安全稳定的自动锁定油缸的制作方法

本实用新型涉及液压动力设备技术，特别是涉及一种安全稳定的自动锁定油缸。

背景技术：

目前由于液压油缸优越的产品特性，在各行各业中无不存在其工作的身影，大多数功能为顶升和拉紧作用，在其工作过程中产生非常大的顶升力，但同时也存在油缸内泄的特点，油缸杆伸出后无法长时间保持在一个稳定的行程范围内，传统做法是通过采用液压阀锁(液控单向阀)来对油缸的回路进行单向截止，实现对油缸管路与控制阀块的内泄问题；但作为液压锁(液控单向阀)本身就是通过内部的阀芯运动来关闭液压回路的，液压锁(液控单向阀)本身内泄是无法避免的；另外油缸活塞与油缸缸套之间也存在一定的间隙；液压泄漏也是无法避免的；所在传统油缸顶出或在收回动作中无法实现位置的精确控制；目前采用的机构锁定机构采用单作用自复位液压缸驱动锁定齿块对活塞杆进行锁定，保证油缸在伸出或回收停止后，通过自复锁定块作，保证活塞杆处于一个绝对稳定的锁定状态。

中国专利申请CN104100596A公开了一种组合式棘爪自锁液压油缸，涉及液压动力设备技术领域，所解决的是现有油缸锁定可靠性差及输出力低的技术问题。该油缸包括左右对接的主缸筒、副缸筒，及分别设置在主、副缸筒内的主活塞、副活塞；所述主、副缸筒的内腔由主缸筒的左缸盖左右隔开；所述主活塞的右端伸至主缸筒外部，主活塞右部的周面形成有棘齿条，主缸筒上枢设有与棘齿条配合的棘爪；所述副活塞与主活塞同轴，并紧抵住主活塞左端。该发明提供的油缸，虽然能起到锁定效果，但是由于其棘爪7能卡主的面积非常小，一般同一圆周上只有30％左右，因此抗剪切能力有限，当承重较高时，这种结构就难以安全有效地锁定了，而且这种结构多个棘爪同步比较困难，在锁定和解锁过程中经常发生卡滞现象。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种抗剪强度大、可靠性高、卡滞故障少的安全稳定的自动锁定油缸。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种安全稳定的自动锁定油缸，包括大油缸和小油缸，所述的小油缸置于大油缸内，所述大油缸的活塞伸出油缸与调心支撑座连接，其特征在于，还包括设置在活塞外周面的棘齿，与该棘齿相匹配的锁定棘齿块，该锁定棘齿块内侧呈圆弧状，多个锁定棘齿块组成与所述活塞外周面相匹配的圆环，将活塞锁定。

相邻锁定棘齿块之间连接有平衡复位弹簧，在锁定和解锁过程中均保持多个锁定棘齿块在同一圆周上，即使各锁定棘齿块在解锁向外水平移动过程中，由于自身重量倾斜，也会通过平衡复位弹簧进行平衡复位，不会造成卡滞现象。

所述的锁定棘齿块两端均设有盲孔，平衡复位弹簧两端插入相邻锁定棘齿块对应盲孔内，保证各锁定棘齿块平衡同步。

各锁定棘齿块均连接一锁定油缸，该锁定油缸包括锁定油缸缸筒和自复位油缸缸杆，所述的自复位油缸缸杆一端固定在锁定棘齿块上，另一端设有复位弹簧，复位弹簧推动自复位油缸缸杆将锁定棘齿块啮合在棘齿上，需要解锁时，向锁定油缸缸筒内输入高压液体，推动自复位油缸缸杆压缩复位弹簧，同时将锁定棘齿块脱离啮合。外置的锁定油缸方便维修、安装拆卸和清洗。

所述的自复位油缸缸杆通过但不限于无复位弹簧复位；

所述的锁定棘齿块设有四个，四个锁定棘齿块通过但不限于平衡复位弹簧相互连接，每个锁定棘齿块连接一外置锁定油缸。

所述的大油缸包括缸筒，缸筒底部设有底座，顶部设有缸盖，所述的缸盖上方设有机械锁支撑座，所述的锁定棘齿块设置在机械锁支撑座顶部内侧，并通过机械锁块压板压紧。

所述的缸筒上设有油缸顶升油口和油缸收缩油口，向缸筒内输入和输出高压液体。

所述的大油缸还包括大油缸缸杆、活塞杆，所述的小油缸包括小油缸活塞和小油缸活塞杆，所述的缸筒内设有小油缸缸盖，所述的小油缸活塞杆底部连接小油缸缸盖，顶部连接小油缸活塞，小油缸活塞上方连接大油缸缸杆，所述的小油缸缸盖与缸筒底部之间形成大缸无杆腔，小油缸缸盖与小油缸活塞之间形成小油缸有杆腔，所述的小油缸活塞杆与大油缸缸杆之间形成小缸无杆腔，所述的小油缸活塞杆中心竖直的小油缸无杆腔进油孔，进入大缸无杆腔内的液体通过小油缸无杆腔进油孔进入小缸无杆腔，所述的活塞杆上设有小油缸有杆腔进油孔。该油缸结构是将小油缸置于大油缸内，并在活塞中间设置一条输油通道，通过油缸顶升油口将高压油输入大油缸，并通过活塞中间的输油通道进入小油缸，同时对大油缸和小油缸施加推力，在油缸压力不变的情况下，在同等工作压力下油缸的顶升力可增加60％。

所述的棘齿设置在大油缸缸杆的外周侧壁上。

所述的调心支撑座包括上部平板和下部油缸缸杆球座，下部油缸缸杆球座置于大油缸缸杆顶部球形凹槽内，并通过压板压紧，并通过螺钉将压板和大油缸缸杆顶部固定连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型锁定机构是在活塞的外圆周面上设有多条平行棘齿，并设置对应的圆环形的锁定棘齿块，圆环形的锁定棘齿块是由多块单个锁定棘齿块拼接组成，单个锁定棘齿块由对应锁定油缸驱动，向内侧推进锁定或向外侧退出解锁，每个锁定棘齿块内侧均设有与所述多条平行棘齿对应的倒齿，当锁定棘齿块卡紧活塞时，其上的倒齿插入棘齿内形成锁定，由于整个圆周面积均为锁定面积，因此极大提高了抗剪切能力，相对于现有多点锁定的形状，锁定面积提高了1/3～2/3，抗剪切能力提高了30％以上，可靠性和安全性大大提高了。

2.多个锁定棘齿块相互之间通过平衡复位弹簧(29)连接，在解锁过程中，某个锁定棘齿块由于自身重力，先解锁出来的部分向下落，也会在平衡复位弹簧的作用力下回弹，保持整个解锁过程中，多个锁定棘齿块保持圆环状，避免卡滞现象。

3.每个锁定棘齿块对应的锁定油缸均为外置油缸，维修方便。

4.本实用新型整体油缸为小油缸置于大油缸内的结构，大大减小了油缸整体的体积、节省了体积空间和重量。

附图说明

图1为本实用新型油缸的结构示意图；

图2为图1的C-C剖视图；

图3为图2的J部放大图；

图4为图1的D-D剖视图；

图中标识：

调心支撑座1，机械锁块压板2，机械锁支撑座3，缸筒4，底座5，底座安装螺栓6，压板7，锁定油缸安装孔8，缸盖9，油缸收缩油口10，油缸顶升油口11，螺钉12，油缸缸杆球座13，大油缸缸杆14，螺栓15，活塞杆16，小油缸有杆腔17，小油缸缸盖18，大缸无杆腔19，螺钉20，小缸无杆腔21，小油缸活塞22，小油缸活塞杆23，小油缸无杆腔进油孔24，小油缸有杆腔进油孔25，螺钉26，锁定棘齿块28，平衡复位弹簧29，棘齿30，插销31，锁定油缸缸筒32，复位弹簧33，自复位油缸缸杆34。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1～4所示，一种安全稳定的自动锁定油缸，包括大油缸和小油缸，小油缸置于大油缸内，大油缸的缸筒4、底部设有底座5，顶部设有缸盖9，所述的缸盖9上方设有机械锁支撑座3，并通过螺栓15连接，所述的锁定棘齿块28设置在机械锁支撑座3顶部内侧，并通过机械锁块压板2压紧。机械锁支撑座3还设有锁定油缸安装孔8，其内设置锁定油缸，通过螺钉20将液压油缸安装在机械锁支撑座3上，所述的缸筒4上设有油缸顶升油口11和油缸收缩油口10。所述的底座5上还设有底座安装螺栓6。

缸筒4内设置小油缸缸盖18、活塞杆16、小油缸活塞22和小油缸活塞杆23，所述的小油缸活塞杆23底部连接小油缸缸盖18，顶部连接小油缸活塞22，小油缸活塞22上方连接大油缸缸杆14，所述的小油缸缸盖18与缸筒4底部之间形成大缸无杆腔19，小油缸缸盖18与小油缸活塞22之间形成小油缸有杆腔17，所述的小油缸活塞杆23与大油缸缸杆14之间形成小缸无杆腔21，所述的小油缸活塞杆23中心竖直的小油缸无杆腔进油孔24，进入大缸无杆腔19内的液体通过小油缸无杆腔进油孔24进入小缸无杆腔21，所述的活塞杆16上设有小油缸有杆腔进油孔25。小油缸缸盖18与活塞杆16通过螺钉26连接。

所述的大油缸缸杆14的外周侧壁上设置棘齿30，顶部设有调心支撑座1。

还有四个与该棘齿30相匹配的锁定棘齿块28，该锁定棘齿块28内侧呈圆弧状，四个锁定棘齿块28组成与所述活塞外周面相匹配的圆环，将大油缸缸杆14锁定。

相邻锁定棘齿块28之间连接有平衡复位弹簧29，所述的锁定棘齿块28两端均设有盲孔，平衡复位弹簧29两端插入相邻锁定棘齿块28对应盲孔内，保证各锁定棘齿块28平衡同步，在锁定和解锁过程中均保持多个锁定棘齿块28在同一圆周上，即使各锁定棘齿块28在解锁向外水平移动过程中，由于自身重量倾斜，也会通过平衡复位弹簧29进行平衡复位，不会造成卡滞现象。

各锁定棘齿块28均连接一锁定油缸，该锁定油缸包括锁定油缸缸筒32和自复位油缸缸杆34，所述的自复位油缸缸杆34一端通过插销31余锁定棘齿块28固定连接，另一端设有复位弹簧33，复位弹簧33抵住锁定油缸底部，推动自复位油缸缸杆34将锁定棘齿块28啮合在棘齿30上，需要解锁时，向锁定油缸缸筒32内输入高压液体，推动自复位油缸缸杆34压缩复位弹簧33，同时将锁定棘齿块28脱离啮合。

所述的调心支撑座1包括上部平板和下部油缸缸杆球座13，下部油缸缸杆球座13置于大油缸缸杆14顶部球形凹槽内，并通过压板7压紧，并通过螺钉12将压板7和大油缸缸杆14顶部固定连接。

工作时，

开始液压油通过油缸顶升油口11进入大缸无杆腔19，产生作用与活塞杆16的向上推力，同时高压液压油由大缸无杆腔19经小油缸活塞杆23的小油缸无杆腔进油孔24进入小缸无杆腔21产生向下推力顶在大缸缸体上，其反作用力与活塞杆16共同作用与带倒角锁定棘齿的大油缸缸杆14上，实现向前运动，单作用自复位锁定油缸缸筒32的有杆腔内进油，自复位油缸缸杆34向后移动对复位弹簧33进行压缩，前部通过油缸与锁定块插销31作用拉动锁定棘齿块28作向四周移动；松开处于咬合状态的锁定棘齿块28与活塞棘齿30，实现大油缸缸杆14的自由伸缩。当大油缸运动停止后，单作用自复位锁定油缸在内部复位弹簧33的作用下向前伸出，锁定棘齿块28经油缸与锁块插销作用同时向内运动，克服锁定棘齿块平衡复位弹簧29的夺压力，使锁定棘齿块28的棘齿与大油缸缸杆14外圆周上的棘齿30进行咬合，实现大缸活塞杆的行程和顶升力的稳定保持。