专利名称：一种液压油缸及液压缓冲系统、挖掘机和混凝土泵车的制作方法
技术领域：
本实 用新型涉及液压技术领域，尤其是涉及一种液压油缸。本实用新型同时提供 用于上述液压油缸的有杆腔端盖相关装置，以及使用该液压油缸的液压缓冲系统，使用该 液压油缸的挖掘机、混凝土泵车。
背景技术：
液压油缸是工程机械中广泛使用的部件，在其工作过程中，活塞需要不断往复运 动。当活塞杆伸出到极限位置时，活塞端面会对端盖产生很大的冲击，有可能造成液压油缸 的损坏。为此，需要在该部位设置缓冲装置，避免上述冲击作用对液压油缸的损坏。现有的缓冲装置根据液压油缸应用场合和尺寸的不同，存在很大的区别。小型油 缸可以直接采用压簧作为缓冲装置，但是，对于大缸径、大行程的液压油缸，若采用压簧作 为缓冲装置，将很难获得弹性足够的弹簧，并且由于其压力很大，弹簧很快就会由于反复压 缩而损坏。因此，对于大缸径、大行程的液压油缸，通常采用图1所示的液压缓冲机构。请参看图1，该图示出，所述缓冲装置包括在活塞杆的缓冲位置开设的中间环槽上 安装的大缓冲环06以及套在缓冲位置的大缓冲套04 ；对应大缓冲套04，在油缸的有杆腔端 盖01的盖口部位，设置内径和所述大缓冲套04的外径相配合的缓冲内孔07。当所述活塞 杆伸出时，所述大缓冲套04首先插入所述缓冲内孔07中，使缸筒02内有杆腔的回油油路 被堵塞，与此同时，大缓冲套04和缓冲内孔07之间的间隙形成节流油道；这样，活塞05能 够继续向伸出方向运动，同时受到节流油道阻尼作用，其运动速度下降。并且，活塞05离活 塞杆03伸出终点位置越近，大缓冲套04和缓冲内孔07之间的节流油道越长，节流油道的 阻尼越大，活塞05的运动越慢，直到最终平稳的到达活塞杆03伸出终点位置。上述缓冲机构目前广泛应用在大缸径、大行程的液压油缸中，为液压油缸提供较 好的缓冲保护。但是，上述缓冲机构也存在明显的缺陷。首先，在上述大缸径、大行程液压油缸中， 液压油缸往往工作在大载荷、高频率的工作条件下。例如，挖掘机的挖掘臂驱动等场合使用 的驱动油缸。此时，上述缓冲机构中的大缓冲套04需要以高速反复插入所述缓冲内孔07， 而两者之间的配合间隙本来就非常小，而活塞杆03很重，在重力的作用下其容易向一侧倾 斜；因此，上述场合使用的液压油缸很容易出现缓冲套04无法插入缓冲内孔07中的缓冲机 构故障，造成整个液压油缸不能正常使用。上述缓冲机构的另一个关键问题在于，大缓冲套04的外径尺寸必须和所述缓冲 内孔07的内径精确间隙配合，否则就无法实现缓冲作用；这就造成该缓冲机构的制造精度 要求极高，一般厂家的制造水平难以达到。由于上述制造精度的过高要求，致使大行程、大 缸径的液压油缸成为挖掘机等工程机械生产的瓶颈问题，严重限制了处于下游环节的各个 厂商的生产能力。
实用新型内容本实用新型提供一种液压油缸，该液压油缸的缓冲机构能够在大载荷、高频率的工况下可靠的实现缓冲效果，具有更长的使用寿命。并且该液压油缸的制造精度要求低，便 于组织生产。该液压油缸特别适用于大缸径、长行程液压油缸的制造。本实用新型同时提供上述液压油缸相关的装置，包括其使用的活塞杆、有杆腔端 盖和缓冲套。本实用新型同时提供一种使用上述液压油缸的液压缓冲系统。本实用新型同时提供一种使用上述液压油缸的挖掘机。本实用新型同时提供一种使用上述液压油缸的混凝土泵车。本实用新型提供的液压油缸，在活塞杆位于有杆腔的缓冲位上套有能够沿着活塞 杆轴向滑动的缓冲套，该缓冲套远离活塞一侧的端面称为缓冲套第一端面；在有杆腔过油 孔和活塞杆伸出运动的活塞有杆腔端面终点位置之间的油缸腔体内，设有能够阻挡缓冲套 并且能够与缓冲套第一端面贴合形成密封面的有杆腔密闭端面；还设置有至少一个节流油 道，在活塞杆伸出运动过程中，从缓冲套第一端面和所述有杆腔密闭端面贴合、所述密封面 形成开始，到活塞到达所述伸出运动终点位置时，在所述密封面靠近活塞一侧的液压油能 够通过该节流油道流向有杆腔过油孔。优选地，所述节流油道沿轴向直线设置在活塞杆和缓冲套之间。优选地，所述节流油道靠近活塞的一端称为第一端，靠近有杆腔过油孔的一端称 为第二端，节流油道的横截面积从所述第一端向第二端逐渐增大。优选地，当所述活塞杆伸出至行程终端时，所述缓冲套离其朝活塞方向滑动的终 点有一定间距。优选地，当所述缓冲套的第一端面与所述有杆腔密闭端面接触形成密封面时，密 封面靠近活塞一侧的液压油对所述缓冲套的轴向作用面积大于靠近有杆腔过油孔一侧的 液压油对所述缓冲套的轴向作用面积。优选地，所述活塞杆上设置有缓冲位止肩，在所述缓冲套未被所述有杆腔密闭端 面阻挡住时，缓冲套第一端面在具有压弹性的弹性元件的作用下抵靠在该缓冲位止肩上。优选地，在所述活塞杆的伸出运动终点位置，设置有允许所述缓冲套通过、但能够 将活塞阻挡在该位置的活塞阻挡肩。优选地，所述缓冲套第一端面与有杆腔密闭端面贴合后形成面密封或线密封。优选地，所述节流油道的主体为轴向直线设置在活塞杆表面的节流槽。优选地，当所述缓冲套被所述有杆腔密闭端面阻挡，在所述缓冲套朝所述活塞方 向相对滑动时，所述节流槽流通截面积随着变小优选地，所述缓冲位止肩上开设有出油凹槽，该出油凹槽对应节流槽的终点设置。优选地，在活塞杆的所述缓冲位位置的外表面，设置一个或者若干个环槽作为平 衡槽；或者，在缓冲套内径面设置一个或者多个环槽作为平衡槽；该环形槽的截面可以是V 型、U型或者方型或者其他截面形式。优选地，所述节流油道包括两段，靠近活塞的前段，其主体为轴向设置在活塞杆表 面的节流槽，靠近有杆腔过油孔后段的主体为在活塞杆中轴向延伸的暗油道。优选地，所述节流油道包括在活塞杆中轴向延伸的暗油道，以及若干连通活塞杆 表面和该暗油道的节油孔，上述进油孔沿活塞杆表面轴向分布，并且越接近暗油道出口的 节油孔，其孔径越大；所述节流油道的第二端就是暗油道出口，所述节油孔即节流油道第一端。优选地，所述节流油道主体为在活塞杆表面上轴向设置的斜切面。优选地，在缓冲位置套有与活塞杆配合的过渡套，所述节流油道设置在该过渡套 上。优选地，所述过渡套上设置有一个或者若干个环槽作为平衡槽；该环形槽的截面 可以是V型、U型或者方型或者其他截面形式。优选地，所述有杆腔密闭端面设置在有杆腔端盖上。优选地，所述活塞阻挡肩就是有杆腔端盖盖口端面。本实用新型还提供一种液压油缸的相关装置，具体是活塞杆，该活塞杆在缓冲位 起点设置有缓冲位止肩，沿活塞杆表面设置有至少一个轴向延伸的节流油道，该节流油道 的一端接近安装活塞后的活塞有杆腔端面位置，称为第一端；另一端在所述缓冲位止肩退 刀槽侧壁，称为第二端。优选地，所述节流油道的横截面积由第一端向第二端方向逐渐增加。优选地，所述节流油道主体为在活塞杆表面轴向延伸的节流槽；所述节流油道的 横截面积由第一端向第二端方向逐渐增加，具体是通过节流槽的深度逐渐增加实现。优选地，所述活塞杆的缓冲位位置设置有若干环形凹槽作为平衡油槽。本实用新型还提供另外一种液压油缸的相关装置，具体是有杆腔端盖，该有杆腔 端盖从其顶端到有杆腔端盖盖口依次设置有过油孔、有杆腔密闭端面，所述有杆腔密闭端 面为设置在有杆腔端盖内腔中的呈完整环形的台阶面。优选地，所述有杆腔端盖的盖口作为所述活塞阻挡肩。本实用新型还提供一种液压油缸的相关装置，具体是缓冲套，该缓冲套外径小于 所工作的液压油缸的缸筒内径，其内径使其能够套在活塞杆缓冲位上并轴向自由滑动；其 安装时远离活塞一侧的第一端面的结构使该端面能够与油缸腔体内、位于有杆腔过油孔和 活塞杆伸出运动终点位置之间的密闭端面贴合，形成密封面。优选地，与缓冲套第一端面相对的端面设置有与压簧配合的中心凸台。本实用新型还提供一种液压缓冲系统，该液压缓冲系统包括上述任意一项技术方 案所述的液压油缸。本实用新型还提供一种挖掘机，该挖掘机至少使用一个上述任意一项技术方案所 述的液压油缸。本实用新型还提供一种混凝土泵车，该混凝土泵车至少使用一个上述任意一项技 术方案所述的液压油缸。本实用新型提供的液压油缸，其缓冲套第一端面能够在活塞杆伸出运动达到缓冲 位置时，和设置在有杆腔一侧的油缸腔体内的有杆腔密闭端面配合，形成隔断油路的密封 面，该密封面将有杆腔分为两个腔体，其中位于密封面靠活塞一侧的腔体称为缓冲油腔；另 一个腔体则位于密封面靠有杆腔过油孔一侧。所述缓冲油腔中的液压油在活塞推动下具 有较大的油压，能够将所述缓冲套第一端面牢固的压紧在所述有杆腔密闭端面上，使两者 贴合形成的密封面的密封效果更加牢靠；该油缸还设置有节流油道，该节流油道在所述密 封面形成，到活塞到达所述伸出运动终点位置为止的这段时间中，能够为缓冲油腔中的液 压油提供流向过油孔一侧的油路。由于所述隔断油路的密封面形成后，液压油只能通过节流油道流向过油孔，而节流油道的油路很窄，液压油通过能力有限，使活塞运动必然受到极 大的阻力，起到缓冲作用。在本实 用新型的优选实施方案中，上述节流油道沿轴向直线设置在活塞杆和缓冲 套之间，该结构能够顺畅直接地将缓冲油腔中的液压油泄流到有杆腔过油孔一侧，并且容 易设置节流油道的轴向范围，确保密封面形成后，就能形成节流油道，避免缓冲过程出现卡 滞。另外，该节流油道的横截面积可以根据需要变化，具体是靠近活塞一端横截面积较小， 而靠近有杆腔过油孔一端的横截面积较大。在进一步的优选方案中，所述节流油道主体为轴向设置在活塞杆表面的节流槽， 并且节流槽的横截面积从第一端到第二端逐渐增加。这样，随着活塞杆向终点位置运动，所 述缓冲套在活塞杆上的相对滑动，逐渐接近节流油道第一端位置，从所述密封面的缓冲油 腔一侧向过油孔一侧的泄流能力逐渐减小，活塞继续伸出的阻力逐渐加大，活塞运动速度 逐渐降低，获得良好的缓冲效果。由于采用轴向直线设置的节流槽，在宽度不变的情况下， 只要控制好节流槽的深度变化就可以很好的控制节流效果，达到缓冲过程平顺的目的。该 节流槽的深度便于加工过程中进行控制，具有良好的工艺性。在本实用新型的进一步优选实施方式中，在设置节流槽的情况下，在活塞杆外径 面或者缓冲套内径面上设置若干环形槽作为平衡油槽，该平衡油槽能够与所述节流槽相配 合，使液压油在缓冲套内径面上获得均勻分布，使所述缓冲套第一端面和有杆腔密闭端面 贴合时不会出现偏斜，确保密封面牢固。在本实用新型的另一个优选实施方式中，要求如下条件成立当所述缓冲套的第 一端面与所述有杆腔密闭端面接触形成密封面时，密封面靠近活塞一侧的液压油对所述缓 冲套的轴向作用面积大于靠近有杆腔过油孔一侧的液压油对所述缓冲套的轴向作用面积。 上述要求通过对缓冲套两个端面的适当设计容易保证。如果上述条件不成立，在所述密封 面形成的刹那，密封面两侧的油压基本相同，缓冲套第一端面以一定的速度抵靠有杆腔密 闭端面，可能会在该瞬间无法压实，影响该时间点的缓冲的平顺性。确保上述条件成立以 后，则密封面的靠近活塞一侧的油压乘以这一端的缓冲套轴向作用面积获得总压力VI，密 封面靠近有杆腔出油孔一侧的油压乘以缓冲套在这一端的面积获得总压力V2 ；由于密封 面两侧的油压在形成密封面的刹那是相同的，所以面积较大的一侧的总压力较大，即Vl > V2，这样，缓冲套就被压实在所述有杆腔密闭端面上，保证了缓冲过程的平顺。本实用新型的其他优选实施方式还提供了其他形式的节流油道，这些节流油道都 可以获得良好的泄流效果。本实用新型还提供了用于上述液压油缸的活塞杆、有杆腔端盖和大缓冲套等零 件，这些零件均为实现上述缓冲机构进行了特别设计。本实用新型还同时提供了使用上述液压油缸的缓冲系统，使用该液压油缸的液压 缓冲系统可以获得良好稳定的缓冲效果。本实用新型还同时提供了使用上述液压油缸的挖掘机和混凝土泵车，通过使用上 述液压油缸，挖掘机和混凝土泵车可以获得更长的无故障使用时间。
图1是背景技术中采用缓冲套插入缓冲内孔形式的缓冲机构的液压油缸；[0054]图2是本实用新型第一实施例提供的液压油缸的机械结构图；图3是本实用新型第一实施例的活塞杆的零件图；图4是该图为活塞杆3的A-A向视图；图5是活塞杆3的C-C截面图；图6是本实用新型第一实施例的液压油缸处于密闭面开始形成的位置时的状态；图7是本实用新型第一实施例的液压油缸处于活塞运动到终点位置时的状态；图8是本实用新型第二实施例提供的液压油缸的机械结构图；图9是本实用新型第二实施例中使用的过渡套的零件图；图10是本实用新型第二实施例使用的内径面上设置有平衡油槽的缓冲套的零件 图；图11是一种比较合适用于设置有过渡套的缓冲机构中的节流油道的示意图；图12是另外一种比较合适用于设置有过渡套的缓冲机构中的节流油道的示意 图；图13是一种适合于不设置过渡套的缓冲机构中的节流油道的示意图。
具体实施方式
本实用新型第一实施例提供一种液压油缸，该液压油缸在其有杆腔一侧设置有缓 冲装置。请参看图2，该图是本实用新型第一实施例提供的液压油缸的机械结构图。如图2所示，该液压油缸包括有杆腔端盖1、缸筒2、活塞杆3、缓冲套4、弹簧5、活塞6等。所述缸筒2为该液压油缸提供密闭液压油的空间，该缸筒2的内腔被可沿着内腔 腔体径向移动的活塞6分为有杆腔2-1和无杆腔2-2，所述活塞杆3所在的腔体即为有杆腔 2-1。所述活塞6的外径面与缸筒2的内径面配合，并且在该外径面上设置了多道密封圈， 使上述有杆腔2-1和无杆腔2-2的液压油被彼此完全隔绝。所述有杆腔端盖1在缸筒2的有杆腔2-1 —侧的端头将所述缸筒2密封住，并且 在该有杆腔端盖1上提供了有杆腔过油孔1-1，该有杆腔过油孔1-1连接油管，为整个缸筒 2内腔的液压油提供进出有杆腔2-1的通道。液压油进出无杆腔2-2的通道则由设置在缸 筒2的无杆腔端盖上的无杆腔过油孔提供。本实施例仅仅介绍有杆腔一侧的缓冲装置，并 不涉及无杆腔2-2 —侧的情况。该液压油缸的缓冲机构包括缓冲套4、弹簧5，以及在活塞6、活塞杆3和有杆腔端 盖1上为构成缓冲机构设置的结构。所述缓冲套4套在活塞杆3位于有杆腔2-1的缓冲位上。所述缓冲位是指活塞杆 3上从活塞6在有杆腔2-1 —侧的端面开始的一段具有特定长度的活塞杆杆段，在该杆段 必须进行缓冲，避免活塞6的直接冲击损坏有杆腔端盖1。在该活塞杆3上，距离活塞6的 端面一定距离的位置，设置有缓冲位止肩3-4，所述缓冲位就是从缓冲位止肩3-4开始，到 活塞6伸出运动达到终点位置时，所述缓冲套4的第二端面4-2所在位置为止的活塞杆段。 该位置范围内是缓冲套4在活塞杆3上滑动的范围。缓冲套4的内径使其可以在活塞杆3 上轴向滑动，同时两者之间的间隙又较小；缓冲套4的外径则明显小于所述缸筒2的内径，其长度则占缓冲位长度的一部分。缓冲套4朝向油缸顶端即有杆腔端盖1一侧的端面为一 个具有外缘倒角的平面，该平面称为缓冲套第一端面4-1。缓冲套4的另一端称为缓冲套第 二端面4-2，则设置有用于固定弹簧5的凸台4-3。缓冲套的设计需要优选地保证如下条 件的成立，当所述缓冲套的第一端面与所述有杆腔密闭端面接触形成密封面时，密封面靠 近活塞一侧的液压油对所述缓冲套的轴向作用面积大于靠近有杆腔过油孔一侧的液压油 对所述缓冲套的轴向作用面积。例如，在第一实施例中，由于缓冲套第一端面被所述有杆腔 密闭端面1-2遮挡了一部分，使其液压油轴向作用面积明显小于另一端面。所述弹簧5为具有压缩张力的压簧，该弹簧5套在所述活塞杆3上，其底端顶着活 塞6在有杆腔2-1 —侧的端面上，活塞6在该端面上设置有弹簧凸台，以固定该弹簧。弹簧 5的末端则顶住所述缓冲套4的凸台4-3。该弹簧5以所述活塞6的端面为依靠，以其弹力 顶住所述缓冲套4，使缓冲套4在活塞6没有运动到缓冲位置时，其缓冲套第一端面4-1顶 住所述活塞杆3的缓冲位止肩3-4。该弹簧6的弹力足以使所述缓冲套4未被阻挡时能够 顶住缓冲位止肩3-4即可，即该弹簧6所起的作用主要为复位作用。所述有杆腔端盖1从盖顶到盖口依次设置有有杆腔过油孔1-1、有杆腔密闭端面 1-2。所述有杆腔密闭端面1-2为有杆腔端盖1内腔中设置的呈完整环形的台阶面，其台阶 面朝向活塞6的方向。该有杆腔密闭端面1-2能够在缓冲开始后与所述缓冲套第一端面 4-1相配合形成隔断有杆腔2-1中的液压油的密闭面。该有杆腔端盖1上还具有从有杆腔 密闭端面1-2开始向活塞6延伸的缓冲套通过段1-3，该缓冲套通过段1-3的腔体内径比有 杆腔密闭端面1-2所在位置的腔体内径大，但比活塞6所在缸筒2的内径小，该缓冲套通过 段1-3的腔体内径还大于所述缓冲套4的外径，使缓冲套4可以顺利进入该段。有杆腔端 盖1的盖口端面则紧贴缸筒内壁面，形成能够对活塞6的运动终点定位的活塞阻挡肩1-4。 所述活塞杆3上设置的与缓冲机构有关的结构比较多，除以上与缓冲套4的安装 相关的缓冲位以及缓冲位止肩3-4以外，还设置有节流槽、平衡油槽、出油凹槽等，以下进 行详细说明。请同时参看图3，该图为活塞杆3的零件图；请同时参看图4，该图为活塞杆3 的A-A向视图；请同时参看图5，该图为活塞杆3的C-C截面图。在活塞杆3上设置有至少一个节流油道，其主体是位于活塞杆3外径面上沿轴向 延伸的节流槽3-1。该节流槽3-1设置在活塞杆上，其起始点(称为第一端)在接近活塞的 有杆腔端面的位置，其终点(称为第二端)到达活塞杆3的所述缓冲位止肩3-4的退刀槽 侧壁。所述第一端在接近活塞的有杆腔端面的位置，是相对其终点而言的；实际上，该节流 槽3-1的起始点位置需要根据活塞6的伸出运动终点位置配合，使活塞6达到终点位置之 前存在合适的液压缓冲能力。在本实施例中，活塞6达到终点位置之前，该第一端已经被所 述缓冲套4完全遮蔽。对应所述节流槽3-1的出口，在所述缓冲位止肩3-4上设置有出油凹槽3-3，从图 4可以看出，该出油凹槽3-3的位置正好对准所述节流槽3-1的出口，对应四个节流槽3-1 有四个出油凹槽3-3。这些出油凹槽3-3为所述节流槽3-1出口流出的液压油提供流出的 出口通道，可以使节流槽3-1在缓冲过程中流出的液压油的流向更为稳定，并且可以在所 述缓冲套第一端面4-1与所述有杆腔密闭端面刚刚贴合的刹那提供液压油的出口，避免出 现液压阻尼骤然增大的情况，保证运行平稳。在所述活塞杆3的缓冲位位置，还在活塞杆3的周面上均勻布置有若干环槽，这些环槽称为平衡油槽3-2。这些平衡油槽3-2的截面可以为U型、V型或者方形底，以及其他 形式，视需要确定，其深度也可以视需要经过试验确定。这些平衡油槽3-2的作用是在节流 槽3-1泄流时，能够实现油压平衡，避免缓冲套4在不平衡的油压作用下出现倾斜，导致缓 冲时的密封面密闭不严。以下介绍本实施例的液压油缸的缓冲机构的工作过程。前述图2是活塞6尚未到 达缓冲位置时的情况；请同时参看图6，该图示出缓冲过程开始时的情况；请同时参看图7， 该图示出缓冲过程结束时的情况。在图2所示位置，活塞杆3刚刚开始伸出运动，尚未达到需要缓冲的位置。此时，所 述缓冲套4在弹簧5的弹性力作用下，其缓冲套第一端面4-1顶住活塞杆3上的缓冲位止 肩3-4。在活塞6尚未运动到缓冲位置之前，以及活塞杆3缩回运动使缓冲套第一端面4-1 与所述有杆腔密闭端面1-2分离后，缓冲套4都会被顶在缓冲位止肩3-4的位置，因此，所 述弹簧5起复位作用。随着活塞杆3的伸出移动，有杆腔2-1中的液压油受到活塞的推动， 向有杆腔过油孔1-1方向流动，并从所述过油孔有杆腔过油孔1-1流出。缓冲套4随活塞 6和活塞杆3移动，移动一段距离后，即经过所述有杆腔端盖1上的缓冲套通过段1-3，由于 所述缓冲套4的外径小于所述缓冲套通过段1-3，该缓冲套4能够继续随着活塞杆3移动， 而不会被挡住。有杆腔2-1中的液压油的油路随着缓冲套4进入所述缓冲套通过段1-3而 被部分堵塞，液压油只能通过缓冲套4与所述缓冲套通过段1-3之间的间隙流向所述有杆 腔过油孔1-1，活塞6受到的油路阻尼作用明显增大；随着缓冲套4逐渐深入所述缓冲套通 过段1-3，液压油油路被堵塞的程度逐渐增加，活塞6所承受的液压阻尼逐渐增加，直到缓 冲套4完全进入所述缓冲套通过段1-3，油路的阻尼作用处于基本不变的平台期。缓冲套4在所述缓冲套通过段1-3后中移动一段时间后，缓冲套第一端面4-1逐 渐接近有杆腔端盖1上的有杆腔密闭端面1-2。当运动到图6所示位置时，所述缓冲套第一 端面4-1与所述有杆腔端盖1上的有杆腔密闭端面1-2抵靠，两个端面相互贴合形成完整 的密封面，有杆腔2-1中被活塞6推动的液压油原来通过缓冲套4和有杆腔端盖1的缓冲 套通过段1-3之间的间隙流入有杆腔过油孔1-1的油路被彻底阻断，缓冲套4也由于被所 述密闭端面1-2挡住而停止跟随活塞杆3向前运动。在所述密封面形成的刹那，密封面两侧的油压基本相同，缓冲套第一端面4-1以 一定的速度抵靠有杆腔密闭端面1-2，可能会在该瞬间无法压实，影响该时间点的缓冲的平 顺性。为此，在设计中，确保了以下条件的成立当所述缓冲套的第一端面4-1与所述有杆 腔密闭端面1-2接触形成密封面时，密封面靠近活塞一侧的液压油对所述缓冲套的轴向作 用面积大于靠近有杆腔过油孔一侧的液压油对所述缓冲套的轴向作用面积。在该实施例 中，缓冲套4的两个端面的面积是一致的，但是在密封面形成后，由于第一端面4-1被部分 遮蔽，使上述条件得以成立。上述条件成立以后，则密封面的靠近活塞一侧的油压乘以这一 端的缓冲套轴向作用面积获得总压力VI，密封面靠近有杆腔出油孔一侧的油压乘以缓冲套 在这一端的面积获得总压力V2 ；由于密封面两侧的油压在形成密封面的刹那是相同的，所 以面积较大的一侧的总压力较大，即Vl > V2，这样，缓冲套就被压实在所述有杆腔密闭端 面1-2上，保证了密封面建立过程的平顺。密封面建立后，缓冲套4和所述有杆腔端盖1相当于形成了一个单向阀，油路被阻 断。此时，有杆腔的液压油被所述密封面分为两个腔体，其中靠活塞6—侧的为缓冲油腔τ,该缓冲油腔 T中的液压油受到活塞6的推动，而其流向有杆腔过油孔1-1的主要通路又 由于所述密封面的形成而受到限制，使该缓冲油腔T的压力进一步提高，该增高的油压足 以将所述缓冲套4压紧在所述有杆腔密闭端面1-2上，使该密封面更加可靠。液压油只能 通过节流槽3-1流向上述密闭面的有杆腔过油孔1-1 一侧。在密封面形成初期，由于所述 节流槽3-1的深度在第二端一侧相对较深，即节流槽3-1的流量通过能力较高，使通过节流 槽3-1流出的液压油相对较多。随着活塞杆3的继续运动，所述密封面相对于活塞杆3向 后移动，连接所述密封面两侧的节流槽3-1的深度逐渐变浅，造成节流槽3-1的流量通过 能力逐渐降低。在上述过程中，液压油经过节流槽3-1的同时，经过所述平衡油槽3-2在所 述缓冲套所在的轴段上充满，使缓冲套受到的油压在周向的各个位置平衡，保证了缓冲套4 不会偏斜，确保了所述密封面的密闭效果。达到图7所示的位置后，活塞6被有杆腔端盖1的有杆腔端盖盖口端面形成的活 塞阻挡肩1-4挡住无法继续前进，活塞杆3达到其伸出的终点位置；所述节流槽3-1的第一 端在此时已经进入了缓冲套4内，节流油道被基本封闭，缓冲过程结束。需要注意的是，在 活塞6运动到终点位置后，所述缓冲套4的第二端面和活塞6的有杆腔端面尚存在间距L， 这一间距保证了所述缓冲套4不会阻挡活塞6的正常运动。这个间距L是，当所述活塞杆 伸出至行程终端时，所述缓冲套离其朝活塞方向滑动的终点的间距L。活塞杆3收回时，即活塞6向右运动时。活塞杆3处于伸出行程终端位置，缓冲套 4与有杆腔端盖1处于接触密封状态，为了使有杆腔快速进油，推动活塞杆3收回运动。缓 冲套4离其朝活塞6方向滑动的终点还有一定的间距L，缓冲套4在液压油的作用下，压缩 弹簧5，朝活塞6方向滑动。从而缓冲套4的第一端面4-1与有杆腔1的密闭端面1-2分 离，此时缓冲套4在活塞杆3收回过程中，与有杆腔端盖1相互作用起到单向阀的作用。L越大，缓冲套4的第一端面4-1与有杆腔端盖1的密闭端面1_2分离距离就越 大，液压油进入有杆腔内的流量就越多。L越小，缓冲套4的第一端面4-1与有杆腔端盖1 的密闭端面1-2分离距离就越小，液压油进入有杆腔内的流量就越小。实际上，由于缓冲套4和活塞杆3之间存在间隙，因此，很少量的液压油也可以通 过两者之间的间隙进入节流槽3-1并实现泄流，这样，在节流槽3-1第一端完全被缓冲套4 遮蔽后，活塞6也不会因为存在缓冲油腔中存在过多的液压油而被卡滞；当然，所述节流槽 3-1的第一端也完全可以在活塞杆3到达其伸出终点位置时，还露出在缓冲套4外。节流槽 3-1的第一端位置具体的设计在何处以及和缓冲套4的位置关系可以根据缓冲阻尼的需要 设计。在上述缓冲过程中，液压油的阻尼作用从缓冲套4进入所述有杆腔端盖1的缓冲 套通过段1-3开始，逐渐增强；尤其是通过所述节流槽3-1的深度变化，使节流能力逐渐增 力口，液压阻尼逐渐增大，使活塞6达到终点位置前的速度逐渐降低，最后一小段距离上，甚 至可能仅仅利用缓冲套4和活塞杆3之间的间隙形成油路，使整个缓冲过程中，液压阻尼逐 渐加大，避免了对有杆腔端盖1和缸筒2的冲击。上述缓冲机构中，在保证宽度不变的情况下，可以通过对节流槽3-1的深度变化 的控制，控制其节流能力的变化曲线，保证活塞6能够获得非常平稳的缓冲过程。实际上，平衡油槽也可以不设置在活塞杆3上，而是设置在缓冲套4的内径面上， 其效果和设置在活塞杆3上相同。图10示出内径面上设置有平衡油槽4-4的缓冲套4。另夕卜，所述平衡油槽3-2实际上也可以不是环槽形式，例如可以采用螺纹槽，但是以本实施例 中使用的环槽为佳，因为其加工比较方便，并且具有更好的平衡效果。在上述实施例中，密封面形成后连接密封面两侧腔体的通道统称为节流油道，在 上述实施例中，节流油道的主体是所述节流槽，但是，在不同时刻，节流油道的组成也不相 同。在密封面刚刚形成的刹那，在缓冲位止肩上对应所述节流槽设置的出油凹槽3-3承担 了节流通道的第二端端口的作用，对于缓冲过程的平顺起到重要作用。在缓冲套4滑动到 缓冲位终点时，如果节流槽被缓冲套完全遮蔽，则缓冲套4和活塞杆3之间的间隙也构成节 流油道的一部分。上述实施例中，节流油道的第二端设置在缓冲位止肩侧壁上，实际上，只要在活塞 达到终点位置时，节流油道第二端在液压油缸的内腔中即可。在上述实施例中，所述有杆腔密闭端面和所述缓冲套第一端面贴合形成的为面接 触形式的平面密封面，实际上，也可以对有杆腔密闭端面和缓冲套第一端面进行对应设计， 使两者贴合后形成的密闭面为平面密封或锥面密封或曲面密封等面密封形式，或者采用线 密封形式。本实用新型第二实施例提供一种液压 油缸，该液压油缸在其有杆腔一侧设置有缓 冲装置。该实施例与上述第一实施例基本相同，但是其活塞杆3的缓冲位上套有过渡套12。请参看图8，该图为本实用新型第二实施例提供的液压油缸。该实施例是在第一实 施例基础上稍加改动而成，以下介绍中，与第一实施例相同的部分采用同样的图标表示。与第一实施例不同，该液压油缸在活塞杆3的缓冲位上套有过渡套12，其径向长 度至少使其足以占据缓冲位的大部分长度，其内径则使其和活塞杆3的缓冲位的外径相配 合，使其比较紧密的套在活塞杆3的缓冲位上。该过渡套12的零件图见图9。从图9可以看出，该过渡套12外径面设置了轴向延 伸的泻流槽12-1，该节流槽12-1的深度从所述过渡套12的靠近活塞的后端向靠近有杆腔 进油孔的前端逐渐加深；节流槽12-1的第一端在靠近过渡套12的后端面的位置，第二端在 过渡套12的前端面。在该过渡套12外径面上，一共均布布置有四个所述泻流槽12-1，共同 构成节流油道。同时，该过渡套12的外径面上还设置有若干环槽作为平衡油槽12-4。实际上，平衡油槽也可以不设置在过渡套12上，而是设置在缓冲套4的内径面上， 其效果和设置在活塞轴套12上相同。图10示出内径面上设置有平衡油槽的缓冲套4。该液压油缸的工作过程和上述第一实施例相同，在此不再赘述。该第二实施例的优点在于，采用该技术方案后，不再需要在活塞杆3的缓冲位位 置加工轴向延伸的节流槽，而活塞杆3由于长度较长，在其表面加工精度要求较高的的泻 流槽难度较大。在长度较短的过渡套12上加工节流槽12-1则相对比较简单方便。另外，节流槽的结构和尺寸实际上有多种选择，采用该技术方案后，可以通过更换 活塞轴套的方式，选择尺寸和结构不同的节流槽，灵活满足缓冲要求。以上两个实施例中，节流油道的主体均为节流槽，实际上，节流油道可以选择其它 结构形式，具体可以参见图11到图13。图11示出一种比较合适用于设置有过渡套的缓冲机构中的节流油道形式。该节 流油道包括两段，靠近第一端的前段为轴向设置在过渡套12表面的节流槽12-1，靠近第二 端的后段为在过渡套中轴向延伸的暗油道12-2，这样也可以起到节流作用。所述节流槽12-1 一段也可以设置为从第一端到第二端方向逐渐加深的形式，以起到平稳的缓冲效果。图12示出另外一种比较合适用于设置有过渡套的缓冲机构中的节流油道形式。 所示，所述节流油道包括在过渡套12中轴向延伸的暗油道12-2，以及若干连通活塞杆表面 和该暗油道的节油孔12-3，上述节油孔沿活塞杆表面轴向分布，并且越接近过渡套12前端 面位置的节油孔，其孔径越大；这样，随着缓冲套在活塞杆上的滑动，活塞杆3越接近伸出 终点位置，其泄流能力越小，液压阻尼作用越大，使活塞速度逐渐降低，获得较为平稳的缓 冲过程。图13示出另外一种节流油道形式。该节流油道是在活塞杆3表面上轴向设置的 斜切面3-5。该斜切面3-5从靠近活塞部位向缓冲位止肩3-4部位倾斜，斜切面可以设置一 个或者多个。这样，液压油在所述缓冲套第一端面4-1和有杆腔端盖1上的密闭端面1-2 形成密闭面后，可以通过该斜切面3-5流出，形成节流油道。采用该斜切面3-5作为节流 油道，同样可以使活塞杆3在越接近伸出终点的位置，泄流能力越小，液压阻尼作用越大， 使活塞6速度逐渐降低，获得较为平稳的缓冲过程。将本实用新型提供的液压油缸用于液压缓冲系统中代替现有油缸，即可获得本实 用新型的液压缓冲系统的实施例。将本实用新型提供的液压油缸用于挖掘机，即可获得本实用新型的挖掘机的实施 例。将本实用新型提供的液压油缸用于混凝土泵车，即可获得本实用新型的混凝土泵 车的实施例。还可以将本实用新型提供的液压油缸用于其它类型的工程机械中。本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何 本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因 此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。
权利要求1.一种液压油缸，其特征在于，在活塞杆位于有杆腔的缓冲位上套有能够沿着活塞杆轴向滑动的缓冲套，该缓冲套远 离活塞一侧的端面称为缓冲套第一端面；在有杆腔过油孔和活塞杆伸出运动的活塞有杆腔端面终点位置之间的油缸腔体内，设 有能够阻挡缓冲套并且能够与缓冲套第一端面贴合形成密封面的有杆腔密闭端面；还设置有至少一个节流油道，在活塞杆伸出运动过程中，从缓冲套第一端面和所述有 杆腔密闭端面贴合、所述密封面形成开始，到活塞到达所述伸出运动终点位置时，在所述密 封面靠近活塞一侧的液压油能够通过该节流油道流向有杆腔过油孔。
2.根据权利要求1所述的液压油缸，其特征在于，所述节流油道沿轴向直线设置在活 塞杆和缓冲套之间。
3.根据权利要求1所述的液压油缸，其特征在于，所述节流油道靠近活塞的一端称为 第一端，靠近有杆腔过油孔的一端称为第二端，节流油道的横截面积从所述第一端向第二 端逐渐增大。
4.根据权利要求1所述的液压油缸，其特征在于，当所述活塞杆伸出至行程终端时，所 述缓冲套离其朝活塞方向滑动的终点有一定间距。
5.根据权利要求1所述的液压油缸，其特征在于，当所述缓冲套的第一端面与所述有 杆腔密闭端面接触形成密封面时，密封面靠近活塞一侧的液压油对所述缓冲套的轴向作用 面积大于靠近有杆腔过油孔一侧的液压油对所述缓冲套的轴向作用面积。
6.根据权利要求1所述的液压油缸，其特征在于，所述活塞杆上设置有缓冲位止肩，在 所述缓冲套未被所述有杆腔密闭端面阻挡住时，缓冲套第一端面在具有压弹性的弹性元件 的作用下抵靠在该缓冲位止肩上。
7.根据权利要求1所述的液压油缸，其特征在于，在所述活塞杆伸出运动终点位置，设 置有允许所述缓冲套通过、但能够将活塞阻挡在该位置的活塞阻挡肩。
8.根据权利要求1所述的液压油缸，其特征在于，所述缓冲套第一端面与有杆腔密闭 端面贴合后形成面密封或线密封。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的液压油缸，其特征在于，所述节流油道的主体为 轴向直线设置在活塞杆表面的节流槽。
10.根据权利要求9所述的液压油缸，其特征在于，当所述缓冲套被所述有杆腔密闭端 面阻挡，在所述缓冲套朝所述活塞方向相对滑动时，所述节流槽流通截面积随着变小。
11.根据权利要求9所述的液压油缸，其特征在于，所述缓冲位止肩上开设有出油凹 槽，该出油凹槽对应节流槽的终点设置。
12.根据权利要求1至8任意一项所述的液压油缸，其特征在于，在活塞杆的所述缓冲 位位置的外表面，设置一个或者若干个环槽作为平衡槽；或者，在缓冲套内径面设置一个或 者多个环槽作为平衡槽；该环形槽的截面可以是V型、U型或者方型。
13.根据权利要求1至8任意一项所述的液压油缸，其特征在于，所述节流油道包括两 段，靠近活塞的前段，其主体为轴向设置在活塞杆表面的节流槽，靠近有杆腔过油孔后段的 主体为在活塞杆中轴向延伸的暗油道。
14.根据权利要求1至8任意一项所述的液压油缸，其特征在于，所述节流油道包括在 活塞杆中轴向延伸的暗油道，以及若干连通活塞杆表面和该暗油道的节油孔，上述节油孔沿活塞杆表面轴向分布，并且越接近暗油道出口的节油孔，其孔径越大。
15.根据权利要求1至8任意一项所述的液压油缸，其特征在于，所述节流油道主体为 在活塞杆表面上轴向设置的斜切面。
16.根据权利要求1至8任意一项所述的液压油缸，其特征在于，在缓冲位置套有与活 塞杆配合的过渡套，所述节流油道设置在该过渡套上。
17.根据权利要求12所述的液压油缸，其特征在于，所述过渡套上设置有一个或者若 干个环槽作为平衡槽；该环形槽的截面可以是V型、U型或者方型。
18.根据权利要求1至8任意一项所述的液压油缸，其特征在于，所述有杆腔密闭端面 设置在有杆腔端盖上。
19.根据权利要求1至8任意一项所述的液压油缸，其特征在于，所述活塞阻挡肩就是 有杆腔端盖盖口端面。
20.一种液压缓冲系统，其特征在于，该液压缓冲系统包括权利要求1-权利要求19任 意一项所述的液压油缸。
21.一种挖掘机，其特征在于，该挖掘机包括权利要求1-权利要求19任意一项所述的 液压油缸。
22.一种混凝土泵车，其特征在于，该混凝土泵车包括权利要求1-权利要求19任意一 项所述的液压油缸。
专利摘要本实用新型公开一种液压油缸，该液压油缸在活塞杆的缓冲位上套有能够沿着活塞杆轴向滑动的缓冲套；在有杆腔过油孔和活塞杆伸出运动的活塞有杆腔端面终点位置之间的油缸腔体内，设有能够阻挡缓冲套并且能够与缓冲套第一端面贴合形成密封面的有杆腔密闭端面；缓冲套和活塞杆之间设置有至少一个节流油道，在活塞杆伸出运动过程中，从缓冲套第一端面和所述有杆腔密闭端面贴合、所述密封面形成开始，到活塞到达所述伸出运动终点位置时，所述密封面靠近活塞一侧的液压油能够通过该节流油道流向有杆腔过油孔。上述液压油缸具有缓冲结构加工简单、效果好的优点。本实用新型同时提供使用于上述液压油缸的相关装置及使用该液压油缸的液压缓冲系统、挖掘机和混凝土泵车。
文档编号F15B15/20GK201836141SQ20102026924
公开日2011年5月18日 申请日期2010年7月23日 优先权日2010年7月23日
发明者刘永东, 易小刚, 陈兵兵 申请人:三一重工股份有限公司