液压装置工作缸的堵头及液压装置工作缸的制作方法

本发明涉及一种液压装置工作缸的堵头及液压装置工作缸。

背景技术：

液压操动机构利用液体的不可压缩原理，将高压油送入工作缸两侧来实现断路器的分合闸，如公开号为cn101527206a的发明专利申请中公开的断路器的液压操动机构。

如图1和图2所示，现有技术中液压操动机构的工作缸包括缸体1、封堵在活塞腔一端的堵头4、导向移动装配在缸体1的活塞腔中的活塞2，以及沿轴向移动装配在活塞腔中的缓冲套3。工作缸在液压操动机构合闸启动时的工作过程是：油液从z腔6通过堵头4的中心孔进入工作缸下部，推动缓冲套3和活塞2一起向上运动l2的行程，之后缓冲套3被活塞腔中的挡止台阶挡止，油液从缓冲套3的过油孔5以及缓冲套3与活塞2之间的间隙进入活塞腔中，推动活塞2继续向远离堵头4的方向运动。上述z腔6即液压操动机构的控制阀中与控制油口连通的控制油腔。

上述工作缸存在以下问题：合闸操作时，在缓冲套3离开堵头4之前，初始油液的作用面积仅为缓冲套3的内孔面积，导致油液对缓冲套3的初始推动力不足，进而造成对活塞2的初始推动力不足，活塞2出现“爬行”现象，导致合闸时间变长，或者合闸时间不稳定。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种液压装置工作缸，以解决现有技术中液压装置工作缸启动缓慢的技术问题；本发明的目的还在于提供一种解决上述问题的液压装置工作缸的堵头。

本发明的液压装置工作缸的堵头采用如下技术方案：

液压装置工作缸的堵头包括中心孔，所述中心孔供液压装置工作缸的活塞上的缓冲轴插入，堵头还具有在与缓冲套挡止配合时封堵缓冲套上的过油孔的挡止端面；所述液压装置工作缸的堵头的挡止端面上设有凹槽，所述凹槽与所述中心孔相连通；或者，所述液压装置工作缸的堵头上设有连通通道，连通通道的一端开口设置在所述挡止端面上，另一端开口设置在液压装置工作缸的堵头的相应壁面上以与液压装置工作缸的z腔连通。

本发明的有益效果是：液压装置工作缸的堵头设置在活塞腔用于与活塞的缓冲行程末端对应的一端的端头处，在液压装置工作缸启动时，缓冲套移动前，油液可通过中心孔进入凹槽内，或者，油液进入与z腔连通的连通通道内，除缓冲套内孔中的油液对缓冲套及活塞具有推动作用外，凹槽的槽口或连通通道在挡止端面开口处的油液对缓冲套靠近液压装置工作缸的堵头的端面也具有推动作用，与现有技术相比，增加了油液对缓冲套的推动力，增加了液压装置工作缸的启动力，从而提高液压装置工作缸的启动速度；此外，缓冲套在其内孔中油液以及凹槽的槽口或连通通道在挡止端面开口处油液的共同作用下，可快速离开液压装置工作缸的堵头的挡止端面，开启缓冲套上的过油孔，从而通过增加过油量来增加液压装置工作缸的启动力，提高液压装置工作缸的启动速度。

为进一步提高液压装置工作缸的启动速度，本方案中所述凹槽沿液压装置工作缸的堵头周向设有两个以上，在保证液压装置工作缸的堵头的结构强度的同时，凹槽的数量越多，初始油液对缓冲套的作用面积越大，液压装置工作缸的启动力越大，则液压装置工作缸的启动速度越快。

为保证缓冲套受力平衡，增加液压装置工作缸的工作稳定性，本方案中各凹槽沿液压装置工作缸的堵头的周向均布。

为进一步提高液压装置工作缸的启动速度，本方案中所述中心孔具有直径扩大段，中心孔用于靠近活塞的一端的开口由所述直径扩大段形成。直径扩大段的开口处的内径大于缓冲套的内孔靠近堵头的一端的孔径，在液压装置工作缸启动时，直径扩大段内的油液对缓冲套靠近液压装置工作缸的堵头的端面具有推动作用，增加了油液对缓冲套的推动力，增加了液压装置工作缸的启动力，从而提高液压装置工作缸的启动速度。

本方案中所述直径扩大段包括沿中心孔的孔底至孔口方向尺寸逐渐增加的扩口段，直径扩大段处孔径变化梯度小，有利于保证油液在直径扩大段内的流动稳定性，从而保证液压装置工作缸启动时的稳定性。

本方案中所述扩口段为锥孔段，锥孔段的设计加工方便。

本发明的液压装置工作缸采用如下技术方案：

液压装置工作缸包括缸体和活塞；缸体内设有活塞腔，活塞沿缸体轴向导向活动装配在活塞腔内，活塞腔用于与活塞的缓冲行程末端对应的一端的内壁上设有挡止台阶，该端的端头设有堵头；缓冲套，沿缸体轴向活动设置在挡止台阶与堵头之间，其上设有供活塞的缓冲轴插入的内孔，还设有沿轴向贯通的过油孔；堵头包括中心孔，所述中心孔供液压装置工作缸的活塞上的缓冲轴插入，堵头还具有在与缓冲套挡止配合时封堵缓冲套上的过油孔的挡止端面；堵头的挡止端面上设有凹槽，所述凹槽与所述中心孔相连通；或者，所述堵头上设有连通通道，连通通道的一端开口设置在所述挡止端面上，另一端开口设置在堵头的相应壁面上以与液压装置工作缸的z腔连通。

本发明的有益效果是：在液压装置工作缸启动时，缓冲套移动前，油液可通过中心孔进入凹槽内，或者，油液进入与z腔连通的连通通道内，除缓冲套内孔中的油液对缓冲套及活塞具有推动作用外，凹槽的槽口或连通通道在挡止端面开口处的油液对缓冲套靠近堵头的端面也具有推动作用，与现有技术相比，增加了油液对缓冲套的推动力，增加了液压装置工作缸的启动力，从而提高液压装置工作缸的启动速度；此外，缓冲套在其内孔中油液以及凹槽的槽口或连通通道在挡止端面开口处油液的共同作用下，可快速离开堵头的挡止端面，开启缓冲套上的过油孔，从而通过增加过油量来增加液压装置工作缸的启动力，提高液压装置工作缸的启动速度。

为进一步提高液压装置工作缸的启动速度，本方案中所述凹槽沿堵头周向设有两个以上，在保证堵头的结构强度的同时，凹槽的数量越多，初始油液对缓冲套的作用面积越大，液压装置工作缸的启动力越大，则液压装置工作缸的启动速度越快。

为保证缓冲套受力平衡，增加液压装置工作缸的工作稳定性，本方案中各凹槽沿堵头的周向均布。

为进一步提高液压装置工作缸的启动速度，本方案中堵头的中心孔具有直径扩大段，中心孔用于靠近活塞的一端的开口由所述直径扩大段形成。直径扩大段的开口处的内径大于缓冲套的内孔靠近堵头的一端的孔径，在液压装置工作缸启动时，直径扩大段内的油液对缓冲套靠近堵头的端面具有推动作用，增加了油液对缓冲套的推动力，增加了液压装置工作缸的启动力，从而提高液压装置工作缸的启动速度。

本方案中所述直径扩大段包括沿中心孔的孔底至孔口方向尺寸逐渐增加的扩口段，直径扩大段处孔径变化梯度小，有利于保证油液在直径扩大段内的流动稳定性，从而保证液压装置工作缸启动时的稳定性。

本方案中所述扩口段为锥孔段，锥孔段的设计加工方便。

为进一步提高液压装置工作缸的启动速度，本方案中所述凹槽的径向外端在堵头径向上位于过油孔的外侧，所述缓冲套止转装配在活塞腔内，这样凹槽的尺寸可在堵头径向上延伸较大的长度，增加初始油液与缓冲套接触面积，有利于增加液压装置工作缸的启动速速。

附图说明

图1为现有技术中液压装置工作缸的局部结构示意图；

图2为图1的a-a向视图；

图3为本发明的液压装置工作缸的具体实施例一的局部结构示意图；

图4为图3中堵头的俯视图；

图5为图3的b-b向视图；

图6为图3中缓冲套的主视图；

图7为图3中缓冲套的俯视图；

图8为本发明的液压装置工作缸与控制阀的连接状态图；

图9为本发明的液压装置工作缸的具体实施例二的堵头的结构示意图；

图10为图9的俯视图；

图11为发明的液压装置工作缸的具体实施例三的堵头的结构示意图；

图12为图11的俯视图；

图13为发明的液压装置工作缸的具体实施例四的堵头的结构示意图；

图14为图13的俯视图。

图中：1-缸体；2-活塞；3-缓冲套；4-堵头；5-过油孔；6-z腔；11-缸体；12-活塞；13-缓冲套；14-堵头；15-过油孔；16-过油槽；17-通油槽；19-p腔；20-t腔；21-控制阀；22-油箱；23-蓄能器；111-挡止台阶；112-活塞腔；113-z腔；121-缓冲轴；141-中心孔；142-通孔；143-挡止端面；144-凹槽；145-外翻沿；146-锥孔段；1431-挡止端面；1411-中心孔；1441-连通通道；1432-挡止端面；1412-中心孔；1421-通孔；1442-连通槽；1422-通孔；1433-挡止端面；1443-连通通道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的液压装置工作缸的具体实施例一，如图3所示，液压装置工作缸包括缸体11和活塞12，缸体11内设有活塞腔112，活塞12沿缸体11轴向导向活动装配在活塞腔112内，活塞腔112用于与活塞12的缓冲行程末端对应的一端的内壁上设有挡止台阶111，该端的端头设有堵头14。堵头14的中心位置设有供活塞12的缓冲轴121插入的中心孔141。

液压装置工作缸还包括缓冲套13，缓冲套13上设有供活塞12的缓冲轴121插入的内孔，缓冲套13沿缸体11轴向活动设置在挡止台阶111与堵头14之间。缓冲套13上设有沿轴向贯通的过油孔15，堵头14上还具有在与缓冲套13挡止配合时封堵过油孔15的挡止端面143。

本实施例中的堵头14与缸体11通过螺栓固定连接，如图3和图4所示，堵头14远离挡止端面143的一端设有外翻沿145，外翻沿145上设有连接孔（图中未示出），缸体11上设有与连接孔对应的螺纹孔（图中未示出），螺栓穿过连接孔与螺纹孔固定连接，以将堵头14固定在缸体11的端头处。

缸体11上设有z腔113，堵头14上设有通孔142，通孔142的两端分别与堵头14的中心孔141和z腔113相连通。挡止台阶111与堵头14的挡止端面143的距离大于缓冲套13的轴向尺寸，以使缓冲套13能沿缸体11轴向移动。

如图3和图4所示，堵头14的挡止端面143上设有凹槽144，凹槽144均沿堵头14的径向延伸，且贯通中心孔141的孔壁使凹槽144与中心孔141相连通，本实施例中凹槽144沿堵头14的周向设有四个，且四个凹槽144沿堵头14的周向均布。需要说明的是，本实施例中，凹槽144的径向外端在堵头14径向方向上位于过油孔15的内侧，避免在堵头14与缓冲套13挡止配合时凹槽144与过油孔15连通，影响缓冲套13的缓冲效果。

如图5至图7所示，缓冲套13的外侧壁上设有过油槽16，且过油槽16在缓冲套13的两端面形成开口，过油槽16远离堵头14的一端开口与活塞腔112相连通，另一端开口在缓冲套13与堵头14挡止配合时被堵头14的挡止端面143封堵。过油槽16在缓冲套13径向方向上位于过油孔15的外侧，以使过油槽16和过油孔15之间具有一定间隔，保证缓冲套的结构强度。

如图6和图7所示，缓冲套13远离堵头14的一端的端面上设有沿径向延伸的通油槽17，通油槽17的一端贯通缓冲套13的内孔壁并与缓冲套13的内孔相连通，通油槽17的径向外端与过油槽16相连通。本实施例中过油槽16沿缓冲套13周向均布有四个，通油槽17也沿缓冲套13周向均布有四个。

本实施例中过油槽16的槽口为扩口，具体的，过油槽16包括两个槽侧壁和连接两槽侧壁的槽底壁，两个槽侧壁呈v形设置，使过油槽16的槽口靠近槽底的宽度小于远离槽底的宽度。通油槽17的径向外端设置在过油槽16的槽底壁上，且通油槽17的宽度与过油槽16的槽底壁宽度相等。

如图8所示，上述液压装置工作缸应用于液压操动机构上，液压操动机构的控制阀21用于控制液压装置工作缸动作，蓄能器23通过p腔19与活塞腔112连通。上述z腔113即液压操动机构的控制阀21中与控制油口连通的控制油腔，通过控制阀21控制z腔113与p腔19、t腔20的连通情况来控制液压装置工作缸动作。活塞12将活塞腔112分为两部分，分别为第一部分和第二部分，第一部分靠近活塞12的合闸位置设置，第二部分靠近活塞12的分闸位置设置，p腔19始终与活塞腔112的第一部分连通。本实施例中设置在第二部分内的缓冲套为本发明的缓冲套13，用于提高液压操动机构合闸时的启动速度，第一部分内的缓冲套结构与现有技术中的缓冲套结构相同；在其他实施例中，第一部分和第二部分内的缓冲套均采用本发明的缓冲套13，当然设置在第一部分内的缓冲套结构需要根据液压装置工作缸的具体结构作适应性设计。

具体的，分闸位置时，z腔113通过控制阀21和t腔20连通，且和油箱22相连通，z腔113内为低压油，可以进行合闸操作。控制阀21接到合闸命令后，控制阀21的阀芯转换，p腔19油液通过控制阀21进入缸体11下部的z腔113，此时z腔113和p腔19连通，z腔113变为高压油，利用活塞12上、下的面积差，推动活塞12和缓冲套13向上运动，实现液压操动机构的合闸操作。

合闸操作过程，在液压装置工作缸启动时，缓冲套13离开堵头14前，油液可通过中心孔进入凹槽144内，凹槽144内的油液对缓冲套13靠近堵头14的端面具有推动作用，增加了油液对缓冲套13的推动力，增加了液压装置工作缸的启动力，提高液压装置工作缸的启动速度。另外，当缓冲套13移动l2的行程，活塞12尚未结束l1的行程时，油液可以从缓冲套13的过油孔15、过油槽16以及活塞12与缓冲套13内孔之间的间隙进入活塞腔112，与现有技术相比，过油槽16的设计增加了对活塞腔112的供油量；缓冲套13上的通油槽17和缓冲套13的内孔处于连通状态，z腔113中的油液可经过缓冲套13的内孔进入通油槽17，增加了启动时油液对活塞12的作用面积，进一步提高液压装置工作缸的启动速度。这些措施增加了合闸时的通流面积和油液作用面积，增大了合闸时的启动力，解决了液压操动机构的工作缸的爬行现象，提高了液压操动机构工作的可靠性和稳定性。

液压操动机构处于合闸位置时，z腔113通过控制阀21和p腔19连通，为高压油，可以进行分闸操作。控制阀21接到分闸命令后，控制阀21的阀芯转换，z腔113通过控制阀21和t腔20连通，通往油箱22，此时z腔113变为低压油，活塞在上部高压油的推动下向下运动，实现液压操动机构的分闸操作。

在分闸末期，活塞12的缓冲轴插入缓冲套13的内孔，油液推动活塞12和缓冲套13向靠近堵头14的方向移动，之后缓冲套13被堵头14的挡止端面143挡止，此时过油槽16、过油孔15均被堵头14的挡止端面143封堵，油液仅能从活塞12与缓冲套13的内孔之间的间隙流出，从而增加了油液阻力，使活塞12移动速度降低，对活塞12起到缓冲作用。

本实施例中的凹槽144沿液压装置工作缸的堵头14轴向设有四个，且四个凹槽144沿堵头14的周向均布，在其他实施例中，堵头上凹槽的数量可根据需要设置，为保证堵头的结构强度，优选的，凹槽设置三个、五个、六个；当然也可设置六个以上；四个凹槽也可沿堵头的某一条直径对称布置，即以堵头某一条直径为对称轴线，四个凹槽对称设置在对称轴线的两侧，且处于对称轴线不同侧的相邻两凹槽之间的距离不等于处于对称轴线同侧的相邻两凹槽之间的距离；当然，四个凹槽中相邻两凹槽之间的距离也可根据需要设置为相同或不同。

本实施例中凹槽144的径向外端在堵头14径向上位于过油孔15的内侧，在其他实施例中，凹槽的径向外端在液压装置工作缸的堵头径向上可位于过油孔的外侧，此时，缓冲套止转装配在活塞腔内，凹槽与缓冲套上的过油槽和过油孔均在堵头径向上错开布置，以防止凹槽在缓冲套与堵头挡止配合时与过油槽或过油孔连通，影响缓冲套的缓冲效果。具体的，可在缓冲套上设置导向块，在活塞腔的腔壁上设置沿其轴向延伸的导槽，导向块导相滑动装配在导槽内，实现缓冲套在活塞腔内的止转装配。

本实施例中的凹槽144沿堵头14的径向延伸，在其他实施例中，也可在堵头的挡止端面上设置环槽，同时在挡止端面上设置连通环槽与中心孔的通道，中心孔内的油液由通道进入环槽内；凹槽也可为折线形槽或弧形槽。

本发明的液压装置工作缸的具体实施例二，本实施例中的液压装置工作缸与上述实施例一中的液压装置工作缸的区别仅在于堵头的结构，如图9和图10所示，本实施例中的堵头上不再设置凹槽，堵头的中心孔1411具有锥孔段146，锥孔段146沿堵头至挡止台阶111的方向孔径逐渐增加，即锥孔段146沿中心孔1411的孔底至孔口方向尺寸逐渐增加，锥孔段146形成中心孔1411的直径扩大段，中心孔1411靠近活塞12的一端的开口由锥孔段146形成，锥孔段146的开口处的内径大于缓冲套13的内孔靠近堵头的一端的孔径。

此外，堵头上还设有连通通道1441，连通通道1441的一端开口设置在挡止端面1431上，另一端开口设置在堵头的通孔142孔壁上以与液压装置工作缸的z腔113连通。需要说明的是，为防止缓冲套13与堵头挡止配合时，连通通道1441与过油孔15或过油槽16连通，影响缓冲套13的缓冲效果，缓冲套13上的过油孔15与连通通道1441在堵头的周向上错开布置、缓冲套13的过油槽16与连通通道1441在堵头的径向上错开布置，且缓冲套13止转装配在活塞腔112内，具体的，可在缓冲套13上设置沿轴向延伸的导槽，同时在活塞腔112内设置导向块，导槽与导向块导向滑动配合实现缓冲套13在活塞腔112内的止转。

合闸操作过程，在液压装置工作缸启动时，油液可通过中心孔1411进入连通通道1441内，连通通道1441内在挡止端面1431开口处的的油液，以及直径扩大段处的油液均对缓冲套13靠近堵头的端面具有推动作用，与现有技术相比，增加了油液对缓冲套13的推动力，增加了液压装置工作缸的启动力，提高液压装置工作缸的启动速度。

本实施例中的堵头的中心孔1411具有锥孔段146，锥孔段146构成扩口段，同时构成堵头的中心孔1411的直径扩大段；在其他实施例中，锥孔段可由沿中心孔的孔底至孔口方向尺寸逐渐增加的弧形孔代替，弧形孔构成扩口段；在其他实施例中，堵头的中心孔也可包括大径段和小径段，小径段远离缓冲套设置，大径段靠近缓冲套设置，大径段构成所述的直径扩大段。

本实施例中的连通通道1441与堵头轴线具有一定夹角，在其他实施例中，连通通道可包括沿堵头的径向延伸的径向通道段和沿堵头的轴向延伸的轴向通道段，径向通道段与轴向通道段相连通，且径向通道段的一端开口设置在挡止端面上、轴向通道段的一端开口设置在中心孔的孔壁上，以与液压装置工作缸的z腔连通。

本发明的液压装置工作缸的具体实施例三，本实施例中的液压装置工作缸与上述实施例一中的液压装置工作缸的区别仅在于堵头的结构，如图11和图12所示，本实施例中的堵头上不再设置凹槽，堵头上设有四个连通槽1442，四个连通槽1442沿周向堵头的周向均布，连通槽1442构成本实施例中的连通通道，连通槽1442与活塞腔112的腔壁围成供油液流过的流道，连通槽1442的一端开口设置在挡止端面1432上，另一端开口设置堵头的外侧壁面和通孔1421的孔壁上，以与液压装置工作缸的z腔113连通。需要说明的是，本实施例中的通孔1421也沿堵头的周向设置四个，以分别与四个连通槽1442连通，其中一个通孔1421与缸体11的z腔113靠近缸体11轴向的的开口相对应。

本实施例中的连通槽1442槽底在堵头的径向方向上位于过油孔15的外侧，为防止缓冲套13与堵头挡止配合时，连通槽1442与过油槽连通，影响缓冲套13的缓冲效果，缓冲套13上的过油槽与连通槽在堵头周向上错开布置，且缓冲套13止转装配在活塞腔内，具体的，可在缓冲套13上设置沿轴向延伸的导槽，同时在活塞腔112内设置导向块，导槽与导向块导向滑动配合实现缓冲套13在活塞腔112内的止转。

合闸操作过程，在液压装置工作缸启动时，油液可通过中心孔1412进入连通槽1442内，连通槽1442内在挡止端面1432开口处的的油液对缓冲套13靠近堵头的端面具有推动作用，与现有技术相比，增加了油液对缓冲套13的推动力，增加了液压装置工作缸的启动力，提高液压装置工作缸的启动速度。

本实施例中连通槽1442在平行于堵头径向的平面上的截面为矩形，在其他实施例中连通槽在平行于堵头径向的平面上的截面可为v形、梯形等其他形状。

本实施例中的连通槽1442为沿堵头轴向延伸的直线形槽，在其他实施例中，连通槽也可为沿其轴向延伸的折线形槽或弧形槽。

本发明的液压装置工作缸的具体实施例四，本实施例中的液压装置工作缸与上述实施例一中的液压装置工作缸的区别仅在于堵头的结构，如图13和图14所示，本实施例中的堵头上不再设置凹槽，堵头上沿周向均布有四个连通通道1443，连通通道1443的一端开口设置在挡止端面1433上，另一端开口设置堵头的通孔1422的孔壁上，本实施例中的通孔1422沿堵头周向均布有四个，四个通孔1422分别与四个连通通道1443一一对应设置，其中一个通孔1422与缸体的z腔靠近缸体轴向的的开口相对应，以与液压装置工作缸的z腔连通。

本实施例中的连通通道1443在堵头的径向方向上位于过油槽16的槽底的内侧，为防止缓冲套13与堵头挡止配合时，连通通道1443与过油孔15连通，影响缓冲套13的缓冲效果，缓冲套13上的过油孔15与连通通道1443在堵头径向上错开布置，且缓冲套13止转装配在活塞腔112内，具体的，可在缓冲套13上设置沿轴向延伸的导槽，同时在活塞腔112内设置导向块，导槽与导向块导向滑动配合实现缓冲套13在活塞腔内的止转。

合闸操作过程，在液压装置工作缸启动时，油液可通过通孔1422进入连通通道1443内，连通通道1443内在挡止端面1433开口处的的油液对缓冲套13靠近堵头的端面具有推动作用，与现有技术相比，增加了油液对缓冲套13的推动力，增加了液压装置工作缸的启动力，提高液压装置工作缸的启动速度。

在其他实施例中，连通通道与过油槽在堵头周向上错开布置，以使连通通道可沿堵头的径向扩大一定尺寸；缓冲套上的过油孔与连通通道在堵头的周向上错开布置，以使连通通道可沿堵头的径向扩大一定尺寸。

本实施例中的连通通道1443设置四个，且在堵头周向上均布，在其他实施例中，连通通道的数量和位置可根据需要设置，优选的，设置三个、五个、六个连通通道，当然，也可根据需要设置六个以上。

本发明的液压装置工作缸的堵头的具体实施例，本实施例中的液压装置工作缸的堵头与上述液压装置工作缸的具体实施例中所述的堵头的结构相同，不再赘述。