專利名稱：人造金剛石超高壓液壓機(jī)工作油缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超高壓往復(fù)油缸，特別是用于合成人造金剛石的超高壓鉸鏈?zhǔn)搅骓斠簤簷C(jī)上的工作油缸，該油缸由缸筒、活塞和缸蓋組成，而缸筒又以其外圓與液壓機(jī)上的鉸鏈梁相連接。油缸的后腔充以超高壓液壓油(通常達(dá)1300～1500Kgf／cm2)，活塞則以近千噸的軸向壓力壓向置于液壓機(jī)中心位置處的人造金剛石坯料，在高壓高溫下，金剛石晶體在坯料中長成。
據(jù)了解，國內(nèi)各廠家從六十年代起就使用超高壓鉸鏈?zhǔn)搅骓斠簤簷C(jī)生產(chǎn)人造金剛石，其結(jié)構(gòu)至今未有改變。該液壓機(jī)的六個(gè)鉸鏈梁相互鉸合，組成一個(gè)整體，鉸鏈梁上制有通孔，六個(gè)工作油缸的缸筒外圓與該通孔相配合，缸筒前端制有法蘭，該法蘭壓在鉸鏈梁的前端面上，借以承受全部軸向壓力。由于是超高壓，缸筒又是單獨(dú)承受超高壓液壓油的壓力，出于安全考慮，故對(duì)材料的強(qiáng)度要求極高，通常都使用34CrNi3MoA(系軍工部門用來制造炮筒的材料，俗稱“炮鋼”)制造。由于我國缺乏鉻和鎳資源，此鋼價(jià)格昂貴，且訂貨困難，又由于該鋼材要求鍛造比較高，所以鍛造工藝、熱處理工藝相當(dāng)復(fù)雜。再有，為防止工作時(shí)應(yīng)力集中，抵不住超高壓力而產(chǎn)生缸筒底部破裂(俗稱“掉底”)，造成設(shè)備人身事故，故缸筒內(nèi)腔底部制成球狀，且表面粗糙度要求較高，并不允許有劃痕等易造成應(yīng)力集中的任何缺陷，所以加工工藝也很復(fù)雜，加工困難，致使設(shè)備制造成本高昂(約每臺(tái)二十余萬元)，即使如此，其安全性能也不敢保險(xiǎn)，曾發(fā)生過“掉底”事件，只能嚴(yán)加防范而已。再說，六個(gè)鉸鏈梁由于制出大口徑通孔，整機(jī)剛性差，工作中變形大，影響金剛石的合成質(zhì)量。另外，由于工作時(shí)工作油缸的活塞不允許轉(zhuǎn)動(dòng)，所以在缸筒的前端面上固定了導(dǎo)向鍵，其與活塞前部外圓柱上的軸向?qū)虿巯嗯浜希@就導(dǎo)至活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓柱密封面不完整，而使油缸前腔泄漏加劇及防塵效果不佳。
本實(shí)用新型的目的是，通過改進(jìn)缸筒結(jié)構(gòu)，提高鉸鏈梁和缸筒的承載能力，在提高安全可靠性的同時(shí)，降低對(duì)材料的要求，從而較大幅度地降低制造成本。另外，設(shè)法提高密封性能，減少泄漏。
其解決方案是將鉸鏈梁上與缸筒外圓緊密配合的孔制成盲孔，并使盲孔的底部抵住缸筒的后端面。這樣一來，六個(gè)鉸鏈梁本身的剛性明顯提高了，這對(duì)提高整機(jī)剛性和金剛石的合成質(zhì)量是十分有利的。與此同時(shí)，由于缸筒的外圓和后端面均被鉸鏈梁所包圍，缸筒和鉸鏈梁結(jié)成一體，共同承擔(dān)腔內(nèi)超高壓液壓油的壓力，而工作時(shí)的軸向壓力則由剛性很強(qiáng)的鉸鏈梁盲孔底部承擔(dān)，從而使工作油缸各部受力狀態(tài)明顯改善，安全性能明顯提高。為了進(jìn)一步提高其安全可靠性，本實(shí)用新型又進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，即可在缸筒前端仍制出法蘭，但該法蘭后端面與鉸鏈梁前端面并不接觸，二者之間保持一微小距離(這樣做工藝簡單)，一旦鉸鏈梁盲孔底部開裂或變形，缸筒后移，則該法蘭將與鉸鏈梁前端面接觸，承擔(dān)起一部份或全部軸向壓力，制止事故的發(fā)生。如此，缸筒本身的負(fù)載減輕了，對(duì)材料強(qiáng)度的依賴程度降低了，就可甩掉34CrNi3MoA鋼，改用我國市場上貨源充足，價(jià)格便宜的普通低合金鋼制造缸筒，缸筒內(nèi)腔底部也就無需制成球狀，而可改成其它易于加工的形狀(例如制成平底)了，于是材料的鍛造工藝、熱處理工藝以及機(jī)加工工藝都變得簡單多了，設(shè)備制造成本可大幅度下降(可下降1／5以上)，不僅如此，由于故障率降低了，仃機(jī)損失、維修費(fèi)用和備件成本也減少了，經(jīng)濟(jì)性明顯改善。此外，為了解決上述的油缸前腔泄漏和防塵效果不佳問題，可將上述活塞前部外導(dǎo)向改為油缸后腔內(nèi)導(dǎo)向。具體做法是將活塞后端面制出盲孔，孔端固定一個(gè)導(dǎo)向鍵(最好是一個(gè)花鍵套)，在缸筒內(nèi)腔底部固定一個(gè)導(dǎo)向柱，其上制出軸向?qū)虿?最好制成花鍵)，該導(dǎo)向槽與導(dǎo)向鍵相配合即可。
附圖描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例


圖1是目前公知超高壓鉸鏈?zhǔn)搅骓斠簤簷C(jī)外觀及工作油缸結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實(shí)用新型工作油缸的結(jié)構(gòu)圖。其中(1)為鉸鏈梁、(2)為活塞、(3)為缸筒，其外圓和后端面均被鉸鏈梁(1)所包圍，(4)為缸蓋、(6)為固定在活塞(2)后端面的導(dǎo)向鍵，其與固定在缸筒(3)內(nèi)腔底部的導(dǎo)向柱(5)上的軸向?qū)虿巯嗯浜稀?br> 由于其結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，作用原理也在上面講清楚了，這里不再累述。
權(quán)利要求1.一種人造金剛石超高壓液壓機(jī)工作油缸，由缸筒、活塞(2)和缸蓋(4)組成，而缸筒(3)又以其外圓與液壓機(jī)上的鉸鏈梁(1)相連接，其特征在于，鉸鏈梁(1)上與缸筒(3)外圓緊密配合的孔制成盲孔，盲孔的底部抵住缸筒(3)的后端面，在缸筒(3)的前端制出的法蘭后端面與鉸鏈梁(1)的前端面之間保持一微小距離，缸筒(3)內(nèi)腔底部是平底，活塞后端面制出盲孔，孔端固定一個(gè)導(dǎo)向鍵(6)，在缸筒(3)內(nèi)腔底部固定一個(gè)導(dǎo)向柱，其上制出軸向?qū)虿?，該?dǎo)向槽與導(dǎo)向鍵相配合。
專利摘要一種人造金剛石超高壓六面頂液壓機(jī)上的工作油缸，由于將鉸鏈梁上與缸筒外圓緊密配合的孔制成盲孔，并使盲孔底部抵住缸筒后端面，大大提高了工作油缸的承載能力，和鉸鏈梁的剛性，缸筒內(nèi)腔底部也由球狀改為平底，可使鍛造、熱處理和機(jī)加工工藝大大簡化，另外由于采用后腔內(nèi)部導(dǎo)向，明顯提高了密封性。
文檔編號(hào)F15B15/14GK2080113SQ9021900
公開日1991年7月3日 申請(qǐng)日期1990年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1990年9月1日
發(fā)明者呂豐農(nóng) 申請(qǐng)人:呂豐農(nóng)