一種速度變換雙活塞串聯(lián)液壓缸的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明具體涉及一種速度變換雙活塞串聯(lián)液壓缸。所采用的技術方案是：大活塞桿(25)的端部伸出導向套(4)和大端蓋(2)，大活塞(6)的另一側同中心地開有小活塞孔，小活塞孔的孔徑和深度與小活塞(11)的外徑和厚度對應相等，大活塞(6)和大活塞桿(25)同中心地開有小活塞桿通孔，小活塞桿(26)穿出小活塞桿通孔。與小活塞孔同側的大活塞(6)側面開有閥座孔，閥座孔的孔壁由內向外依次開有第一環(huán)形油槽(28)和第二環(huán)形油槽(35)，第一環(huán)形油槽(28)通過第一油道(20)與大活塞桿有桿腔(23)相通，第二環(huán)形油槽(35)通過第二油道(18)與大活塞(6)的小活塞孔相通，快速切斷閥(19)固定在閥座孔內。本發(fā)明具有變換簡單、節(jié)約能源、降低成本、維護方便和變換過程穩(wěn)定的特點。
【專利說明】一種速度變換雙活塞串聯(lián)液壓缸
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于液壓缸【技術領域】。具體涉及一種速度變換雙活塞串聯(lián)液壓缸。
【背景技術】
[0002]目前，在液壓設備中，液壓缸、液壓馬達等液壓元件的速度是液壓系統(tǒng)的重要工作性能之一，為了調節(jié)上述液壓元件的速度，傳統(tǒng)的方法是用節(jié)流閥或調速閥改變節(jié)流口以調節(jié)流量，達到調節(jié)速度的目的。但這些節(jié)流閥或調速閥一般裝在液壓系統(tǒng)的主油路、旁油路或回油路上，組成節(jié)流調速系統(tǒng)，無論裝在哪個部位，液壓油通過節(jié)流閥均有壓力損失，這種損失將轉化為熱能，使液壓油溫度升高。油溫過高則會造成液壓油變質，降低液壓油的工作壽命，浪費能源和增加生產成本，同時節(jié)流調速操作控制不方便，穩(wěn)定性差。
[0003]為了降低節(jié)流調速產生的壓力損失，目前采用變量泵供油。但變量泵結構復雜，造價昂貴，故障率高，維修難度大，使整臺液壓設備價格提高。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明旨在克服上述技術缺陷，目的是提供一種變換簡單、節(jié)約能源、降低成本、操作維護方便、變換過程穩(wěn)定性好和能提高液壓系統(tǒng)效率的速度變換雙活塞串聯(lián)液壓缸。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:所述液壓缸包括大端蓋、導向套、缸體、大活塞、大活塞桿、小活塞、小活塞桿、小端蓋和快速切斷閥。
[0006]缸體為大缸體和小缸體組成的整體。大缸體的端部固定裝有大端蓋，小缸體的端部固定裝有小端蓋，導向套緊貼大端蓋同中心地固定在大缸體內。大缸體開有第一油口，第一油口靠近導向套；小缸體開有第二油口，第二油口靠近小端蓋。大缸體內壁和小缸體內壁的連接處對稱地開有4條三角槽。
[0007]大活塞安裝在大缸體內，大活塞的一側同中心地固定有大活塞桿，大活塞桿的端部伸出導向套和大端蓋。大活塞的另一側同中心地開有小活塞孔，小活塞孔的孔徑與小活塞的外徑相等，小活塞孔的深度與小活塞的厚度相等；大活塞和大活塞桿同中心地開有小活塞桿通孔，小活塞桿通孔的內徑和小活塞桿外徑相等。與小活塞孔同側的大活塞側面開有閥座孔，閥座孔的孔壁由內向外依次開有第一環(huán)形油槽和第二環(huán)形油槽，第一環(huán)形油槽通過第一油道與大活塞桿有桿腔相通，第二環(huán)形油槽通過第二油道與大活塞的小活塞孔相通，快速切斷閥固定在閥座孔內。
[0008]小活塞桿與小活塞同中心固定連接，小活塞安裝在小缸體內，小活塞與小缸體的間隙為15?35 μ m。小活塞桿穿出小活塞桿通孔，與小活塞桿同側的小活塞環(huán)形面上同中心地開有環(huán)形密封槽，環(huán)形密封槽的半徑大于第二油道油口距大活塞中心線的距離且小于大活塞的小活塞孔的半徑，環(huán)形密封槽裝有第一密封圈。
[0009]快速切斷閥由閥套、彈簧、閥芯、固定蓋和第二密封圈組成；彈簧裝入閥芯內，閥芯的開口端朝內裝入閥套。閥套為圓筒狀，閥套的筒壁開有第三油口，第三油口與第一環(huán)形油槽相通；閥套的內壁開有第三環(huán)形油槽，第三環(huán)形油槽通過第四油口與第二環(huán)形油槽相通，閥套外壁的靠近開口端處裝有第二密封圈。閥芯亦為圓筒狀，閥芯的筒壁開有第五油口，第五油口與第三環(huán)形油槽相通，閥芯的封閉端設有頂桿，固定蓋為中心設有通孔的圓盤狀，固定蓋通過螺釘與大活塞固定連接，閥芯的頂桿位于固定蓋的通孔中。
[0010]大端蓋的孔壁裝有防塵圈，導向套的孔壁裝有第三密封圈，大活塞的圓柱面裝有第四密封圈，第四密封圈的兩側裝有支撐環(huán)，小活塞的圓柱面均勻開有5~7條均壓槽，小活塞桿的中部裝有第五密封圈。
[0011]所述三角槽的軸向長度H為6~8mm，三角槽的徑向長度L為4飛臟；三角槽在水平面和鉛垂面的投影均為等腰三角形，三角槽在水平面投影的等腰夾角為45~75°，所述鉛垂面為與三角槽的徑向方向垂直的面。
[0012]所述均壓槽的槽寬為0.5^0.8mm，槽深為0.6^1.0mm。
[0013]所述大活塞、大活塞桿、小活塞和小活塞桿的材質均為鑄鋼，大活塞、大活塞桿、小活塞和小活塞桿的表面均鍍鉻，鍍鉻層厚度為0.01~0.02mm。
[0014]本發(fā)明的工作過程:
當液壓油從第一油口進入大活塞桿有桿腔時，大活塞向內運動至大缸體的底部，閥芯的頂桿在大缸體底部的反作用下，閥芯壓縮彈簧，使大活塞桿有桿腔的液壓油通過第一油道進入快速切斷閥中，閥芯的第五油口與第二油道接通，液壓油流往小活塞的有桿腔，使小活塞桿向內縮回。反之，當液壓油從第二油口進入無桿腔，小活塞桿向外伸出，小活塞有桿腔的液壓油通過快速切斷閥進入大活塞桿有桿腔，當小活塞向外運動至大活塞的小活塞孔底部時，第一密封圈封閉第二油道，大活塞在液壓油作用下也向外運動，當閥芯的頂桿離開大缸體的底部時，閥芯在彈簧的作用下，切斷第二油道，實現(xiàn)大負載慢速對外做功。
[0015]由于采用上述技術方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下積極效果:
1、本發(fā)明米用雙活塞雙活塞桿結構，小活塞桿芽過大活塞和大活塞桿向外伸出，實現(xiàn)快速低載運動，此時大活塞和大活塞桿不動。當小活塞接觸到大活塞的小活塞孔的底部時，小活塞和大活塞同步運動，即以大負載慢速運動。速度和負載變換不須液壓系統(tǒng)控制，而由所述液壓缸自身完成。
[0016]小活塞桿穿過小活塞桿通孔進行相對運動，當液壓油的壓力和流量恒定時，小活塞和小活塞桿能實現(xiàn)小負載快速運動；當小活塞到達小活塞孔底部后，在壓力油作用下，大活塞和大活塞桿實現(xiàn)大負載慢速運動。負載和速度轉換過程是通過快速切斷閥來實現(xiàn)。
[0017]2、本發(fā)明采用快速切斷閥，能對小活塞有桿腔和大活塞有桿腔間實現(xiàn)切斷或接通，切斷或接通由彈簧和頂桿來完成，變換簡單。
[0018]3、本發(fā)明采用大缸體和快速切斷閥的一體化結構，組成一復合元件，簡化了液壓系統(tǒng)的結構和控制，使液壓缸多功能化。
[0019]4、本發(fā)明采用間隙密封和密封圈密封相結合的形式，在較長的結合面上采用第五密封圈密封，在小活塞的圓柱面與小缸體的內壁之間采用間隙密封，不僅降低了液壓缸的摩擦阻力，又能降低小活塞桿表面與大活塞和大活塞桿內壁的加工精度，降低了成本。
[0020]5、本發(fā)明在與大缸體內壁和小缸體內壁的連接處對稱地開有4條三角槽，用以減緩因容腔的容積發(fā)生突變時產生的液壓沖擊，提高了變換過程的穩(wěn)定性。
[0021]因此，本發(fā)明具有變換簡單、節(jié)約能源、降低成本、操作維護方便、能提高液壓系統(tǒng)效率和變換過程穩(wěn)定性好的特點?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的一種結構簡圖；
圖2為圖1快速切斷閥19的放大示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步描述，并非對其保護范圍的限制:
實施例1
一種速度變換雙活塞串聯(lián)液壓缸。如圖1所示，所述液壓缸包括大端蓋2、導向套4、缸體24、大活塞6、大活塞桿25、小活塞11、小活塞桿26、小端蓋14和快速切斷閥19。
[0024]如圖1所示，缸體24為大缸體5和小缸體13組成的整體。大缸體5的端部固定裝有大端蓋2，小缸體13的端部固定裝有小端蓋14，導向套4緊貼大端蓋2同中心地固定在大缸體5內。大缸體5開有第一油口 22,第一油口 22靠近導向套4 ;小缸體13開有第二油口 15，第二油口 15靠近小端蓋14。大缸體5內壁和小缸體13內壁的連接處對稱地開有4條三角槽9。
[0025]如圖1所示，大活塞6安裝在大缸體5內，大活塞6的一側同中心地固定有大活塞桿25,大活塞桿25的端部伸出導向套4和大端蓋2。大活塞6的另一側同中心地開有小活塞孔，小活塞孔的孔徑與小活塞11的外徑相等，小活塞孔的深度與小活塞11的厚度相等；大活塞6和大活塞桿25同中心地開有小活塞桿通孔，小活塞桿通孔的內徑和小活塞桿26外徑相等。如圖1和圖2所示，與小活塞孔同側的大活塞6側面開有閥座孔，閥座孔的孔壁由內向外依次開有第一環(huán)形油槽28和第二環(huán)形油槽35，第一環(huán)形油槽28通過第一油道20與大活塞桿有桿腔23相通，第二環(huán)形油槽35通過第二油道18與大活塞6的小活塞孔相通，快速切斷閥19固定在閥座孔內。
[0026]如圖1所示，小活塞桿26與小活塞11同中心固定連接，小活塞11安裝在小缸體13內，小活塞11與小缸體13的間隙為15?35 μ m。小活塞桿26穿出小活塞桿通孔，與小活塞桿26同側的小活塞11環(huán)形面上同中心地開有環(huán)形密封槽，環(huán)形密封槽的半徑大于第二油道18油口距大活塞6中心線的距離且小于大活塞6的小活塞孔的半徑，環(huán)形密封槽裝有第一密封圈10，以防止無桿腔16的液壓油進入第二油道18。
[0027]如圖2所示，快速切斷閥19由閥套29、彈簧27、閥芯36、固定蓋33和第二密封圈32組成；彈簧27裝入閥芯36內，閥芯36的開口端朝內裝入閥套29。閥套29為圓筒狀，閥套29的筒壁開有第三油口 37，第三油口 37與第一環(huán)形油槽28相通；閥套29的內壁開有第三環(huán)形油槽34，第三環(huán)形油槽34通過第四油口 30與第二環(huán)形油槽35相通，閥套29外壁的靠近開口端處裝有第二密封圈32。閥芯36亦為圓筒狀，閥芯36的筒壁開有第五油口 31，第五油口 31與第三環(huán)形油槽34相通，閥芯36的封閉端設有頂桿，固定蓋33為中心設有通孔的圓盤狀，固定蓋33通過螺釘與大活塞6固定連接，閥芯36的頂桿位于固定蓋33的通孔中。
[0028]如圖1所示，大端蓋2的孔壁裝有防塵圈1，導向套4的孔壁裝有第三密封圈3，大活塞6的圓柱面裝有第四密封圈8，第四密封圈8的兩側裝有支撐環(huán)7，小活塞11的圓柱面均勻開有5~7條均壓槽12，小活塞桿26的中部裝有第五密封圈21。
[0029]如圖1所示，所述三角槽9的軸向長度H為6~7臟，三角槽9的徑向長度L為4~5mm ；三角槽9在水平面和鉛垂面的投影均為等腰三角形，三角槽9在水平面投影的等腰夾角為45^60°，所述鉛垂面為與三角槽9的徑向方向垂直的面。
[0030]所述均壓槽12的槽寬為0.5^0.7mm,槽深為0.6^0.8mm。
[0031]所述大活塞6、大活塞桿25、小活塞11和小活塞桿26的材質均為鑄鋼，大活塞6、大活塞桿25、小活塞11和小活塞桿26的表面均鍍鉻，鍍鉻層厚度為0.01-0.02mm。
[0032]實施例2
一種速度變換雙活塞串聯(lián)液壓缸。本實施例除下述技術參數(shù)外，其余同實施例1:
所述三角槽9的軸向長度H為7~8mm，三角槽9的徑向長度L為5飛mm ;三角槽9在水平面和鉛垂面的投影均為等腰三角形，三角槽9在水平面投影的等腰夾角為60-75°，所述鉛垂面為與三角槽9的徑向方向垂直的面。
[0033]所述均壓槽12的槽寬為0.6^0.8mm,槽深為0.8^1.0mm。
[0034]本【具體實施方式】的工作過程:
當液壓油從第一油口 22進入大活塞桿有桿腔23時，大活塞6向內運動至大缸體5的底部，閥芯36的頂桿在大缸體5底部的反作用下，閥芯36壓縮彈簧27，使大活塞桿有桿腔23的液壓油通過第一油道20進入快速切斷閥19中，閥芯36的第五油口 31與第二油道18接通，液壓油流往小活塞的有桿腔17，使小活塞桿26向內縮回。反之，當液壓油從第二油口15進入無桿腔16，小活塞桿26向外伸出，小活塞有桿腔17的液壓油通過快速切斷閥19進入大活塞桿有桿腔23，當小活塞11向外運動至大活塞6的小活塞孔底部時，第一密封圈10封閉第二油道18，大活塞6在液壓油作用下也向外運動，當閥芯36的頂桿離開大缸體的底部時，閥芯36在彈簧27的作用下，切斷第二油道18，實現(xiàn)大負載慢速對外做功。
[0035]由于采用上述技術方案，本【具體實施方式】與現(xiàn)有技術相比具有如下積極效果:
1、本【具體實施方式】采用雙活塞雙活塞桿結構，小活塞桿26穿過大活塞6和大活塞桿25向外伸出，實現(xiàn)快速低載運動，此時大活塞6和大活塞桿25不動。當小活塞11接觸到大活塞6的小活塞孔的底部時，小活塞11和大活塞6同步運動，即以大負載慢速運動。速度和負載變換不須液壓系統(tǒng)控制，而由所述液壓缸自身完成。
[0036]小活塞桿26穿過小活塞桿通孔中心進行相對運動，當液壓油的壓力和流量恒定時，小活塞11和小活塞桿26能實現(xiàn)小負載快速運動；當小活塞11到達小活塞孔底部后,在壓力油作用下，大活塞6和大活塞桿25實現(xiàn)大負載慢速運動。負載和速度轉換過程是通過快速切斷閥19來實現(xiàn)。
[0037]2、本【具體實施方式】采用快速切斷閥19，能對小活塞有桿腔17和大活塞有桿腔23間實現(xiàn)切斷或接通，切斷或接通由彈簧27和頂桿來完成，變換簡單。
[0038]3、本【具體實施方式】采用大缸體5和快速切斷閥19的一體化結構，組成一復合元件，簡化了液壓系統(tǒng)的結構和控制，使液壓缸多功能化。
[0039]4、本【具體實施方式】采用間隙密封和密封圈密封相結合的形式，在較長的結合面上采用第五密封圈21密封，在小活塞11的圓柱面與小缸體13的內壁之間采用間隙密封，不僅降低了液壓缸的摩擦阻力，又能降低小活塞桿26表面與大活塞6和大活塞桿25內壁的加工精度，降低了成本。[0040]5、本【具體實施方式】在與大缸體5內壁和小缸體13內壁的連接處對稱地開有4條三角槽9，用以減緩因容腔的容積發(fā)生突變時產生的液壓沖擊，提高了變換過程的穩(wěn)定性。
[0041]因此，本【具體實施方式】具有變換簡單、節(jié)約能源、降低成本、操作維護方便、能提高液壓系統(tǒng)效率和變換過程穩(wěn)定性好的特點。
【權利要求】
1.一種速度變換雙活塞串聯(lián)液壓缸，其特征在于所述液壓缸包括大端蓋(2)、導向套(4)、缸體(24)、大活塞(6)、大活塞桿(25)、小活塞(11)、小活塞桿(26)、小端蓋(14)和快速切斷閥(19)； 缸體(24)為大缸體(5)和小缸體(13)組成的整體；大缸體(5)的端部固定裝有大端蓋(2)，小缸體(13)的端部固定裝有小端蓋(14)，導向套(4)緊貼大端蓋(2)同中心地固定在大缸體(5)內；大缸體(5)開有第一油口(22),第一油口(22)靠近導向套(4),小缸體(13)開有第二油口(15)，第二油口(15)靠近小端蓋(14)，大缸體(5)內壁和小缸體(13)內壁的連接處對稱地開有4條三角槽(9)； 大活塞(6)安裝在大缸體(5)內，大活塞(6)的一側同中心地固定有大活塞桿(25),大活塞桿(25)的端部伸出導向套(4)和大端蓋(2);大活塞(6)的另一側同中心地開有小活塞孔，小活塞孔的孔徑與小活塞(11)的外徑相等，小活塞孔的深度與小活塞(11)的厚度相等；大活塞(6)和大活塞桿(25)同中心地開有小活塞桿通孔，小活塞桿通孔的內徑和小活塞桿(26)外徑相等；與小活塞孔同側的大活塞(6)側面開有閥座孔，閥座孔的孔壁由內向外依次開有第一環(huán)形油槽(28)和第二環(huán)形油槽(35)，第一環(huán)形油槽(28)通過第一油道(20)與大活塞桿有桿腔(23)相通，第二環(huán)形油槽(35)通過第二油道(18)與大活塞(6)的小活塞孔相通，快速切斷閥(19)固定在閥座孔內； 小活塞桿(26)與小活塞(11)同中心固定連接，小活塞(11)安裝在小缸體(13)內，小活塞(11)與小缸體(13)的間隙為15~35 μ m;小活塞桿(26)穿出小活塞桿通孔，與小活塞桿(26)同側的小活塞(11)環(huán)形面上同中心地開有環(huán)形密封槽，環(huán)形密封槽的半徑大于第二油道(18)油口距大活塞( 6)中心線的距離且小于大活塞(6)的小活塞孔的半徑，環(huán)形密封槽裝有第一密封圈(10)； 快速切斷閥(19)由閥套(29)、彈簧(27)、閥芯(36)、固定蓋(33)和第二密封圈(32)組成；彈簧(27)裝入閥芯(36)內，閥芯(36)的開口端朝內裝入閥套(29);閥套(29)為圓筒狀，閥套(29)的筒壁開有第三油口(37)，第三油口(37)與第一環(huán)形油槽(28)相通；閥套(29)的內壁開有第三環(huán)形油槽(34)，第三環(huán)形油槽(34)通過第四油口(30)與第二環(huán)形油槽(35)相通，閥套(29)外壁的靠近開口端處裝有第二密封圈(32);閥芯(36)亦為圓筒狀，閥芯(36)的筒壁開有第五油口(31)，第五油口(31)與第三環(huán)形油槽(34)相通，閥芯(36)的封閉端設有頂桿，固定蓋(33)為中心設有通孔的圓盤狀，固定蓋(33)通過螺釘與大活塞(6)固定連接，閥芯(36)的頂桿位于固定蓋(33)的通孔中； 大端蓋(2)的孔壁裝有防塵圈(1)，導向套(4)的孔壁裝有第三密封圈(3)，大活塞(6)的圓柱 面裝有第四密封圈(8)，第四密封圈(8)的兩側裝有支撐環(huán)(7)，小活塞(11)的圓柱面均勻開有5~7 條均壓槽(12)，小活塞桿(26)的中部裝有第五密封圈(21)。
2.根據(jù)權利要求1所述的速度變換雙活塞串聯(lián)液壓缸，其特征在于所述三角槽(9)的軸向長度H為6~8mm，三角槽(9)的徑向長度L為4~6mm ;三角槽(9)在水平面和鉛垂面的投影均為等腰三角形，三角槽(9)在水平面投影的等腰夾角為45~75°，所述鉛垂面為與三角槽(9)的徑向方向垂直的面。
3.根據(jù)權利要求1所述的速度變換雙活塞串聯(lián)液壓缸，其特征在于所述均壓槽(12)的槽寬為0.5~0.8mm,槽深為0.6~1.0mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的速度變換雙活塞串聯(lián)液壓缸，其特征在于所述大活塞(6)、大活塞桿(25)、小活塞(11)和小活塞桿(26)的材質均為鑄鋼，大活塞(6)、大活塞桿(25)、小活塞(11)和小活塞桿(26)的表面均鍍鉻，鍍鉻層厚度為0.0f0.02_。
【文檔編號】F15B15/17GK103867525SQ201410137680
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權日:2014年4月8日
【發(fā)明者】湛從昌, 陳奎生, 龔云, 蔣俊, 陳新元, 吳凜 申請人:武漢科技大學