专利名称：一种基于变形活塞环的间隙密封液压缸的制作方法
技术领域：
本发明属于液压缸技术领域。具体涉及一种基于变形活塞环的间隙密封液压缸。
背景技术：
液压缸特别是伺服液压缸在液压技术领域应用越来越广泛，它在工作中与仪器仪表、电控等技术相结合，给液压机械增添了新特性和新活力。由于其应用的环境和条件，要求伺服液压缸具有高响应、低摩擦、无爬行、无外泄漏、长寿命、可靠性高等特点，所以它对密封、支承导向及材料的选用有特殊要求。目前密封材料应用成功的是填充聚四乙烯，其化学稳定性好，有良好的耐磨性、耐热性和耐油性，且摩擦系数很小。但这种液压缸的密封仍是固体物直接接触，不仅影响频率的进一步提高，且影响密封件的寿命。近年来国内一些单位研制的伺服液压缸，虽去掉了聚四乙烯密封件，采用了间隙密封，但在应用中存在以下不足，液压缸容积效率低，随着供油压力升高容积效率更低，寿命短，更换活塞成本高等。
发明内容
本发明旨在克服上述技术缺陷，目的是提供一种寿命长、低摩擦、高频响、高效率、 高可靠性、维修成本低和能过载保护的基于变形活塞环的间隙密封液压缸。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是变形活塞环的右端面由同中心的圆柱形凸台和环形底面构成，活塞的左端面由同中心的凹形圆底和环状凸台构成，活塞的左端面的环状凸台截面为矩形，变形活塞环的右端面的圆柱形凸台外径和高度分别与活塞的左端面的凹形圆底内径和深度相同；变形活塞环的圆柱形凸台端面和环形底面同中心地紧贴活塞的凹形圆底和环状凸台端面。变形活塞环的外径与活塞的外径相同，变形活塞环和活塞的中心设有螺纹孔，变形活塞环通过螺钉与活塞固定在一起，变形活塞环和活塞的圆柱表面对应地焊有第一铝青铜层和第二铝青铜层。变形活塞环的左端面由同中心的倒圆锥台状的凹形圆底和环状凸台构成，变形活塞环的左端面的环状凸台截面为直角梯形，截面为直角梯形的环状凸台构成变形活塞环的唇边。变形活塞环和活塞活动地装入缸筒内，后端盖固定地安装在缸筒的左端面；活塞的右端设有活塞杆，缸筒的右端装有导向套，导向套紧贴前端盖，前端盖固定地安装在缸筒的右端面。在有杆腔油口处固定装有第一阀块，第一阀块的中心孔和有杆腔油口同中心，在无杆腔油口处固定装有第二阀块，第二阀块的中心孔和无杆腔油口同中心，限压阀紧贴缸筒固定在第二阀块上，限压阀的进油口与第二阀块的中心孔相通。在上述技术方案中直角梯形的高度H = 8 12mm，上底长L = 0. 8 1. 2mm，直角梯形的斜边与直角边的夹角α = 20 40° ；变形活塞环的圆柱面厚度B = 15 25mm， 变形活塞环的材质为25号锻钢或为35号锻钢；第一铝青铜层和第二铝青铜层的层厚均为 0. 5 1. 0mm，材质为 QAL9-4。
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由于采用上述技术方案，本发明和现有技术相比具有如下积极效果(1)本发明在活塞的左端装有凹凸状的变形活塞环，变形活塞环的圆柱形凸台面与活塞的凹形圆底相嵌，通过螺钉同中心地将两者紧固，变形活塞环的圆柱面焊有第一铝青铜层，能减少对缸筒内壁的磨损。变形活塞环左端面的环状凸台截面为直角梯形，截面为直角梯形的环状凸台构成变形活塞环的唇边。变形活塞环的唇边在液压油压力作用下，其唇边往外张，减小变形活塞环与缸筒内壁之间的间隙，随着液压油的压力变化，唇边的外张量也随之变化，其间隙量也随之变化。因此，能有效防止泄露，使液压缸的效率提高。此外，变形活塞环还起到自润滑的作用， 油液存储在间隙中，使活塞能自动润滑，摩擦力降低，提高了整个液压缸的工作频响。当变形活塞环的唇边被磨损时可以更换新的，而不用更换整个活塞，使维修成本降低。(2)本发明在无杆腔油口处的第二阀块上安装有限压阀，起安全过载保护作用，其最高压力的调定值为变形活塞环在工作过程中唇边外张时不与缸筒内壁产生干摩擦为止， 液压缸根据用户要求，在出厂时调节好。因此，液压缸具有很高的可靠性。(3)本发明在活塞的圆柱面上焊有第二铝青铜层，当液压缸工作时，防止活塞损伤缸筒的内壁。一旦活塞的表面磨损，可以重新焊铝青铜，提高活塞的有效性，增长了活塞的使用寿命。因此，本发明具有寿命长、低摩擦、高频响、高效率、高可靠性、维修成本低和能过载保护的特点。
图1是本发明的一种结构示意图；图2是图1中变形活塞环6的I局部放大示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步描述，并非对其保护范围的限制。实施例1一种基于变形活塞环的间隙密封液压缸。该液压缸如图1所示，变形活塞环6的右端面由同中心的圆柱形凸台和环形底面构成，活塞7的左端面由同中心的凹形圆底和环状凸台构成，活塞7的左端面的环状凸台截面为矩形，变形活塞环6的右端面的圆柱形凸台外径和高度分别与活塞7的左端面的凹形圆底内径和深度相同；变形活塞环6的圆柱形凸台端面和环形底面同中心地紧贴活塞7的凹形圆底和环状凸台端面。变形活塞环6的外径与活塞7的外径相同，变形活塞环6和活塞7的中心设有螺纹孔，变形活塞环6通过螺钉3、 弹簧垫圈4和垫圈5与活塞7固定在一起。变形活塞环6和活塞7的圆柱表面对应地焊有第一铝青铜层14和第二铝青铜层13 ；变形活塞环6的左端面由同中心的倒圆锥台状的凹形圆底和环状凸台构成，变形活塞环6的左端面的环状凸台截面为直角梯形，截面为直角梯形的环状凸台构成变形活塞环6的唇边。变形活塞环6和活塞7活动地装入缸筒2内，后端盖1固定地安装在缸筒2的左端面；活塞7的右端设有活塞杆8，缸筒2的右端装有导向套9，导向套9紧贴前端盖10，前端盖10固定地安装在缸筒2的右端面。在有杆腔油口 11处固定装有第一阀块12，第一阀块12的中心孔和有杆腔油口 11 同中心，在无杆腔油口 16处固定装有第二阀块17，第二阀块17的中心孔和无杆腔油口 16 同中心，限压阀15紧贴缸筒2固定在第二阀块17上，限压阀15的进油口与第二阀块17的中心孔相通。本实施例中直角梯形的高度H = 8 10mm，上底长L = 0. 8 1.0mm，直角梯形的斜边与直角边的夹角α = 20 30° ；变形活塞环6的圆柱面厚度B = 15 20mm，变形活塞环6的材质为25号锻钢或为35号锻钢；第一铝青铜层14和第二铝青铜层13的层厚均为0. 5 0. 8mm。实施例2一种基于变形活塞环的间隙密封液压缸。直角梯形的高度H = 10 12mm，上底长L = 1. 0 1. 2mm,直角梯形的斜边与直角边的夹角α =30 40° ；变形活塞环6的圆柱面厚度B = 20 25mm;第一铝青铜层 14和第二铝青铜层13的层厚均为0. 8 1. 0mm。其余同实施例1。实施例3一种基于变形活塞环的间隙密封液压缸。直角梯形的高度H = 9 11mm，上底长L = 0.9 1. 1mm，直角梯形的斜边与直角边的夹角α = 25 35° ；变形活塞环6的圆柱面厚度B = 18 22mm ；第一铝青铜层14 和第二铝青铜层13的层厚均为0. 6 0. 8mm。其余同实施例1。 本具体实施方式
和现有技术相比具有如下积极效果(1)本具体实施方式
在活塞7的左端装有凹凸状的变形活塞环6，变形活塞环6的圆柱形凸台面与活塞7的凹形圆底相嵌，通过螺钉3同中心地将两者紧固，变形活塞环6的圆柱面焊有第一铝青铜层14，能减少对缸筒2内壁的磨损。变形活塞环6的左端面的环状凸台截面为直角梯形，截面为直角梯形的环状凸台构成变形活塞环6的唇边。变形活塞环6的唇边在液压油压力作用下，其唇边往外张，减小变形活塞环6与缸筒2内壁之间的间隙，随着液压油的压力变化，唇边的外张量也随之变化，其间隙量也随之变化。因此，能有效防止泄露，使液压缸的效率提高。此外，变形活塞环6还起到自润滑的作用，油液存储在间隙中，使活塞7能自动润滑，摩擦力降低，提高了整个液压缸的工作频响。 当变形活塞环6的唇边被磨损时可以更换新的，而不用更换整个活塞，使维修成本降低。(2)本具体实施方式
在无杆腔油口 16处的第二阀块17上安装有限压阀15，起安全过载保护作用，其最高压力的调定值为变形活塞环6在工作过程中唇边外张时不与缸筒 2内壁产生干摩擦为止，液压缸根据用户要求，在出厂时调节好。因此，液压缸具有很高的可靠性。(3)本具体实施方式
在活塞7的圆柱面上焊有第二铝青铜层13，当液压缸工作时， 防止活塞7损伤缸筒2的内壁。一旦活塞7的表面磨损，可以重新焊铝青铜，提高活塞7的有效性，增长了活塞7的使用寿命。因此，本具体实施方式
具有寿命长、低摩擦、高频响、高效率、高可靠性、维修成本低和能过载保护的特点。
权利要求
1.一种基于变形活塞环的间隙密封液压缸，其特征在于变形活塞环[6]的右端面由同中心的圆柱形凸台和环形底面构成，活塞[7]的左端面由同中心的凹形圆底和环状凸台构成，活塞[7]的左端面的环状凸台截面为矩形，变形活塞环[6]的右端面的圆柱形凸台外径和高度分别与活塞[7]的左端面的凹形圆底内径和深度相同；变形活塞环[6]的圆柱形凸台端面和环形底面同中心地紧贴活塞[7]的凹形圆底和环状凸台端面；变形活塞环[6]的外径与活塞[7]的外径相同，变形活塞环[6]和活塞[7]的中心设有螺纹孔，变形活塞环 [6]通过螺钉[3]与活塞[7]固定在一起，变形活塞环[6]和活塞[7]的圆柱表面对应地焊有第一铝青铜层[14]和第二铝青铜层[13]；变形活塞环[6]的左端面由同中心的倒圆锥台状的凹形圆底和环状凸台构成，变形活塞环[6]的左端面的环状凸台截面为直角梯形；变形活塞环[6]和活塞[7]活动地装入缸筒[2]内，后端盖[1]固定地安装在缸筒[2] 的左端面；活塞[7]的右端同中心的设有活塞杆[8]，缸筒[2]的右端装有导向套[9]，导向套[9]紧贴前端盖[10]，前端盖[10]固定地安装在缸筒[2]的右端面；在有杆腔油口 [11]处固定装有第一阀块[12]，第一阀块[12]的中心孔和有杆腔油口 [11]同中心，在无杆腔油口 [16]处固定装有第二阀块[17]，第二阀块[17]的中心孔和无杆腔油口 [16]同中心，限压阀[15]紧贴缸筒[2]固定在第二阀块[17]上，限压阀[15]的进油口与第二阀块[17]的中心孔相通。
2.根据权利要求1所述的基于变形活塞环的间隙密封液压缸，其特征在于所述的直角梯形的高度H = 8 12mm，上底长L = 0. 8 1. 2mm,直角梯形的斜边与直角边的夹角α =20 40°。
3.根据权利要求1所述的基于变形活塞环的间隙密封液压缸，其特征在于所述的变形活塞环[6]的圆柱面厚度B= 15 25mm，变形活塞环[6]的材质为25号锻钢或为35号锻钢。
4.根据权利要求1所述的基于变形活塞环的间隙密封液压缸，其特征在于所述的第一铝青铜层[14]和第二铝青铜层[13]的层厚均为0. 5 1. 0mm，材质为QAL9-4。
全文摘要
本发明涉及一种基于变形活塞环的间隙密封液压缸。变形活塞环[6]的圆柱形凸台端面和环形底面同中心地紧贴活塞[7]的凹形圆底和环状凸台端面，变形活塞环[6]的外径与活塞[7]的外径相同，变形活塞环[6]通过螺钉[3]与活塞[7]固定在一起，变形活塞环[6]和活塞[7]的圆柱表面对应地焊有第一铝青铜层[14]和第二铝青铜层[13]。变形活塞环[6]的左端面由同中心的倒圆锥台状的凹形圆底和环状凸台构成，截面为直角梯形的环状凸台构成变形活塞环[6]的唇边。无杆腔油口[16]处同中心地固定装有第二阀块[17]，限压阀[15]紧贴缸筒[2]固定在第二阀块[17]上。本发明具有寿命长、低摩擦、高频响、高效率、高可靠性、维修成本低和能过载保护的特点。
文档编号F16J9/20GK102305289SQ20111022253
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者付连东, 曾良才, 朱学彪, 梅元元, 湛从昌, 陈奎生, 陈新元 申请人:武汉科技大学