新型快速增压液压缸的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种新型快速增压液压缸，包括外缸、主活塞杆和子活塞杆，主活塞杆套装在外缸内，其内侧套装有子活塞杆，该主活塞杆上设有主活塞，外缸前、后两端分别密封安装前、后封头；所述子活塞杆上设有子活塞，其后端设有子封头，子封头后端外侧套装有子封盖，子活塞杆外壁、主活塞杆内壁、与子活塞、子封头形成密闭的子工作腔。该液压缸在增加液压缸吨位的同时较小增加活塞面积，从而达到在相同液压缸内径的情况下该液压缸吨位大于常规液压缸吨位的增压目的；在增加液压缸吨位的同时较小增加、不增加或者降低与液压缸配比的电机功率和油泵排量，从而达到在相同电机功率和油泵排量的情况下该液压缸工作速度远远高于常规液压缸的增速目的。
【专利说明】新型快速增压液压缸
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液压缸，特别是一种新型快速增压液压缸。
【背景技术】
[0002]液压缸是将液压能转变为机械能的、作直线往复运动(或摆动运动)的液压执行元件。它结构简单工作可靠，用它来实现往复运动时，可减去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。现有常规液压缸的设计与制造工艺已经十分成熟，但是随着现代工业技术的创新与发展，常规液压缸在面对大型液压机械领域时所存在的缺点一直令液压系统设计人员倍感无奈。液压缸吨位与缸内活塞面积成正比关系，活塞面积决定了液压缸吨位，而活塞面积同样决定了液压缸内径尺寸，因此随着液压缸吨位的增加，液压缸内径和液压缸内腔体积成平方增量。为配合液压缸运行速度，与大液压缸相配比的油泵排量也同样需要以平方为单位增加，同理，带动油泵的电机功率增幅也是相当惊人地。这样在增加了耗电量的同时也增加了电力系统的负荷，机械使用成本大幅度增高。在复杂工况环境下，电力系统无法得到有效保障，这就造成了某些大型液压设备无法正常使用，如果电机和油泵不做相应增加，液压缸前后腔进出液压流量过小，就会造成大型液压缸工作速度过慢，影响液压缸的工作效率。在这种情况下，如何在增加液压缸吨位的情况下合理调配电机和油泵配比，不必过大增加电机功率和油泵排量或在电机功率油泵排量相对较小增量的情况下使液压缸总吨位有较大幅度增加，或者在增加液压缸吨位的情况下较小增加活塞面积，从而较小增加液压缸直径，是现代液压系统技术的亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供一种在增加液压缸吨位的同时较小增加活塞面积，从而达到在相同液压缸内径的情况下大于常规液压缸吨位；在增加液压缸吨位的同时较小增加、不增加或者降低与液压缸配比的电机功率和油泵排量，从而达到在相同电机功率和油泵排量的情况下工作速度远远高于常规液压缸增速的新型快速增压液压缸。
[0004]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:一种新型快速增压液压缸，包括外缸、主活塞杆和子活塞杆，外缸前端开设前通油孔，主活塞杆套装在外缸内，其内侧套装有子活塞杆，该主活塞杆上设有主活塞，所述外缸前、后两端分别密封安装前、后封头，所述前、后封头与外缸内壁和主活塞杆外壁形成封闭的主工作腔，前、后封头外侧分别设有前、后封盖，所述后封头上开设有至少一个与主工作腔连通的充液孔；所述子活塞杆上设有子活塞，其后端设有子封头，子封头后端外侧套装有子封盖，子活塞杆外壁、主活塞杆内壁、与子活塞、子封头形成密闭的子工作腔，所述子活塞杆前端安装活塞杆头，其后端穿出所述后封头并套装在子工作腔进出油道部件内，所述活塞杆头与所述主活塞杆内壁连接，其后端面中心处沿轴线开设与子活塞杆前端相配合的导向凹槽，所述主活塞杆后端侧壁上开设与子工作腔连通的进油孔，进油孔位于主活塞前。
[0005]上述快速增压液压缸中，所述的前、后封盖结构分别为带底的圆柱筒状，该前、后封盖筒壁套装在外缸外侧并通过螺纹固定在外缸上，作为优选方案，所述充液孔的数量为三个。
[0006]上述快速增压液压缸中，所述的前封头外表面上开设有用以安装外油封的外油封槽，其内表面上开设尘封槽、格莱圈槽、导向带槽和内油封槽，尘封槽位于所述前封头内表面前端，所述尘封槽、格莱圈槽、导向带槽和内油封槽内相应安装尘封、格莱圈、导向带和内油封。所述前封头外表面上开设外油封槽的数量为两个，其内表面开设三个导向带槽和四个内油封槽。
[0007]上述快速增压液压缸中，所述的后封头外表面上开设有两个用以安装O形密封圈的密封槽。
[0008]上述快速增压液压缸中，所述的活塞杆头前端开设销栓孔，销栓孔用于安装销栓。
[0009]上述快速增压液压缸中，所述的主活塞外表面开设有用以相应安装油封、格莱圈和导向带的油封槽、格莱圈槽和导向带槽。
[0010]上述快速增压液压缸中，所述的子封头外壁上开设用以安装外油封的外油封槽，其内表面开设用以安装内油封的内油封槽和用于安装导向带的导向带槽，其中，外油封槽的数量为两个，内油封槽的数量为三个，导向带槽的数量为两个。
[0011]上述快速增压液压缸中，所述的子活塞杆中心沿轴线设有中心油道，该中心油道通过子工作腔进出油道部件与液压泵站连接。
[0012]上述快速增压液压缸中，所述的子活塞杆后端通过螺纹安装子活塞，子活塞外表面开设有用以相应安装油封、格莱圈和导向带的油封槽、格莱圈槽和导向带槽。
[0013]上述快速增压液压缸中，所述的前油孔与前油管固定连接，外缸前部外壁上固定有缸套。
[0014]本发明的有益效果是:
1、本发明快速增压液压缸，在增加液压缸吨位的同时较小增加活塞面积，从而达到在相同液压缸内径的情况下本发明液压缸吨位大于常规液压缸吨位的增压目的；在增加液压缸吨位的同时较小增加、不增加或者降低与液压缸配比的电机功率和油泵排量，从而达到在相同电机功率和油泵排量的情况下本发明液压缸工作速度远远高于常规液压缸的增速目的。
[0015]2、本发明快速增压液压缸的子活塞杆前端设有活塞杆头，活塞杆头后端设有与子活塞子活塞杆前端相配合的导向凹槽，有效地避免了子活塞杆与活塞杆头的碰撞，运行平稳，承载力强，密封效果好，使用寿命长。
[0016]
【专利附图】
【附图说明】
图1是本发明快速增压液压缸的去缸套的剖视结构示意图；
图2是本发明快速增压液压缸的剖视结构示意图；
图3是本发明快速增压液压缸的缸套的结构示意图；
图4是本发明快速增压液压缸的外缸和前、后封头及前、后封盖的连接关系示意图；
图5是本发明快速增压液压缸的外缸和前、后封头及前、后封盖的分解结构示意图；
图6是本发明快速增压液压缸的前封头的结构示意图；
图7是本发明快速增压液压缸的后封头套的结构示意图； 图8是本发明快速增压液压缸的后封头套的后端面结构示意图；
图9是本发明快速增压液压缸的主活塞和主活塞及活塞杆头的连接关系示意图；
图10是本发明快速增压液压缸的子封头的结构示意图；
图11是本发明快速增压液压缸的子活塞和子活塞及子工作腔进出油道部件的连接关系不意图；
图12是本发明快速增压液压缸的子活塞的结构示意图。
[0017]图中标号的意义为:1、外缸，2、主活塞杆，3、主活塞，4、前封头，5、后封头，6、前封盖，7、后封盖，8、子活塞杆，9、子活塞，10、子封头，11、子封盖，12、子工作腔进出油道部件，13、前油管，14、缸套，15、主工作腔，16、子工作腔，其中，1-1、前油孔，1_2、外缸前后两端的外螺纹，2-1、活塞杆头，2-2、销栓孔，2-3、导向凹槽，2-4、主活塞杆后端的进油孔，3-1、主活塞上的油封槽，3-2、主活塞上的格莱圈槽，3-3、主活塞上的导向带槽，4-1、前封头上的外油封槽，4-2、前封头上的尘封槽，4-3、前封头上的格莱圈槽，4-4、前油封上的导向带槽，4-5、前油封上的内油封槽，5-1、后封头上安装O形密封圈的密封槽，5-2、子活塞杆通孔，5-3、充液孔，6_1、如封盖上的内螺纹，7_1、后封盖上的内螺纹，8_1、中心油道,9_1、销检螺孔,9-2>子活塞上的油封槽，9-3、格莱圈槽，9-4、导向带槽。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图及【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述:
实施例1:参见图1至图12，一种新型快速增压液压缸，包括外缸1、主活塞杆2和子活塞杆8，外缸I前端开设前通油孔1-1，主活塞杆2套装在外缸I内，其内侧套装有子活塞杆8，该主活塞杆2上设有主活塞3，所述外缸I前、后两端分别密封安装前、后封头4、5，所述前、后封头4、5与外缸I内壁和主活塞杆2外壁形成封闭的主工作腔15,前、后封头4、5外侧分别设有前、后封盖，所述前、后封盖6、7用于将前、后封头4、5压紧在外缸I的前后两端；所述后封头5上开设有至少一个与主工作腔连通的充液孔5-3 ;所述子活塞杆上设有子活塞9，其后端设有子封头10，子封头10后端外侧套装有子封盖11，子封盖11将子封头10压紧固定在子活塞杆8上，所述子活塞杆8外壁、主活塞杆2内壁、与子活塞9、子封头10形成密闭的子工作腔16，所述子活塞杆8前端安装活塞杆头2-1，其后端通过开设在后封头4中心处的通孔5-2穿出所述后封头4并套装在子工作腔进出油道部件12内，所述活塞杆头2-1与所述主活塞杆2内壁连接，其后端面中心处沿轴线开设与子活塞杆8前端相配合的导向凹槽2-3，所述主活塞杆2后端侧壁上开设与子工作腔连通的进油孔2-4，进油孔2-4位于主活塞3前；作为优选方案，所述充液孔5-3的数量为三个。
[0019]上述快速增压液压缸中，所述的前、后封盖6、7结构分别为带底的圆柱筒状，该前、后封盖6、7筒壁套装在外缸外侧并通过螺纹固定在外缸I上。
[0020]上述快速增压液压缸中，所述的前封头4外表面上开设有用以安装外油封的外油封槽4-1，其内表面上开设尘封槽4-2、格莱圈槽4-3、导向带槽4-4和内油封槽4_5，尘封槽
4-2位于所述前封头4内表面前端，所述尘封槽4-2、格莱圈槽4-3、导向带槽4_4和内油封槽4-5内相应安装尘封、格莱圈、导向带和内油封。其中，所述前封头4外表面上开设外油封槽4-1的数量为两个，其内表面开设三个导向带槽4-4和四个内油封槽4-5。
[0021]上述快速增压液压缸中，所述的后封头5外表面上开设有两个用以安装O形密封圈的密封槽5-1。
[0022]上述快速增压液压缸中，所述的活塞杆头2-1前端开设销栓孔2-2，销栓孔2-2用于安装销栓。
[0023]上述快速增压液压缸中，所述的主活塞3外表面开设有用以相应安装油封、格莱圈和导向带的油封槽3-1、格莱圈槽3-2和导向带槽3-3。
[0024]上述快速增压液压缸中，所述的子封头10外壁上开设用以安装外油封的外油封槽10-1，其内表面开设用以安装内油封的内油封槽10-2和用于安装导向带的导向带槽10-3，其中，外油封槽10-1的数量为两个，内油封槽10-2的数量为三个，导向带槽10-3的数量为两个。
[0025]上述快速增压液压缸中，所述的子活塞杆8中心沿轴线设有中心油道8-1，该中心油道8-1通过子工作腔进出油道部件12与液压泵站连接。
[0026]上述快速增压液压缸中，所述的子活塞杆8后端通过螺纹安装子活塞9，子活塞9外表面开设有用以相应安装油封、格莱圈和导向带的油封槽9-2、格莱圈槽9-3和导向带槽9-4，该子活塞9上还开设有与其轴线垂直的销栓螺孔9-1，销栓螺孔9-1用以安装将子活塞9压紧在子活塞杆8上。
[0027]上述快速增压液压缸中，所述的前油孔1-1与前油管13固定连接，外缸前部外壁上固定有缸套14，缸套14为固定快速增压液压缸的安装配件。
[0028]本发明快速增压液压缸由动力系统由电机和油泵组成动力单元，由电液换向阀、溢流阀、单向阀、充液阀组成液压控制单元，可采用现有技术中的液压动力系统和控制系统。
[0029]本发明快速增压液压缸的工作过程:
1、液压缸快速前进阶段:液压油通过液压油泵流经阀块等压力控制单元后，通过子活塞杆8中的中心油道8-1进入子工作腔16前腔，子活塞杆8固定在缸尾，而子活塞9固定在子活塞杆8上无法运动，液压油进入子工作前腔后反作用于主活塞杆2内部形成向前压力，推动主活塞杆2向前运动，与此同时，主，工作腔后腔形成真空将油箱中的液压油通过阀块上的充液阀和后封头5上的充液孔5-3吸入主工作腔后腔中；而子工作腔后腔中的液压油通过前油管13回流至油箱中，此时快速增压液压缸以子活塞杆8为动力缸达到以小排量带动大型液压缸快速工作的目的。
[0030]2、液压缸高压做功阶段:充液阀关闭，油泵同时向子工作腔前腔和主工作腔后腔注油，液压缸进入全吨位工作阶段，此时液压缸的总吨位在系统压强一定的基础上取决于活塞面积。而快速增压液压缸的活塞面积等于子缸活塞面积与外缸活塞面积总和减去二倍子缸有道面积，因此快速增压液压缸的活塞面积远远大于等内径常规液压缸的活塞面积，因此达到增压效果。
[0031]3、液压缸后退阶段:液压油通过前油管13进入主工作前腔后，通过主活塞杆2壁上的子工作前后腔进油孔2-4进入子工作腔16后腔，与此同时，子，工作腔16前腔的液压油通过子活塞杆8中的中心油道8-1排出外缸I外，而主工作腔15后腔的大量液压油经过充液孔5-3排除缸外，完成液压缸动作。
【权利要求】
1.一种新型快速增压液压缸，包括外缸、主活塞杆和子活塞杆，外缸前端开设前通油孔，其特征在于:主活塞杆套装在外缸内，其内侧套装有子活塞杆，该主活塞杆上设有主活塞，所述外缸前、后两端分别密封安装前、后封头，所述前、后封头与外缸内壁和主活塞杆外壁形成封闭的主工作腔，前、后封头外侧分别设有前、后封盖，所述后封头上开设有至少一个与主工作腔连通的充液孔；所述子活塞杆上设有子活塞，其后端设有子封头，子封头后端外侧套装有子封盖，子活塞杆外壁、主活塞杆内壁、与子活塞、子封头形成密闭的子工作腔，所述子活塞杆前端安装活塞杆头，其后端穿出所述后封头并套装在子工作腔进出油道部件内，所述活塞杆头与所述主活塞杆内壁连接，其后端面中心处沿轴线开设与子活塞杆前端相配合的导向凹槽，所述主活塞杆后端侧壁上开设与子工作腔连通的进油孔，进油孔位于主活塞前。
2.根据权利要求1所述的新型快速增压液压缸，其特征在于:所述的前、后封盖结构分别为带底的圆柱筒状，该前、后封盖筒壁套装在外缸外侧并通过螺纹固定在外缸上。
3.根据权利要求1所述的新型快速增压液压缸，其特征在于:所述的前封头外表面上开设有用以安装外油封的外油封槽，其内表面上开设尘封槽、格莱圈槽、导向带槽和内油封槽，尘封槽位于所述前封头内表面前端，所述尘封槽、格莱圈槽、导向带槽和内油封槽内相应安装尘封、格莱圈、导向带和内油封。
4.根据权利要求1所述的新型快速增压液压缸，其特征在于:所述的后封头外表面上开设有两个用以安装O形密封圈的密封槽。
5.根据权利要求1所述的新型快速增压液压缸，其特征在于:所述的活塞杆头前端开设销栓孔。
6.根据权利要求1所述的新型快速增压液压缸，其特征在于:所述的主活塞外表面开设有用以相应安装油封、格莱圈和导向带的油封槽、格莱圈槽和导向带槽。
7.根据权利要求1所述的新型快速增压液压缸，其特征在于:所述的子活塞杆中心沿轴线设有中心油道，该中心油道通过子工作腔进出油道部件与液压泵站连接。
8.根据权利要求1或7所述的新型快速增压液压缸，其特征在于:所述的子活塞杆后端通过螺纹安装子活塞，子活塞外表面开设有用以相应安装油封、格莱圈和导向带的油封槽、格莱圈槽和导向带槽。
9.根据权利要求1所述的新型快速增压液压缸，其特征在于:所述的前油孔与前油管固定连接，外缸前部外壁上固定有缸套。
10.根据权利要求1所述的新型快速增压液压缸，其特征在于:所述的子封头外壁上开设用以安装外油封的外油封槽，其内表面开设用以安装内油封的内油封槽和用于安装导向带的导向带槽。
【文档编号】F15B15/20GK104196818SQ201410492869
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】张国宾 申请人:郑州协力建工设备有限公司