专利名称：液压增压缸的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液压增压缸，具体是应用于中小型压力机的主油缸，其包括缸 体，具有通过与该缸体配合的前缸盖和后缸盖形成的内腔；活塞，与所述内腔配合通过液压 控制以提供推力。
背景技术：
随着汽车工业的飞速发展，相配套的模具产业也得到了长足的发展，相应地，在该 模具产业中，对压力机的工作压力和工作效率提出了越来越高的要求。目前行业内投入使 用的压力机所采用的液压缸都是单缸单活塞结构，基于该结构的液压缸为了获得较大的工 作压力通常采用提高配套的液压系统的压力和增大活塞的直径两个途径。对于前者，必然 会对液压系统提出更高的要求，其制造和设计成本大大提高，且液压系统所输送的液压油 压力过大会造成管路泄漏，后期的维护成本偏高；同时也存在提供相对较高压力液压油所 需要的能耗提高。对于后者，必然存在结构增大的问题，给安装和维护带来很多困难。
中国032377495号实用新型专利记载了一种典型的通过增加液压油系统的压力 提高主油缸压力的主油缸，所记载的主油缸包括主活塞和设置在该主活塞的活塞杆内的增 速油缸，增速油缸的柱塞直径小于主活塞直径。其实质相当于串联的两个油缸，其中所说的 增速油缸因缸体内径小而在液压油相同流量条件下其活塞杆可以有相对比较快的速度。但 是，串联的两个油缸其推力取决于推力较小的油缸的推力，显然该主油缸的推力取决于所 述增速油缸的推力，其柱塞的推力因其缸径比较小造成其整体推力偏小。
发明内容
因此，本发明为了克服现有技术的上述缺陷，提出了一种结构紧凑，且推力大的液 压增压缸。 本发明采用以下技术方案
该发明液压增压缸，其包括 缸体，具有通过与该缸体配合的前缸盖和后缸盖形成的内腔；
活塞，与所述内腔配合通过液压控制以提供推力； 所述内腔中部为一凸环所分割，形成前腔和后腔，相应地，所述活塞包括位于前腔 的主活塞和位于后腔的增压活塞；其中，增压活塞的推杆具有轴向的作为主活塞无杆腔进 油和回油管路的贯穿孔，并在该贯穿孔内设有可控单向阀以控制主活塞无杆腔的进油、回 油和状态维持； 所述后端盖设有与所述贯穿孔的后部连通的进油通道，在所述缸体上设有作为所 述主活塞有杆腔进回油路的第一油路和作为所述增压活塞有杆腔进回油路的第二油路。
本发明依据流体作用于某个物体上一个方向的压力与该物体以上述方向为法线 的面受作用的面积成正比的原理，在液压系统供给液压油液压和液压缸缸径一定情况下， 可以使其提供更高的推力。
根据本发明技术方案的液压增压缸，其原理是，首先，所述第二油路保持一定的压 力，进油通道进油，推动所述主活塞的压力不能克服增压活塞背压腔压力，那么增压活塞不 动作，所述单向阀处于开启状态，所述进油通道连通了所述主活塞的无杆腔，同时所述第一 油路回油，那么主活塞下行，直至遇到阻力，此时，主活塞无杆腔的液压油压力为液压系统 所提供的压力。之后，当所述压力增大到足以克服所述背压时，第一、第二油路回油，增压活 塞动作，单向阀关闭，增压活塞一直运行至压力平衡状态，通过控制增压活塞有杆腔液压油 的压力可以获得此时主活塞无杆腔液压油的压力为增压活塞面积与其推杆面积的比值再 乘以液压油系统所提供压力的乘积，从而，在不增加缸径和液压系统压力的情况下，使主活 塞的无杆腔可以获得具有增压活塞下行过程中的上述的压力，进而，可以克服背景技术中 所提到的增加液压系统压力或增加缸径所带来的问题。 很显然的一点是，在这里增压活塞的行程不需要太大，其工作行程的目的在于形
成所说的压力平衡状态，增压活塞的存在使液压缸轴向的尺寸变化也不大，结构也是比较
紧凑的。且在液压缸轴向的尺寸的变化，也就是在压力机的工作行程方向上的变化由于压
力机在这个方向上的空间很大而使得上述变化对压力机的整体结构影响很小。 上述液压增压缸，在所述后端盖上设有与所述贯穿孔通轴的顶杆，以使所述单向
阀的阀芯在所述增压活塞位于后止点状态时被该顶杆顶开。 上述液压增压缸，所述顶杆固定于所述后端盖上。 上述液压增压缸，在所述阀芯的顶杆反向端设有盲孔，并在该盲孔壁的周边均匀 的开有多个通孔，且所述单向阀的弹簧座固装在所述贯穿孔内，该弹簧座内设用于连通所 述盲孔与所述主活塞无杆腔的通道。 上述液压增压缸，所述增压活塞的推杆通过具有高压静密封的密封套与所述凸环 配合。 上述液压增压缸，所述贯穿孔与所述增压活塞同轴设置。
上述液压增压缸，该增压缸的配管端在所述后缸盖后侧。 上述液压增压缸，所述主活塞的推杆与前端盖配合面从前到后依次设有防尘圈、 耐磨环、活塞密封圈、耐磨环。 上述液压增压缸，所述活塞密封圈为多个密封圈。
下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步的阐述，使本领域的技术人员 更好的理解本发明，其中 图1为本发明优选实施例中液压增压缸的主剖结构示意图。
图2为阀芯的结构示意图。 图3至图6依次表示出了增压液压缸低压工作状态、高压工作状态、增压活塞回程
初期状态、增压活塞回程后期状态的结构示意及相应液压油的工作状况示意。 图中1、后缸盖，2、 0型密封圈，3、耐磨环，4、活塞密封圈，5、缸体，6、高压静密封，
7、密封套，8、主活塞密封圈，9、主活塞，10、第一油路，11、工艺塞堵，12、前缸盖，13、防尘圈，
14、耐磨环，15、活塞密封圈，16、 0型密封圈，17、高压活塞杆密封圈，18、工艺塞堵，19、第二
油路，20、弹簧座，21、弹簧，22、增压活塞，23、顶杆。
具体实施例方式参照说明书附图l，其示出了一种液压增压缸，其包括 缸体5，具有通过与该缸体配合的前缸盖12和后缸盖1形成的内腔； 活塞，与所述内腔配合通过液压控制以提供推力； 所述内腔中部为一凸环所分割，形成前腔和后腔，相应地，所述活塞包括位于前腔的主活塞9和位于后腔的增压活塞22 ;其中，增压活塞的推杆具有轴向的作为主活塞无杆腔进油和回油管路的贯穿孔，并在该贯穿孔内设有可控单向阀以控制主活塞无杆腔的进油、回油和状态维持； 所述后端盖设有与所述贯穿孔的后部连通的进、回油路通道25，在所述缸体上设有作为所述主活塞有杆腔进回油路的第一油路10和作为所述增压活塞有杆腔进回油路的第二油路19。 关于所述凸环，需要根据在高压工作状态下，主活塞无杆腔压力与增压活塞有杆腔压力的差设置密封级别。这里需要说明的是，所说的高压和低压是一个相对的概念，用于区分该液压增压缸两种工作状态下的压力差异，当然，在压力机主油缸技术领域中，其工作所需要的压力是很大的，比如1200kN平板冲孔压力机的主油缸，要求其最大推力大于1200kN，主活塞无杆腔的压力要超过40. 5Mpa。依据本方案的一个实施例，液压系统的最高工作压力为19MPa，主活塞的直径为200mm，活塞杆直径175mm，增压活塞的直径为200mm，活塞杆直径为125mm。同时，根据工艺要求，主活塞有杆腔在工作过程中始终保持8MPa的工作压力。相同工作压力的普通液压缸则需要在缸径为250mm的前提下，液压系统所供给的压力也必须在25MPa以上才能满足压力机的要求。与之相比较，本方案可以降低液压油流量36%，降低压力24%，节能效果和减小主油缸尺寸方面的效果显而易见的。
为了便于控制所述单向阀，在所述后端盖上设有与所述贯穿孔通轴的顶杆24，以使所述单向阀的阀芯23在所述增压活塞位于后止点状态时被该顶杆顶开，从而，当增压活塞复位后，主活塞无杆腔的压力油就能自由回到回油通道。 本方案的一个实施例，所述顶杆固定于所述后端盖上。此时的状态可以理解为单向阀工作的最佳开启大小位置，也就决定了顶杆探出后杠杆的尺寸。之所以采用固定设置的顶杆，目的在于减小控制系统的复杂性。而在工作阶段，所述单向阀在增压活塞前行一段距离后，单向阀在其回复力的作用下自行关闭。此外，可以预见的是，此阶段会存在主活塞无杆腔的少量回油，而增大增压活塞的运行速度。 为了简化结构，说明书附图2为所述阀芯的一种结构示意图，在该阀芯的顶杆反向端设有盲孔26，并在该盲孔壁的周边均匀的开有多个通孔，且所述单向阀的弹簧座固装在所述贯穿孔内，该弹簧座内设用于连通所述盲孔与所述主活塞无杆腔的通道。在此，所述贯穿孔既为单向阀的安装平台，也部分地构成单向阀的管路。当然，本领域的技术人员还可以采用常规的单向阀结构，也就是在所述贯穿孔内设置一个单向阀，但发明人认为普通的单向阀密封级别低，很难获得合适的密封级别。而本方案，显然所需要的阀芯结构在轴向相对比较大，便于设置密封件，容易获得较高的密封级别。常规的单向阀只能算是本方案的一种劣化替代，原则上也应当落入本发明的保护范围之内。 进一步地，所述增压活塞的推杆通过具有高压静密封的密封套7与所述凸环配
5合，以获得较高的密封级别，这里对密封套所限定的高压，应当不小于主活塞无杆腔的最大压力。 为了简化结构，所述贯穿孔与所述增压活塞同轴设置，由于顶杆的存在，那么进油通道就不能和主活塞同轴设置，只能偏心设置。 为了便于配管，该增压缸的配管端在所述后缸盖后侧，相应地，所述第一油路和第二油路应当包括位于缸体轴向的部分。 所述主活塞的推杆与前端盖配合面从前到后依次设有防尘圈13、耐磨环14、活塞密封圈15、耐磨环。同样地，增压活塞也需要设置耐磨环3和活塞密封圈4，其推杆需要设置高压活塞杆密封圈17。 所述活塞密封圈为多个密封圈，以增加密封的可靠性。 说明书附图3至图6依次表示出了增压液压缸低压工作状态、高压工作状态、增压活塞回程初期状态、增压活塞回程后期状态的结构示意及相应液压油的工作状况示意，图1则表示了液压增压缸的原始状态，对于增压活塞的有杆腔，根据工艺要求，设置压力在2. 5 3. 5MPa。对于该液压增压缸将在如图4所示的状态进入高压工作状态。回程时，第一、第二油路进油，进油通道回油，一直到增压活在到后止点，第二油路关闭，自然，所述单向阀已经开启或者根据控制在第二油路关闭后开启，此时第一油路继续进油，直至主活塞到期后止点，从而使液压增压缸回到初始状态。
权利要求
一种液压增压缸，其包括缸体(5)，具有通过与该缸体配合的前缸盖(12)和后缸盖(1)形成的内腔；活塞，与所述内腔配合通过液压控制以提供推力；其特征在于所述内腔中部为一凸环所分割，形成前腔和后腔，相应地，所述活塞包括位于前腔的主活塞(9)和位于后腔的增压活塞(22)；其中，增压活塞的推杆具有轴向的作为主活塞无杆腔进油和回油管路的贯穿孔，并在该贯穿孔内设有可控单向阀以控制主活塞无杆腔的进油、回油和状态维持；所述后端盖设有与所述贯穿孔的后部连通的进油通道(25)，在所述缸体上设有作为所述主活塞有杆腔进回油路的第一油路(10)和作为所述增压活塞有杆腔进回油路的第二油路(19)。
2. 根据权利要求1所述的液压增压缸，其特征在于在所述后端盖上设有与所述贯穿 孔通轴的顶杆(24)，以使所述单向阀的阀芯(23)在所述增压活塞位于后止点状态时被该 顶杆顶开。
3. 根据权利要求2所述的液压增压缸，其特征在于所述顶杆固定于所述后端盖上。
4. 根据权利要求3所述的液压增压缸，其特征在于在所述阀芯的顶杆反向端设有盲 孔(26)，并在该盲孔壁的周边均匀的开有多个通孔，且所述单向阀的弹簧座固装在所述贯 穿孔内，该弹簧座内设用于连通所述盲孔与所述主活塞无杆腔的通道。
5. 根据权利要求4所述的液压增压缸，其特征在于所述增压活塞的推杆通过具有高 压静密封的密封套(7)与所述凸环配合。
6. 根据权利要求5所述的液压增压缸，其特征在于所述贯穿孔与所述增压活塞同轴 设置。
7. 根据权利要求1至6之一所述的液压增压缸，其特征在于该增压缸的配管端在所述后缸盖后侧。
8. 根据权利要求7所述的液压增压缸，其特征在于所述主活塞的推杆与前端盖配合面从前到后依次设有防尘圈(13)、耐磨环(14)、活塞密封圈(15)、耐磨环。
9. 根据权利要求8所述的液压增压缸，其特征在于所述活塞密封圈为多个密封圈。
全文摘要
本发明公开了一种液压增压缸，其包括缸体；活塞；所述内腔中部为一凸环所分割，形成前腔和后腔，相应地，所述活塞包括位于前腔的主活塞和位于后腔的增压活塞；其中，增压活塞的推杆具有轴向的作为主活塞无杆腔进油和回油管路的贯穿孔，并在该贯穿孔内设有可控单向阀以控制主活塞无杆腔的进油、回油和状态维持；所述后端盖设有与所述贯穿孔的后部连通的进油通道，在所述缸体上设有作为所述主活塞有杆腔进回油路的第一油路和作为所述增压活塞有杆腔进回油路的第二油路。本方案的液压增压缸结构紧凑，推力大。
文档编号F15B3/00GK101725580SQ200910224488
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月21日 优先权日2009年11月21日
发明者潘孝敏 申请人:潘孝敏