一种双阶段可调节的大行程液压缸的制作方法

1.本发明属于机械基础件及制造技术领域，具体地，涉及一种双阶段可调节的大行程液压缸。


背景技术：

2.液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（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，可免去减速装置，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。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。缓冲装置与排气装置视具体应用场合而定，其他装置则必不可少。
3.液压缸工作时，内活塞杆(或称内缸筒)承受很大的压力，在液压缸行程很长时，为了保证液压缸的结构稳定性，必须将液压缸的内活塞杆(或称内缸筒)做的很粗，从而导致活塞杆移动时，系统的流量比较大，这种液压缸中流量和稳定性是矛盾的。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明的目的是提供一种双阶段可调节的大行程液压缸，解决了大行程液压缸在设计匹配和实际应用中往往会遇到运行稳定性的问题，细长液压缸往往稳定性不足，为保证合适的活塞杆运行速度，加大活塞杆的外径，势必会造成液压缸内径的增大，从而加大系统的流量，造成无谓的能量消耗的问题。
5.技术方案：本发明提供了一种双阶段可调节的大行程液压缸，包括液压缸后端盖、液压缸前端盖、液压缸缸底、一级外缸体、一级活塞杆、二级内缸体、二级活塞杆、弹簧、液压接口一、液压接口二、液压接口三、液压接口四和液压接口五，所述液压缸缸底和液压缸前端盖分别与一级外缸体轴线方向的两端连接，所述液压缸后端盖和液压缸缸底连接，所述一级活塞杆设置在一级外缸体内，并且一级活塞杆可在一级外缸体内往复移动，所述二级内缸体和一级活塞杆连接，并且二级内缸体设置在一级外缸体内，所述二级内缸体的一端延伸出一级外缸体，所述二级活塞杆的一端和弹簧均设置在二级内缸体内，并且二级活塞杆的另一端延伸出二级内缸体，所述二级活塞杆位于二级内缸体内的端部和弹簧连接，所述一级外缸体通过一级活塞杆分为一级进液伸出腔体和一级进液收缩腔体，所述二级内缸体内设有二级进液腔体，所述液压缸缸底上设有储液腔体，所述储液腔体和一级进液伸出腔体连通，所述液压接口一和液压接口二均设置在液压缸缸底上，并且液压接口一和液压接口二与储液腔体连通，所述液压接口三设置在一级外缸体上，并且液压接口三和一级进液收缩腔体连通，所述液压接口四设置在一级活塞杆上，并且液压接口四和二级进液腔体连通，所述液压接口五设置在二级内缸体上，并且液压接口五和二级进液腔体连通。本发明的双阶段可调节的大行程液压缸，适用于液压缸的伸缩量不需要精确控制并且内活塞杆不承受高压的工况下，将大行程的活塞杆划分为两个阶段一级活塞杆和二级活塞杆，行程分阶段伸出的结构，很好的解决了液压缸流量和稳定性的矛盾，保证了 了液压缸大行程的同
时，具有高稳定性的特点。
6.进一步的，上述的双阶段可调节的大行程液压缸，所述一级外缸体的外部套设有冷却外壳体，所述冷却外壳体轴线方向的两端分别与液压缸缸底和液压缸前端盖连接，所述冷却外壳体的内壁和一级外缸体的外壁之间设有冷却腔体，所述冷却外壳体上设有冷却进液口和冷却出液口，所述冷却进液口和冷却出液口与冷却腔体连通。在液压缸的外壳上套设冷却外壳体，从而形成外部冷却结构，能够在液压缸工作时，根据使用需要开启冷却腔体，通过冷却腔体内流动的冷却液带走液压缸工作过程中产生的热量。
7.进一步的，上述的双阶段可调节的大行程液压缸，所述液压缸后端盖和液压缸缸底之间设有密封连接组件。设置的密封连接组件保证了液压缸后端盖和液压缸缸底之间连接的可靠性和密封性。
8.进一步的，上述的双阶段可调节的大行程液压缸，所述密封连接组件包括连接法兰、一组预埋螺栓、一组锁紧螺钉、密封垫片和o型圈一，所述连接法兰和液压缸后端盖焊接在一起，所述一组预埋螺栓的头部设置在液压缸缸底内，所述一组锁紧螺钉设置在连接法兰上，所述一组预埋螺栓和一组锁紧螺钉一一对应设置，并且预埋螺栓和锁紧螺钉螺纹连接，所述密封垫片设置在连接法兰和液压缸缸底之间，所述o型圈一设置在密封垫片和连接法兰之间。密封垫片和o型圈一在液压缸后端盖和液压缸缸底之间起到密封的作用，通过提前预埋的一组预埋螺栓，在进行液压缸后端盖装配时，只需通过一组锁紧螺钉快速锁紧液压缸后端盖即可，安装快捷。
9.进一步的，上述的双阶段可调节的大行程液压缸，所述锁紧螺钉上设有内螺纹孔，所述预埋螺栓的螺柱延伸出液压缸缸底和内螺纹孔螺纹连接，所述预埋螺栓的头部和密封垫片之间设有o型圈二。内螺纹孔能够与预埋螺栓的螺柱部分形成稳定的螺纹连接关系，连接稳定可靠，设置的o型圈二提高了密封性能。
10.进一步的，上述的双阶段可调节的大行程液压缸，所述密封垫片的中间位置设有通孔一，所述密封垫片上设有一组圆形通孔二，所述一组圆形通孔二和一组预埋螺栓一一对应设置，所述预埋螺栓额定螺柱贯穿圆形通孔二，所述密封垫片位于圆形通孔二位置处设有塔型凸台，所述塔型凸台和连接法兰压紧贴合，所述圆形通孔二靠近预埋螺栓头部的一侧设有圆形凹槽一，所述预埋螺栓的头部的一端和o型圈二均设置在圆形凹槽一内，所述锁紧螺钉的头部和连接法兰之间设有o型圈三。在一组预埋螺栓和一组锁紧螺钉锁紧过程中，将塔型凸台压紧在连接法兰上，配合设置的o型圈二、o型圈三能够保证连接缝隙位置处具有良好的密封性能，避免渗漏。
11.进一步的，上述的双阶段可调节的大行程液压缸，所述液压接口四上连接有进液管道，所述进液管道与二级进液腔体连通。通过设置的进液管道，能够将储液腔体内的液压油导入二级进液腔体，从而使得二级进液腔体内的油压增加，当油压大于弹簧的拉力时，从而推动二级活塞杆伸出二级内缸体，形成第二级伸出结构。
12.进一步的，上述的双阶段可调节的大行程液压缸，所述一级外缸体的内壁上设有一组一级活塞杆导向块，所述一级活塞杆导向块处于同一直线上，所述一级活塞杆和一组一级活塞杆导向块滑动连接。设置的一级活塞杆导向块能够保证一级活塞杆沿着液压缸轴线方向移动，提高了一级活塞杆移动的稳定性，避免偏转。
13.进一步的，上述的双阶段可调节的大行程液压缸，所述二级内缸体远离一级活塞
杆一端的内壁上设有二级活塞杆连接滑套，所述二级活塞杆的一端和二级活塞杆连接滑套固定连接，所述二级活塞杆连接滑套的内部设有弹簧安装槽，所述弹簧的一端设置在弹簧安装槽内，所述二级活塞杆连接滑套靠近二级活塞杆的一端设置为锥形头。通过设置的二级活塞杆连接滑套能够保证二级活塞杆稳定的进行移动，并且锥形头能够与二级活塞杆之间形成稳定的连接关系。
14.进一步的，上述的双阶段可调节的大行程液压缸，所述液压缸前端盖和一级外缸体之间设有密封圈四，所述冷却外壳体和液压缸前端盖之间设有密封圈五，所诉密封圈五包括外密封圈、密封平垫和内密封圈，所述外密封圈套设在内密封圈外部，所述密封平垫设置在外密封圈和内密封圈之间，并且外密封圈、密封平垫和内密封圈的截面为u型，所述外密封圈、密封平垫和内密封圈之间设有u型沟槽，所述外密封圈和冷却外壳体的内壁相接触，所述内密封圈和液压缸前端盖相接触，所述内密封圈位于u型沟槽的端面上设有过渡台阶，所述过渡台阶上设有支撑环，所述内密封圈的外壁上设有锥形凸起，所述液压缸前端盖上设有凹槽五，所述锥形凸起设置在凹槽五内。上述结构的密封圈在冷却外壳体和液压缸前端盖之间形成良好的转接关系，保证了冷却外壳体和液压缸前端盖之间的密封性能。
15.上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的双阶段可调节的大行程液压缸，将行程较长而又受安装位置限制的液压油缸采用分段运动的形式来实现，通过逐级伸出达到液压缸大伸缩量的使用要求，以满足不同产品工艺的要求，扩大了液压缸的使用的灵活性；在液压缸后端盖、液压缸前端盖、液压缸缸底的连接接缝位置处设置耐低温的密封件，用于活塞与缸筒之间的密封，能够满足低温情况下强度、韧性、刚度和伸缩性要求，工作安全可靠，具有良好的密封效果。
附图说明
16.图1为本发明所述双阶段可调节的大行程液压缸的结构示意图；图2为本发明所述双阶段可调节的大行程液压缸的外形结构示意图；图3为本发明所述密封连接组件的结构示意图；图4为本发明图3中b处的局部放大图；图5为本发明所述密封圈五的结构示意图；图6为本发明图1中a处的局部放大图。
17.图中：液压缸后端盖1、液压缸前端盖2、液压缸缸底3、一级外缸体4、一级活塞杆5、二级内缸体6、二级活塞杆7、弹簧8、液压接口一9、液压接口二10、液压接口三11、液压接口四12、液压接口五13、一级进液伸出腔体14、一级进液收缩腔体15、二级进液腔体16、储液腔体17、冷却外壳体18、冷却腔体19、冷却进液口20、冷却出液口21、密封连接组件22、连接法兰23、预埋螺栓24、锁紧螺钉25、密封垫片26、o型圈一27、内螺纹孔28、o型圈二29、通孔一30、圆形通孔二31、塔型凸台32、圆形凹槽一33、o型圈三34、进液管道35、活塞杆导向块36、二级活塞杆连接滑套37、弹簧安装槽38、锥形头39、密封圈四40、密封圈五41、外密封圈42、密封平垫43、内密封圈44、u型沟槽45、过渡台阶46、支撑环47、锥形凸起48、凹槽五49。
具体实施方式
18.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
20.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
21.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
23.如图1、2所示的双阶段可调节的大行程液压缸，包括液压缸后端盖1、液压缸前端盖2、液压缸缸底3、一级外缸体4、一级活塞杆5、二级内缸体6、二级活塞杆7、弹簧8、液压接口一9、液压接口二10、液压接口三11、液压接口四12和液压接口五13，所述液压缸缸底3和液压缸前端盖2分别与一级外缸体4轴线方向的两端连接，所述液压缸后端盖1和液压缸缸底3连接，所述一级活塞杆5设置在一级外缸体4内，并且一级活塞杆5可在一级外缸体4内往复移动，所述二级内缸体6和一级活塞杆5连接，并且二级内缸体6设置在一级外缸体4内，所述二级内缸体6的一端延伸出一级外缸体4，所述二级活塞杆7的一端和弹簧8均设置在二级内缸体6内，并且二级活塞杆7的另一端延伸出二级内缸体6，所述二级活塞杆7位于二级内缸体6内的端部和弹簧8连接，所述一级外缸体4通过一级活塞杆5分为一级进液伸出腔体14和一级进液收缩腔体15，所述二级内缸体6内设有二级进液腔体16，所述液压缸缸底3上设有储液腔体17，所述储液腔体17和一级进液伸出腔体14连通，所述液压接口一9和液压接口二10均设置在液压缸缸底3上，并且液压接口一9和液压接口二10与储液腔体17连通，所述液压接口三11设置在一级外缸体4上，并且液压接口三11和一级进液收缩腔体15连通，所述液压接口四12设置在一级活塞杆5上，并且液压接口四12和二级进液腔体16连通，所述液压接口五13设置在二级内缸体6上，并且液压接口五13和二级进液腔体16连通。所述液压接口
四12上连接有进液管道35，所述进液管道35与二级进液腔体16连通。
24.上述结构中，所述一级外缸体4的外部套设有冷却外壳体18，所述冷却外壳体18轴线方向的两端分别与液压缸缸底3和液压缸前端盖2连接，所述冷却外壳体18的内壁和一级外缸体4的外壁之间设有冷却腔体19，所述冷却外壳体18上设有冷却进液口20和冷却出液口21，所述冷却进液口20和冷却出液口21与冷却腔体19连通。
25.如图3、4所示的液压缸后端盖1和液压缸缸底3之间设有密封连接组件22。所述密封连接组件22包括连接法兰23、一组预埋螺栓24、一组锁紧螺钉25、密封垫片26和o型圈一27，所述连接法兰23和液压缸后端盖1焊接在一起，所述一组预埋螺栓24的头部设置在液压缸缸底3内，所述一组锁紧螺钉25设置在连接法兰23上，所述一组预埋螺栓24和一组锁紧螺钉25一一对应设置，并且预埋螺栓24和锁紧螺钉25螺纹连接，所述密封垫片26设置在连接法兰23和液压缸缸底3之间，所述o型圈一27设置在密封垫片26和连接法兰23之间。
26.其中，所述锁紧螺钉25上设有内螺纹孔28，所述预埋螺栓24的螺柱延伸出液压缸缸底3和内螺纹孔28螺纹连接，所述预埋螺栓24的头部和密封垫片26之间设有o型圈二29。
27.此外，所述密封垫片26的中间位置设有通孔一30，所述密封垫片26上设有一组圆形通孔二31，所述一组圆形通孔二31和一组预埋螺栓24一一对应设置，所述预埋螺栓24额定螺柱贯穿圆形通孔二31，所述密封垫片26位于圆形通孔二31位置处设有塔型凸台32，所述塔型凸台32和连接法兰23压紧贴合，所述圆形通孔二31靠近预埋螺栓24头部的一侧设有圆形凹槽一33，所述预埋螺栓24的头部的一端和o型圈二29均设置在圆形凹槽一33内，所述锁紧螺钉25的头部和连接法兰23之间设有o型圈三34。
28.上述结构中，所述一级外缸体4的内壁上设有一组一级活塞杆导向块36，所述一级活塞杆导向块36处于同一直线上，所述一级活塞杆5和一组一级活塞杆导向块36滑动连接。
29.另外，所述二级内缸体6远离一级活塞杆5一端的内壁上设有二级活塞杆连接滑套37，所述二级活塞杆7的一端和二级活塞杆连接滑套37固定连接，所述二级活塞杆连接滑套37的内部设有弹簧安装槽38，所述弹簧8的一端设置在弹簧安装槽38内，所述二级活塞杆连接滑套37靠近二级活塞杆7的一端设置为锥形头39。
30.如图5、6所示的液压缸前端盖2和一级外缸体4之间设有密封圈四40，所述冷却外壳体18和液压缸前端盖2之间设有密封圈五41，所诉密封圈五41包括外密封圈42、密封平垫43和内密封圈44，所述外密封圈42套设在内密封圈44外部，所述密封平垫43设置在外密封圈42和内密封圈44之间，并且外密封圈42、密封平垫43和内密封圈44的截面为u型，所述外密封圈42、密封平垫43和内密封圈44之间设有u型沟槽45，所述外密封圈42和冷却外壳体18的内壁相接触，所述内密封圈44和液压缸前端盖2相接触，所述内密封圈44位于u型沟槽45的端面上设有过渡台阶46，所述过渡台阶46上设有支撑环47，所述内密封圈44的外壁上设有锥形凸起48，所述液压缸前端盖2上设有凹槽五49，所述锥形凸起48设置在凹槽五49内。
31.上述双阶段可调节的大行程液压缸的工作原理为：液压缸伸出时，液压接口一9打开，液压接口二10、液压接口三11和液压接口五13关闭，液压接口一9向储液腔体17内充入液压油，液压油逐渐占满储液腔体17和一级进液伸出腔体14，持续向储液腔体17和一级进液伸出腔体14内注入液压油，随着储液腔体17和一级进液伸出腔体14内油压逐渐增加，推动一级活塞杆5在一级外缸体4内移动，使得一级活塞杆5伸出，此时一级进液伸出腔体14的体积逐渐减小，直至一级活塞杆5伸出到位，持续向
储液腔体17和一级进液伸出腔体14内注入液压油，同时打开液压接口四12，储液腔体17内的液压油通过进液管道35进入二级进液腔体16内，随着储液腔体17内不断注入液压油，使得二级进液腔体16内进入的液压油逐渐增多，直至二级进液腔体16内液压油充满，随着二级进液腔体16内持续进入液压油，二级进液腔体16内油压增加，直至二级进液腔体16内油压的压力大于弹簧8的拉力，从而带动二级活塞杆7沿着二级内缸体6伸出，储液腔体17内不断注入液压油，使得二级活塞杆7全部伸出，需要进行液压缸冷却时，冷却进液口20进入冷却液，使得冷却腔体19充满冷却液，随着冷却腔体19内冷却液温度升高，打开冷却出液口21，冷却进液口20不断注入新的冷却液，同时冷却出液口21进行使用过冷却液的回流，在冷却腔体19内形成流动的冷却液，快速带走液压缸的热量。
32.液压缸收回时，液压接口一9和液压接口四12关闭，液压接口二10、液压接口三11和液压接口五13打开，由于液压接口四12不在注入液压油，在弹簧8的弹性恢复力作用下，拉动二级活塞杆7向二级内缸体6内缩回，使得二级进液腔体16内的液压油通过液压接口五13向外排出，直至二级活塞杆7全部收缩回二级内缸体6内，液压接口三11内不断注入液压油，使得一级进液收缩腔体15内的液压油增多，同时一级进液收缩腔体15内的油压增加，推动一级活塞杆5在一级外缸体4移动，使得一级活塞杆5收缩进入一级外缸体4，一级进液伸出腔体14内的液压油通过液压接口二10向外排出，直至一级活塞杆5收缩进入一级外缸体4内。
33.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。