CN220319985U - 一种多功能液压油缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多功能液压油缸，包括大油缸、小油缸；其中大油缸设有大油缸体、主活塞杆、主活塞；大油缸的主活塞及主活塞杆的内部设有空腔；在大油缸体的后盖上固定有小油缸，小油缸位于空腔区域；小油缸设有小油缸体、小活塞杆、小活塞；小活塞安装在小油缸体内，小活塞的前端设有小活塞杆，小活塞杆穿过小油缸体的前盖；主活塞与大油缸体的后盖之间形成主推油腔；主活塞与大油缸体的前盖之间形成主回油腔；小活塞与小油缸体的后盖之间形成副推油腔；小活塞与小油缸体的前盖之间形成副回油腔。本实用新型的一种多功能液压油缸，外形尺寸与常规的液压油缸相仿，但内部集成了小油缸，使得具有了更多功能，满足了复杂工况下的使用需求。

Description

一种多功能液压油缸

技术领域

本实用新型涉及一种液压油缸，属于液压技术领域。

背景技术

液压油缸是一种常用的液压驱动元件，可以稳定的输出直线推力，被广泛应用在机械设备上。但目前市售的液压缸，一般内部结构简单，仅能实现单一的输出速率、推力，这就导致液压油缸、相配套的液压泵，都需要采用冗余设计，配备有一定的余量，来满足一些特殊工况的需求。

如，针对一些突然的大压力需求，就需要提高液压泵的输出压力，这样势必会极大的增加设备配套成本。

又如，很多液压设备，行程前段是空行程，后段是大压力行程，为了保证最终的大压力输出，只能采用高压低速液压油泵，这就导致大段的空行程需要耗费大量的等待时间。

故，针对上述需求，有必要对液压油缸的结构进一步改进，使得能够降低设备投入成本，特别是液压泵站的一次性投入成本，但又能使液压缸的输出满足复杂的工况需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多功能液压油缸，能够实现多种工况的输出，满足复杂工况的使用需求，同时对液压泵站的输出需求降低，从而降低液压泵站的配备成本，降低设备的综合制造成本。

为达到上述实用新型目的，本实用新型提供了一种多功能液压油缸，包括大油缸、小油缸；

其中大油缸设有大油缸体、主活塞杆、主活塞；主活塞安装在大油缸体内，主活塞的前端设有主活塞杆，主活塞杆穿过大油缸体的前盖，主活塞杆的端部为工作部；

大油缸的主活塞及主活塞杆的内部设有空腔；在大油缸体的后盖上固定有小油缸，小油缸位于空腔区域；空腔的前部为活塞杆推面，与主活塞一体，与小活塞杆的推面相对应；

小油缸设有小油缸体、小活塞杆、小活塞；小活塞安装在小油缸体内，小活塞的前端设有小活塞杆，小活塞杆穿过小油缸体的前盖；

主活塞位于大油缸体内，主活塞与大油缸体的后盖之间形成主推油腔，主推油腔通过小油缸体的外壁与空腔的内壁之间的间隙与空腔相贯通，主推油腔设有主推油口与外界的油路相连接；

主活塞与大油缸体的前盖之间形成主回油腔，并设有主回油口与外界的油路相连接；

小活塞位于小油缸体内，小活塞与小油缸体的后盖之间形成副推油腔，并设有副推油口与外界的油路相连接；

小活塞与小油缸体的前盖之间形成副回油腔，并设有副回油口与外界的油路相连接。

作为本实用新型的进一步改进，小油缸体的外壁直径小于空腔的内径，小油缸体的外壁与空腔内壁不接触。

作为本实用新型的进一步改进，所述小油缸的快推活塞杆的端部与大油缸的空腔内的活塞杆推面不固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述小油缸的快推活塞杆的端部与大油缸的空腔内的活塞杆推面固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，副回油腔与副回油口之间通过副回油管相连接。

进一步的，所述副回油管设置在小油缸体的壁内。

进一步的，所述副回油管位于小油缸体外的与空腔的间隙内。

本实用新型的一种多功能液压油缸，即可直接当做普通油缸使用，此时主推油口与液压泵的出油口相连，将主回油口与回油管路相连，向主推油腔内注入高压液压油，驱动主活塞杆进行伸出。当针对前段空行程较长，后段又需要较大输出推力的状态，先将副推油口与液压泵的出油口相连，将副回油口与回油管路相连，先向副推油腔内也注入高压液压油，而主推油口则通过补液阀与油箱相连，利用副推油腔的横截面积较小的特征，在同样流量的液压泵输出状态下，小活塞及小活塞杆能够更快的输出，进而带动主活塞杆快速输出；当空行程结束时，封闭副推油口，然后将主推油口与液压泵的出油口相连，将高压液压油注入到主推油腔内，从而提高输出推力，满足最终的施压工作需求。本实用新型的一种多功能液压油缸，还可以显著提升主活塞杆的输出压力，即当主活塞杆进行伸出且抵在目标工件上时，及时封闭主推油口，然后将副推油口与液压泵的出油口相连，向副推油腔内也注入高压液压油，小活塞杆向主推油腔内伸出，压缩主推油腔内液压油，从而提升主推油腔内的油压，直至平衡，此时，主推油腔的油压P1施加在小活塞杆端面S5而产生的推力P1×S5，与副推油腔内的油压P0施加在小活塞端面S4而产生的推力P0×S4，平衡，即P1×S5＝P0×S4，由此P1＝P0×(S4÷S5)，即此时主推油腔内的油压提升为P1，提升了(S4÷S5)倍。

本实用新型的一种多功能液压油缸，外形尺寸与普通液压油缸相似，当具有了临时提高输出压力，及前段快速输出的功能，从而在不增加液压泵站的输出需求的前提下，使得液压油缸能够满足设备更多的复杂工况使用需求，降低了设备投入成本。

附图说明

图1为本实用新型的一种多功能液压油缸的整体结构主视图；

图2为本实用新型的一种多功能液压油缸的整体结构主视图；

图3为本实用新型的一种多功能液压油缸的工作状态1的准备阶段示意图；

图4为本实用新型的一种多功能液压油缸的工作状态1的工作状态示意图；

图5为本实用新型的一种多功能液压油缸的工作状态2的准备阶段示意图；

图6为本实用新型的一种多功能液压油缸的工作状态2的快推状态示意图；

图7为本实用新型的一种多功能液压油缸的工作状态2的大压力状态示意图；

图8为本实用新型的一种多功能液压油缸的工作状态3的工作状态示意图；

附图标记：大油缸1，大油缸体11、主活塞杆12、主活塞13，空腔14、活塞杆推面141，主推油腔16、主推油口161，主回油腔17、主回油口171；

小油缸2，小油缸体21、小活塞杆22、小活塞23，副推油腔26、副推油口261，副回油腔27、副回油口271、副回油管272。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

如图1、图2所示，为本实用新型的一种多功能液压油缸的整体结构示意图，包括大油缸1、小油缸2，小油缸2嵌装在大油缸1内。

大油缸1设有大油缸体11、主活塞杆12、主活塞13；主活塞13安装在大油缸体11内，主活塞13的前端设有主活塞杆12，主活塞杆12穿过大油缸体11的前盖，主活塞杆12的端部即为整个本实用新型的一种多功能液压油缸的工作部，向外输出推力。

本实用新型的改进为，主活塞13及主活塞杆12的内部设有空腔14；在大油缸体11的后盖上固定有小油缸2，小油缸2位于空腔14区域；小油缸2设有小油缸体21、小活塞杆22、小活塞23；小活塞23安装在小油缸体21内，小活塞23的前端设有小活塞杆22，小活塞杆22穿过小油缸体21的前盖。小油缸体21的外壁直径优选的小于空腔14的内径，即小油缸体21的外壁与空腔14不接触。空腔14的前部为活塞杆推面141，与主活塞13一体，供小活塞杆22的推面接触。

主活塞13位于大油缸体11内，主活塞13与大油缸体11的后盖之间形成主推油腔16，主推油腔16通过小油缸体21的外壁与空腔14的内壁之间的间隙与空腔14相贯通，主推油腔16设有主推油口161与外界的油路相连接；大油缸体11的内腔横截面积为S1，主活塞杆12的横截面积为S2，空腔14的横截面积为S3；主活塞13的有效推力面积S13＝S1-S3，但空腔14的活塞杆推面141，也能受液压油驱动，即空腔14的有效推力面积S14＝S3，最终等效为主推油腔16的有效横截面积S16＝S13+S14＝S1。

主活塞13与大油缸体11的前盖之间形成主回油腔17，并设有主回油口171与外界的油路相连接，主回油腔17内设有主活塞杆12，故主回油腔17的有效横截面积为S17＝(S1-S2)。

小活塞23位于小油缸体21内，小活塞23与小油缸体21的后盖之间形成副推油腔26，并设有副推油口261与外界的油路相连接；小油缸体21的内腔横截面积为S4，即副推油腔26的有效横截面积S26＝S4。

小活塞23与小油缸体21的前盖之间形成副回油腔27，并设有副回油口271与外界的油路相连接，副回油腔27内设有小活塞杆22，小活塞杆22的横截面积为S5，故副回油腔27的有效横截面积为S27＝S4-S5。

副回油腔27与副回油口271之间通过副回油管272相连接；由于小油缸体21的前盖与大油缸体11之间隔着主活塞杆12及主活塞13，故需要设置副回油管272，所述副回油管272可以设置在小油缸体21的壁内，或者在小油缸体21与空腔14的间隙内设置该副回油管272(位于主推油腔16内，但不占用主推油腔16的有效推力横截面积)。

在本实用新型的一种多功能液压油缸的各个腔室内注入液压油，即完成本实用新型的一种多功能液压油缸的使用准备。

本实用新型的一种多功能液压油缸，首先可以作为普通油缸进行使用，即工作状态1，普通工况；如图3所示，将主推油口161与液压泵的出油口相连，将主回油口171与回油管路相连，向主推油腔16内注入高压液压油；此时，副推油口261、副回油口271可以保持关闭；本实用新型的一种多功能液压油缸即进入如图4所示的普通工况工作状态，高压液压油充入主推油腔16，并流入空腔14，向主活塞13及活塞杆推面141施加压力，从而使主活塞杆12伸出，此时主活塞杆12的推力为P×S16＝P×S1，推力与普通液压油缸一致。

本实用新型的一种多功能液压油缸，还具有快速输出的工作状态，即工作状态2，快推工况；如图5所示，在初始状态，将副推油口261与液压泵的出油口相连，将副回油口271与回油管路相连，向副推油腔26内注入高压液压油；同时，将主推油口161与补液阀相连，而将主回油口171与回油管路相连；使得液压泵的出油全部通过副推油口261注入到副推油腔26内，由于S26＝S4＜S16＝S1，故小活塞杆22能够快速伸出，此时小活塞杆22抵在活塞杆推面141上，带动主活塞杆12一起快速推出，但主活塞杆12此时的输出推力等效于小活塞杆22的输出推力，为P×S26＝P×S4，即如图6所示。

当小活塞杆22带动主活塞杆12达到需要大压力工况时，或主活塞杆12受力平衡时，或小活塞杆22及小活塞23到达小油缸体21的前端时，此时，断开副推油口261与油路的连接，优选的保持封闭；将主推油口161与液压泵的出油口相连，保持主回油口171与回油管路相连，使得液压泵的出油通过主推油口161注入到主推油腔16内，如图7所示，故本实用新型的一种多功能液压油缸可以得到大压力输出(压力如工作状态1)，此时主活塞杆12的输出推力提升为P×S1。工作状态2主要针对油缸的前段空行程较长的状态，可以通过小油缸2实现快速输出，然后再切换为正常的大压力输出状态，从而提高工作效率。

进一步的，本实用新型的一种多功能液压油缸，还具有增压的工作状态，即工作状态3，增压工况；如图4所示，或图7所示，主活塞杆12进行输出后，抵在工件上，达到平衡时，此时主推油腔16内的油压为液压站输出油压，即P0，主活塞杆12的输出推力即为P0×S1；随后，如图8所示，本实用新型的一种多功能液压油缸进入工作状态3的增压工况，将主推油腔16的主推油口161封闭，然后通过副推油口261向副推油腔26内注入高压液压油，副推油腔26内的压力为液压站输出油压，即P0，小活塞杆22伸出，小活塞杆22位于主推油腔16内的部分挤压主推油腔16内的液压油，直至小活塞杆22平衡，此时小活塞杆22的小活塞23上端面所受到的推力为P0×S4，而小活塞杆22位于主推油腔16内的下端面所受到的推力为P1×S5，P0×S4＝P1×S5，即将主推油腔16内的油压提升为P1＝P0×(S4÷S5)，而此时主活塞杆12的输出推力提升为P1×S1＝P0×S1×(S4÷S5)，提升了(S4÷S5)倍，通过油压的提升，输出推力得到了显著提升。

基于液压油的不可压缩性，主推油腔16的主推油口161封闭后，小活塞杆22在主推油腔16内活动，进而推动主活塞杆12继续向外输出；小活塞杆22的前进距离为L22、主活塞杆12的前进距离为L12，L12×S1＝L22×S5。

本实用新型的一种多功能液压油缸，复位时，将主回油口171与液压泵的出油口相连，主推油口161、副推油口261则同时与回油管路相连，而副回油口271与液压泵的出油口相连，或副回油口271与补液阀相连，使得主回油腔17内充入液压油，带动主活塞杆12及主活塞13进行复位，过程中小活塞杆22及小活塞23自行复位(副回油口271与液压泵的出油口相连)，或由主活塞杆12的活塞杆推面141带动小活塞杆22及小活塞23进行复位(副回油口271与补液阀相连)。

本实用新型的一种多功能液压油缸，外形尺寸与常规的液压油缸相仿，但内部集成了小油缸2，使得具有了更多功能，满足了复杂工况下的使用需求。

以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不仅限于所述的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种多功能液压油缸，其特征在于，包括大油缸、小油缸；

其中大油缸设有大油缸体、主活塞杆、主活塞；主活塞安装在大油缸体内，主活塞的前端设有主活塞杆，主活塞杆穿过大油缸体的前盖，主活塞杆的端部为工作部；

大油缸的主活塞及主活塞杆的内部设有空腔；在大油缸体的后盖上固定有小油缸，小油缸位于空腔区域；空腔的前部为活塞杆推面，与主活塞一体，与小活塞杆的推面相对应；

小油缸设有小油缸体、小活塞杆、小活塞；小活塞安装在小油缸体内，小活塞的前端设有小活塞杆，小活塞杆穿过小油缸体的前盖；

主活塞位于大油缸体内，主活塞与大油缸体的后盖之间形成主推油腔，主推油腔通过小油缸体的外壁与空腔的内壁之间的间隙与空腔相贯通，主推油腔设有主推油口与外界的油路相连接；

主活塞与大油缸体的前盖之间形成主回油腔，并设有主回油口与外界的油路相连接；

小活塞位于小油缸体内，小活塞与小油缸体的后盖之间形成副推油腔，并设有副推油口与外界的油路相连接；

小活塞与小油缸体的前盖之间形成副回油腔，并设有副回油口与外界的油路相连接。

2.如权利要求1所述的一种多功能液压油缸，其特征在于，小油缸体的外壁直径小于空腔的内径，小油缸体的外壁与空腔内壁不接触。

3.如权利要求1所述的一种多功能液压油缸，其特征在于，所述小油缸的快推活塞杆的端部与大油缸的空腔内的活塞杆推面不固定连接。

4.如权利要求1所述的一种多功能液压油缸，其特征在于，所述小油缸的快推活塞杆的端部与大油缸的空腔内的活塞杆推面固定连接。

5.如权利要求1所述的一种多功能液压油缸，其特征在于，副回油腔与副回油口之间通过副回油管相连接。

6.如权利要求5所述的一种多功能液压油缸，其特征在于，所述副回油管设置在小油缸体的壁内。

7.如权利要求5所述的一种多功能液压油缸，其特征在于，所述副回油管位于小油缸体外的与空腔的间隙内。