液压油缸的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种液压油缸。该液压油缸包括缸筒、缸底、活塞杆和活塞，还包括第一卸荷活塞、第二卸荷活塞，其中：所述活塞在其前后方向上贯穿设置有卸荷通道，所述第一卸荷活塞和所述第二卸荷活塞分别位于所述卸荷通道的前侧出口处和后侧出口处，且所述第一卸荷活塞和所述第二卸荷活塞之间相连于所述卸荷通道内且浮动设置；所述卸荷通道的前侧出口处形成有可与所述第一卸荷活塞密封配合的第一密封面，所述卸荷通道的后侧出口处形成有可与所述第二卸荷活塞密封配合的第二密封面。采用本发明的液压油缸，能够有效降低有杆腔内的封闭油压，提高液压油缸的使用寿命和安全性。
【专利说明】液压油缸
【技术领域】
[0001]本发明涉及液压油缸【技术领域】，特别涉及一种液压油缸。
【背景技术】
[0002]液压油缸是将液压能转换为往复直线运动的机械能的能量转换装置。液压油缸一般包括由缸筒、缸底、缸顶、活塞杆和活塞，其中，缸底和缸顶分别设置于缸筒的底部和顶部两个出口，活塞杆的第一端(伸入端)通过活塞可移动地设置于缸筒内，活塞杆的第二端位于缸顶外侧，活塞杆的第一端连同活塞与缸底之间形成无杆腔，活塞杆第一端连同活塞与缸顶之间形成有杆腔，这样当无杆腔进油，有杆腔回油时，活塞杆作伸出运动，反之，活塞杆作缩回运动。
[0003]在使用过程中，液压油缸通常作为液压系统的执行机构，在一些应用场合，例如在工程机械领域中，为了避免液压油缸在完成动作后在负载的作用下出现自伸缩现象，一般在液压油缸的进油油路和回油油路上设置液压锁或者平衡阀等元件。在工作过程中，当有杆腔进油，无杆腔回油，且在活塞杆缩回到位时，液压油缸的有杆腔内的高压油被封闭，这种情形下，若控制液压油缸伸出，由于液压锁或者平衡阀的存在，无杆腔的进油状态可能稍早于有杆腔的回油状态，因而在液压锁或者平衡阀未打开之前，有杆腔压力将进一步增大，易造成与有杆腔连接的液压胶管爆管，或者使油缸密封件损坏，从而存在巨大安全隐患。
[0004]因此，如何针对现有的上述不足和缺陷进行改进，以便更加适应使用需要，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明旨在提供一种液压油缸，以便能够有效降低有杆腔内的封闭油压，提高液压油缸的使用寿命和安全性。
[0006]具体地，该液压油缸包括缸筒、缸底、活塞杆和活塞，还包括第一卸荷活塞、第二卸荷活塞，其中:所述活塞在其前后方向上贯穿设置有卸荷通道，所述第一卸荷活塞和所述第二卸荷活塞分别位于所述卸荷通道的前侧出口处和后侧出口处，且所述第一卸荷活塞和所述第二卸荷活塞之间相连于所述卸荷通道内且浮动设置；所述卸荷通道的前侧出口处形成有可与所述第一卸荷活塞密封配合的第一密封面，所述卸荷通道的后侧出口处形成有可与所述第二卸荷活塞密封配合的第二密封面；在所述活塞杆伸出时，所述第二卸荷活塞与所述第二密封面密封配合，在所述活塞杆缩回且未缩回到位时，所述第一卸荷活塞与所述第一密封面密封配合，在所述活塞杆缩回到位时，所述第二卸荷活塞与所述第二密封面之间形成卸荷间隙直至有杆腔的压力降至预定值。
[0007]进一步地，所述第二卸荷活塞的后端与所述缸底内壁之间设置有第一复位弹簧。
[0008]进一步地，所述第一卸荷活塞与所述第一密封面密封配合时，所述第二卸荷活塞的后端超出所述活塞的后端面，所述第二卸荷活塞与所述第二密封面密封配合时，所述第二卸荷活塞的后端未超出所述活塞的后端面。[0009]进一步地，所述第一卸荷活塞包括可与所述第一密封面密封配合的第一活塞体，所述第二卸荷活塞包括可与所述第二密封面密封配合的第二活塞体以及设于所述第二活塞体前侧的活塞轴，所述活塞轴伸过所述卸荷通道与所述第一活塞体连接。
[0010]进一步地，所述活塞设置于所述活塞杆伸入端的端面侧，所述卸荷通道设置于所述活塞的中心位置，所述活塞中设置于所述卸荷通道的前侧出口连通的内腔，所述内腔与有杆腔之间设置有连通油路。
[0011]进一步地，所述活塞轴的前侧设置有螺杆，所述第一活塞体在其前后方向上贯穿设置有螺纹孔，所述螺杆穿过所述螺纹孔并与其形成螺旋副，所述螺杆穿过所述螺纹孔的
一端设置有螺母。
[0012]进一步地，所述活塞轴的前侧与所述第一活塞体的后侧之间在环绕所述螺杆的位
置设置有密封圈。
[0013]进一步地，所述活塞套设于所述活塞杆伸入端，所述卸荷通道设置于所述活塞上位于所述缸筒内壁与所述活塞杆伸入端之间的位置。
[0014]进一步地，所述活塞轴的前侧设置有螺纹孔，所述第一活塞体的后侧设置有螺杆，所述螺杆与所述螺纹孔形成螺旋副。
[0015]进一步地，所述第一活塞体的前侧设置有第二复位弹簧。
[0016]采用本发明的液压油缸时，由于第一卸荷活塞和第二卸荷活塞浮动设置于卸荷通道的前后侧出口处，在工作过程中，当无杆腔进油，有杆腔回油时，活塞杆伸出，第二卸荷活塞与卸荷通道后侧出口的第二密封面密封配合，当有杆腔进油，无杆腔回油时，活塞杆缩回，第一卸荷活塞与卸荷通道前侧出口的第一密封面密封配合，当活塞杆缩回到位时，有杆腔中封闭油压较大，此时，第二卸荷活塞与第二密封面之间形成卸荷间隙直至使有杆腔中压力降低至预定值；这样当继续控制活塞杆伸出时，由于有杆腔中的油压之前已有效降低，在液压锁或者平衡阀未打开之前，有杆腔压力的增大难以造成液压胶管爆管或者使油缸密封件损坏，从而有效提高了安全性和液压油缸的使用寿命；另外，由于有杆腔的油压已有效降低，当继续控制活塞杆伸出时，有杆腔外接油路上的液压锁在较低的压力下即可打开，这样有效提高了伸缩动作的反应速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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:
[0018]图1为本发明实施例一提供的一种液压油缸的相关结构示意图；
[0019]图2为本发明实施例二提供的一种液压油缸的相关结构示意图。
[0020]图中主要元件符号说明:
[0021]I 缸筒
[0022]2活塞杆
[0023]3 活塞
[0024]4 挡销
[0025]5 螺母
[0026]6第一卸荷活塞[0027]7第二卸荷活塞
[0028]8第一复位弹簧
[0029]9缸底
[0030]10密封圈
[0031]11有杆腔
[0032]12无杆腔
[0033]31连通油路
[0034]32内腔
[0035]33第一密封面
[0036]34卸荷通道
[0037]35第二密封面
[0038]63第二安装孔
[0039]64第二复位弹簧
[0040]71第二活塞体
[0041]72活塞轴
[0042]73螺杆
[0043]74第一安装孔
【具体实施方式】
[0044]应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。
[0045]请参考图1和图2，下面将结合附图对本发明实施例作详细说明。
[0046]结合图1所不，本发明实施例一的液压油缸可以包括缸筒1、活塞杆2、活塞3、第一卸荷活塞6、第二卸荷活塞7和第一复位弹簧8。为了便于结合附图进行理解，本申请所说的“前”是指朝向活塞杆伸出的方向(图1和图2中均为朝下方向)、“后”是指朝向活塞杆缩回的方向(图1和图2中均为朝上方向)。
[0047]其中，活塞3设置于活塞杆2伸入端的端面(后)侧，活塞3中形成有内腔32，内腔32与有杆腔11之间通过连通油路31连通，在活塞3中心位置在其前后方向上贯穿设置有卸荷通道34，卸荷通道34的前后侧出口分别与内腔32和无杆腔12连通，卸荷通道34的前侧出口处形成有第一密封面33，卸荷通道34的后侧出口处形成有第二密封面35。
[0048]第一卸荷活塞6包括可与第一密封面33密封配合的第一活塞体，第二卸荷活塞7包括可与第二密封面35密封配合的第二活塞体71以及设于第二活塞体71前侧的活塞轴72，活塞轴72的截面尺寸小于卸荷通道34的截面尺寸，第一活塞体和第二活塞体71分别位于卸荷通道34的前侧出口处和后侧出口处，第二活塞体71通过活塞轴72伸过卸荷通道34与第一活塞体的后侧连接，且呈浮动设置，即第一卸荷活塞6和第二卸荷活塞7作为一个整体可相对卸荷通道34前后运动一定距离。
[0049]第一复位弹簧8设置于第二卸荷活塞7的后端(即第二活塞体71的后端)与缸底9之间；第一活塞体与第一密封面33密封配合时，第二活塞体71的后端超出活塞3的后端面，第二活塞体71与第二密封面35密封配合时，第二活塞体71的后端未超出活塞3的后端面(以位于卸荷通道后侧出口内为佳)。
[0050]下面结合具体场景说明一下上述实施例一的液压油缸的工作原理及有益效果，在该具体场景中，液压油缸为液压系统的执行机构，且在液压油缸的有杆腔及无杆腔的外接油路上设置有液压锁或者平衡阀。
[0051]在工作过程中，当无杆腔12进油，有杆腔11回油时，在无杆腔12的压力油作用下，第二卸荷活塞7与卸荷通道34后侧出口的第二密封面35密封配合，活塞杆2作伸出动作；当有杆腔11进油，无杆腔12回油时，在有杆腔11的压力油的作用下，第一卸荷活塞6与卸荷通道34前侧出口的第一密封面33密封配合，第二活塞体71的后端超出活塞3的后端面，活塞杆2作缩回动作；当活塞杆2缩回到位时，有杆腔11中封闭油压较大，但由于第二卸荷活塞7的第二活塞体71的后端触碰到缸底9的内壁，第二活塞体71相对于卸荷通道34朝前运动，这样第二活塞体71与第二密封面35之间将形成卸荷间隙(第一活塞体与第一密封面33之间也同时形成卸荷间隙)，使有杆腔11中的压力油通过该卸荷间隙卸至无杆腔12中，从而将有杆腔11中的油压降低，当有杆腔11中停止进油或者有杆腔11中的油压降低至预定值(与相关部件的具体结构尺寸及性能对应)时，在第一复位弹簧8的作用下，第二卸荷活塞7重新与第二密封面35密封配合。
[0052]由上述可知，实施例一的液压油缸中，浮动设置的第一卸荷活塞6和第二卸荷活塞7不影响液压油缸的正常伸缩，并且在活塞杆2缩回到位时能够有效降低有杆腔11中的较大油压，这样当继续控制活塞杆2伸出时，由于有杆腔11中的油压之前已有效降低，在液压锁或者平衡阀未打开之前，有杆腔11压力的增大难以造成液压胶管爆管或者使油缸密封件损坏，从而有效提高了安全性和液压油缸的使用寿命；另外，由于有杆腔11的油压之前已有效降低，当继续控制活塞杆2伸出时，有杆腔11外接油路上的液压锁在较低的压力下即可打开，这样有效提高了伸缩动作的反应速度。
[0053]在具体实施过程中，上述实施例一的液压油缸还可以作如下至少一种优化:
[0054]一、可将缸底9与第二活塞体71之间的第一复位弹簧8安装于第二活塞体71上，例如，结合图1所示，可在第二活塞体71的后端面上开设第一安装孔74，将第一复位弹簧8的一端安装于第一安装孔74内，这样即可使第一复位弹簧8跟随第二活塞体71前后移动，也能满足在第二活塞体71与缸底接触时产生相应的弹性作用力。
[0055]二、为了使第一卸荷活塞6和第二卸荷活塞7的连接更加紧固，可在活塞轴72的前侧设置螺杆73，第一活塞体在其前后方向上贯穿设置螺纹孔，该螺杆73穿过该螺纹孔并与其形成螺旋副；进一步地，还可以在螺杆73穿过该螺纹孔的一端设置螺母5 ;更进一步地，还可以在螺杆73的末端开设止挡孔，在螺母5锁紧在螺杆73后，用挡销4插入该止挡孔中。另外，为了防止在有杆腔进油时，压力油通过螺杆73与第一活塞体之间的间隙进入无杆腔12中，可在活塞轴72的前侧与第一活塞体的后侧之间在环绕螺杆73的位置设置密封圈10 (如0型密封圈)。
[0056]三、卸荷通道34的前后侧出口均为锥形结构，这样，第一密封面33和第二密封面35均为锥形面，相应地，第一活塞体和第二活塞体71也均为锥形结构。
[0057]上述实施例一中，活塞3设置于活塞杆2伸入端的端面侧，卸荷通道34设置于活塞3的中心位置，但在其他实施例中，活塞3与活塞杆2采用不同布置方式时，卸荷通道34的位置也可以根据需要进行调整，例如，如图2所示的本发明实施例二中，活塞3套设于活塞杆2伸入端，卸荷通道34设置于活塞2上位于缸筒I内壁与活塞杆2伸入端之间的位置，实施例二中的其他部件如第一卸荷活塞6、第二卸荷活塞7、第一复位弹簧8、第一密封面33和第二密封面35等可参见实施例一的说明。
[0058]在具体实施时，实施例二中，为了在活塞杆2伸出到位时，第一卸荷活塞6与第一密封面33之间具有更好的密封配合，可在第一活塞体的前侧开设第二安装孔63，在该第二安装孔63中安装第二复位弹簧64。另外，在实施例二中，活塞轴72与第一卸荷活塞6的第一活塞体的连接方式可以采用如下方法:在活塞轴72的前侧开设螺纹孔，第一活塞体的后侧形成螺杆，该螺杆与该螺纹孔形成螺旋副；进一步地，为了防止该螺旋副受到液压油污染或者污染液压油，可在第一活塞体与活塞轴72之间在环绕该螺杆的位置设置密封圈。
[0059]需要说明的是，上述实施例一和实施例二中，第二活塞体71通过活塞轴72经卸荷通道34与第一活塞体连接，活塞轴72与第二活塞体71可以一体成型，也可以采用其他固定连接方式，但在其他实施例中，第二卸荷活塞7可以仅包括第二活塞体71，第二活塞体71与第一卸荷活塞6之间可以采用其他固定连接方式，只要能够实现第一卸荷活塞6与第二卸荷活塞7作为一个整体呈浮动设置即可。
[0060]需要说明的是，上述实施例一和实施例二中，第二活塞体71的后端在第一活塞体与第一密封面33密封配合时超出活塞3的后端面，在第二活塞体71与第二密封面35密封配合时，未超出活塞3的后端面，但在其他实施例中，并不受此限制，只要能够在第一复位弹簧8的作用下实现本发明的相应功能即可。
[0061]需要说明的是，上述各种实施例中，均采用第一复位弹簧8以更好地实现第二卸荷活塞7的位置调整，但在其他实施例中，并不受限于此，只要能够实现在活塞杆2缩回到位时，第二卸荷活塞7与第二密封面35之间形成卸荷间隙直至有杆腔11的压力降至预定值即可。
[0062]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种液压油缸，包括缸筒(I)、缸底(9 )、活塞杆(2 )和活塞(3 )，其特征在于，还包括第一卸荷活塞(6)、第二卸荷活塞(7)，其中: 所述活塞(3)在其前后方向上贯穿设置有卸荷通道(34)，所述第一卸荷活塞(6)和所述第二卸荷活塞(7)分别位于所述卸荷通道(34)的前侧出口处和后侧出口处，且所述第一卸荷活塞(6)和所述第二卸荷活塞(7)之间相连于所述卸荷通道(34)内且浮动设置； 所述卸荷通道(34)的前侧出口处形成有可与所述第一卸荷活塞(6)密封配合的第一密封面(33 )，所述卸荷通道(34 )的后侧出口处形成有可与所述第二卸荷活塞(7 )密封配合的第二密封面(35)； 在所述活塞杆(2 )伸出时，所述第二卸荷活塞(7 )与所述第二密封面(35 )密封配合，在所述活塞杆(2)缩回且未缩回到位时，所述第一卸荷活塞(6)与所述第一密封面(33)密封配合，在所述活塞杆(2)缩回到位时，所述第二卸荷活塞(7)与所述第二密封面(35)之间形成卸荷间隙直至有杆腔(11)的压力降至预定值。
2.如权利要求1所述的液压油缸，其特征在于，所述第二卸荷活塞(7)的后端与所述缸底(9)内壁之间设置有第一复位弹簧(8)。
3.如权利要求2所述的液压油缸，其特征在于，所述第一卸荷活塞(6)与所述第一密封面(33 )密封配合时，所述第二卸荷活塞(7 )的后端超出所述活塞(3 )的后端面，所述第二卸荷活塞(7)与所述第二密封面(35)密封配合时，所述第二卸荷活塞(7)的后端未超出所述活塞(3)的后端面。
4.如权利要求1至3任一项所述的液压油缸，其特征在于，所述第一卸荷活塞(6)包括可与所述第一密封面(33)密封配合的第一活塞体，所述第二卸荷活塞(7)包括可与所述第二密封面(35)密封配合的第二活塞体(71)以及设于所述第二活塞体(71)前侧的活塞轴(72),所述活塞轴(72)伸过所述卸荷通道(34)与所述第一活塞体连接。
5.如权利要求4所述的液压油缸，其特征在于，所述活塞(3)设置于所述活塞杆(2)伸入端的端面侧，所述卸荷通道(34)设置于所述活塞(3)的中心位置，所述活塞(3)中设置于所述卸荷通道(34 )的前侧出口连通的内腔(32 )，所述内腔(32 )与有杆腔(11)之间设置有连通油路(31)。
6.如权利要求5所述的液压油缸，其特征在于，所述活塞轴(72)的前侧设置有螺杆(73)，所述第一活塞体在其前后方向上贯穿设置有螺纹孔，所述螺杆(73)穿过所述螺纹孔并与其形成螺旋副，所述螺杆(73)穿过所述螺纹孔的一端设置有螺母(5)。
7.如权利要求6所述的液压油缸，其特征在于，所述活塞轴(72)的前侧与所述第一活塞体的后侧之间在环绕所述螺杆(73)的位置设置有密封圈(10)。
8.如权利要求4所述的液压油缸，其特征在于，所述活塞(3)套设于所述活塞杆(2)伸入端，所述卸荷通道(34)设置于所述活塞(3)上位于所述缸筒(I)内壁与所述活塞杆(2)伸入端之间的位置。
9.如权利要求8所述的液压油缸，其特征在于，所述活塞轴(72)的前侧设置有螺纹孔，所述第一活塞体的后侧设置有螺杆，所述螺杆与所述螺纹孔形成螺旋副。
10.如权利要求8所述的液压油缸，其特征在于，所述第一活塞体的前侧设置有第二复位弹簧(64)。
【文档编号】F15B15/14GK103615429SQ201310684291
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】吴永闯, 钟志伟, 王坤 申请人:三一汽车起重机械有限公司