一种高频受载液压缸的制作方法

本发明属于液压缸技术领域，具体涉及一种高频受载液压缸。

背景技术：

液压凿岩机等高频冲击产品需要进行冲击性能测试验证，但即使采用钢板、岩石、水泥墩等硬质物作为受载零件，使用寿命也极其有限；能否研制出一种有效的高频受载试验装置，既满足高频冲击产品的测试要求，又保证较高的使用寿命，就显得十分必要。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种高频受载液压缸，适合于高频冲击产品的测试工况，制造安装便利，使用维护简单，减震耐冲效果良好，使用寿命长。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种高频受载液压缸，包括：堵头、受冲体、充气阀、活塞杆、气活塞、缸体、活塞、单向阀、缸底及充油螺塞；

所述缸体为两端开口的筒体，缸体上加工有与其内腔相通的油气口，油气口上安装有堵头，将油气口封闭；

所述缸底固定在缸体的一端，并将缸体的该端开口封闭，且缸底上加工有与缸体内腔相通的油口，油口上安装有充油螺塞，将油口封闭；

所述活塞杆为一端开口、一端封闭的筒体，活塞杆与缸体的另一端孔轴配合；活塞杆的封闭端伸出于缸体，开口端位于缸体内腔中；活塞杆可沿缸体轴向反复运动；活塞杆的封闭端安装有受冲体及充气阀，充气阀通过活塞杆内加工的小孔与活塞杆的内腔相通；所述气活塞同轴安装在活塞杆的内腔中，且气活塞的外圆周面与活塞杆的内圆周面相接触，气活塞可沿活塞杆轴向反复运动；

所述活塞上加工有轴向通孔、一个以上节流孔、沿其周向分布的过油孔及沿其周向分布的单向阀安装孔；且过油孔与单向阀安装孔对应相通；活塞同轴安装在活塞杆的开口端，且活塞的轴向通孔与活塞杆的内腔相通，活塞的外圆周面与缸体的内圆周面相接触；活塞将缸体的内腔分成无杆腔和有杆腔，活塞杆的开口端与缸底之间的空腔及气活塞与活塞杆的开口端之间的空腔为无杆腔，活塞杆的外圆周面与缸体的内圆周面之间的环形腔为有杆腔；气活塞与活塞杆的封闭端之间的空腔为气腔；且所述油口与无杆腔相通，所述油气口与有杆腔相通；所述小孔与气腔相通；

所述单向阀安装在活塞的单向阀安装孔中，当单向阀处于关闭状态时，将过油孔封闭；当单向阀处于打开状态时，液压油能够通过过油孔从无杆腔进入有杆腔。

进一步的，还包括缓冲体，所述缓冲体为环形结构，并同轴固定在活塞的端面；

当活塞杆带动活塞向缸底的方向运动到极限位置时，缸底的左端面加工有与缓冲体配合的凹槽，缓冲体与所述凹槽相配合。

进一步的，所述缸体的内端面加工有台阶面，活塞的左端面加工有台阶面，当活塞杆带动活塞向受冲体的方向运动到极限位置，两个台阶面相配合。

进一步的，每两个所述过油孔为一对，与一个单向阀安装孔对应相通。

进一步的，所述单向阀通过单向阀座安装在活塞的单向阀安装孔中，所述单向阀为球体，单向阀座为环形套；当球体嵌入环形套中时，单向阀关闭；当球体离开环形套时，单向阀打开。

进一步的，所述活塞杆封闭端设有凹槽，所述受冲体安装在该凹槽内，受冲体的受压面为内凹的圆弧面。

有益效果：(1)本发明在活塞杆内腔安装有气活塞，通过压缩气腔内的气体产生阻力而承受高频冲击产品的冲击载荷，承载力随压缩活塞杆的行程增加而增大，因此，通过活塞杆及气活塞的反复运动实现对高频冲击产品的减震耐冲，使用寿命长。

(2)本发明在活塞上设有节流孔和单向阀，使得高频冲击产品冲击返回时，活塞杆外伸产生较大的阻尼，有效地减少了活塞杆外伸的反弹力，避免对高频冲击产品产生影响。

(3)本发明在活塞上的每两个过油孔与单向阀安装孔相通，使处于打开状态的单向阀不会遮挡两个过油孔，防止了单向阀开启时对油流通道的影响。

(4)本发明在活塞杆运动的两个极限位置设有节流缓冲，避免了高频冲击产品产生的瞬时过载导致活塞杆与缸底或缸体的刚性撞击。

附图说明

图1为本发明的结构组成图；

图2为图1的a-a剖面图；

图3为图1的b-b剖面图；

其中，1-堵头，2-受冲体，3-充气阀，4-活塞杆，5-小孔，6-气活塞，7-缸体，8-节流孔，9-活塞，10-过油孔，11-单向阀，12-单向阀座，13-油气口，14-缓冲体，15-缸底，16-充油螺塞，17-油口。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种高频受载液压缸，参见附图1-3，包括：堵头1、受冲体2、充气阀3、活塞杆4、气活塞6、缸体7、活塞9、单向阀11、单向阀座12、缓冲体14、缸底15及充油螺塞16；

所述缸体7为两端开口的筒体，缸体7上加工有与其内腔相通的油气口13，油气口13上安装有堵头1，将油气口13封闭；

所述缸底15通过螺钉固定在缸体7的一端，并将缸体7的该端开口封闭，且缸底15上加工有与缸体7内腔相通的油口17，油口17上安装有充油螺塞16，将油口17封闭；

所述活塞杆4为一端开口、一端封闭的筒体，活塞杆4与缸体7的另一端孔轴配合，且配合面安装有密封圈；活塞杆4的封闭端伸出于缸体7，开口端位于缸体7内腔中；活塞杆4可沿缸体7轴向反复运动；活塞杆4封闭端设有凹槽，凹槽内安装有受冲体2，受冲体2的受压面为内凹的圆弧面；活塞杆4的封闭端还安装有充气阀3，充气阀3通过活塞杆4内加工的小孔5与活塞杆4的内腔相通；所述气活塞6同轴安装在活塞杆4的内腔中，且气活塞6的外圆周面与活塞杆4的内圆周面相接触，接触面安装有密封圈；气活塞6可沿活塞杆4轴向反复运动；

所述活塞9上加工有轴向通孔、两个节流孔8、沿其周向分布的过油孔10及沿其周向分布的单向阀安装孔；每两个所述过油孔10为一对，与一个单向阀安装孔对应相通；活塞9同轴安装在活塞杆4的开口端，且活塞9的轴向通孔与活塞杆4的内腔相通，活塞9的外圆周面与缸体7的内圆周面相接触，接触面安装有密封圈；活塞9将缸体7的内腔分成无杆腔和有杆腔，活塞杆4的开口端与缸底15之间的空腔及气活塞6与活塞杆4的开口端之间的空腔为无杆腔，活塞杆4的外圆周面与缸体7的内圆周面之间的环形腔为有杆腔；气活塞6与活塞杆4的封闭端之间的空腔为气腔；且所述油口17与无杆腔相通，所述油气口13与有杆腔相通；所述小孔5与气腔相通；

所述单向阀11通过单向阀座12安装在活塞9的单向阀安装孔中，其中，所述单向阀11为球体，单向阀座12为环形套；当球体嵌入环形套中时，单向阀11关闭，进而将过油孔10封闭；当球体离开环形套时，单向阀11打开，液压油能够通过过油孔10从无杆腔进入有杆腔；

所述缓冲体14为环形结构，并同轴固定在活塞9的端面；当活塞杆4带动活塞9向缸底15的方向运动到极限位置，即活塞9的右端面与缸底15的左端面相抵触时，缸底15的左端面加工有与缓冲体14配合的凹槽，缓冲体14与所述凹槽相配合，缸底的油液被凹槽配合面封闭，只能通过凹槽配合的环形缝隙排出，实现缓冲体14与缸底15的节流缓冲；当活塞杆4带动活塞9向受冲体2的方向运动到极限位置，即活塞9的左端面与缸体7的内端面达到设定间隙时(所述间隙用于使过油孔10始终与油气口13相通)，缸体7的内端面加工有台阶面，活塞9的左端面加工有台阶面，两个台阶面相配合，活塞9左腔的油液被配合面封闭，只能通过配合的环形缝隙排出，实现活塞9与缸体7的节流缓冲。

工作原理：在使用所述液压缸进行受载工作前，拆除充油螺塞16和堵头1，打开充气阀3，通过油口17向无杆腔内充入液压油，无杆腔内的液压油推动活塞杆4和气活塞6向受冲体2的方向运动，此时单向阀11处于打开状态；同时，气腔中的空气通过充气阀3排出，有杆腔内的空气通过油气口13排出；直到活塞杆4完全伸出(即活塞杆4带动活塞9向受冲体2的方向运动到极限位置)及气活塞6与活塞杆4的封闭端相接触后，用充油螺塞16封闭油口17；然后，通过充气阀3向气腔充入干燥氮气，推动气活塞6向活塞杆4的开口端运动；由于气活塞6压缩无杆腔内的液压油，无杆腔内的液压油推动单向阀11离开单向阀座12，使得单向阀11打开，无杆腔内的液压油通过过油孔10、节流孔8进入有杆腔，流到油气口13处，并由油气口13排出液压缸；直到气活塞6与安装在活塞杆4开口端的活塞9相抵触，且达到氮气的设定压力时，停止充氮气，并用堵头1封闭油气口13；此时，活塞杆4依然处于完全伸出的状态，为液压缸进行受载工作时的初始状态；

液压缸进行受载工作时，将处于初始状态的液压缸水平或竖直固定，将被试的高频冲击产品安装在受冲体2的内凹圆弧面上；

高频冲击产品冲击液压缸时，压缩活塞杆4，即推动活塞杆4向缸底15的方向运动，活塞杆4压缩无杆腔内的液压油，无杆腔内的液压油压力变大，推动单向阀11离开单向阀座12，使得单向阀11打开，无杆腔内的液压油通过过油孔10和节流孔8快速流入有杆腔，进一步推动活塞杆4向缸底15的方向运动；由于无杆腔内的液压油容积不断缩小，无杆腔内的液压油推动气活塞6向受冲体2的方向运动，以增大无杆腔内的液压油容积，气活塞6运动会压缩气腔内的氮气，使气腔内的氮气压力升高；压缩氮气产生的阻力用来承受高频冲击产品的冲击载荷；

高频冲击产品随着推动活塞杆4运动的行程增加，受到的气腔内的氮气阻力也不断增大，当高频冲击产品推动活塞杆4运动的冲击力和受到的氮气阻力平衡时，高频冲击产品的冲击运动停止，即不再压缩活塞杆4；

高频冲击产品冲击返回时，压缩外力释放，气腔内的高压氮气推动气活塞6向缸底15的方向运动，使活塞杆4产生较大的外伸回弹力，即推动活塞杆4向受冲体2的方向运动；同时，活塞杆4向受冲体2的方向运动，压缩有杆腔内的液压油，由于无杆腔内的液压油压力变大，推动单向阀11嵌套在单向阀座12内，使得单向阀11关闭，有杆腔内的液压油只能通过节流孔8慢速流入无杆腔中，使活塞杆4又受到较大的外伸阻尼，即阻止活塞杆4向受冲体2的方向运动；这样，既能保证活塞杆4随高频冲击产品快速返回，又能控制活塞杆4对高频冲击产品的反弹力，避免对高频冲击产品产生影响。

其中，若高频冲击产品的瞬时冲击力超过设定值，压缩活塞杆，使活塞杆4带动活塞9向缸底15的方向运动到极限位置，缓冲体14与缸底15的左端面的凹槽相配合，实现活塞9与缸底15的节流缓冲；若高频冲击产品的瞬时冲击返回力超过设定值，拉出活塞杆4，使活塞杆4带动活塞9向受冲体2的方向运动到极限位置，活塞9的左端面的台阶面与缸体7的内端面的台阶面相配合，实现活塞9与缸体7的节流缓冲；能够避免活塞杆4与缸底15或缸体7硬性撞击而产生破坏，进而对高频受载液压缸造成不利影响。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。