通过接口装置以期望速度或程度进行的其它移动。可以由接口装置生成指示期望移动的一个或多个对应信号，并将该对应信号连同机器性能信息（例如，传感器数据，诸如压力数据、位置数据、速度数据泵排量数据）和本领域已知的其它数据一起传输给电子控制器。

响应于来自接口装置的信号并且基于机器性能信息，控制器可以生成被引导到泵、马达和/或阀的控制信号，该控制信号控制在每个液压缸的活塞的一侧上到无杆腔室的液压流体流和在活塞的相对侧上到有杆腔室的液压流体流。在一种示例性实施方式中，控制器可以生成控制信号，该控制信号使第一回路的泵增加其排量并将流体以比由泵向左泵通道排放的流体更大的速率排放到右泵通道中。另外，控制器可以生成控制信号，该控制信号使切换阀移向两个穿流位置（flow-passing position）中的一者和/或保持在其中。在来自右泵通道的流体进入并通过例如右行进马达或进入液压缸的无杆腔室或有杆腔室之后，来自马达或来自液压缸中的活塞总成的相对侧上的头端或有杆腔室的流体可以经由左泵通道返回到泵中。此时，右行进马达的速度或液压缸中的杆和活塞总成的移动速度可以取决于泵的排出速率，并且取决于由切换阀对流过右行进马达或进入或离开液压缸的流体流量提供的限制量（如果有的话）。通过将切换阀移动到这两个穿流位置中的另一者，可以反转右行进马达的移动。

第一液压缸可以与第二液压缸的移动同时移动和/或独立于第二液压缸的移动而移动。具体地，当第一液压缸从泵接收流体时，可以移动一个或多个计量阀以将一些流体转移到第二液压缸。同时，每个计量阀可以被移动以将废液从液压缸引导回泵。当切换阀和适当的计量阀完全打开时，第一和第二液压缸的移动可以连结在一起并且取决于来自泵的流体的流速。

在一些操作期间，从液压缸的相关联的泵提供给各个液压缸的流体的流速可能不足以满足操作员需求。在这种情况期间，控制器可以使一个或多个对应的组合阀的阀元件将流体从一个流体流回路行进到另一个流体流回路，由此增加可供特定液压缸使用的流体的流速。此时，从一些液压缸排出的流体可以经由组合阀返回到期望的流体流回路的泵。经由其它组合阀在其它回路之间的流量共享可以类似方式实施。

当从一个致动器排出的流体量超过对应泵可有效消耗回流流体的速率时，也可选择性地实施流量共享。这种排出流体中的一些流体可以经由计量阀重新引导回到另一个液压缸的杆端或无杆腔室中。该操作可以被称为再生，并且导致效率提高。

由泵提供在机器上的流量在许多操作期间可基本上不受限制，使得在致动过程中未必会浪费大量能量。因此，本实用新型的实施例可提供改进的能量使用和节约。另外，组合来自不同回路的流体流以满足各个致动器的需求的能力可允许减少液压系统内所需的泵的数量和/或这些泵的大小和容量。这些减少可减少泵损失，提高整体效率，改进液压系统的布置，和/或降低液压系统的成本。至少部分地基于对执行与铺设过程相关联的某些任务所需要的特定摊铺机的各种结构元件的结构和运动学分析的结果对液压缸的冲程、销间长度、杆直径、管孔直径、管外径、杆眼销直径和耳轴帽销直径应用特定性能尺寸还提高了铺设操作的效率和质量，延长了机器的使用寿命，并减少了机器部件故障的发生或维修或维护的需要。

本领域技术人员将显而易见的是，可以对所公开的液压致动器和系统进行各种修改和改变。考虑说明书和所公开的液压系统的实践，其它实施例对于本领域技术人员是显而易见的。说明书和示例仅被认为是示例性的，其真实保护范围由所附权利要求及其等同物确定。

Claims (10)

1.一种致动器，被配置为用于相对于摊铺机上的第二结构元件致动所述摊铺机上的第一结构元件，其特征在于，所述致动器包括：

管，所述管包括中心轴向延伸孔，所述中心轴向延伸孔限定在所述管中，在所述管的封闭远端与所述管的开口近端之间延伸；

杆，所述杆可滑动地安装在所述管内，所述杆通过头部密封总成可滑动地支撑在所述管的开口近端处；

活塞，所述活塞安装在所述杆的远端处；

活塞保持总成，所述活塞保持总成附接到所述杆的所述远端并且被配置为将所述活塞保持在所述杆的所述远端上；

耳轴帽孔，所述耳轴帽孔被限定穿过所述管的所述封闭远端并且被配置为用于接收耳轴销，所述耳轴销适于将所述管的所述封闭远端可枢轴地连接到所述摊铺机的所述第一结构元件；以及

杆眼孔，所述杆眼孔被限定穿过所述杆的近端并且被配置为用于接收杆眼销，所述杆眼销适于将所述杆的所述近端可枢转地连接到所述摊铺机的所述第二结构元件；其中

当所述杆和所述活塞完全缩回到所述管中使得所述杆的所述远端位于所述管的所述封闭远端附近时从所述耳轴帽孔的中心到所述杆眼孔的中心的缩回销间尺寸等于975.0mm ± 2.5 mm；

从所述活塞的与所述管的所述封闭远端相邻的第一完全缩回位置到所述活塞的在所述管的所述开口近端处与所述头部密封总成接触的第二完全延伸位置的冲程尺寸等于570.0 mm ± 1.5 mm；

所述杆的直径等于32.0 mm ± 0.5 mm；

所述管孔的直径等于70.0 mm ± 0.5 mm；并且

所述管的外径等于80.0 mm ± 0.5 mm。

2.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述耳轴帽孔的直径等于25.2 mm ±0.1 mm。

3.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述杆眼孔的直径等于25.2 mm ± 0.1mm。

4.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第一结构元件包括所述摊铺机的螺旋钻。

5.根据权利要求4所述的致动器，其特征在于，所述第二结构元件包括所述摊铺机的整平板。

6.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第一结构元件包括所述摊铺机上的整平板的一部分或所述摊铺机上的料斗。

7.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第一结构元件包括所述摊铺机的框架或主体，并且所述第二结构元件包括所述摊铺机的整平板。

8.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第一结构元件相对于所述第二结构元件的致动导致以下至少一项：所述摊铺机的一部分的倾斜度改变、所述摊铺机的移动方向改变、所述第一结构元件与所述第二结构元件之间的张力改变，或者所述第一结构元件与所述第二结构元件之间的距离改变。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的致动器，其特征在于，所述致动器为液压缸。

10.一种摊铺机，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的致动器。

Images