专利名称：伸缩套管自定心液压油缸的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液压油缸技术领域，具体说是一种伸縮套管自定心液压油缸。
技术背景-
现有技术的液压油缸主要由缸体、活塞、活塞杆、导向套和液压油管等组 成，导向套设在活塞腔内，活塞杆其固定端和支撑端大多采用圆环形和扁形的， 然后通过支点活动，在实际使用过程中，圆环形和扁形的活塞杆活动有限，对 于在油缸改变长度的情况下不能够自由支撑负载
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种改进优化伸縮式套筒油缸 结构，将有多个联动的液压活塞油缸，在其固定端和支撑端设置绕支点活动的 球面，达到在油缸改变长度的情况下能依靠油缸两端的球面自定中心并在设定 的长度自由支撑负载的伸縮套管自定心液压油缸。
本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现
伸縮套管自定心液压油缸由外液压缸、外液压缸导向套、内液压缸、内液 压缸导向套和活塞杆构成，所述活塞杆放置在内液压缸内，所述内液压缸导向 套介于所述活塞杆与所述内液压缸的内缸壁之间，所述内液压缸放置在所述外 液压缸内，所述外液压缸导向套介于所述内液压缸与所述外液压缸的内缸壁之 间，其特征在于，所述的外液压缸底部和活塞杆顶部为半球形结构，其两半球 面构成的底部固定端和顶部支撑端使得油缸能在上下凹球面内自定心并能绕 凹球面支点活动，可在设定的自由长度支撑负载。
所述的外液压缸由无缝钢管制造，底部焊接球形底盖，内孔为光滑圆柱体， 在所述外液压缸上部安装有外液压缸导向套，所述外液压缸导向套作为内液压 缸伸出部分的密封和支撑，所述外液压缸导向套内部设置第一缓冲腔，所述第
一缓冲腔的内腔壁上开设有第一锥形缓冲槽；所述外液压缸的上部设置有第一
回油口，所述外液压缸的内缸壁与所述内液压缸的外缸壁之间具有合适宽度的第一环缝，所述第一回油口与所述第一环缝相沟通，所述外液压缸的底部设置
有进油口和缓冲柱塞；
所述的内液压缸设计成活塞结构，内液压缸的内孔为光滑圆柱体，在所述 内液压缸上部安装有内液压缸导向套，所述内液压缸导向套作为活塞杆伸出部 分的密封和支撑，在所述内液压缸外缸壁的下部设置有与所述外液压缸导向套 内部的第一缓冲腔相匹配的内液压缓冲柱面，在所述内液压缸外缸壁的底部开 设有容所述缓冲柱塞通过的缓冲柱塞孔，所述内液压导向套内设置有第二活塞 缓冲腔；所述内液压缸底部与所述外液压缸底部的内缸壁之间具有一定的空 隙，便于压力流体介质进入；
所述活塞杆的下部为活塞，紧贴内液压缸的内缸壁滑移，活塞杆的上部为 光滑圆柱体，所述光滑圆柱体与所述内液压缸的内缸壁之间具有合适宽度的第 二环缝，所述第二环缝形成活塞杆的光滑圆柱体的单独通道，以实现快速通流 和终端缓冲节流；所述活塞杆下部的活塞与上部的光滑圆柱体之间设置有缓冲 柱面，在所述缓冲柱面上设置有第二锥形缓冲槽；在所述活塞杆的底部设置有 容所述缓冲柱塞插入的第三缓冲腔；所述活塞杆的中心位置设置回油通道，所 述回油通道的上端开设有延伸至外部的第二回流口，所述回油通道的下端沟通 所述第二环缝；
所述第三缓冲腔、缓冲柱塞孔以及缓冲柱塞构成缓冲装置，所述第三缓冲 腔的内腔壁与所述缓冲柱塞的外壁之间具有第一缝隙，所述缓冲柱塞的外壁与 所述缓冲柱塞孔的孔壁之间具有第二缝隙。
本实用新型所述第一环缝的截面积Sl大于所述第二环缝的截面积S2。 本实用新型的外液压缸底部和活塞杆顶部为半球形结构，其两半球面构成 的底部固定端和顶部支撑端使得油缸能在上下凹球面内自定心并能绕凹球面 支点活动，可在设定的自由长度支撑负载。内液压缸设计成活塞结构，在满足 油缸能自由縮进的工况条件下，通过设置内液压缸与外液压缸之间的第一环缝 的面积和内液压缸与活塞杆之间的第二环缝的面积，使得内液压缸与活塞杆双 向运动时的作用面积不同，伸出的部位保持较大的直径使之能承受较大的冲击 负载和恶劣的外部环境条件，縮进时快速可靠。本实用新型在内液压油缸和活 塞杆在行程接近终了时，通过减少回油通道，产生节流效果，节流后的回油腔 具有较高的背压，使得压力腔和回油腔的作用力相对平衡，达到缓冲的目的。200720199486.1
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本实用新型产生的有益效果是提供了一种新颖的伸縮套管自定心液压油 缸，它吸收了铰接式油缸自定心和焊接式油缸表面暴露零件少和发兰式油缸承 受负荷大等特点，将多种特点通过结构的设计组合在一起，使液压缸结构紧凑， 使用安全可靠，安装维护方便。
图1是本实用新型伸縮套管自定心液压油缸外形图2是本实用新型伸縮套管自定心液压油缸的结构示意图3是外液压缸导向套结构示意图4是内液压缸结构示意图5是图4剖面结构示意图6是活塞杆结构示意图7是图6剖面结构示意图8是内液压缸导向套结构示意图9是图8剖面结构示意图中l一外液压缸，ll一球形底盖，12—第一回油口， 13—进油口， 2 — 内液压缸，21—内液压缓冲柱面，22—缓冲柱塞孔，3 —活塞杆，31—活塞， 32—光滑圆柱体，33—缓冲柱面，34—第二锥形缓冲槽，35—第三缓冲腔，36 一回油通道，37—第二回流口， 4一外液压缸导向套，41—第一缓冲腔，42— 第一锥形缓冲槽，5—内液压缸导向套，51—第二活塞缓冲腔，6—第一环缝， 7—缓冲柱塞，8—空隙，9一第二环缝，10—第一缝隙，101—第二缝隙。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
做进一步介绍
如图2所示，伸縮套管自定心液压油缸包括外液压缸1、内液压缸2、活 塞杆3、外液压缸导向套4、内液压缸导向套5，活塞杆3安装在内液压缸2 内，内液压缸导向套5介于活塞杆3与内液压缸2的内缸壁之间，内液压缸2 安装在外液压缸1内，外液压缸导向套4介于内液压缸2与外液压缸1的内缸 壁之间，外液压缸1底部和活塞杆3顶部为半球形结构，其两半球面构成的底 部固定端和顶部支撑端使得油缸能在上下凹球面内自定心并能绕凹球面支点活动，可在设定的自由长度支撑负载。
参看图2，外液压缸1由无缝钢管制造，底部焊接球形底盖ll，内孔为光 滑圆柱体，在外液压缸1上部安装有外液压缸导向套4，外液压缸导向套4作 为内液压缸伸出部分的密封和支撑。
参看图3，外液压缸导向套4内部设置第一缓冲腔41,第一缓冲腔41的 内腔壁上开设有第一锥形缓冲槽42。
再参看图2，外液压缸1的上部设置有第一回油口 12，外液压缸1的内缸 壁与内液压缸2的外缸壁之间具有合适宽度的第一环缝6，第一回油口 12与第 一环缝6相沟通。在外液压缸1的底部设置有进油口 13和缓冲柱塞7。
参看图4和图5，内液压缸2设计成活塞结构，其内孔为光滑圆柱体，在 内液压缸2上部安装有内液压缸导向套5，内液压缸导向套5作为活塞杆3伸 出部分的密封和支撑。在内液压缸2外缸壁的下部设置有与外液压缸导向套4 内部的第一缓冲腔41相匹配的内液压缓冲柱面21，在内液压缸2外缸壁的底 部开设有容缓冲柱塞7通过的缓冲柱塞孔22。
参看图8和图9，内液压导向套5内设置有第二活塞缓冲腔51。再参看图 2，内液压缸2底部与外液压缸1底部的内缸壁之间具有一定的空隙8，便于压 力流体介质进入；
参看图6和图7，活塞杆3的下部为活塞31，紧贴内液压缸2的内缸壁滑 移，活塞杆3的上部为光滑圆柱体32，光滑圆柱体32与内液压缸2的内缸壁 之间具有合适宽度的第二环缝9 (参看图1)，第二环缝9形成活塞杆的光滑圆 柱体32的单独通道，以实现快速通流和终端缓冲节流；活塞杆3下部的活塞 31与上部的光滑圆柱体32之间设置有缓冲柱面33，在缓冲柱面33上设置有 第二锥形缓冲槽34;在活塞杆3的底部设置有容缓冲柱塞7插入的第三缓冲腔 35;活塞杆3的中心位置设置回油通道36，回油通道36的上端开设有延伸至 外部的第二回流口 37，回油通道36的下端沟通第二环缝9;第一环缝6的截 面积Sl大于第二环缝9的截面积S2。
参看图2,第三缓冲腔35、缓冲柱塞孔22以及缓冲柱塞7构成缓冲装置， 第三缓冲腔35的内腔壁与缓冲柱塞7的外壁之间具有第一缝隙10，缓冲柱塞 7的外壁与缓冲柱塞孔22的孔壁之间具有第二缝隙101。
液体流体介质通过外液压缸1底部的进油口 13注入到内液压缸2底部与外液压缸1之间的空隙8，推动内液压缸2及活塞杆3向外伸出。由于内液压 缸2底部的面积大于活塞杆3下部活塞31的面积，作用在内液压缸2底部的 作用力远大于作用在活塞杆3下部的活塞31上的作用力，内液压缸2先移动 伸出，活塞杆3不动。当内液压缸2上的内液压缓冲柱面21到达外液压缸导 向套4内部的第一缓冲腔41时，腔内的液体流体介质只能通过外液压缸导向 套4内部的第一缓冲腔41上的第一锥形缓冲槽42，通过外液压缸1的内缸壁 与内液压缸2的外缸壁之间的第一环缝6回流到第一回流口 12，随着第一锥形 缓冲槽42的截面积不断縮小，内液压缸2得到缓冲而停止。内液压缸2停止 后，外液压缸l内的液体流体介质压力进一步提高，推动活塞杆3举升。当活 塞杆3上的缓冲柱面33进入到内液压缸导向套5中的第二缓冲腔51时，腔内 的液体流体介质只能通过活塞杆3的缓冲柱面33上的第二锥形缓冲槽34，通 过第二环缝9和活塞杆3中的回油通道36回流到活塞杆3头部的第二回油口 37，当第二锥形缓冲槽34的截面积不断锁小，活塞杆3的运动得到缓冲而停 止。
当液体流体介质运动方向切换，由第一回油口 12和第二回油口 37同时进 入到第一环缝6和第二环缝9，经外液压缸l底部的进油口 13回油时，推动内 液压缸2和活塞杆3回縮，由于第一环缝6的截面积Sl大于第二环缝9的截 面积S2，所以截面大的内液压缸2先回縮，活塞杆3不动，当内液压缸2退回 到外液压缸1内的缓冲柱塞7时，内液压缸2的液体流体介质只能通过缓冲柱 塞7与缓冲柱塞孔22之间的第二缝隙101回流到进油口 13，内液压缸2得到 缓冲而停止。随后活塞杆3动作，当活塞杆3上的第三缓冲腔35退回到缓冲 柱塞7时，活塞杆3上的第三缓冲腔35内的液体流体介质只能通过缓冲柱塞7 与第三缓冲腔35之间的第一缝隙10回流到进油口 13，活塞杆3得到缓冲而停 止。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优 点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实 施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神 和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要 求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及 其等同物界定。
权利要求1.伸缩套管自定心液压油缸，由外液压缸、外液压缸导向套、内液压缸、内液压缸导向套和活塞杆构成，所述活塞杆放置在内液压缸内，所述内液压缸导向套介于所述活塞杆与所述内液压缸的内缸壁之间，所述内液压缸放置在所述外液压缸内，所述外液压缸导向套介于所述内液压缸与所述外液压缸的内缸壁之间，其特征在于，所述的外液压缸底部和活塞杆顶部为半球形结构，其两半球面构成的底部固定端和顶部支撑端使得油缸能在上下凹球面内自定心并能绕凹球面支点活动。
2、 根据权利要求l所述的伸縮套管自定心液压油缸，其特征在于，所述的 外液压缸由无缝钢管制造，底部焊接球形底盖，内孔为光滑圆柱体，在所述外 液压缸上部安装有外液压缸导向套，所述外液压缸导向套作为内液压缸伸出部 分的密封和支撑，所述外液压缸导向套内部设置第一缓冲腔，所述第一缓冲腔 的内腔壁上开设有第一锥形缓冲槽；所述外液压缸的上部设置有第一回油口， 所述外液压缸的内缸壁与所述内液压缸的外缸壁之间具有合适宽度的第一环 缝，所述第一回油口与所述第一环缝相沟通，所述外液压缸的底部设置有进油 口和缓冲柱塞；所述的内液压缸设计成活塞结构，内液压缸的内孔为光滑圆柱体，在所述 内液压缸上部安装有内液压缸导向套，所述内液压缸导向套作为活塞杆伸出部 分的密封和支撑，在所述内液压缸外缸壁的下部设置有与所述外液压缸导向套 内部的第一缓冲腔相匹配的内液压缓冲柱面，在所述内液压缸外缸壁的底部开 设有容所述缓冲柱塞通过的缓冲柱塞孔，所述内液压导向套内设置有第二活塞 缓冲腔；所述内液压缸底部与所述外液压缸底部的内缸壁之间具有一定的空隙， 便于压力流体介质进入；所述活塞杆的下部为活塞，紧贴内液压缸的内缸壁滑移，活塞杆的上部为光滑圆柱体，所述光滑圆柱体与所述内液压缸的内缸壁之间具有合适宽度的第 二环缝，所述第二环缝形成活塞杆的光滑圆柱体的单独通道，以实现快速通流和终端缓冲节流；所述活塞杆下部的活塞与上部的光滑圆柱体之间设置有缓冲 柱面，在所述缓冲柱面上设置有第二锥形缓冲槽；在所述活塞杆的底部设置有 容所述缓冲柱塞插入的第三缓冲腔；所述活塞杆的中心位置设置回油通道，所 述回油通道的上端开设有延伸至外部的第二回流口，所述回油通道的下端沟通 所述第二环缝；所述第三缓冲腔、缓冲柱塞孔以及缓冲柱塞构成缓冲装置，所述第三缓冲 腔的内腔壁与所述缓冲柱塞的外壁之间具有第一缝隙，所述缓冲柱塞的外壁与 所述缓冲柱塞孔的孔壁之间具有第二缝隙。
3、根据权利要求2所述的伸縮套管自定心液压油缸，其特征在于，所述第 一环缝的截面积Sl大于所述第二环缝的截面积S2。
专利摘要伸缩套管自定心液压油缸由外液压缸、外液压缸导向套、内液压缸、内液压缸导向套和活塞杆构成，活塞杆放置在内液压缸内，内液压缸导向套介于活塞杆与所述内液压缸的内缸壁之间，内液压缸放置在所述外液压缸内，外液压缸导向套介于所述内液压缸与所述外液压缸的内缸壁之间，其外液压缸底部和活塞杆顶部为半球形结构，其两半球面构成的底部固定端和顶部支撑端使得油缸能在上下凹球面内自定心并能绕凹球面支点活动，可在设定的自由长度支撑负载。本实用新型吸收了铰接式油缸自定心和焊接式油缸表面曝露零件少和法兰式油缸承受负荷大等特点，将多种特点通过结构的设计组合在一起，使液压缸结构紧凑，使用安全可靠，安装维护方便。
文档编号F15B15/16GK201133394SQ20072019948
公开日2008年10月15日 申请日期2007年12月19日 优先权日2007年12月19日
发明者彭沪海, 许建新, 邱震林 申请人:上海立新液压有限公司