专利名称：臂架系统及其伸缩油缸的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程车辆领域，特别是涉及一种用于工程车辆臂架系统的伸缩油缸。 此外，本发明还涉及一种包括上述伸缩油缸的臂架系统。
背景技术：
伸缩式箱型臂类消防车和高空作业车等工程车辆臂架的伸缩功能，需要通过液压油缸的推动作用才可以实现。请参考图1，图1为现有技术中一种典型臂架伸缩油缸的剖面示意图。目前的臂架系统中，所用的伸缩油缸多为双作用油缸，其工作过程描述如下油缸需要外伸时，通过油口 B、油口 C进油，其中油口 B进油通过第一芯管18通到无杆腔13，推动一级活塞11及一级活塞杆14外伸，油口 C进油通过第二芯管10通到无杆腔16，推动二级活塞12及二活塞杆15外伸，同时A 口回油；油缸需要回缩时，通过油口 A进油，油进入有杆腔19，再经D 口、油道20，油口 E后进入有杆腔17，这样可使两有杆腔同时充满高压油，通过油口 B、油口 C同时回油，实现油缸回缩。此种油缸结构复杂，有两点对加工工艺要求高。其中，由于一级活塞杆14中有油道20，油道20可以使用深孔钻头加工，但缺点是对钻孔直线度要求非常高，一般缸杆壁厚都比较小，因此很难保证直线度，另外，钻头长度有限，很难加工长油缸；油道20也可以使用两级套筒焊接，中间留一定间隙，此种方法虽然可以加工长油缸，但会影响缸杆的强度及稳定性，同时中间空腔清洗比较困难。而且，为了保证液压油能够输送到无杆腔13，第二芯管18需采用两级嵌套形式，这对直线度及同轴度要求就非常高，同时两级芯管嵌套中间还要求有密封件密封，这就对此芯管的加工及焊接要求非常严格，且后期极易出现芯管弯曲漏油等问题。而举高类车辆伸缩油缸一般都很长，要达到10米左右的行程，因此上述两点很难达到使用要求，即使勉强达到，也会因为工艺复杂而难以量化生产。同时，由于此油缸结构过于复杂，所以后期故障率会非常高，并且由于故障点比较多，一旦出现问题，将很难判断具体的故障原因，严重影响主机产品的生产进度及质量稳定性；而为了保证其复杂的内部结构能够实现，同时满足性能，油缸外形尺寸就要相对增大， 导致相应的结构尺寸增大，重量增加，但是一旦臂架伸缩载荷过大，为了保证液压系统可提供最大压力，液压油缸能输出足够的推力，就必须加大液压油缸的尺寸，而油缸尺寸增则会带来臂架结构内部空间布置困难，从而就需要增加臂架尺寸，进而就增加了臂架重量，同时伸缩油缸自身重量也会增加，使伸缩载荷进一步加大，如此将形成恶性循环，导致产品无法满足设计标准。而且，由于现有的臂架伸缩油缸为双作用油缸，回缩时需有杆腔有高压油进入才可回缩，但因其无杆腔与有杆腔面积比一般都非常大，就导致油缸回缩时液压系统的压力过高，无法满足现有产品的使用。因此，如何简化臂架系统的结构，使臂架伸缩油缸在满足臂架大型化的需求同时， 其可靠性更高，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于工程车辆臂架系统的伸缩油缸，其结构简单，可维护性较好，可靠性较高。本发明的另一目的是提供一种包括上述伸缩油缸的臂架系统，该臂架系统能适应工程机械大型化的市场需求。为实现上述发明目的，本发明提供一种用于臂架系统的伸缩油缸，包括缸筒、第一活塞杆、第二活塞杆和输送液压油进入所述伸缩油缸的芯管，所述缸筒具有套装所述第一活塞杆的第一腔室，所述第一活塞杆具有套装所述第二活塞杆的第二腔室，所述第二活塞杆具有套装所述芯管的第三腔室，所述第一活塞杆具有连通所述第一腔室和所述第三腔室的第一通道，所述第二活塞杆具有连通所述第二腔室和所述第三腔室的第二通道。优选地，所述芯管具有一体式结构。优选地，所述缸筒的下端部与所述第一活塞杆的下端部之间设有第一导向套；该第一导向套与所述第一活塞杆的外壁紧密配合，其下端部与所述缸筒的下端部通过第一法兰固定连接。优选地，所述第一导向套与所述第一活塞杆之间设有第一密封件，所述第一导向套具有容纳所述第一密封件的第一密封槽。优选地，所述第一活塞杆与第一活塞具有分体式结构，所述第一活塞与所述缸筒的内壁之间设有第一支承密封件，所述第一活塞具有容纳所述第一支承密封件的第一安装槽。优选地，所述第一活塞杆的下端部与所述第二活塞杆的下端部之间设有第二导向套；该第二导向套与所述第二活塞杆的外壁紧密配合，其下端部与所述第二活塞杆位于所述第一活塞杆外的下端部通过第二法兰固定连接。优选地，所述第二导向套与所述第二活塞杆之间设有第二密封件，所述第二导向套具有容纳所述第二密封件的第二密封槽。优选地，所述第二活塞杆与第二活塞具有分体式结构，所述第二活塞与所述第一活塞杆的内壁之间设有第二支承密封件，所述第二活塞具有容纳所述第二支承密封件的第
二安装槽。优选地，还包括环绕所述芯管的上端部的限位部件，该限位部件与所述第二活塞杆的内壁相抵，其中部设有沿轴向延伸的液压油通道。本发明还提供一种臂架系统，包括上述任一项所述的伸缩油缸。本发明提供一种伸缩油缸，用于举高消防车、高空作业车等工程车辆的臂架系统， 该伸缩油缸包括缸筒、第一活塞杆、第二活塞杆和输送液压油进入所述伸缩油缸的芯管，所述缸筒具有套装所述第一活塞杆的第一腔室，所述第一活塞杆具有套装所述第二活塞杆的第二腔室，所述第二活塞杆具有套装所述芯管的第三腔室，所述第一活塞杆具有连通所述第一腔室和所述第三腔室的第一通道，所述第二活塞杆具有连通所述第二腔室和所述第三腔室的第二通道。这样，第一腔室、第二腔室和第三腔室是相互连通的，液压油自芯管进入第三腔室后，经第二通道进入第二腔室，再经第一通道进入第一腔室，直到将第一腔室、第二腔室和第三腔室都充满后，继续通过芯管向油缸内注入液压油，使油缸内的压力越来越大，进而推动第一活塞杆从第一腔室中向外伸出，第二活塞杆从第二腔室中向外伸出，通过这样的原理实现油缸的伸缩，达到带动臂架伸缩的目的。从上述工作过程描述不难看出，本发明所提供的伸缩油缸结构简单，易于加工；同时，由于油缸的有杆腔和无杆腔是互通的，对有杆腔和无杆腔之间的密封性要求较低，有效降低了油缸的加工难度和装配难度；从而可以有效降低伸缩油缸的生产成本，提高具有该臂架系统的工程车辆的经济适用性。而且，因为伸缩油缸的内部结构简单，使伸缩油缸外形尺寸可以大大减小，伸缩油缸的重量也显著减小，并能够有效减小臂架系统内部的安装空间，使臂架截面缩小，减轻结构重量，既提高具有臂架系统的工程车辆的产品性能，又为工程设计带来便利。在一种优选的实施方式中，所述缸筒的下端部与所述第一活塞杆的下端部之间设有第一导向套，该第一导向套与所述第一活塞杆的外壁紧密配合，其下端部与所述缸筒的下端部通过第一法兰固定连接。第一活塞杆需要向上伸出时，缸筒和第一导向套保持静止， 第一活塞杆沿第一导向套的内壁移动。第一导向套可以增强第一活塞杆与缸筒的配合程度，提高伸缩油缸的紧密性和工作性能。同时，第一导向套与缸筒的下端部通过第一法兰固定连接，使两者的牢固度得到保障，同时，当第一导向套及其上部的密封部件出现损坏时， 可以松开第一法兰，取出第一导向套，更换密封部件，从而提高伸缩油缸的可维护性，降低伸缩油缸的使用成本。在另一种优选的实施方式中，所述第一活塞杆与第一活塞具有分体式结构，所述第一活塞与所述缸筒的内壁之间设有第一支承密封件，所述第一上端部具有容纳所述第一支承密封件的第一安装槽。第一支承密封件可以有效提高第一活塞杆的上端部与缸筒的内壁之间的密封性，使第一活塞杆伸出时的效率更高。同时，第一活塞杆与第一活塞之间的分体式结构，可以降低第一活塞杆的加工难度，提高伸缩油缸的经济性。在提供上述伸缩油缸的基础上，本发明还提供一种包括上述伸缩油缸的臂架系统；由于伸缩油缸具有上述技术效果，具有该伸缩油缸的臂架系统也具有相应的技术效果。
图1为现有技术中一种典型臂架伸缩油缸的剖面示意图；图2为本发明所提供伸缩油缸一种具体实施实施方式的剖面示意图；图3为图2所示伸缩油缸的外观立体结构示意图；图4为图2所示伸缩油缸的剖面立体示意图；图5为图2所示伸缩油缸的立体爆炸视图；图6为图2所示伸缩油缸的剖面立体爆炸视图。
具体实施例方式本发明的核心是提供一种用于工程车辆臂架系统的伸缩油缸，其结构简单，可维护性较好，可靠性较高。本发明的另一核心是提供一种包括上述伸缩油缸的臂架系统，该臂架系统能适应工程机械大型化的市场需求。本文所涉及的上、下等方位词，是以臂架系统处于工作状态时，伸缩油缸所处的位置为基准来定义的；同时，本文所述的内、外等方位词，是以伸缩油缸的中心轴为基准定义的，靠近中心轴的位置为内，远离中心轴的位置为外。应当理解，本文中所采用的方位词不应当限制本专利的保护范围。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。请参考图2至图6，图2为本发明所提供伸缩油缸一种具体实施实施方式的剖面示意图；图3为图2所示伸缩油缸的外观立体结构示意图；图4为图2所示伸缩油缸的剖面立体示意图；图5为图2所示伸缩油缸的立体爆炸视图；图6为图2所示伸缩油缸的剖面立体爆炸视图。本发明所提供的伸缩油缸，用于举高消防车、高空作业车等工程车辆的臂架系统， 该伸缩油缸包括缸筒21、第一活塞杆22、第二活塞杆23和输送液压油进入伸缩油缸的芯管 24，缸筒21具有套装第一活塞杆22的第一腔室I，第一活塞杆22具有套装第二活塞杆23 的第二腔室II，第二活塞杆23具有套装芯管24的第三腔室III，第一活塞杆22具有连通第一腔室I和第三腔室III的第一通道221，第二活塞杆23具有连通第二腔室II和第三腔室III的第二通道231。这样，第一腔室I、第二腔室II和第三腔室III是相互连通的，液压油自芯管24进入第三腔室III后，经第二通道231进入第二腔室II，再经第一通道221 进入第一腔室I，直到将第一腔室I、第二腔室II和第三腔室III都充满后，继续通过芯管 24向油缸内注入液压油，使油缸内的压力越来越大，进而推动第一活塞杆22从第一腔室I 中向外伸出，第二活塞杆23从第二腔室II中向外伸出，通过这样的原理实现油缸的伸缩， 达到带动臂架伸缩的目的。从上述工作过程描述不难看出，相对于现有技术中臂架系统的伸缩油缸，本发明所提供的伸缩油缸的芯管24可以具有一体式结构，不需要考虑同轴度的问题，对芯管24的加工要求降低；同时，缸筒21内除第一腔室I、第一活塞杆22内除第二腔室II、第二活塞杆 23内除第三腔室III外，没有其它的轴向延伸的液压油通道，其加工难度也降低。因此，本发明所提供的伸缩油缸结构简单，易于加工；同时，由于伸缩油缸的有杆腔和无杆腔是互通的，对有杆腔和无杆腔之间的密封性要求较低，有效降低了油缸的加工难度和装配难度；从而可以有效降低伸缩油缸的生产成本，提高具有该臂架系统的工程车辆的经济适用性。而且，因为伸缩油缸的内部结构简单，使伸缩油缸外形尺寸可以大大减小，伸缩油缸的重量也显著减小，并能够有效减小臂架系统内部的安装空间，使臂架截面缩小，减轻结构重量，既提高具有臂架系统的工程车辆的产品性能，又为工程设计带来便利。因此，本发明所提供的伸缩油缸，其工作过程描述如下1、油缸外伸过程油口 A进油，由于伸缩油缸内的各个腔室之间都是相通的，因此相当于伸缩油缸内部只有一个腔室，因此当液压油在充满各腔室后如果还继续进入，为了容纳更多的液压油，就要求腔室的体积要增大，而实现腔室增大的必然过程就是第一活塞杆22和第二活塞杆23外伸，因此，当A 口进入的液压油的压力足以克服伸缩油缸所受的外力时，第一活塞杆22和第二活塞杆23就会外伸。2、油缸回缩过程靠臂架的重力压缩第一活塞杆22和第二活塞杆23，使伸缩油缸内的液压油通过A 口回油，第一活塞杆22和第二活塞杆23回缩，实现伸缩油缸的回缩。在一种具体的实施方式中，缸筒21的下端部与第一活塞杆22的下端部之间设有第一导向套31，该第一导向套31与第一活塞杆22的外壁紧密配合，其下端部与缸筒21的下端部通过第一法兰固定连接。第一活塞杆22需要向上伸出时，缸筒21和第一导向套31保持静止，第一活塞杆22沿第一导向套31的内壁移动。第一导向套31可以增强第一活塞杆22与缸筒21的配合程度，提高伸缩油缸的紧密性和工作性能。同时，第一导向套31与缸筒21的下端部通过第一法兰固定连接，使两者的牢固度得到保障，同时，当第一导向套31及其上部的密封部件出现损坏时，可以松开第一法兰， 取出第一导向套31，更换密封部件，从而提高伸缩油缸的可维护性，降低伸缩油缸的使用成本。具体地，上述的第一导向套31和第一活塞杆22之间设有第一密封件，且第一导向套31具有容纳第一密封件的第一密封槽311。显然，第一密封槽311设于第一导向套31和第一活塞杆22上任一者上均可以，既提高第一活塞杆22的可维护性，又提高第一活塞杆22 与缸筒21之间的密封性能。进一步地，第一活塞杆22与第一活塞25可以具有分体式结构，，第一活塞25与缸筒21的内壁之间设有第一支承密封件，第一活塞25具有容纳第一支承密封件的第一安装槽251。第一支承密封件可以有效提高第一活塞杆22的上端部与缸筒21的内壁之间的密封性，使第一活塞杆22伸出时的效率更高。同时，第一活塞杆22与第一活塞25之间的分体式结构，可以降低第一活塞杆22的加工难度和加工成本，提高伸缩油缸的经济性。与第一导向套31相似，第一活塞杆22与第二活塞杆23之间设有第二导向套32 ； 第二导向套32与第二活塞杆23的外壁紧密配合，其下端部与第二活塞杆23的下端部通过第二法兰固定连接。同时，第二导向套32与第二活塞杆23之间设有第二密封件，第二导向套32具有容纳第三密封部件的第二密封槽321。这样，第二活塞杆23与第一活塞杆22之间的紧密性得到提高，第二活塞杆23的可维护性和经济适用性也得到提高。进一步地，第二活塞杆23与第二活塞沈也可以具有分体式结构，第二活塞沈与第一活塞杆22的内壁之间设有第二支承密封件，第二活塞沈具有容纳第二支承密封件的第二安装槽261。从而进一步提高第二活塞杆23与第一活塞杆22之间的密封性能，同时降低第二活塞杆23的加工难度，降低第二活塞杆23的加工成本，提高伸缩油缸的经济适用性。在一种具体的实施方式中，本发明所提供的伸缩油缸还可以包括环绕芯管M的上端部的限位部件27，该限位部件27与第二活塞杆23的内壁相抵，其中部设有沿轴向延伸的液压油通道。由于芯管M较长，在其上端部设置限位部件27可以有效提高芯管M的稳定性，避免芯管M的上端部在使用过程中出现变形、变弯等情况，提高芯管M的可靠性，减少伸缩油缸的故障率。显然，上述的轴向为伸缩油缸沿其第一活塞杆22和第二活塞杆23 伸出的方向。另外，本发明所提供的伸缩油缸还可以包括第三活塞杆、且第三活塞杆内设有第四腔室，芯管设于第四腔室中，第三活塞杆具有连通第四腔室与第一腔室的第三通道。这样，臂架系统的结构可以设计地更长，进一步满足工程车辆大型化的需求。除了上述伸缩油缸，本发明还提供一种包括上述伸缩油缸的臂架系统，该臂架系统其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。以上对本发明所提供的臂架系统及其伸缩油缸进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种用于臂架系统的伸缩油缸，包括缸筒(21)、第一活塞杆(22)、第二活塞杆03) 和输送液压油进入所述伸缩油缸的芯管(M)，所述缸筒具有套装所述第一活塞杆 (22)的第一腔室，所述第一活塞杆0 具有套装所述第二活塞杆的第二腔室，所述第二活塞杆具有套装所述芯管04)的第三腔室，其特征在于，所述第一活塞杆02)具有连通所述第一腔室和所述第三腔室的第一通道021)，所述第二活塞杆具有连通所述第二腔室和所述第三腔室的第二通道031)。
2.根据权利要求1所述的用于臂架系统的伸缩油缸，其特征在于，所述芯管04)具有一体式结构。
3.根据权利要求2所述的用于臂架系统的伸缩油缸，其特征在于，所述缸筒的下端部与所述第一活塞杆0 的下端部之间设有第一导向套(31)；该第一导向套(31)与所述第一活塞杆0 的外壁紧密配合，其下端部与所述缸筒的下端部通过第一法兰固定连接。
4.根据权利要求3所述的用于臂架系统的伸缩油缸，其特征在于，所述第一导向套(31)与所述第一活塞杆0 之间设有第一密封件，所述第一导向套(31)具有容纳所述第一密封件的第一密封槽(311)。
5.根据权利要求4所述的用于臂架系统的伸缩油缸，其特征在于，所述第一活塞杆(22)与第一活塞0 具有分体式结构，所述第一活塞0 与所述缸筒的内壁之间设有第一支承密封件，所述第一活塞0 具有容纳所述第一支承密封件的第一安装槽 (251)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的用于臂架系统的伸缩油缸，其特征在于，所述第一活塞杆0 的下端部与所述第二活塞杆的下端部之间设有第二导向套(3 ；该第二导向套(3 与所述第二活塞杆的外壁紧密配合，其下端部与所述第二活塞杆03) 位于所述第一活塞杆0 外的下端部通过第二法兰固定连接。
7.根据权利要求6所述的用于臂架系统的伸缩油缸，其特征在于，所述第二导向套(32)与所述第二活塞杆之间设有第二密封件，所述第二导向套(3 具有容纳所述第二密封件的第二密封槽(321)。
8.根据权利要求7所述的用于臂架系统的伸缩油缸，其特征在于，所述第二活塞杆(23)与第二活塞06)具有分体式结构，所述第二活塞06)与所述第一活塞杆的内壁之间设有第二支承密封件，所述第二活塞06)具有容纳所述第二支承密封件的第二安装槽(261)。
9.根据权利要求8所述的用于臂架系统的伸缩油缸，其特征在于，还包括环绕所述芯管04)的上端部的限位部件(27)，该限位部件(XT)与所述第二活塞杆的内壁相抵， 其中部设有沿轴向延伸的液压油通道。
10.一种臂架系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的伸缩油缸。
全文摘要
本发明公开了一种臂架系统及其伸缩油缸，公开的臂架系统包括缸筒(21)、第一活塞杆(22)、第二活塞杆(23)和输送液压油进入伸缩油缸的芯管(24)，缸筒(21)具有套装第一活塞杆(22)的第一腔室，第一活塞杆(22)具有套装第二活塞杆(23)的第二腔室，第二活塞杆(23)具有套装芯管(24)的第三腔室，第一活塞杆(22)具有连通第一腔室和第三腔室的第一通道(221)，第二活塞杆(23)具有连通第二腔室和第三腔室的第二通道(231)。该伸缩油缸结构简单，易于加工，有效降低了油缸的装配难度和生产成本，并为工程设计带来便利，提高具有该臂架系统的工程车辆的经济适用性。
文档编号F15B15/16GK102454658SQ201010529278
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者史先信, 孔德美, 李丛南, 田志坚 申请人:徐州重型机械有限公司