专利名称：工程机械及其液压油缸的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种液压油缸。此外，本实用新型 还涉及一种包括该液压油缸的工程机械。
背景技术：
液压油缸现已成为应用非常广泛的工程机械部件之一。由于液压油缸的缸筒与活 塞中必然存在间隙，液压传动中间隙两端又存在液压差，必然会引起液体泄露，造成能量损 失。因此，油缸的密封一直是工程技术研究的重点。如果能提高油缸的密封性能，势必能增 加其使用寿命，提高产品的性能。较为传统的活塞密封结构主要是组合密封圈，使用中由密封圈的橡胶形变的弹性 力使密封圈紧贴缸筒内壁，随着使用时间增长，橡胶磨损严重，弹性力减小，将导致密封效 果减低。同时该结构随着油缸的使用压力增大，密封效果减低。如该结构的油缸在冲击较 大，压力较高，且换向频繁的环境中使用，容易产生内泄，系统效率降低。针对以上问题，现有技术中采用了复合动密封的方式，如图1所示。活塞105两端 的外圆设有0形橡胶密封圈103以及外套于0形密封圈103的L形密封圈102，0形密封圈 103受压变形后产生向外张力，压使L形密封圈102的外圆与缸壁贴紧。与此同时，在活塞 105上还设有液压油管道106 (图1的剖面图中为四条管道)，在活塞105上设有空腔108， 空腔108内安装有涨胎圈109，活塞105两端均设有与相应的液压油管道106相通的节流 阀104和单向阀107，左腔进油时，压力油通过节流阀104进入空腔内使涨胎圈109变形， 从而减小涨胎圈109外圆与液压缸壁之间的间隙，当右腔进油时，左腔压强变低，左侧空腔 108的压强相对较高，压力油可通过左侧单向阀107排向左腔，降低左侧空腔108的压力。 该类型结构活塞的密封依靠液压油管道引入压力油作用在密封圈上，在密封圈上产生液压 力，替代橡胶的弹性力，解决了普通密封结构中因橡胶弹性力衰减而泄漏的问题，同时该结 构随着油缸的使用压力增大，密封圈所受的液压力也增大，密封效果将进一步提高。然而， 涨胎圈在压力油的作用力下紧贴缸筒内壁时，会导致两侧液压油管道串通。同时由于密封 圈作用时受力集中在液压腔引入压力油的部位，特别是在高压工作的情况下，会使两处液 压腔道部位磨损严重，使用效果下降。因此，如何在提高活塞密封性能的同时，延长密封圈的使用寿命以及避免活塞两 侧液压油管道的连通是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种液压油缸，该液压油缸在提高活塞密封性能的同 时，延长了密封圈的使用寿命而且避免了活塞两侧引油管道的连通。本实用新型另一个目 的为提供一种包括该液压油缸的工程机械。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种液压油缸，包括缸筒和活塞，所述活塞 的外圆柱面设有密封腔，所述密封腔中设有密封圈；所述活塞中设有引油管道，所述引油管道包括第一管道和连通所述活塞的两侧的第二管道；所述第一管道的一端连通所述密封 腔，另一端连通于所述第二管道的中部；所述第二管道中设有封堵部件，所述封堵部件在液 压油的推动下封堵所述第二管道的任一端。优选地，所述封堵部件为滚珠，所述滚珠的外径大于所述第一管道的内径，所述第 二管道两端端口与所述滚珠接触时密封配合。优选地，所述第二管道的两端连通引流螺塞，所述引流螺塞的尾部为圆锥端面。优选地，所述第二管道的两端端口的口径小于所述滚珠的直径。优选地，所述密封圈(5)的数量为两个，且二者间隔一定距离对称设置；所述第一 管道连通两所述密封圈之间的密封腔。优选地，两所述密封圈相对的侧面均设有开口。优选地，所述开口为唇形开口。优选地，所述密封腔设置于所述活塞外圆柱面的中间部位。优选地，所述引油管道的数目为一个以上。此外，为实现上述实用新型目的，本实用新型还提供一种工程机械，该工程机械包 括上述任一项所述的液压油缸。本实用新型所提供的液压油缸，其活塞的外圆柱面设有密封腔，所述密封圈置于 所述密封腔中，所述活塞中设有引油管道，所述引油管道包括第一管道和连通所述活塞的 两侧的第二管道；所述第一管道的一端连通所述密封腔，另一端连通于所述第二管道的中 部；所述第二管道中设有封堵部件，所述封堵部件在液压油的推动下封堵所述第二管道的 任一端。通过所述弓I油管道将压力油弓I入所述密封腔，对所述密封圈产生压力，使其更加贴 紧缸壁，进一步提高密封性。而且所述第二管道中的封堵部件使所述第二管道的两端不连 通，从而不会导致活塞两侧腔室的连通，不会影响活塞的运动。在一种具体实施方式
中，优选地，所述封堵部件为滚珠，所述滚珠的外径大于所述 第一管道的内径，所述第二管道的两端连通引流螺塞，所述引流螺塞的尾部为圆锥端面。所 述滚珠在滚动至所述第二管道的任一端时，将会与所述引流螺塞的圆锥端面尾部相配合， 起到密封的作用。滚珠结构简单，加工方便。在另一种具体实施方式
中，所述密封腔中间隔一定距离对称设置一对密封圈，所 述第一管道连通所述密封圈之间的密封腔，因此进入所述第一管道的压力油会同时作用于 所述两个密封圈，任一密封圈的失效不会影响另外一个密封圈工作。在另一种具体实施方式
中，两所述密封圈相对的侧面均设有唇形开口。唇形开口 形状使得密封圈在轴向和径向均受力，贴紧缸壁和活塞，避免密封圈受力集中在引入压力 油的部位，从而进一步提高密封性，且减小密封圈的磨损。
图1为超高压往复杆复合动密封结构示意图；图2为本实用新型所提供一种具体实施方式
的液压缸示意图；图3为图2中A部位的局部放大图。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种液压油缸，该液压油缸在提高活塞密封性能的同 时，延长了密封圈的使用寿命而且避免了活塞两侧引油管道的连通。本实用新型另一个核 心为提供一种包括该液压油缸的工程机械。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，
以下结合附图和具体实施 方式对本实用新型作进一步的详细说明。请参考图2，图2为本实用新型所提供一种具体实施方式
的液压缸示意图，图3为 图2中A部位的局部放大图。在一种具体实施方式
中，本实用新型所提供的液压油缸，包括缸筒1和活塞2，活 塞2与缸筒1之间设有密封圈5，通常还设有导向圈9和防污圈10，活塞2的外圆柱面设有 密封腔4，密封圈5置于密封腔4中(本实施例中的密封腔数目为一个，但并不限于一个)。 活塞2中设有引油管道3，引油管道3包括第一管道31和连通活塞2的两侧的第二管道32 ； 第一管道31的一端连通密封腔4，另一端连通于第二管道32的中部，所述的中部并不限于 第二管道32的正中间位置，只要是第一管道31不与第二管道32的两端相连通即可。此 时，引油管道3是一个三通结构，活塞2两侧的缸筒内腔通过第二管道32连通。液压油缸 的工作原理主要是使活塞两侧腔室产生压强差，活塞在压强差的作用下作往复运动，如果 活塞两侧腔室相通，显然会影响压强差的形成，阻碍活塞的运动，因此在第二管道32中还 要设置封堵部件。封堵部件在进入第二管道32中的压力油的推动下会封堵住第二管道32 的任一端。封堵部件的封堵是一个动态的过程。油缸在伸缩过程中，压力油进出方向交替 变化，封堵部件受压力油的作用方向也随之变化，进而动态地封堵第二管道32中与进油方 向相反的一端，因此，第二管道32的两端不会相通。当油缸需要向左伸出时，缸筒1的右腔室12进入压力油，压力油通过第二管道32 的右端口进入第二管道32，在压力油的推动下其左端口被封堵部件密封住，压力油不会进 入左腔室11。压力油会进入第一管道31，再流入密封腔4，压力油对密封腔4中的密封圈5 产生压力，使其紧贴缸筒1的内壁，形成动密封，进一步提高密封性。当油缸需要向右缩回 时，左腔室11进油，工作原理相同在此不赘述。密封腔4可以设置于活塞2外圆柱面的中间部位，左右结构对称，而且密封圈5在 油缸伸出或缩进两种状态下，受力过程一致，方便其他相应部件或结构的加工安装。该结构中引入密封腔4中的液压力为油缸的工作油压力，油缸工作压力增大时， 液压力作用在密封圈5上的力也增大，密封强度随之增加，同时三通引油管道与封堵部件 相结合的布置方式避免了缸筒1左右腔室会通过引油管道相通的弊端。在一种具体实施方式
中，可以将封堵部件制作成滚珠8 (例如钢珠)，滚珠8的外 径大于第一管道31的内径，保证滚珠8在第二管道32中滚动时不会进入第一管道31。滚 珠8的直径最好是等于或是略小于第二管道32的直径，确保压力油在推动滚珠8的过程中 不会有油泄漏。滚珠8滚动至第二管道32的右端口或左端口时，两个端口均与滚珠密封配 合，防止两侧腔室的连通。为了使第二管道32的右端口或左端口与滚珠8的密封配合，可以将第二管道32 的两端口与引流螺塞6以及引流螺塞7连通。将引流螺塞6和引流螺塞7的尾部(即与第 二管道32连通的部位)加工成圆锥端面，当滚珠8滚动至左端口或右端口时，滚珠8与引流螺塞6或引油螺塞7的圆锥端面恰好贴紧密封。还可以将第二管道32的左端口和右端口加工成口径小于滚珠8直径的结构，滚珠 8和两个较小口径端口的配合同样可以起到密封的作用。滚珠结构简单，加工安装方便，可以很简便的实现封堵的功能，避免两侧腔室的连
ο当然，除了滚珠结构，还可以使用与第二管道32同轴的圆柱体结构，第二管道32 的两个端口可以固定具有孔洞的外盖，孔洞的直径小于圆柱体的直径，同样可以实现动态 的封堵作用。第二管道32的截面形状也不限于圆形，还可以是方形或者椭圆形，封堵部件 的截面形状可与其相适配。考虑到封堵部件移动应具备一定的灵活性，圆形截面的管道和 滚珠更为适宜。在另一种具体实施方式
中，密封腔4中间隔一定距离对称设置一对密封圈，如图2 所示的第一密封圈51和第二密封圈52，第一管道31连通两个密封圈之间的密封腔。两个 密封圈所在的密封腔4与同一管道相连，无论压力油从第二管道32的哪一端口进入(即无 论液压油缸伸出还是缩进)，两个密封圈都会同时受到压力油的压力作用，贴紧缸筒1的内 壁，提高密封性。同时任一密封圈的损坏也不会影响另外一个密封圈的密封功能。两个密封圈一起工作减少了磨损而且互不干扰，在液压油缸伸缩过程中同时起作 用。此外，两个密封圈置于一个腔室中还节省了空间，降低了活塞的加工成本。可以在第一密封圈51和第二密封圈52相对的侧面上设置开口，压力油由两个开 口之间的第一管道31进入开口，两个密封圈所受压力会得以适当的分散，避免受力集中在 引入压力油的部位，提高使用效果，减少磨损。如图3所示，可以将两个密封圈上的开口加工为唇形开口。压力油进入唇形开口 后，在开口上下侧均产生压力，上下侧为斜面，产生轴向和径向的分力，因此其轴向和径向 受力均勻，即两个密封圈的端面和圆柱面均会受压力油的作用，使其不仅与缸筒1的内壁 贴紧，还与活塞2贴紧，密封效果更好。在活塞2上可以设置一个以上引油管道6，加快压力油进入整个密封腔4的速度， 使动态密封性能更加灵敏，而且任一引油管道的损坏不会影响其他引油管道的工作，保证 密封系统的持续工作。此外，本实用新型还提供一种工程机械，该工程机械包括上述任一种实施例中的 液压油缸；该工程机械的其他部分可以参照现有技术，本文不再展开。以上对本实用新型所提供的工程机械及其液压油缸进行了详细介绍。本文中应用 了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助 理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和 修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求一种液压油缸，包括缸筒(1)和活塞(2)，所述活塞(2)的外圆柱面设有密封腔(4)，所述密封腔(4)中设有密封圈(5)；所述活塞(2)中设有引油管道(3)，其特征在于，所述引油管道(3)包括第一管道(31)和连通所述活塞(2)的两侧的第二管道(32)；所述第一管道(31)的一端连通所述密封腔(4)，另一端连通于所述第二管道(32)的中部；所述第二管道(32)中设有封堵部件，所述封堵部件在液压油的推动下封堵所述第二管道(32)的任一端。
2.根据权利要求1所述液压油缸，其特征在于，所述封堵部件为滚珠(8)，所述滚珠(8) 的外径大于所述第一管道(31)的内径，所述第二管道(32)两端端口与所述滚珠(8)接触 时密封配合。
3.根据权利要求2所述液压油缸，其特征在于，所述第二管道(32)的两端连通引流螺 塞，所述引流螺塞的尾部为圆锥端面。
4.根据权利要求2所述液压油缸，其特征在于，所述第二管道(32)的两端端口的口径 小于所述滚珠(8)的直径。
5.根据权利要求1所述液压油缸，其特征在于，所述密封圈(5)的数量为两个，且二者 间隔一定距离对称设置；所述第一管道(31)连通两所述密封圈(5)之间的密封腔。
6.根据权利要求5所述液压油缸，其特征在于，两所述密封圈(5)相对的侧面均设有开
7.根据权利要求6所述液压油缸，其特征在于，所述开口为唇形开口。
8.根据权利要求1所述液压油缸，其特征在于，所述密封腔(4)设置于所述活塞(2)外 圆柱面的中间部位。
9.根据权利要求1所述液压油缸，其特征在于，所述引油管道(3)的数目至少为一个。
10.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的液压油缸。
专利摘要本实用新型公开了一种液压油缸，包括缸筒(1)和活塞(2)，所述活塞(2)的外圆柱面设有密封腔(4)，所述密封腔中设有密封圈(5)；所述活塞中设有引油管道(3)，所述引油管道(3)包括第一管道(31)和连通所述活塞(2)的两侧的第二管道(32)；所述第一管道(31)的一端连通所述密封腔(4)，另一端连通于所述第二管道(32)的中部；所述第二管道(32)中设有封堵部件，所述封堵部件在液压油的推动下封堵所述第二管道(32)的任一端。该液压油缸在提高活塞密封性能的同时，延长了密封圈的使用寿命而且避免了活塞两侧引油管道的连通。本实用新型还公开了一种包括上述液压油缸的工程机械。
文档编号F15B15/14GK201730896SQ201020298799
公开日2011年2月2日 申请日期2010年8月18日 优先权日2010年8月18日
发明者易全旺, 李献杰, 黄勃 申请人:三一重工股份有限公司