專利名稱：工程機(jī)械及其液壓油缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種液壓油缸。此外，本實(shí)用新型 還涉及一種包括該液壓油缸的工程機(jī)械。
背景技術(shù)：
液壓油缸現(xiàn)已成為應(yīng)用非常廣泛的工程機(jī)械部件之一。由于液壓油缸的缸筒與活 塞中必然存在間隙，液壓傳動(dòng)中間隙兩端又存在液壓差，必然會(huì)引起液體泄露，造成能量損 失。因此，油缸的密封一直是工程技術(shù)研究的重點(diǎn)。如果能提高油缸的密封性能，勢必能增 加其使用壽命，提高產(chǎn)品的性能。較為傳統(tǒng)的活塞密封結(jié)構(gòu)主要是組合密封圈，使用中由密封圈的橡膠形變的彈性 力使密封圈緊貼缸筒內(nèi)壁，隨著使用時(shí)間增長，橡膠磨損嚴(yán)重，彈性力減小，將導(dǎo)致密封效 果減低。同時(shí)該結(jié)構(gòu)隨著油缸的使用壓力增大，密封效果減低。如該結(jié)構(gòu)的油缸在沖擊較 大，壓力較高，且換向頻繁的環(huán)境中使用，容易產(chǎn)生內(nèi)泄，系統(tǒng)效率降低。針對以上問題，現(xiàn)有技術(shù)中采用了復(fù)合動(dòng)密封的方式，如圖1所示?；钊?05兩端 的外圓設(shè)有0形橡膠密封圈103以及外套于0形密封圈103的L形密封圈102，0形密封圈 103受壓變形后產(chǎn)生向外張力，壓使L形密封圈102的外圓與缸壁貼緊。與此同時(shí)，在活塞 105上還設(shè)有液壓油管道106 (圖1的剖面圖中為四條管道)，在活塞105上設(shè)有空腔108， 空腔108內(nèi)安裝有漲胎圈109，活塞105兩端均設(shè)有與相應(yīng)的液壓油管道106相通的節(jié)流 閥104和單向閥107，左腔進(jìn)油時(shí)，壓力油通過節(jié)流閥104進(jìn)入空腔內(nèi)使?jié)q胎圈109變形， 從而減小漲胎圈109外圓與液壓缸壁之間的間隙，當(dāng)右腔進(jìn)油時(shí)，左腔壓強(qiáng)變低，左側(cè)空腔 108的壓強(qiáng)相對較高，壓力油可通過左側(cè)單向閥107排向左腔，降低左側(cè)空腔108的壓力。 該類型結(jié)構(gòu)活塞的密封依靠液壓油管道引入壓力油作用在密封圈上，在密封圈上產(chǎn)生液壓 力，替代橡膠的彈性力，解決了普通密封結(jié)構(gòu)中因橡膠彈性力衰減而泄漏的問題，同時(shí)該結(jié) 構(gòu)隨著油缸的使用壓力增大，密封圈所受的液壓力也增大，密封效果將進(jìn)一步提高。然而， 漲胎圈在壓力油的作用力下緊貼缸筒內(nèi)壁時(shí)，會(huì)導(dǎo)致兩側(cè)液壓油管道串通。同時(shí)由于密封 圈作用時(shí)受力集中在液壓腔引入壓力油的部位，特別是在高壓工作的情況下，會(huì)使兩處液 壓腔道部位磨損嚴(yán)重，使用效果下降。因此，如何在提高活塞密封性能的同時(shí)，延長密封圈的使用壽命以及避免活塞兩 側(cè)液壓油管道的連通是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種液壓油缸，該液壓油缸在提高活塞密封性能的同 時(shí)，延長了密封圈的使用壽命而且避免了活塞兩側(cè)引油管道的連通。本實(shí)用新型另一個(gè)目 的為提供一種包括該液壓油缸的工程機(jī)械。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種液壓油缸，包括缸筒和活塞，所述活塞 的外圓柱面設(shè)有密封腔，所述密封腔中設(shè)有密封圈；所述活塞中設(shè)有引油管道，所述引油管道包括第一管道和連通所述活塞的兩側(cè)的第二管道；所述第一管道的一端連通所述密封 腔，另一端連通于所述第二管道的中部；所述第二管道中設(shè)有封堵部件，所述封堵部件在液 壓油的推動(dòng)下封堵所述第二管道的任一端。優(yōu)選地，所述封堵部件為滾珠，所述滾珠的外徑大于所述第一管道的內(nèi)徑，所述第 二管道兩端端口與所述滾珠接觸時(shí)密封配合。優(yōu)選地，所述第二管道的兩端連通引流螺塞，所述引流螺塞的尾部為圓錐端面。優(yōu)選地，所述第二管道的兩端端口的口徑小于所述滾珠的直徑。優(yōu)選地，所述密封圈(5)的數(shù)量為兩個(gè)，且二者間隔一定距離對稱設(shè)置；所述第一 管道連通兩所述密封圈之間的密封腔。優(yōu)選地，兩所述密封圈相對的側(cè)面均設(shè)有開口。優(yōu)選地，所述開口為唇形開口。優(yōu)選地，所述密封腔設(shè)置于所述活塞外圓柱面的中間部位。優(yōu)選地，所述引油管道的數(shù)目為一個(gè)以上。此外，為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型還提供一種工程機(jī)械，該工程機(jī)械包 括上述任一項(xiàng)所述的液壓油缸。本實(shí)用新型所提供的液壓油缸，其活塞的外圓柱面設(shè)有密封腔，所述密封圈置于 所述密封腔中，所述活塞中設(shè)有引油管道，所述引油管道包括第一管道和連通所述活塞的 兩側(cè)的第二管道；所述第一管道的一端連通所述密封腔，另一端連通于所述第二管道的中 部；所述第二管道中設(shè)有封堵部件，所述封堵部件在液壓油的推動(dòng)下封堵所述第二管道的 任一端。通過所述弓I油管道將壓力油弓I入所述密封腔，對所述密封圈產(chǎn)生壓力，使其更加貼 緊缸壁，進(jìn)一步提高密封性。而且所述第二管道中的封堵部件使所述第二管道的兩端不連 通，從而不會(huì)導(dǎo)致活塞兩側(cè)腔室的連通，不會(huì)影響活塞的運(yùn)動(dòng)。在一種具體實(shí)施方式
中，優(yōu)選地，所述封堵部件為滾珠，所述滾珠的外徑大于所述 第一管道的內(nèi)徑，所述第二管道的兩端連通引流螺塞，所述引流螺塞的尾部為圓錐端面。所 述滾珠在滾動(dòng)至所述第二管道的任一端時(shí)，將會(huì)與所述引流螺塞的圓錐端面尾部相配合， 起到密封的作用。滾珠結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。在另一種具體實(shí)施方式
中，所述密封腔中間隔一定距離對稱設(shè)置一對密封圈，所 述第一管道連通所述密封圈之間的密封腔，因此進(jìn)入所述第一管道的壓力油會(huì)同時(shí)作用于 所述兩個(gè)密封圈，任一密封圈的失效不會(huì)影響另外一個(gè)密封圈工作。在另一種具體實(shí)施方式
中，兩所述密封圈相對的側(cè)面均設(shè)有唇形開口。唇形開口 形狀使得密封圈在軸向和徑向均受力，貼緊缸壁和活塞，避免密封圈受力集中在引入壓力 油的部位，從而進(jìn)一步提高密封性，且減小密封圈的磨損。

圖1為超高壓往復(fù)桿復(fù)合動(dòng)密封結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型所提供一種具體實(shí)施方式
的液壓缸示意圖；圖3為圖2中A部位的局部放大圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的核心是提供一種液壓油缸，該液壓油缸在提高活塞密封性能的同 時(shí)，延長了密封圈的使用壽命而且避免了活塞兩側(cè)引油管道的連通。本實(shí)用新型另一個(gè)核 心為提供一種包括該液壓油缸的工程機(jī)械。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施 方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參考圖2，圖2為本實(shí)用新型所提供一種具體實(shí)施方式
的液壓缸示意圖，圖3為 圖2中A部位的局部放大圖。在一種具體實(shí)施方式
中，本實(shí)用新型所提供的液壓油缸，包括缸筒1和活塞2，活 塞2與缸筒1之間設(shè)有密封圈5，通常還設(shè)有導(dǎo)向圈9和防污圈10，活塞2的外圓柱面設(shè)有 密封腔4，密封圈5置于密封腔4中(本實(shí)施例中的密封腔數(shù)目為一個(gè)，但并不限于一個(gè))。 活塞2中設(shè)有引油管道3，引油管道3包括第一管道31和連通活塞2的兩側(cè)的第二管道32 ； 第一管道31的一端連通密封腔4，另一端連通于第二管道32的中部，所述的中部并不限于 第二管道32的正中間位置，只要是第一管道31不與第二管道32的兩端相連通即可。此 時(shí)，引油管道3是一個(gè)三通結(jié)構(gòu)，活塞2兩側(cè)的缸筒內(nèi)腔通過第二管道32連通。液壓油缸 的工作原理主要是使活塞兩側(cè)腔室產(chǎn)生壓強(qiáng)差，活塞在壓強(qiáng)差的作用下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如果 活塞兩側(cè)腔室相通，顯然會(huì)影響壓強(qiáng)差的形成，阻礙活塞的運(yùn)動(dòng)，因此在第二管道32中還 要設(shè)置封堵部件。封堵部件在進(jìn)入第二管道32中的壓力油的推動(dòng)下會(huì)封堵住第二管道32 的任一端。封堵部件的封堵是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程。油缸在伸縮過程中，壓力油進(jìn)出方向交替 變化，封堵部件受壓力油的作用方向也隨之變化，進(jìn)而動(dòng)態(tài)地封堵第二管道32中與進(jìn)油方 向相反的一端，因此，第二管道32的兩端不會(huì)相通。當(dāng)油缸需要向左伸出時(shí)，缸筒1的右腔室12進(jìn)入壓力油，壓力油通過第二管道32 的右端口進(jìn)入第二管道32，在壓力油的推動(dòng)下其左端口被封堵部件密封住，壓力油不會(huì)進(jìn) 入左腔室11。壓力油會(huì)進(jìn)入第一管道31，再流入密封腔4，壓力油對密封腔4中的密封圈5 產(chǎn)生壓力，使其緊貼缸筒1的內(nèi)壁，形成動(dòng)密封，進(jìn)一步提高密封性。當(dāng)油缸需要向右縮回 時(shí)，左腔室11進(jìn)油，工作原理相同在此不贅述。密封腔4可以設(shè)置于活塞2外圓柱面的中間部位，左右結(jié)構(gòu)對稱，而且密封圈5在 油缸伸出或縮進(jìn)兩種狀態(tài)下，受力過程一致，方便其他相應(yīng)部件或結(jié)構(gòu)的加工安裝。該結(jié)構(gòu)中引入密封腔4中的液壓力為油缸的工作油壓力，油缸工作壓力增大時(shí)， 液壓力作用在密封圈5上的力也增大，密封強(qiáng)度隨之增加，同時(shí)三通引油管道與封堵部件 相結(jié)合的布置方式避免了缸筒1左右腔室會(huì)通過引油管道相通的弊端。在一種具體實(shí)施方式
中，可以將封堵部件制作成滾珠8 (例如鋼珠)，滾珠8的外 徑大于第一管道31的內(nèi)徑，保證滾珠8在第二管道32中滾動(dòng)時(shí)不會(huì)進(jìn)入第一管道31。滾 珠8的直徑最好是等于或是略小于第二管道32的直徑，確保壓力油在推動(dòng)滾珠8的過程中 不會(huì)有油泄漏。滾珠8滾動(dòng)至第二管道32的右端口或左端口時(shí)，兩個(gè)端口均與滾珠密封配 合，防止兩側(cè)腔室的連通。為了使第二管道32的右端口或左端口與滾珠8的密封配合，可以將第二管道32 的兩端口與引流螺塞6以及引流螺塞7連通。將引流螺塞6和引流螺塞7的尾部(即與第 二管道32連通的部位)加工成圓錐端面，當(dāng)滾珠8滾動(dòng)至左端口或右端口時(shí)，滾珠8與引流螺塞6或引油螺塞7的圓錐端面恰好貼緊密封。還可以將第二管道32的左端口和右端口加工成口徑小于滾珠8直徑的結(jié)構(gòu)，滾珠 8和兩個(gè)較小口徑端口的配合同樣可以起到密封的作用。滾珠結(jié)構(gòu)簡單，加工安裝方便，可以很簡便的實(shí)現(xiàn)封堵的功能，避免兩側(cè)腔室的連
ο當(dāng)然，除了滾珠結(jié)構(gòu)，還可以使用與第二管道32同軸的圓柱體結(jié)構(gòu)，第二管道32 的兩個(gè)端口可以固定具有孔洞的外蓋，孔洞的直徑小于圓柱體的直徑，同樣可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài) 的封堵作用。第二管道32的截面形狀也不限于圓形，還可以是方形或者橢圓形，封堵部件 的截面形狀可與其相適配?？紤]到封堵部件移動(dòng)應(yīng)具備一定的靈活性，圓形截面的管道和 滾珠更為適宜。在另一種具體實(shí)施方式
中，密封腔4中間隔一定距離對稱設(shè)置一對密封圈，如圖2 所示的第一密封圈51和第二密封圈52，第一管道31連通兩個(gè)密封圈之間的密封腔。兩個(gè) 密封圈所在的密封腔4與同一管道相連，無論壓力油從第二管道32的哪一端口進(jìn)入(即無 論液壓油缸伸出還是縮進(jìn))，兩個(gè)密封圈都會(huì)同時(shí)受到壓力油的壓力作用，貼緊缸筒1的內(nèi) 壁，提高密封性。同時(shí)任一密封圈的損壞也不會(huì)影響另外一個(gè)密封圈的密封功能。兩個(gè)密封圈一起工作減少了磨損而且互不干擾，在液壓油缸伸縮過程中同時(shí)起作 用。此外，兩個(gè)密封圈置于一個(gè)腔室中還節(jié)省了空間，降低了活塞的加工成本?？梢栽诘谝幻芊馊?1和第二密封圈52相對的側(cè)面上設(shè)置開口，壓力油由兩個(gè)開 口之間的第一管道31進(jìn)入開口，兩個(gè)密封圈所受壓力會(huì)得以適當(dāng)?shù)姆稚?，避免受力集中?引入壓力油的部位，提高使用效果，減少磨損。如圖3所示，可以將兩個(gè)密封圈上的開口加工為唇形開口。壓力油進(jìn)入唇形開口 后，在開口上下側(cè)均產(chǎn)生壓力，上下側(cè)為斜面，產(chǎn)生軸向和徑向的分力，因此其軸向和徑向 受力均勻，即兩個(gè)密封圈的端面和圓柱面均會(huì)受壓力油的作用，使其不僅與缸筒1的內(nèi)壁 貼緊，還與活塞2貼緊，密封效果更好。在活塞2上可以設(shè)置一個(gè)以上引油管道6，加快壓力油進(jìn)入整個(gè)密封腔4的速度， 使動(dòng)態(tài)密封性能更加靈敏，而且任一引油管道的損壞不會(huì)影響其他引油管道的工作，保證 密封系統(tǒng)的持續(xù)工作。此外，本實(shí)用新型還提供一種工程機(jī)械，該工程機(jī)械包括上述任一種實(shí)施例中的 液壓油缸；該工程機(jī)械的其他部分可以參照現(xiàn)有技術(shù)，本文不再展開。以上對本實(shí)用新型所提供的工程機(jī)械及其液壓油缸進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用 了具體個(gè)例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助 理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和 修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種液壓油缸，包括缸筒(1)和活塞(2)，所述活塞(2)的外圓柱面設(shè)有密封腔(4)，所述密封腔(4)中設(shè)有密封圈(5)；所述活塞(2)中設(shè)有引油管道(3)，其特征在于，所述引油管道(3)包括第一管道(31)和連通所述活塞(2)的兩側(cè)的第二管道(32)；所述第一管道(31)的一端連通所述密封腔(4)，另一端連通于所述第二管道(32)的中部；所述第二管道(32)中設(shè)有封堵部件，所述封堵部件在液壓油的推動(dòng)下封堵所述第二管道(32)的任一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述液壓油缸，其特征在于，所述封堵部件為滾珠(8)，所述滾珠(8) 的外徑大于所述第一管道(31)的內(nèi)徑，所述第二管道(32)兩端端口與所述滾珠(8)接觸 時(shí)密封配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述液壓油缸，其特征在于，所述第二管道(32)的兩端連通引流螺 塞，所述引流螺塞的尾部為圓錐端面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述液壓油缸，其特征在于，所述第二管道(32)的兩端端口的口徑 小于所述滾珠(8)的直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述液壓油缸，其特征在于，所述密封圈(5)的數(shù)量為兩個(gè)，且二者 間隔一定距離對稱設(shè)置；所述第一管道(31)連通兩所述密封圈(5)之間的密封腔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述液壓油缸，其特征在于，兩所述密封圈(5)相對的側(cè)面均設(shè)有開
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述液壓油缸，其特征在于，所述開口為唇形開口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述液壓油缸，其特征在于，所述密封腔(4)設(shè)置于所述活塞(2)外 圓柱面的中間部位。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述液壓油缸，其特征在于，所述引油管道(3)的數(shù)目至少為一個(gè)。
10.一種工程機(jī)械，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的液壓油缸。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種液壓油缸，包括缸筒(1)和活塞(2)，所述活塞(2)的外圓柱面設(shè)有密封腔(4)，所述密封腔中設(shè)有密封圈(5)；所述活塞中設(shè)有引油管道(3)，所述引油管道(3)包括第一管道(31)和連通所述活塞(2)的兩側(cè)的第二管道(32)；所述第一管道(31)的一端連通所述密封腔(4)，另一端連通于所述第二管道(32)的中部；所述第二管道(32)中設(shè)有封堵部件，所述封堵部件在液壓油的推動(dòng)下封堵所述第二管道(32)的任一端。該液壓油缸在提高活塞密封性能的同時(shí)，延長了密封圈的使用壽命而且避免了活塞兩側(cè)引油管道的連通。本實(shí)用新型還公開了一種包括上述液壓油缸的工程機(jī)械。
文檔編號F15B15/14GK201730896SQ201020298799
公開日2011年2月2日 申請日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者易全旺, 李獻(xiàn)杰, 黃勃 申請人:三一重工股份有限公司