一种液压油缸的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液压技术领域，尤其涉及一种液压油缸。
【背景技术】
[0002]液压油缸是将液压能转变为直线运动机械能的一种实现能量转换的执行元件。在产品研发和升级过程中对液压油缸的重量要求越来越严格，液压油缸的轻量化水平是制约产品性能的技术瓶颈之一。
[0003]现有技术中使用的液压油缸如图1所示，包括:活塞杆la、缸筒3a、杆头4a、活塞5a、导向套2a。空心的活塞杆la和实心的杆头4a固定在一起，活塞5a安装在杆头4a上，一起形成活塞杆组件，导向套2a安装在缸筒3a内，活塞杆组件穿过导向套2a的中间开孔，并在缸筒3a内运动。其中，缸筒3a内腔、活塞5a右端面和杆头4a右端面构成液压油缸无杆腔；缸筒3a内腔、活塞5a左端面、活塞杆la外表面和导向套2a右端面构成液压油缸有杆腔。
[0004]由于活塞杆组件中的杆头4a是实心结构，因此活塞杆la同时承受作用在活塞5a端面和杆头4a端面上的液压油作用力。即:
[0005]F = PA1+PA2= PA 1+PA21+PA22
[0006]式中:F——油液作用在活塞杆上的作用力；
[0007]P——液压油的压力；
[0008]Al 活塞端面面积；
[0009]A2一一杆头端面面积，包括活塞杆端面面积A21和活塞杆内腔端面面积A 22。
[0010]根据以上分析可知，当无杆腔液压油工作压力较大时，活塞杆承受的作用力会很大，若要保证液压油缸的稳定性，在活塞杆外径不变时，要增加活塞杆的壁厚，即减小活塞杆的内孔径，这样会增加活塞杆的重量，相应地就会增加液压油缸的重量。如果要求液压油缸稳定性不变的同时降低重量，只能采用高强度材料或等强度低密度材料，这样会增加液压油缸成本。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是提出一种液压油缸，能够在保证液压油缸稳定性不变的情况下，降低液压油缸的重量。
[0012]为实现上述目的，本发明提供了一种液压油缸，包括:缸筒4、活塞杆组件和沿自身轴线设有第一通孔的导向套2，所述导向套2嵌设在所述缸筒4内并固定在所述缸筒4的开口端；所述活塞杆组件穿设在所述第一通孔内，且能够与所述缸筒4和所述导向套2相配合进行滑动，且所述活塞杆组件具有与所述液压油缸的无杆腔连通的中空结构。
[0013]进一步地，所述活塞杆组件包括:活塞杆1和活塞6，所述活塞6同轴固定在所述活塞杆1位于所述缸筒4内的一端，且所述活塞6的外径与所述缸筒4的内径相适配。
[0014]进一步地，所述活塞6沿轴线设有第二通孔，并套设在所述活塞杆1的一端进行固定，所述活塞杆1内部设有盲孔形成所述中空结构。
[0015]进一步地，所述活塞6固定在所述活塞杆1的端部，所述活塞6沿轴线设有第二通孔，所述活塞杆1内部设有盲孔，所述第二通孔和所述盲孔形成所述中空结构。
[0016]进一步地，所述活塞杆1和所述活塞6为一体成型，所述活塞杆1内部设有盲孔形成所述中空结构。
[0017]进一步地，所述活塞杆组件还包括杆头5，所述杆头5同轴固定在所述活塞杆1位于所述缸筒4内的一端，所述活塞6沿轴线设有第二通孔，套设固定在所述杆头5上；所述杆头5沿轴线设有第三通孔，所述活塞杆1沿轴线设有盲孔，所述第三通孔和所述盲孔形成所述中空结构。
[0018]进一步地，所述杆头5与所述活塞杆1通过螺纹连接或者焊接的方式固定。
[0019]进一步地，所述杆头5和所述活塞6为一体成型。
[0020]进一步地，还包括:设置在所述导向套2和所述活塞6上的密封组件3，能够对所述导向套2与所述活塞杆1、所述活塞6与所述缸筒4、所述导向套2与所述缸筒4和所述活塞6与活塞杆1的接触部位进行密封。
[0021]进一步地，所述导向套2为一端带有凸台的套筒结构，所述凸台的端面顶靠固定在所述缸筒4的开口端；所述活塞杆1的外伸端和所述缸筒4的封闭端设有耳环。
[0022]进一步地，所述中空结构的最大深度为活塞杆长度L减去所述活塞杆1的最小耳环厚度Η的数值。
[0023]基于上述技术方案，本发明实施例的液压油缸，其活塞杆组件具有与液压油缸的无杆腔相连通的中空结构，使得活塞杆组件的内腔能够充油，将传统油缸全部作用在活塞杆组件一个端面的油液压力部分转移到另一个端面处，即通过转移受力点的方法来改善活塞杆组件的受力状况，从而提高液压油缸工作的稳定性。对于相同尺寸的活塞杆组件，在保证稳定性不变的情况下，活塞杆组件能够承受更大的油液压力，从而提高液压油缸的使用性能；或者还可以通过减小活塞杆组件的外径来降低液压油缸的重量，从而节约成本。
【附图说明】
[0024]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0025]图1为现有技术液压油缸的结构示意图；
[0026]图2为本发明液压油缸的第一实施例的结构示意图；
[0027]图3为本发明液压油缸的第二实施例的结构示意图；
[0028]图4为本发明液压油缸的第三实施例的结构示意图。
[0029]附图标记说明
[0030]la 一活塞杆；2a —导向套；3a —缸筒；4a —杆头；5a —活塞；
[0031]1 一活塞杆；2 —导向套；3 —密封组件；4 一缸筒；5 —杆头；6 —活塞；A —焊接部位；L 一活塞杆长度—最小耳环厚度。
【具体实施方式】
[0032]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0033]液压油缸在工作时要保证安全性就需要具备稳定性，为了能够更清楚地理解本发明，现对液压油缸的稳定性进行解释:假设压力和杆件轴线重合，当压力逐渐增加，但小于某一极限值时，杆件一直保持直线状态的平衡，即使用微小的侧向干扰力使其暂时发生轻微弯曲，干扰解除后，它仍将恢复直线状态。这表明压杆直线状态的平衡是稳定的。当压力逐渐增加到某一极限值时，压杆的直线平衡变为不稳定，将转变为曲线状态的平衡。这时如果再用微小的侧向干扰力使其发生轻微弯曲，干扰力解除后，它将保持曲线形状的平衡，不能恢复原有的直线状态。上述压力的极限值称为临界压力或临界力。压杆丧失其直线形状的平衡而过渡为曲线平衡，称为丧失稳定，简称失稳。要保证液压油缸的安全性，必须使液压油缸所受压力小于其临界压力，即保证液压油缸具有一定的稳定性。
[0034]由于现有技术中活塞杆组件中的杆头为实心结构，使得液压油缸无杆腔的油液全部作用在活塞杆组件位于缸筒内的端面上，在使用时可能会带来如下问题:其一，当无杆腔液压油工作压力较大时，会使活塞杆承受较大的作用力，从而破坏活塞杆工作的稳定性，常用规格尺寸的油缸无法满足稳定性要求；其二，如果此种液压油缸用于径向尺寸受到限制的使用场合，无法通过增加活塞杆的直径来承受较大的工作压力；其三，若要保证液压油缸的稳定性，在活塞杆外径不变时，需要增加活塞杆的壁厚，这必然会增加液压油缸的重量。
[0035]虽然存在上述问题，但是传统油缸实心杆头是最简单的实现方式，结构简单且工艺成本低，且各教材、各油缸生产厂家都是以实心杆头液压缸为例进行研究和生产的，因此该结构为主流使用结构，目前普遍采用。
[0036]发明人注意到，液压油缸的稳定性要求、重量限制、尺寸限制等因素使现有技术的油缸不能适应一些特殊的使用场合，尤其是当用于起重机伸缩油缸时，液压油工作压力较大，而且油缸的径向尺寸也受到限制，另外起重机上的伸缩油缸长度较长(约为7?11m)，在较大压力的作用下容易失稳，此外，较大尺寸的油缸在减重方面也是非常有必要的。一般来讲，活塞杆组件工作的稳定性与减重是互相矛盾的关系。若要解决这一矛盾，现有技术中只能通过选取高强度材料或等强度低密度材料来实现，而本发明则突破传统液压油缸结构的制约，从改变活塞杆组件结构的方式出发来解决这一问题。发明人在考虑上述各种油缸使用环境的限制因素的同时，还要保证油缸的综合性能指标，便提出一种改进的液压油缸。
[0037]在本发明提供的液压油缸的一个实施例中，如图2至图4所示，包括:缸筒4、活塞杆组件和沿自身轴线设有第一通孔的导向套2，导向套2嵌设在缸筒4内并固定在缸筒4的开口端；活塞杆组件穿设在第一通孔内，且能够与缸筒4和导向套2相配合进行滑动，且活塞杆组件具有与液压油缸的无杆腔连通的中空结构。
[0038]此种实施例的液压油缸，其活塞杆组件具有与液压油缸的无杆腔相连通的中空结构，且活塞杆组件的外伸端为封闭结构，这使得活塞杆组件的内腔能够充油，将传统油缸全部作用在活塞杆组件一个端面的油液压力部分转移到另一个端面处，这时活塞杆组件位于缸筒内的端面受到的作用力会减小，即本发明的这种结构是通过转移受力点的方式来改善活塞杆组件的受力状况，转移后的受力点与活塞杆组件外伸端的距离较近，不容易发生挠曲变形。这使得本发明的液压油缸至少具备以下优点之一:
[0039](1)能够提高液压油缸工作时活塞杆组件的稳定性；
[0040](2)相同尺寸的活塞杆组件在保证稳定性不变的情况下，能够承受更大的液压油缸压力，从而提高液压油缸的使用性能；
[0041](3)如果要求保持液压油缸的稳定性不变的同时降低液压油缸的重量，可以减小活塞杆组件的外径，同时设计合理的壁厚，从而降低活塞杆组件的重量，进而降低整个液压油缸的重量，通过节省材料来达到节约成本的