卧式千斤顶动力单元的制作方法

相关申请

本申请要求申请号为62/727,110，申请日为2018年9月5日的美国专利申请的权益，并将该申请援引于此。

本发明涉及起重设备，更具体而言，涉及一种在动力单元的设计和操作方面获得改进的卧式液压千斤顶。

背景技术：

卧式千斤顶在现有技术中广为人知，常用于在汽车维修中顶起车辆而允许进入车辆底部，或者将一个或多个轮胎抬离地面来供维修。卧式千斤顶还可用于举起其他物体。卧式千斤顶通常包括支承于轮子上的顶身框架，并由动力单元操作，此类动力单元例如为液压泵/液压致动器总成，该总成具有配对使用的手动操作液压泵和液压致动器。所述液压泵的操作原理为，通过手柄的上下摇动加泵，从而产生液压。所述液压总成的致动器部分包括致动杆，该致动杆随液压泵内的液压增大而延伸。典型的卧式千斤顶包括举重臂，该举重臂在其近端部分的附近的第一枢转点处与上述框架枢转连接。所述致动杆的远端部分在第二枢转点处与举重臂枢转连接，所述第二枢转点独立于第一枢转点，但仍位于与举重臂的近端部分相邻的位置。所述举重臂的远端与托举座相连，该托举座具有用于与车辆或其他托举对象的底部接合的表面。所述举重臂与一对稳定连杆形成平行四边形连杆机构，以使得托举座表面在整个举重臂的运动范围内均基本保持水平姿势。

随着液压泵的手柄的上下摇动，致动杆向外伸出，且举重臂绕第一枢转点枢转，从而使得举重臂的远端及附接至其上的托举座向上移动。随着举重臂的移动，托举座的上表面将与托举对象底部接触，并最终将该对象举起。

卧式液压千斤顶的相关加泵作用、移动及承载应力会在多种部件上产生磨损。其中的一种此类部件为利用活塞和泵产生升举力的动力系统。对于专业级的卧式液压千斤顶而言，取决于动力单元结构的材料和制造质量，其预期使用寿命约为5000次。当卧式液压千斤顶变得无法继续使用时，其原因总是出自动力单元内的部件的故障。因此，本领域仍然存在变动和改进的空间。

技术实现要素：

本发明至少一种实施方式的目的在于提供一种改进的新型卧式液压千斤顶动力单元。

本发明至少一种实施方式的另一目的在于提供一种用于卧式液压千斤顶的改进的新型液压泵系统。

本发明至少一种实施方式的另一目的在于提供一种用于卧式千斤顶的液压动力单元，包括：锻钢歧管，所述锻钢歧管包括组合成一体的歧管，汽缸焊接至所述歧管上，所述汽缸采用45号钢以及32微的表面处理度，所述歧管的上表面具有用于容纳一个或多个止回阀的多个孔口；设于所述歧管的汽缸内的活塞组件，该活塞组件由hrc为约30～约34且16微的表面处理度的材料制成，该活塞组件进一步包括固定至所述活塞的第一端的活塞轴承，该活塞轴承采用青铜外涂层，32微的表面处理度以及包括hrc值为约28～约32的钢材，所述活塞轴承与尼龙101支承环接触，该尼龙支承环进一步与聚氨酯u形杯密封件连通，该u形杯密封件具有95的邵氏硬度a值。

本发明至少一种实施方式的另一目的在于提供一种液压动力单元，其中，所述活塞与汽缸轴承在所述活塞的第二端上连通，所述汽缸轴承的内部具有32微的表面处理度。

本发明至少一种实施方式的另一目的在于提供一种卧式千斤顶的液压动力单元，包括：q235锻钢歧管，该歧管包括汽缸和储液器；以可操作方式与所述汽缸接合的活塞组件，该活塞组件进一步包括固定至活塞的第一端的活塞轴承，该活塞轴承具有包括焊接青铜涂层的外表面，该外表面具有约28～约32的硬度值以及32微的表面处理度。

可选地，所述动力单元可进一步包括设于所述歧管的上表面上的多个孔口，低压泵壳以及固定于其中的低压泵活塞以可操作方式接合且进一步固定至所述歧管的多个孔口当中的一个，高压泵壳以及固定于其中的高压泵活塞以可操作方式接合且进一步固定至所述歧管的多个孔口当中的一个。

本发明的另一目的在于提供一种如上所述的动力单元，其中，所述低压泵壳的内表面具有球形拉刀的16微的表面处理度。

本发明的另一目的在于提供一种如上所述的动力单元，其中，所述高压泵壳的内表面界定具有球形拉刀的16微的表面处理度的表面。

本发明的另一目的在于提供一种动力单元，其中，所述高压泵壳的内表面界定具有16微的表面处理度的表面。

本发明的另一目的在于提供一种动力单元，其中，所述高压泵壳进一步包括黑色氧化物外涂层。

本发明的另一目的在于提供一种动力单元，其中，所述低压泵壳进一步包括黑色氧化物外涂层。

本发明的另一目的在于提供一种动力单元，其中，汽缸轴承用于将所述活塞固定在所述歧管的汽缸内，该歧管的汽缸轴承具有约28～约32的hrc值，且进一步具有32微的表面处理度。

本发明的另一目的在于提供一种动力单元，其中，所述汽缸轴承进一步在该汽缸轴承的内表面上限定出凹槽，该凹槽包括聚氨酯o形环，该聚氨酯o形环具有约90的邵氏硬度a值，该o形环防止加压液压流体流动通过所述汽缸轴承。

本发明的另一目的在于提供一种动力单元，其中，所述低压泵活塞具有约34～约38的hrc值，且进一步界定镀铬的16微的表面处理度。

本发明的另一目的在于提供一种动力单元，其中，所述高压泵活塞具有约34～约38的hrc值，且进一步界定镀铬的16微的表面处理度。

本发明的另一目的在于提供一种动力单元，其中，所述多个孔口包括至少一个进一步与释压阀连通的孔口。

本发明的另一目的在于提供一种动力单元，其中，所述活塞轴承进一步在该活塞轴承的外表面上限定出凹槽，该凹槽包括聚氨酯u形杯密封件和尼龙支承环，所述u形杯圈密封件和尼龙支承环防止加压液压流体移动通过所述活塞轴承。

本发明的另一目的在于提供一种动力单元，其中，所述低压泵活塞进一步在该低压泵活塞的外表面上限定出用于润滑目的的凹槽。

本发明的另一目的在于提供一种动力单元，其中，所述高压泵活塞进一步在该高压泵活塞的外表面上限定出用于润滑目的的凹槽。

通过参考下文描述及附图，能够更好地理解本发明的上述和其他特征、方面以及优点。

附图说明

在本说明书的下文中，将对包括最佳实施方式在内的本发明内容进行说明，以使得本发明得以向本领域技术人员完全公开，下文说明中包括对附图的参考。

图1为现有技术中处于升举姿态的典型卧式液压千斤顶的部分剖视示意图。

图2与图1类似，其所示为处于下放姿态的现有技术中的千斤顶。

图3为根据本发明的实施方式的液压卧式千斤顶动力单元的部件的分解透视图。

图4为液压卧式千斤顶动力单元中使用的压力泵活塞的透视图。

图5所示为动力单元的所使用的歧管。

图6为根据本发明的实施方式的汽缸轴承的透视图。

图7为根据本发明的实施方式的液压卧式千斤顶单元的剖视图。

具体实施方式

下文中，将详细描述本发明的实施方式，并给出其一种或多种实施例。每一实施例均以对本发明进行说明而非限制的方式给出。事实上，对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，本发明还可做出各种修饰和变化。举例而言，图示或描述为一种实施方式的一部分的特征还可用于另一实施方式，从而产生又一实施方式。因此，只要落入随附的各权利要求及其等同物的范围之内，本发明旨在涵盖所有此类修饰和变化。下文详细描述还公开了本发明的其他目的，特征和方面。本领域技术人员应该理解的是，本文描述的仅为例示实施方式，并不旨在对本发明体现于这些例示构造中的更为宽泛的方面加以限制。

应该理解的是，本文中提到的各范围包含处于指定范围内的所有范围。因此，本文中提到的所有范围均包括含于这些所提及的范围内的所有子范围。例如，100～200这一范围进一步包含110～150，170～190，153～162这些范围。此外，本文中提到的所有限值包含含于这些限值内的所有其他限值。例如，7这一上限值还包含5，3，4.5这些上限值。

本文中描述各特征时，始终使用相同的附图标记指示相同的材料、装置或工艺路径。为了避免赘述，一旦结合某图对装置进行了很大程度的详细描述，则在随后附图的描述中，即使此类装置或工艺以相同的附图标记进行了标注，也不再对其进行重复描述。

卧式液压千斤顶的动力单元结构复杂，涉及多种运动部件，较易遭受磨损。迄今为止，即便是最高质量的专业级卧式液压千斤顶，其动力单元的预期产品寿命也仅为5000次。根据本发明，已经发现，卧式液压千斤顶动力单元的使用寿命可延长至10000次以上。这一改善结果源自于多项改进以在液压动力单元内设置更为强健的高耐磨/高承力部件。总之，已经发现，通过对液压动力单元的关键部件进行改进，可以实现在耐用性和使用寿命方面获得显著改善的动力单元。

图3所示为动力单元100的部件的分解透视图。图3的相应部件列表如下：

附图标记

1挡圈

2聚氨酯o形环

3汽缸轴承

4聚氨酯o形环

5活塞组件

5-1活塞

5-2尼龙支承环

5-3活塞轴承

5-4氯丁橡胶o形环

5-5尼龙支承环

5-6聚氨酯u形杯

5-7挡圈

6一体焊接式歧管

6a汽缸

6b储液器

7氯丁橡胶o形环(3个)

8填补螺钉(1个)以及顶盖螺钉(2个)

9止回球

10球座(2个)

11高压过载弹簧

12过载调节螺钉(2个)

13密封铜垫片(低压)

14低压泵壳

15聚氨酯u形杯(低压)

16低压泵活塞

17泵压缩弹簧(低压)

18防尘盖(低压)

19保护垫片(低压)

20挡圈(低压)

21止回球(球塞)

22吸液口止回球(2个)

23吸液口弹簧(2个)

24注入口止回球(2个)

25注入口弹簧(2个)

26止回球密封件(2个)

27阀门顶盖螺钉(2个)

28释压阀止回球

29释压阀聚氨酯o形环

30释压阀组件

31密封铜垫片(高压)

32高压泵壳

33聚氨酯u形杯(高压)

34尼龙支承环(高压)

35高压泵活塞

36泵压缩弹簧(高压)

37防尘盖(高压)

38保护垫片(高压)

39挡圈(高压)

40止回球(高压)

41低压过载弹簧

本领域技术人员可知，以上部件可组装于一起，并可在组装后实现一种可操作的卧式液压千斤顶的动力单元。本领域中的已知现有技术动力单元和卧式液压千斤顶如专利号为5,201,494的美国专利和公开号为2014/0326934的美国专利申请所述，此两文援引于此。

以下所述为为了提供更佳性能和更长使用寿命而被改进或改善的关键部件的特征和质量方面的详细内容。每项改进均有助于提高动力单元整体性能，并在其耐用性方面实现改善。各项改进最终组合后进一步发现，动力单元100的预期寿命可延长至10000次以上。

如参照图3所示，活塞组件5包括活塞5-1，尼龙支承环5-2，活塞轴承5-3，氯丁橡胶o形环5-4，尼龙支承环5-5，聚氨酯u杯5-6以及挡圈5-7。

活塞5-1采用1045号钢，该钢通过热处理而具有约30～约34的hrc(洛氏硬度c)值，而且其表面经表面处理度为16的微表面处理，而且具有铬镀层。

活塞5-1的一端支承活塞轴承5-3。活塞轴承5-3采用hrc值为约28～约32的1045号钢。活塞轴承5-3的表面施加有焊接青铜涂层，以减小摩擦，并最大程度减小与汽缸6a内部的相邻滑动表面的磨损。

活塞轴承5-3在界定的凹槽内设有聚氨酯u形杯密封件5-6，该u形杯密封件5-6与支承环5-5相邻。u形杯密封件5-6的邵氏硬度a值为95。已发现，这一高硬度值有助于在采用与该聚氨酯密封件5-6的硬度值和特性相容的材料和工艺制成的歧管内的相邻表面结合使用时提高耐用性。

类似地，支承环5-5由耐用的尼龙1010制成，以在提供密封性能之外，还提供更高的减震和缓冲特性。如图所示，可使用现有的扣环5-7将活塞轴承5-3以及密封件5-6和支承环5-5密封固定在活塞5-1的容纳端上。

如参照图3和图4进一步所示，还设有低压泵活塞16和高压泵活塞35。此两泵活塞16和35均由1045号钢制成，hrc值均为约34～约38。此两泵活塞还具有16微以下的表面处理度。另外，此两泵活塞的表面均镀铬。

鉴于相应泵活塞表面与相应泵壳14和32的内径之间的紧密公差，所述两个泵活塞16和35均限定出相应的润滑槽116和135，以允许足够的润滑。邵氏硬度a值为90以上的聚氨酯u形杯密封件15和33安装至相应固定槽内。高压泵活塞35进一步使用尼龙1010制成的支承环34。

低压泵壳14和高压泵壳32由经热处理而具有500的维氏硬度(hv)值的1045号钢制成。各泵壳的内径经球形拉刀微表面处理形成，表面处理度为16。两泵壳14和32的外表面上均施加黑色氧化物涂层，以实现防锈效果。另一被改进的部件包括用于将活塞5-1固定于汽缸6a内的汽缸轴承3。汽缸轴承3由1040铬钢材料制成，该材料经热处理而获得约28～约32的hrc值，而且还进一步具有32微的表面处理度。邵氏硬度a值为90的聚氨酯o形环2固定于汽缸轴承3的内部所界定的凹槽103内。

另一项改进包括对聚氨酯o形环29的使用，该环固定在释压阀组件30的螺纹端。与现有的氯丁橡胶密封件相比，通过在上述位置使用聚氨酯密封件，可实现更佳的温度和压力方面性能。o形环密封件29优选具有90的邵氏硬度a值。此外，为了提高对磨损、温度和压力的处理能力，图3所示的需经受动力单元的内部压力的其他u形杯密封件和o形环密封件同样优选以类似的聚氨酯制成。

如参照图3、图5和图7进一步所示，本发明采用一体焊接式歧管6，该歧管包括置于储液器6b内的主缸6a。歧管6由q235锻钢制成。已经发现，采用铸铁构造的动力单元常常存在杂质问题，而通过使用锻钢部件，可以减少动力单元的杂质。以锻钢部件对液压流体进行一系列的50次满负荷测试后，将液压流体取出并进行检查。液压流体的颜色仍然接近初始的半透明状态。当在球墨铸铁动力单元中对初始流体进行50次满负荷测试时，，所得的液压流体因铸铁动力单元产生和释放出的杂质而变成深黑色。已经发现，消除与组成部件相关的杂质这一能力在制造提供延长的使用寿命的动力单元方面具有重要作用。

从图5中可最佳地看出，可以将一系列孔口106a～106d设置为使得孔口的钻孔或开孔操作在单一表面上进行，而不是螺纹构造中更常见的多个侧面或表面，从而简化了制造过程。如此，上表面上的所述一系列孔口可以使阀门的组装更加容易，并且消除需要拆分部件才能触摸与现有构造技术相关联的各阀门的问题。

此外，上述一体焊接构造消除了能够随时间发生松动的部件，而且消除了需要密封且随后可能发生泄露的部位，从而使得动力单元更为耐用。

进一步发现，当所使用的液压流体的品质为现有专业级卧式千斤顶动力单元不常用的壳牌得力士(shelltellus)s2m22时，对本发明更为有益。该液压流体中的添加剂能够延长该流体的使用寿命，提高其润滑性，并扩大其工作温度范围。除此之外，该液压流体还含有有助于延长动力单元使用寿命的消泡剂和清洁剂。

虽然以上已通过具体术语、装置和方法对本发明的优选实施方式进行了描述，但是该描述仅出于说明目的。本文所使用的词语起说明而非限制作用。应该理解的是，在不脱离随附的项权利要求所阐明的本发明的精神或范围的情况下，本领域技术人员还可进行变化和变型。另外，应该理解的是，各种实施方式的相应方面可整体或部分互换。因此，随附的各项权利要求的精神和范围不应局限于对其中所含的优选方面的描述。