一种多级变压油缸及其控制方法与流程

本发明涉及液压缸技术领域，尤其涉及一种多级变压油缸及其控制方法。

背景技术：

目前公知的变压缸结构见图2，主要由缸体1和活塞杆2构成。活塞杆2将油缸分隔成第一油腔11和第二油腔12，第一油腔比第一油腔的截面积要大。第一油道和第二油道分别与第一油腔或第二油腔连通。根据牛顿第一定律p第一油腔*s第一油腔＝p第二油腔*s第二油腔，得：当第一油腔输进压力油时，第二油腔腔通过第二油道输出增压压力油；当第二油腔输进压力油时，第一油腔通过第一油道输出降压压力油。缺点为：降压压力和增压压力，各只有一级压力等级，不能满足多级压力的控制需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种多级变压油缸，通过对一级活塞杆的改造实现多级增压压力和多级降压压力的输出。

本发明的另一目的在于提出上述多级变压油缸的控制方法，控制简单，具有较高的稳定性及可控性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种多级变压油缸，包括一级缸体、一级活塞杆和防护罩筒；

所述一级缸体内安装有可推出或回收的所述一级活塞杆，所述防护罩筒设置于所述一级缸体的一端，且所述一级活塞杆的杆端伸出一级缸体，并位于所述防护罩筒的防护腔内，所述一级缸体的内油腔由所述一级活塞杆分隔成第一油腔和第二油腔，所述第一油腔的截面积比所述第二油腔的截面积大；

所述一级缸体内设置有通向所述第一油腔的第一油道和通向所述第二油腔的第二油道；

所述一级活塞杆内设置有油腔，所述油腔设置有固定不动的二级活塞杆，所述油腔由所述二级活塞杆分隔成第三油腔和第四油腔，所述第三油腔的截面积比所述第四油腔的截面积大；

所述二级活塞杆的活塞端位于所述油腔内，所述二级活塞杆的杆端固定连接于所述一级缸体，所述二级活塞杆设置有通向所述第三油腔的第三油道和通向所述第四油腔的第四油道；

所述一级活塞杆与所述一级缸体的相对摩擦滑动的接触面上设置有密封件；

所述一级活塞杆与所述二级活塞杆的相对摩擦滑动的接触面上也设置有密封件。

更进一步的说明，所述第一油道位于油腔内壁的开孔面向所述一级活塞杆的头部的顶端面，所述第二油道位于油腔内壁的开孔面向所述一级活塞杆的头部的底端面。

更进一步的说明，上述多级变压油缸的控制方法，其多级增压的控制方法如下：向第一油腔、第四油腔或第三油腔中输入不同的压力油组合，由第二油腔通过第二油道输出不同的多级增压压力油实现增压；

需多级降压的控制方法如下：向第二油腔、第四油腔或第三油腔中输入不同的压力油组合，由第一油腔通过第一油道输出不同的多级降压压力油实现降压。

更进一步的说明，多级增压时，各油腔压力关系为：p第一油腔*s第一油腔+p第四油腔*s第四油腔-p第三油腔*s第三油腔＝p第二油腔*s第二油腔；

多级降压时，各油腔压力关系为：p第二油腔*s第二油腔-p第四油腔*s第四油腔+p第三油腔*s第三油腔＝p第一油腔*s第一油腔。

本发明的有益效果：

1、通过对一级活塞杆的改造实现多级增压压力和多级降压压力的输出；

2、控制方法简单，设置有多个变量进行调控，具有多级可变性，且变量的特性相一致，可稳定的进行调变。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的结构示意图；

图2是现有技术的一个实施例的结构示意图。

其中：

一级缸体1、第一油腔11、第二油腔12、第一油道13、第二油道14、一级活塞杆2、防护罩筒3、防护腔31、油腔4、第三油腔41、第四油腔42、第三油道43、第四油道44、二级活塞杆5；

第一油道11位于油腔内壁的开孔110、第二油道12位于油腔内壁的开孔120；

一级活塞杆2的头部的顶端面201、底端面202。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，一种多级变压油缸，包括一级缸体1、一级活塞杆2和防护罩筒3；

所述一级缸体1内安装有可推出或回收的所述一级活塞杆2，所述防护罩筒3设置于所述一级缸体1的一端，且所述一级活塞杆2的杆端伸出所述一级缸体1，并位于所述防护罩筒3的防护腔31内，所述一级缸体1的内油腔由所述一级活塞杆2分隔成第一油腔11和第二油腔12，所述第一油腔11的截面积比所述第二油腔12的截面积大；

所述一级缸体1内设置有通向所述第一油腔11的第一油道13和通向所述第二油腔12的第二油道14；

所述一级活塞杆2内设置有油腔4，所述油腔4设置有固定不动的二级活塞杆5，所述油腔4由所述二级活塞杆5分隔成第三油腔41和第四油腔42，所述第三油腔41的截面积比所述第四油腔42的截面积大；

所述二级活塞杆5的活塞端位于所述油腔4内，所述二级活塞杆5的杆端固定连接于所述一级缸体1，所述二级活塞杆5设置有通向所述第三油腔41的第三油道43和通向所述第四油腔42的第四油道44；

所述一级活塞杆2与所述一级缸体1的相对摩擦滑动的接触面上设置有密封件；

所述一级活塞杆2与所述二级活塞杆5的相对摩擦滑动的接触面上也设置有密封件。

本申请提出一种多级变压油缸，可实现多级增压压力和多级降压压力的输出。将一级活塞杆2作为变级油缸的油腔4，将二级活塞杆5设置于油腔4内，且设定二级活塞杆为固定部，当第三油道43或第四油道44进油时，作为二级缸体的一级活塞杆2进行活动，另外，防护腔31内的压力为零。

进一步的说明，当第一油腔11、第四油腔42和第三油腔41的不同组合输进压力油时，则第二油腔12通过第二油道14输出不同的多级增压压力油；当第二油腔12、第四油腔42和第三油腔41的不同组合输进压力油时，则第一油腔11通过第一油道13输出不同的多级降压压力油，使本申请的变压缸可实现多级增压压力和多级降压压力的输出。

更进一步的说明，所述第一油道11位于油腔内壁的开孔110面向所述一级活塞杆2的头部的顶端面201，所述第二油道12位于油腔内壁的开孔120面向所述一级活塞杆2的头部的底端面202。开孔110、120均正对头部，使出油或进油的方向与活塞杆的运动方向一致，减少进油或出油对活塞杆运动的阻碍，使进出油量和油压具有较高的可控性，实现准确增级或降级调整。

更进一步的说明，本申请多级变压油缸的控制方法，其多级增压的控制方法如下：向第一油腔11、第四油腔42或第三油腔41中输入不同的压力油组合，由第二油腔12通过第二油道14输出不同的多级增压压力油实现增压；

需多级降压的控制方法如下：向第二油腔12、第四油腔42或第三油腔41中输入不同的压力油组合，由第一油腔11通过第一油道13输出不同的多级降压压力油实现降压。

根据牛顿第一定律，多级增压的控制原理：p第一油腔*s第一油腔+p第四油腔*s第四油腔-p第三油腔*s第三油腔＝p第二油腔*s第二油腔，其中p指的是各腔的压力，s指的是截面积，当第一油腔11、第四油腔42和第三油腔41的不同组合输进压力油时，则第二油腔12通过第二油道14输出不同的多级增压压力油。

多级降压的控制原理：p第二油腔*s第二油腔-p第四油腔*s第四油腔+p第三油腔*s第三油腔＝p第一油腔*s第一油腔当第二油腔12、第四油腔42和第三油腔41的不同组合输进压力油时，则第一油腔11通过第一油道13输出不同的多级降压压力油，使本申请的变压缸可实现多级增压压力和多级降压压力的输出，设置有多个变量进行调控，具有多级可变性，且变量的特性相一致，可稳定的进行调变。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。