一种减振抗冲击液压缸及其抗冲击方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种减振抗冲击液压缸及其抗冲击方法，具体来说，是一种基于高静低动隔振原理的减振抗冲击液压缸及其抗冲击方法，属于液压缸技术领域。
【背景技术】
[0002]自动化采煤综采面广泛使用的液压支架，在上覆围岩老顶周期性断裂时，受到强烈的冲击。根据矿区地质条件，每8?40米老顶断裂一次，液压支架承受一次强烈冲击。如果液压支架中的立柱(液压缸)不能有效抵抗该冲击载荷，将导致支护失效，严重时危及工作面的设备和人员安全。现有的全断面硬岩掘进机掘进时，刀片遭遇岩石或岩石被割断时，推进液压缸需要承受较大的冲击载荷。如果不对冲击载荷进行有效隔离，冲击载荷将被传递到与其连接的设备和构件上，导致设备对抗冲击性能的要求很高，不但增加设备成本，也难以保证设备的稳定性和安全性。解决这一技术问题的难点在于，类似上述大型设备中的液压缸工作压力高，流量大，强冲击载荷持续时间短，现有控制阀或控制技术的响应时间、控制功率难以满足使用需求。
[0003]现有技术中也有采用安装在油缸外部的胶囊式蓄能器来降低油缸工作时的瞬间冲击力，但该种方法油路复杂，不适合需要油缸频繁动作，且希望油缸动作时间快的液压系统，例如:先进的自动化综采工作面液压支架降架、移架、升架一次的循环时间为9秒，其中的立柱液压缸动作时间更短。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种能够抵抗强冲击载荷的液压缸，提高液压支架、全断面硬岩掘进机等装备的适应性和稳定性，使长期承受强冲击环境的装备安全、高效地工作。
[0005]本发明采取以下技术方案:
[0006]—种减振抗冲击液压缸，包括活塞杆2、缸筒1、抗冲击装置3 ;所述抗冲击装置3包括壳体301，小活塞杆302，具有变刚度特性的梁303，密闭的气室304，导向套305 ;所述梁303与小活塞杆302固定连接，小活塞杆302安装在壳体301的导向套305中，并可沿导向套305移动，小活塞杆302和壳体305形成密闭的气室304 ;所述抗冲击装置3设于缸筒I内部；所述梁303和气室304内气体的可压缩性均大于液压油液。
[0007]进一步的，多根梁303均匀分布在小活塞杆302与壳体301之间，整体布置呈锥形。
[0008]进一步的，所述减振抗冲击液压缸是全断面硬岩掘进机的推进液压缸。
[0009]—种上述减振抗冲击液压缸的抗冲击方法，液压缸内充满具有一定压力的液压介质，液压缸正常工作时，具有变刚度特性的梁303、气室304内的气体具有一定预压缩。当活塞杆2受到外部冲击时，活塞杆2运动，液压缸内压力升高，小活塞杆302带动梁303向下运动，气室304内的空气进一步被压缩，具有变刚度特性的梁303和气体储存冲击能量；冲击载荷消失后，梁303和气室304释放储存的弹性能；抗冲击装置3将短时间的高峰值冲击载荷转化为较长时间的低峰值冲击载荷，起到抗冲击作用。
[0010]本发明的有益效果在于:
[0011]I)解决了强冲击载荷持续时间短，现有控制阀或控制技术的响应时间难以满足使用需求，这一本领域长期存在的技术难题。
[0012]2)结构简单，实施方便，成本低廉，小投入，大回报。
[0013]3)抗冲击效果好，提高了液压支架、全断面硬岩掘进机等装备的适应性和稳定性，使长期承受强冲击环境的装备安全、高效地工作。
[0014]4)抗冲击装置可作为独立的部件投入市场，具有广泛推广应用的市场前景。
【附图说明】
[0015]图1是抗冲击装置的剖面结构图。
[0016]图2是本发明减振抗冲击液压缸的剖视结构图。
[0017]图中，1.缸筒，2.活塞杆，3.抗冲击装置，301.壳体，302.小活塞杆，303.具有变刚度特性的梁，304.气室，305.导向套。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
[0019]参见图1和2，一种基于高静低动隔振原理的减振抗冲击液压缸，包括活塞杆2、缸筒1、抗冲击装置3 ;所述抗冲击装置3包括壳体301，小活塞杆302，具有变刚度特性的梁303，密闭气室304，导向套305。
[0020]液压缸内充满具有一定压力的液压介质，液压缸正常工作时，具有变刚度特性的梁303、气室304内的气体具有一定预压缩。当活塞杆2上受到外部冲击时，活塞杆2产生运动，液压缸内压力升高，小活塞杆302带动具有变刚度特性的梁303向下运动，气室304内的空气进一步被压缩，具有变刚度特性的梁303和气体储存冲击能量；
[0021]冲击载荷消失后，具有变刚度特性的梁303和气室304释放储存的弹性能。
[0022]具有变刚度特性的梁303和气体的可压缩性均大于液压油液，该抗冲击装置将短时间的高峰值冲击载荷转化为较长时间的低峰值冲击载荷，起到抗冲击作用。
[0023]以上是本发明实施方式的举例说明，本实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。
【主权项】
1.一种减振抗冲击液压缸，其特征在于: 包括缸筒(1)、活塞杆(2)、抗冲击装置(3); 所述抗冲击装置(3)包括壳体(301)，小活塞杆(302)，具有变刚度特性的梁(303)，密闭的气室(304)，导向套(305);所述梁(303)与小活塞杆(302)固定连接，小活塞杆(302)安装在壳体(301)的导向套(305)中，并可沿导向套(305)移动，小活塞杆(302)和壳体(305)形成密闭的气室(304); 所述抗冲击装置(3)设于缸筒(I)内部；所述梁(303)和气室(304)内气体的可压缩性均大于液压油液。2.如权利要求1所述的减振抗冲击液压缸，其特征在于:多根梁(303)均匀的分布在小活塞杆(302)与壳体(301)之间，整体布置呈锥形。3.如权利要求1所述的减振抗冲击液压缸，其特征在于:所述减振抗冲击液压缸是全断面硬岩掘进机的推进液压缸。4.一种权利要求1所述的减振抗冲击液压缸的抗冲击方法，其特征在于: 液压缸内充满具有一定压力的液压介质，液压缸正常工作时，具有变刚度特性的梁(303)、气室(304)内的气体具有一定预压缩。当活塞杆(2)受到外部冲击时，活塞杆(2)运动，液压缸内压力升高，小活塞杆(302)带动梁(303)向下运动，气室(304)内的空气进一步被压缩，具有变刚度特性的梁(303)和气体储存冲击能量；冲击载荷消失后，梁(303)和气室(304)释放储存的弹性能； 抗冲击装置(3)将短时间的高峰值冲击载荷转化为较长时间的低峰值冲击载荷，起到抗冲击作用。
【专利摘要】本发明涉及一种减振抗冲击液压缸，包括活塞杆、缸筒、抗冲击装置；所述抗冲击装置包括壳体，小活塞杆，具有变刚度特性的梁，密闭的气室，导向套；所述梁与小活塞杆固定连接，小活塞杆安装在壳体的导向套中，并可沿导向套移动，小活塞杆和壳体形成密闭的气室；所述抗冲击装置设于缸筒内部；所述梁和气室内气体的可压缩性均大于液压油液。本发明解决了强冲击载荷持续时间短，现有控制阀或控制技术的响应时间难以满足使用需求，这一本领域长期存在的技术难题。抗冲击效果好，提高了液压支架、全断面硬岩掘进机等装备的适应性和稳定性，使长期承受强冲击环境的装备安全、高效地工作。
【IPC分类】F15B15/14, F15B15/20, F16F15/02
【公开号】CN105156579
【申请号】CN201510555439
【发明人】焦素娟, 郑辉, 华宏星
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月1日