专利名称：单作用双级液压缸和工程机械的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及一种单作用双级液压缸和工程机械。
背景技术：
液压缸是将液压能转变为机械能的液压执行元件。液压缸具有结构简单、工作可靠的优点。使用液压缸来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种工程机械的液压系统中得到广泛应用。现有的单作用双级液压缸大部分采用的是伸缩式套筒结构。此种液压缸通常包括:缸体，设置在缸体内腔中的一级缸筒；和设置在一级缸筒内的二级缸杆。上述单作用双级液压缸的缺陷在于:难于控制两级缸速度的一致性，需要借助辅助元件进行速度控制，操作繁琐，且控制程序也较为复杂。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提出一种两级缸速度一致的单作用双级液压缸和工程机械。一方面，本实用新型提供一种单作用双级液压缸，包括:缸体，其一端设有进油口和与所述进油口相通的第一腔室；所述缸体的另一端设置有一级导向套；一级缸筒，其伸入所述第一腔室内并可滑动的设置于所述一级导向套中；所述一级缸筒包括:缸筒和一级活塞，所述一级活塞设置于所述缸筒靠近所述进油口的一端，所述缸筒的另一端设置有二级导向套；所述缸筒的外壁和所述第一腔室之间围设有第一回流腔；所述一级活塞上设置有与所述第一回流腔相通的第一回流通道，所述第一回流通道与所述进油口相通；所述一级缸筒内设有第二腔室；节流孔板，与所述一级活塞的内壁固定连接；二级缸杆，其伸入所述第二腔室内并可滑动的设置于所述二级导向套中；所述二级缸杆包括:缸杆和二级活塞，所述二级活塞设置于所述缸杆靠近所述节流孔板的一端；所述缸杆的外壁与所述第二腔室之间围设有第二回流腔；所述二级活塞上设置有与所述第二回流腔相通的第二回流通道，所述第二回流通道通过所述节流孔板上的节流孔与所述进油口相通。进一步地，所述一级活塞在与所述一级导向套相对的端面上设置有一级环形凸起，所述一级导向套设置有与所述一级环形凸起相适配的一级环形凹槽。进一步地，所述一级导向套内设置有与所述第一回流腔相通的一级缓冲回流通道；所述一级缓冲回流通道的一端设置在所述一级环形凹槽内，另一端设置在所述一级环形凹槽外。进一步地，所述一级缓冲回流通道的截面积小于所述第一回流通道的截面积。进一步地，所述二级活塞在与所述二级导向套相对的端面上设置有二级环形凹槽，所述二级导向套设置有与所述二级环形凹槽相适配的二级环形凸起。进一步地，所述二级活塞内设置有与所述第二回流腔相通的二级缓冲通道；所述二级缓冲通道的一端设置在所述二级环形凹槽内，另一端与所述第二回流通道相通。[0011]进一步地，所述二级缓冲通道的截面积小于所述第二回流通道的截面积。进一步地，所述第一回流通道的个数为多个，且沿所述一级活塞的周向均匀设置；和/或，所述第二回流油道的个数为多个，且沿所述二级活塞的周向均匀设置。进一步地，所述单作用双级液压缸还包括:设置在所述一级导向套外端的压盖。另一方面，本实用新型还提供一种工程机械，设置有上述任意一项所述的单作用双级液压缸。本实用新型提供一种单作用双级液压缸，该液压缸在一级缸筒的活塞内设置节流孔板，采用节流孔调节一级缸筒和二级缸杆之间的速度差，使一级缸筒运动时，一级缸筒和二级缸杆相对静止，二者能够同速运动。相对于现有技术，本实用新型提供的单作用双级液压缸具有如下优点:结构简单，无需外加辅助元件便可实现相邻缸之间的速度控制，速度控制简单，产品成本也较低。本实用新型还提供了一种工程机械，该工程机械设有上述任一种单作用双级液压缸，由于上述任一种单作用双级液压缸具有上述技术效果，因此，设有该活塞油缸的工程机械也应具备相应的技术效果。
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:图1为本实用新型实施例一提供的单作用双级液压缸的结构示意图；图2为本实用新型实施例二提供的单作用双级液压缸的结构示意图3为图2中A处的局部放大图；图4为一级缸筒运动至邻近最大行程前的状态示意图；图5为图2中B处的局部放大图；图6为二级缸杆运动至最大行程前的状态示意图。附图标记说明:I 缸体Ia第一腔室Ila第一回流腔2 —级缸筒21 一级活塞21a第二回流腔21b第一回流通道211 —级环形凸起22 缸筒3 节流孔板31 节流孔4 二级缸杆41 二级活塞411 二级环形凹槽41b第二回流通道42 缸杆42b 二级缓冲通道5 —级导向套501 一级环形凹槽51b —级缓冲回流通道6 压盖7 级导向套701 二级环形凸起具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下结合附图1，对本实用新型的各优选实施例作进一步说明。图1示出了本实用新型实施例一提供的单作用双级液压缸，该单作用双级液压缸包括:缸体I，其一端设有进油口，和与进油口相通的第一腔室Ia ;该缸体I的另一端设置有一级导向套5 ；一级缸筒2，其伸入第一腔室Ia内并可滑动的设置于一级导向套5中；一级缸筒2包括:缸筒22和一级活塞21，一级活塞21设置于缸筒22靠近进油口的一端，缸筒22的另一端设置有二级导向套7 ;缸筒22的外壁和第一腔室Ia之间围设有第一回流腔Ila ;—级活塞21上设置有与第一回流腔Ila相通的第一回流通道21b，该第一回流通道21b与进油口相通；一级缸筒2内设置有第二腔室；节流孔板3,与一级活塞21的内壁固定连接；二级缸杆4，其伸入第二腔室内并可滑动的设置于二级导向套7中；二级缸杆4包括:缸杆42和二级活塞41，该二级活塞41设置于缸杆42靠近节流孔板3的一端；该缸杆42的外壁与第二腔室2a之间围设有第二回流腔21a ;二级活塞41上设置有与第二回流腔21a相通的第二回流通道41b，第二回流通道41b通过节流孔板3上的节流孔31与进油口相通。压盖6,设置在一级导向套5的外端。本实施例提供的单作用双级液压缸的工作原理如下:液压油从进油口进入缸体I的第一腔室Ia内；大部分液压油会推动一级缸筒2的一级缸筒2运动，少部分液压油会沿着第一回流通道21b进入第一回流腔11a，一级活塞21运动过程中，第一回流腔Ila内的液压油又会通过第一回流通道21b回流入第一腔室Ia内的无杆腔中；此种状态下，一级缸筒2连同二级缸杆4 一同做等速运动。—级导向套5对一级缸筒2起限位作用，一级缸筒2向外运动至一级导向套靠内端口处后，由于一级导向套5的限位作用停止运动，一级缸筒2运动至最大行程位置；第一腔室Ia内的无杆腔中的液压油通过节流孔板3上的节流孔31进入第二腔室内，第二腔室内的液压油会推动二级缸杆4运动，少部分液压油会沿着第二回流通道41b进入第二回流腔21a内，二级缸杆4运动过程中，第二回流腔21a内的液压油又会通过第二回流通道41b进入第二回流腔21a的无杆腔内；此种状态下，二级缸杆4独自运动；二级导向套7对二级缸杆4起限位作用，二级缸杆4向外运动至二级导向套靠内端口处后，由于二级导向套7的限位作用而停止运动，二级缸杆4运动至最大行程位置。上述单作用双级液压缸的一级缸筒2和第一腔室Ia之间设有第一回流腔11a，第一回流腔Ila内的液压油可通过第一回流通道21b回流入第一腔室Ia的无杆腔内。其中，第一回流通道21b起通流作用，第一腔室Ia中有杆腔(第一回流腔Ila)内的液压油流入无杆腔中，进而保证从进油口进入的液压油能够推动一级缸筒2及二级缸杆4运动，且该第一回流通道21b产生的背压作用极小，进而减少缸体I内密封件的压力冲击，延长密封件的使用寿命。作为优选方案，第一回流通道21b的个数为多个，且沿一级活塞21的周向均匀设置。类似的，第二回流通道41b也起通流作用，第二腔室中有杆腔(第二回流腔21a)内的液压油流入无杆腔中，进而保证从节流孔板3进入的液压油能够推动二级缸杆4运动，且该第二回流通道41b产生的背压作用极小，进而减少一级缸筒2内密封件的压力冲击，延长密封件的使用寿命。作为优选方案，第二回流油道41b的个数为多个，且沿二级活塞41的周向均匀设置。上述节流孔板3固定于一级活塞21的内壁，即该节流孔板3设置于进油口和二级缸杆4之间。当一级缸筒2运动时，一方面，从进油口进入节流孔31的油量较低；另一方面，由于节流孔31的节流作用，从进油口通过该节流孔31进入第二腔室内的油压也较低，因此，此时进入第二腔室内的液压油难以推动二级缸杆4运动，二级缸杆4与一级缸筒2相对静止，二者保持同速运动，由此来克服因缸径及负载变化引起的二级缸杆4与一级缸筒2的速度差。节流孔板3上的节流孔31可以为固定节流孔，也可以为可变节流孔。节流孔31的个数可以为一个或多个。本领域技术人员可以根据油压、缸径以及负载等因素对节流孔31的型号及个数进行选择。压盖6的作用在于:连接缸筒、固定一级导向套5的位置，从而限制第一级缸筒2的行程。由上述内容可知，本实施例提供的单作用双级液压缸在一级缸筒的活塞内设置节流孔板，采用节流孔调节一级缸筒和二级缸杆之间的速度差，使一级缸筒运动时，一级缸筒和二级缸杆相对静止，二者能够同速运动。本实施例提供的单作用双级液压缸具有如下优点:结构简单，无需外加辅助元件便可实现相邻缸之间的速度控制，速度控制简单，产品成本也较低。请参见图2，该图示出了本实用新型实施例二提供的单作用双级液压缸的结构，本实施例提供的单作用双级液压缸与实施例1的区别在于:一级活塞21在与一级导向套5相对的端面上还设置有一级环形凸起211 ；一级导向套5设置有与一级环形凸起211相适配的一级环形凹槽501 ；一级导向套5内设置有与第一回流腔Ila相通的一级缓冲回流通道51b (图3)；该一级缓冲回流通道51b的一端设置在一级环形凹槽内501，另一端设置在一级环形凹槽501 外。本实施例中，在一级活塞21上设置一级环形凸起211以及在一级导向套5上设置一级环形凹槽501的作用在于:在一级缸筒2运动至邻近最大行程前，上述一级环形凸起211和一级环形凹槽501之间会形成一个密封区间(详见图4中阴影C部分)，随着一级缸筒2的进一步运动，其密封区间内的液压油因被压缩而产生抑制一级缸筒2继续运动的油压，由此降低一级缸筒2的运动速度，即该密封区间内的液压油产生的背压对一级缸筒2的运动起缓冲作用，避免一级缸筒2与一级导向套5发生剧烈碰撞。此外，还在一级导向套5内设置一级缓冲回流通道51b的作用在于:使上述密封区间内的液压油能够通过该一级缓冲回流通道51b流出，避免密封区间内残留油液。一级缓冲回流通道51b的设置使得密封区间内的液压油所产生的背压部分会通过此通道泄出。为了使一级缸筒2减速前密封区间内的液压油仍能具有较高的背压，优选设置一级缓冲回流通道51b的截面积小于第一回流通道21b的截面积，由此来延长密封区间内的液压油所产生的背压的泄压时间。进一步地，二级活塞41在与二级导向套7相对的端面上还设置有二级环形凹槽411 ;二级导向套7设置有与二级环形凹槽411相适配的二级环形凸起701 ;二级活塞41内设置有与第二回流腔21a相通的二级缓冲通道42b (图5);该二级缓冲通道42b的一端设置在二级环形凹槽411内，另一端与第二回流通道41b相通。在二级活塞41上设置二级环形凹槽411以及在二级导向套7上设置二级环形凸起701的作用与上述方案类似，具体而言为:在二级缸杆4运动至最大行程前，上述二级环形凹槽411和二级环形凸起701之间会形成一个密封区间(详见图6中阴影D部分)，该密封区间内的液压油所产生的背压会对二级活塞41的运动起缓冲作用。由此，避免二级活塞41与二级导向套7发生剧烈碰撞。在二级导向套7内设置二级缓冲通道42b的作用在于:使上述密封区间内的液压油能够通过该二级缓冲通道42b流出，避免密封区间内残留油液。为了使二级缸筒4减速前密封区间内的液压油仍能具有较高的背压，优选设置二级缓冲通道42b的截面积小于第二回流通道41b的截面积，由此来延长密封区间内背压的泄压时间。由上述内容可知，本实施例提供的单作用双级液压缸具有如下优点:在级缸和相应的导向套之间设置相适配的环形凸起和环形凹槽，由此使得级缸在运动至最大行程前，环形凸起和环形凹槽之间能够形成密封区间，密封区间内的液压油所产生的背压对级缸运动起缓冲作用，大大降低级缸和导向套碰撞时的冲击力，有效延长级缸和导向套的使用寿命。此外，在导向套内设置缓冲通道还可避免在密封区间内残留油液。本实用新型实施例还提供了一种工程机械，该工程机械设有上述任一种单作用双级液压缸，由于上述任一种单作用双级液压缸具有上述技术效果，因此，设有该活塞油缸的工程机械也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种单作用双级液压缸，其特征在于，包括: 缸体(I )，其一端设有进油口和与所述进油口相通的第一腔室(Ia);所述缸体(I)的另一端设置有一级导向套(5)； 一级缸筒(2)，其伸入所述第一腔室(Ia)内并可滑动的设置于所述一级导向套(5)中； 所述一级缸筒(2 )包括:缸筒(22 )和一级活塞(21)，所述一级活塞(21)设置于所述缸筒(22)靠近所述进油口的一端，所述缸筒(22)的另一端设置有二级导向套(7);所述缸筒(22)的外壁和所述第一腔室(Ia)之间围设有第一回流腔(Ila);所述一级活塞(21)上设置有与所述第一回流腔(Ila)相通的第一回流通道(21b)，所述第一回流通道(21b)与所述进油口相通；所述一级缸筒(2)内设有第二腔室； 节流孔板(3),与所述一级活塞(21)的内壁固定连接； 二级缸杆(4)，其伸入所述第二腔室内并可滑动的设置于所述二级导向套(7)中； 所述二级缸杆(4)包括:缸杆(42)和二级活塞(41 )，所述二级活塞(41)设置于所述缸杆(42)靠近所述节流孔板(3)的一端；所述缸杆(42)的外壁与所述第二腔室之间围设有第二回流腔(21a);所述二级活塞(41)上设置有与所述第二回流腔(21a)相通的第二回流通道(41b)，所述第二回流通道(41b)通过所述节流孔板(3)上的节流孔(31)与所述进油口相通。
2.根据权利要求1所述的单作用双级液压缸，其特征在于，所述一级活塞(21)在与所述一级导向套(5)相对的端面上设置有一级环形凸起(211)，所述一级导向套(5)设置有与所述一级环形凸起(211)相适配的一级环形凹槽(501)。
3.根据权利要求2所述的单作用双级液压缸，其特征在于，所述一级导向套(5)内设置有与所述第一回流腔(Ila)相通的一级缓冲回流通道(51b);所述一级缓冲回流通道(51b)的一端设置在所述一级环形凹槽(501)内，另一端设置在所述一级环形凹槽(501)外。
4.根据权利要求3所述的单作用双级液压缸，其特征在于，所述一级缓冲回流通道(51b)的截面积小于所述第一回流通道(21b)的截面积。
5.根据权利要求1所述的单作用双级液压缸，其特征在于，所述二级活塞(41)在与所述二级导向套(7)相对的端面上设置有二级环形凹槽(411)，所述二级导向套(7)设置有与所述二级环形凹槽(411)相适配的二级环形凸起(701)。
6.根据权利要求5所述的单作用双级液压缸，其特征在于，所述二级活塞(41)内设置有与所述第二回流腔(21a)相通的二级缓冲通道(42b);所述二级缓冲通道(42b)的一端设置在所述二级环形凹槽(411)内，另一端与所述第二回流通道(41b)相通。
7.根据权利要求6所述的单作用双级液压缸，其特征在于，所述二级缓冲通道(42b)的截面积小于所述第二回流通道(41b)的截面积。
8.根据权利要求1所述的单作用双级液压缸，其特征在于，所述第一回流通道(21b)的个数为多个，且沿所述一级活塞(21)的周向均匀设置；和/或， 所述第二回流油道的个数为多个，且沿所述二级活塞(41)的周向均匀设置。
9.根据权利要求1所述的单作用双级液压缸，其特征在于，所述单作用双级液压缸还包括:设置在所述一级导向套(5 )外端的压盖(6 )。
10.一种工程机械，其特征在于，设置有权利要求1至9任意一项所述的单作用双级液压缸。
专利摘要本实用新型公开了一种单作用双级液压缸和工程机械。该单作用双级液压缸包括缸体，其一端设置有一级导向套；一级缸筒，其伸入缸体内并可滑动的设置于一级导向套中；一级缸筒包括缸筒和一级活塞；节流孔板，与一级活塞的内壁固定连接；二级缸杆，包括缸杆和二级活塞，该二级缸杆伸入一级缸筒的腔室内并可滑动的设置于二级导向套中；该液压缸在一级缸筒的活塞内设置节流孔板，采用节流孔调节一级缸筒和二级缸杆之间的速度差，使一级缸筒运动时，一级缸筒和二级缸杆相对静止，二者能够同速运动。该单作用双级液压缸具有如下优点结构简单，无需外加辅助元件便可实现相邻缸之间的速度控制，速度控制简单。
文档编号F15B15/08GK203009440SQ20122063782
公开日2013年6月19日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者王继努, 王利军, 陈涛 申请人:三一重工股份有限公司