專利名稱：液壓油缸及具有該液壓油缸的工程機械的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液壓傳動與控制技術領域，具體而言，涉及一種液壓油缸及具有該液壓油缸的工程機械。
背景技術：
在工程機械領域，液壓油缸是一種常用的驅(qū)動部件，具有推力大、工作平穩(wěn)性好等優(yōu)點。但是，由于液壓油缸是通過在腔室內(nèi)注入液壓油來推動活塞桿運動，其動作過程相對緩慢。在一些需要快速動作的工況下，如果采用液壓油缸作為驅(qū)動部件，則液壓系統(tǒng)需要為液壓油缸提供非常大的流量，在一些特殊場合流量甚至需要達到10000 L /Min，但現(xiàn)有液壓系統(tǒng)很難實現(xiàn)如此大流量的供油，因此使得液壓油缸在快速動作工況的應用受到非常大的限制。現(xiàn)有技術中為了解決這一問題，在液壓油缸的缸筒外部設置連通液壓油缸的有桿腔和無桿腔的補油油管，使得在有桿腔和無桿腔之間形成差動，當液壓油缸快速動作時，有桿腔的液壓油補入無桿腔中，從而實現(xiàn)活塞桿的快速伸出。但是，由于補油油管布置在液壓油缸的缸筒外部，一方面在液壓油缸運輸或使用的過程中容易造成補油油管損壞，另一方面不便于將液壓油缸安裝在其他裝置上。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種液壓油缸，以解決現(xiàn)有技術中補油油路容易損壞的技術問題。本發(fā)明提供了一種液壓油缸，包括缸筒、活塞和活塞桿，所述活塞將所述缸筒分隔為有桿腔和無桿腔，所述有桿腔與第一進油通道連通，所述無桿腔與第二進油通道及回油通道連接，所述活塞內(nèi)設有連接所述有桿腔與無桿腔的補油油路，所述補油油路中設置有液控閥，所述液控閥用于控制所述補油油路的關閉和開啟，使得有桿腔中的液壓油向無桿腔單向流動，所述活塞桿及活塞內(nèi)具有連接至所述液控閥的控制油口的控制油路，所述控制油路控制所述液控閥的關閉與開啟。優(yōu)選地，所述液控閥為液控單向閥，所述液控單向閥的進油口與所述無桿腔連通，出油口與所述有桿腔連通。優(yōu)選地，所述液控閥為插裝閥，所述插裝閥的第一油口與所述無桿腔連通，所述插裝閥的第二油口與所述有桿腔連通。優(yōu)選地，所述第一進油通道包括設置在所述活塞桿中的進油油路。優(yōu)選地，所述第一進油通道包括設置在所述活塞桿中的進油油路，所述進油油路與所述液控單向閥的出油口連通，所述第二進油通道由所述進油油路與所述補油油路連接而成，所述控制油路與所述無桿腔連通，形成所述回油通道。優(yōu)選地，所述第一進油通道包括設置在所述活塞桿中的進油油路，所述進油油路與所述插裝閥的第二油口連通，所述無桿腔的缸壁上開設有無桿腔油口，所述第二進油通道包括所述無桿腔油口以及由所述進油油路與所述補油油路連接而成的油路，所述回油通道包括所述無桿腔油口。優(yōu)選地，所述第一進油通道為開設在所述有桿腔的缸壁上的有桿腔油口，所述第二進油通道和回油通道均為開設在所述無桿腔的缸壁上的無桿腔油口。相較于現(xiàn)有技術中在缸筒外部設置補油油管，本發(fā)明將補油油路設置在活塞內(nèi)，能夠防止補油油路被外部物體碰撞而損壞，而且也不會對液壓油缸的安裝產(chǎn)生干涉。另外，本發(fā)明采用液控閥控制補油油路的通斷，使得控制更為準確、可靠。本發(fā)明還提供了一種工程機械，包括液壓系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)包括上述任一項所述的液壓油缸，所述液壓油缸通過所述第一進油通道、第二進油通道及回油通道與所述液壓系統(tǒng)中的油路連接。該工程機械顯然也具有上述液壓油缸所帶來的全部有益效果，在此不再贅述。


構成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖I是本發(fā)明第一實施例的液壓油缸的第一工作狀態(tài)示意圖；圖2是本發(fā)明第一實施例的液壓油缸的第二工作狀態(tài)示意圖；圖3是本發(fā)明第二實施例的液壓油缸的第一工作狀態(tài)示意圖；圖4是本發(fā)明第二實施例的液壓油缸的第二工作狀態(tài)示意圖；圖5是本發(fā)明第三實施例的液壓油缸的第一工作狀態(tài)示意圖；圖6是本發(fā)明第三實施例的液壓油缸的第二工作狀態(tài)示意圖；圖7是本發(fā)明第四實施例的液壓油缸的第一工作狀態(tài)示意圖；圖8是本發(fā)明第四實施例的液壓油缸的第二工作狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明并不受下面公開的具體實施例的限制。圖I是本發(fā)明第一實施例的液壓油缸的第一工作狀態(tài)示意圖；圖2是本發(fā)明第一實施例的液壓油缸的第二工作狀態(tài)示意圖；圖3是本發(fā)明第二實施例的液壓油缸的第一工作狀態(tài)示意圖；圖4是本發(fā)明第二實施例的液壓油缸的第二工作狀態(tài)示意圖；圖5是本發(fā)明第三實施例的液壓油缸的第一工作狀態(tài)示意圖；圖6是本發(fā)明第三實施例的液壓油缸的第二工作狀態(tài)示意圖；圖7是本發(fā)明第四實施例的液壓油缸的第一工作狀態(tài)示意圖；圖8是本發(fā)明第四實施例的液壓油缸的第二工作狀態(tài)示意圖。請參考圖I至圖8，本發(fā)明實施例提供的液壓油缸，包括缸筒10、活塞20和活塞桿30，所述活塞20收容于所述缸筒10內(nèi)，與所述缸筒10內(nèi)壁滑動配合，將所述缸筒10分隔為有桿腔12和無桿腔14，所述活塞桿30 —端連接在所述活塞20上，并收容于所述的有桿腔12內(nèi)，另一端伸出于所述缸筒10外，所述有桿腔12與第一進油通道連通，所述無桿腔14與第二進油通道及回油通道連接，所述活塞20內(nèi)具有連接所述有桿腔12與無桿腔14的補油油路21，所述補油油路21中設置有液控閥22，所述液控閥22用于控制所述補油油路21的關閉與開啟，使得有桿腔12中的液壓油向無桿腔14單向流動，所述活塞桿30及活塞20內(nèi)具有連接至所述液控閥22的控制油口的控制油路K，所述控制油路K用于控制所述液控閥22的關閉與開啟。通過設置液控閥22，補油油路21可以實現(xiàn)關閉和開啟兩個狀態(tài)。在補油油路開啟時，利用差動原理，活塞20兩端壓強相等，由于無桿腔14活塞端面的受壓面積大于有桿腔12，活塞20兩端的總壓力存在壓差，因此活塞20會朝有桿腔12 —側移動，有桿腔12內(nèi)的液壓油通過補油油路21進入了無桿腔14，加大了無桿腔14流量而有利于活塞桿30快速伸出。具體的，當活塞桿30收回時，有桿腔12通過第一進油通道進油，無桿腔14通過回油通道回油，控制油路K控制液控閥22關閉，有桿腔12與無桿腔14之間不連通。當活塞桿30伸出時，無桿腔14通過第二進油通道進油，同時控制油路K控制液控閥22打開，有桿腔12中的液壓油通過補油油路21流入無桿腔14中。由于第二進油通道和補油油路21同時向無桿腔14供油，因此進入無桿腔14的液壓油的流量大大增加，從而使得活塞桿30得以迅速伸出。相較于現(xiàn)有技術中在缸筒外部設置補油油管，本發(fā)明將補油油路設置在活塞內(nèi)，能夠防止補油油路被外部物體碰撞而損壞，而且也不會對液壓油缸的安裝產(chǎn)生干涉。另外，本發(fā)明采用液控閥控制補油油路的通斷，使得控制更為準確、可靠。下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。請參考圖I和圖2，本發(fā)明第一實施例提供的液壓油缸包括缸筒10、活塞20、活塞桿30。活塞20收容于缸筒10內(nèi)，與缸筒10內(nèi)壁滑動配合，將缸筒10分隔為有桿腔12和無桿腔14?；钊麠U30 —端連接在活塞20上，并收容于有桿腔12內(nèi)，活塞桿30的另一端伸出于缸筒10外，用于連接負載。活塞20內(nèi)具有補油油路21，補油油路21的一端與有桿腔12連通，補油油路21的另一端與無桿腔14連通。補油油路21中設置有液控閥22，用于控制補油油路21的關閉與開啟，使得有桿腔12中的液壓油向無桿腔14單向流動。在本實施例中，液控閥22為液控單向閥，液控單向閥的進油口與無桿腔14連通，出油口與有桿腔12連通。活塞桿30及活塞20內(nèi)設有控制油路K，控制油路K連接至液控閥22的控制油口，當控制油口通入液壓油時，該液控閥22打開，液壓油從進油口流向出油口?？刂朴吐稫同時還與無桿腔14連通，作為無桿腔14的回油通道?；钊麠U30中還設有進油油路P，進油油路P通過補油油路21與液控閥22的出油口及有桿腔12連通。在其他實施例中，活塞桿30中的進油油路P可以直接與有桿腔12連通，而無需經(jīng)過補油油路21，例如，可以在活塞桿30的側表面上開設連通進油油路P和有桿腔12的油口。可以理解，在該第一實施例中，與有桿腔12連通的第一進油通道包括進油油路P，與無桿腔14連通的第二進油通道由進油油路P與補油油路21連接而成。請參考圖1，當活塞桿30收回時，即活塞桿30朝圖I中大箭頭所指方向運動時，控制油路K接通油箱(圖未示)，活塞20中的液控閥22泄壓關閉，補油油路關閉，高壓油通過進油油路P進入到有桿腔12，無桿腔14中的液壓油通過控制油路K流回油箱。請參考圖2，當活塞桿30伸出時，即活塞桿30朝圖2中大箭頭所指方向運動時，控制油路K接通高壓油，活塞20中的液控閥22打開，有桿腔12和無桿腔14通過補油油路21連通，此時，無桿腔14進油分為二個部分，第一部分經(jīng)通過進油油路P和補油油路21進油，第二部分有桿腔12中的液壓油經(jīng)液控閥22進入無桿腔14中，大大增加了進入無桿腔14的液壓油的流量，從而使得活塞桿30得以迅速伸出。此外，作為優(yōu)選實施方式，控制油路K也可向無桿腔14供油，進一步加快活塞桿30伸出的速度。本實施例的液壓油缸通過將第一進油通道、第二進油通道和回油通道均設置在活塞及活塞桿內(nèi)，可以避免在缸筒上布置液壓管路，更加便于將液壓油缸與其他裝置連接。尤其是當缸筒與活動部件連接時，因為缸筒上沒有布置液壓管路，因此可以避免液壓管路因頻繁伸縮而發(fā)生失效或卷繞等故障，大大提高了液壓油缸的可靠性。圖3和圖4示出了本發(fā)明第二實施例提供的液壓油缸，其與第一實施例的液壓油缸的區(qū)別在于，與有桿腔12連通的第一進油通道為開設在有桿腔12的缸壁上的有桿腔油口 Y，與無桿腔14連通的第二進油通道和回油通道均為開設在無桿腔14的缸壁上的無桿腔油口 W。有桿腔油口 Y和無桿腔油口 W均用于通過液壓管路接入液壓系統(tǒng)(圖未示)中。請參考圖3，當活塞桿30收回時，控制油路K控制液控閥22關閉，補油油路關閉，高壓油通過有桿腔油口 Y進入到有桿腔12，無桿腔14中的液壓油通過無桿腔油口 W流回油箱50。請參考圖4，當活塞桿30伸出時，控制油路K接通高壓油，活塞20中的液控閥22打開，有桿腔12和無桿腔14通過補油油路21連通，同時，液壓系統(tǒng)關斷與有桿腔油口 Y連接的油路，此時，無桿腔14的進油分為兩個部分，第一部分通過無桿腔油口 W進油，第二部分有桿腔12中的液壓油通過補油油路21進入無桿腔14中，大大增加了進入無桿腔14的液壓油的流量，從而使得活塞桿30得以迅速伸出。本實施例的液壓油缸的優(yōu)點在于，在缸筒上開設有桿腔油口和無桿腔油口，制造工藝簡單，對活塞桿的強度影響較小。而且，由于控制油路不是同時作為無桿腔的回油油路，因此液壓系統(tǒng)無需為此設計復雜的液壓油路，有利于降低成本。請參考圖5和圖6，本發(fā)明第三實施例提供的液壓油缸包括缸筒10、活塞20、活塞桿30?；钊?0收容于缸筒10內(nèi)，與缸筒10內(nèi)壁滑動配合，將缸筒10分隔為有桿腔12和無桿腔14。活塞桿30 —端連接在活塞20上，并收容于有桿腔12內(nèi)，活塞桿30的另一端伸出于缸筒10外，用于連接負載?；钊?0內(nèi)具有補油油路21，補油油路21的一端與有桿腔12連通，補油油路21的另一端與無桿腔14連通。補油油路21中設置有液控閥22，用于控制補油油路21的關閉和開啟，使得有桿腔12中的液壓油向無桿腔14單向流動。在本實施例中，液控閥22為插裝閥，插裝閥的第一油口與無桿腔14連通，第二油口與有桿腔12連通?；钊麠U30及活塞20內(nèi)設有控制油路K，控制油路K連接至液控閥22 (也即插裝閥)的控制油口?；钊麠U30中還開設有進油油路P，進油油路P通過補油油路21與液控閥22的第二油口及有桿腔12連通。在其他實施例中，活塞桿30中的進油油路P可以直接與有桿腔12連通，而無需經(jīng)過補油油路21，例如，可以在活塞桿30的側表面上開設連通進油油路P和有桿腔12的油口。無桿腔14的缸壁上開設有與無桿腔14連通的無桿腔油口 W?？梢岳斫?，在該實施例中，第一進油通道包括進油油路P，第二進油通道和回油通道均為無桿腔油口 W。請參考圖5，當活塞桿30收回時，控制油路K接通高壓油，控制液控閥22關閉，補油油路關閉，高壓油通過進油油路P進入到有桿腔12，無桿腔14中的液壓油通過無桿腔油口 W流回油箱50。請參考圖6，當活塞桿30伸出時，控制油路K控制液控閥22打開，有桿腔12和無桿腔14通過補油油路21連通，此時，無桿腔14進油分為三個部分，第一部分經(jīng)無桿腔14油口 W進油，第二部分通過進油油路P和液控閥22進入無桿腔14中，第三部分有桿腔12中的液壓油通過補油油路21進入無桿腔14中，大大增加了進入無桿腔14的液壓油的流量，從而使得活塞桿30得以迅速伸出。本實施例的液壓油缸的優(yōu)點在于，采用插裝閥來控制補油油路的通斷，更容易實現(xiàn)大流量的補油，提高活塞桿伸出的速度。而且，由于控制油路不是同時作為無桿腔的回油油路，因此液壓系統(tǒng)無需為此設計復雜的液壓油路，有利于降低成本。圖7和圖8示出了本發(fā)明第四實施例提供的液壓油缸，其與第二實施例的液壓油缸的區(qū)別在于，液控閥22為插裝閥，插裝閥的第一油口與無桿腔14連通，第二油口與有桿腔14連通，控制油口與控制油路K連通。請參考圖7，當活塞桿30收回時，控制油路K接通高壓油，控制液控閥22關閉，補油油路21關閉，高壓油通過有桿腔油口 Y進入到有桿腔12，無桿腔14中的液壓油通過無桿腔油口 W流回油箱50。請參考圖8，當活塞桿30伸出時，控制油路K控制液控閥22打開，有桿腔12和無桿腔14通過補油油路21連通，同時，液壓系統(tǒng)關斷與有桿腔油口 Y連接的油路。此時，無桿腔14的進油分為兩個部分，第一部分通過無桿腔油口 W進油，第二部分有桿腔12中的液壓油通過補油油路21進入無桿腔14中，大大增加了進入無桿腔14的液壓油的流量，從而使得活塞桿30得以迅速伸出。本實施例的液壓油缸的優(yōu)點在于，采用插裝閥來控制補油油路的通斷，更容易實現(xiàn)大流量的補油，提高活塞桿伸出的速度。而且，在缸筒上開設有桿腔油口和無桿腔油口，制造工藝簡單，對活塞桿的強度影響較小。另外，由于控制油路不是同時作為無桿腔的回油油路，因此液壓系統(tǒng)無需為此設計復雜的液壓油路，有利于降低成本。需要說明的是，本發(fā)明所稱“液控閥22用于控制所述補油油路21的關閉和開啟，使得有桿腔12中的液壓油向無桿腔14單向流動”，并非僅指液控閥22本身，也包括液控閥22與其他元件、油路相配合實現(xiàn)有桿腔12中的液壓油向無桿腔14單向流動。以第三實施例為例，由于液控閥22為插裝閥，因此，當液控閥22打開時，盡管從理論上來說，液壓油既可以從插裝閥的第一油口流向第二油口，也可從第二油口流向第一油口，但是通過匹配進油油路P和無桿腔油口 W的壓力關系，即可實現(xiàn)有桿腔12中的液壓油向無桿腔14單向流動。至于如何匹配進油油路P和無桿腔油口 W的壓力關系，這對本領域技術人員而言是公知的，在此不再贅述。需要說明的是，本發(fā)明實施例以單活塞雙作用液壓油缸為例來闡述本發(fā)明的精神，但本發(fā)明并不僅限于此。本領域技術人員可以理解，本發(fā)明也適用于雙活塞雙出桿液壓油缸及其他具有有桿腔和無桿腔的液壓油缸，均應包含在本發(fā)明權利要求的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明還提供一種工程機械，其包括液壓系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)包括上述任意實施例所述的液壓油缸，所述液壓油缸通過所述第一進油通道、第二進油通道及回油通道與所述液壓系統(tǒng)中的油路連接。該工程機械顯然也具有上述液壓油缸所帶來的全部有益效果，在此不再贅述。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種液壓油缸，包括缸筒(10)、活塞(20)和活塞桿(30)，所述活塞(20)將所述缸筒(10)分隔為有桿腔(12)和無桿腔(14)，所述有桿腔(12)與第一進油通道連通，所述無桿腔(14)與第二進油通道及回油通道連接，其特征在于，所述活塞(20)內(nèi)設有連接所述有桿腔 (12)與無桿腔(14)的補油油路(21)，所述補油油路(21)中設置有液控閥(22)，所述液控閥 (22)用于控制所述補油油路(21)的關閉和開啟，使得有桿腔(12)中的液壓油可向無桿腔 (14 )單向流動，所述活塞桿(30 )及活塞(20 )內(nèi)設有連接至所述液控閥(22 )的控制油口的控制油路(K)，所述控制油路(K)控制所述液控閥(22)的關閉與開啟。
2.根據(jù)權利要求I所述的液壓油缸，其特征在于，所述液控閥(22)為液控單向閥，所述液控單向閥的進油口與所述無桿腔(14 )連通，出油口與所述有桿腔(12 )連通。
3.根據(jù)權利要求I所述的液壓油缸，其特征在于，所述液控閥(22)為插裝閥，所述插裝閥的第一油口與所述無桿腔(14)連通，所述插裝閥的第二油口與所述有桿腔(12)連通。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的液壓油缸，其特征在于，所述第一進油通道包括設置在所述活塞桿(30)中的進油油路(P)。
5.根據(jù)權利要求2所述的液壓油缸，其特征在于，所述第一進油通道包括設置在所述活塞桿(30)中的進油油路(P)，所述進油油路(P)與所述液控單向閥的出油口連通，所述第二進油通道由所述進油油路(P)與所述補油油路(21)連接而成，所述控制油路(K)與所述無桿腔(14)連通，形成所述回油通道。
6.根據(jù)權利要求3所述的液壓油缸，其特征在于，所述第一進油通道包括設置在所述活塞桿(30)中的進油油路(P)，所述進油油路(P)與所述插裝閥的第二油口連通，所述無桿腔(12)的缸壁上開設有無桿腔油口(W)，所述第二進油通道包括所述無桿腔油口(W)以及由所述進油油路(P)與所述補油油路(21)連接而成的油路，所述回油通道包括所述無桿腔油口(W)。
7.根據(jù)權利要求I至3任一項所述的液壓油缸，其特征在于，所述第一進油通道為開設在所述有桿腔(12)的缸壁上的有桿腔油口(Y)，所述第二進油通道和回油通道均為開設在所述無桿腔(14)的缸壁上的無桿腔油口(W)。
8.—種工程機械，包括液壓系統(tǒng)，其特征在于所述液壓系統(tǒng)包括如權利要求1-7任一項所述的液壓油缸，所述液壓油缸通過所述第一進油通道、第二進油通道及回油通道與所述液壓系統(tǒng)中的油路連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液壓油缸，包括缸筒、活塞和活塞桿，活塞將缸筒分隔為有桿腔和無桿腔，有桿腔與第一進油通道連通，無桿腔與第二進油通道及回油通道連接，活塞內(nèi)具有連接有桿腔與無桿腔的補油油路，補油油路中設置有液控閥，液控閥用于控制補油油路的關閉和開啟，使得有桿腔中的液壓油向無桿腔單向流動，活塞桿及活塞內(nèi)具有連接至液控閥的控制油口的控制油路，控制油路控制液控閥的關閉與開啟。本發(fā)明能夠防止補油油路被外部物體碰撞而損壞，而且也不會對液壓油缸的安裝產(chǎn)生干涉。
文檔編號F15B15/14GK102979780SQ20121047881
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權日2012年11月22日
發(fā)明者易小剛, 李 東, 張作良, 王鵬程 申請人:三一重工股份有限公司