弹簧液压缸的制作方法

本实用新型涉及一种液压执行元件，特别涉及一种弹簧液压缸。

背景技术：

液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。

液压缸的结构形式多种多样，其分类方法也有多种：按运动方式可分为直线往复运动式和回转摆动式；按受液压力作用情况可分为单作用式、双作用式；按结构形式可分为活塞式、柱塞式、多级伸缩套筒式，齿轮齿条式等；按安装形式可分为拉杆、耳环、底脚、铰轴等；按压力等级可分为16Mpa、25Mpa、31.5Mpa等。

现有的单作用活塞式液压缸如申请号为201310128278.2的中国专利，公开了一种用于热轧型钢生产线的活塞式弹簧液压缸，该活塞式弹簧液压缸包括：活塞杆；活塞，设于所述活塞杆的里端；缸体，包括缸筒和密封地设于所述缸筒一端的底座，所述活塞可滑动地设于所述缸筒中，所述底座上设有进油口；压紧环，密封地固定于所述缸筒另一端的内壁，所述活塞杆的外端密封地穿过所述压紧环的中心；和螺旋弹簧，套设于所述活塞杆上。这种液压缸能够解决单回路活塞缸活塞不易缩回等问题，并且结构简单、使用效果良好。

但是这种弹簧液压缸以及与之相似的弹簧液压缸，活塞的回复力由弹簧的弹性模量及其变形量决定。在活塞的运动空间被限置的较小时，普通圆形弹簧的弹性模给弹簧提供的变形空间有限，所能提供给活塞的回复力相对有限，有时不能满足使用要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种弹簧液压缸，在活塞运动空间一定的情况下，活塞回复力相对较大。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种弹簧液压缸，包括缸筒、与缸筒内部连通的油嘴、与缸筒固接的缸底、与缸筒滑动连接的活塞、与活塞固接的活塞杆、固接在缸筒远离缸底一端的备帽，伸缩方向与活塞滑动方向平行的弹簧组件以及密封结构，弹簧组件包括固定在活塞和缸底之间的第一弹簧以及固定在活塞杆和缸底之间的第二弹簧，第一弹簧套设在第二弹簧外，第一弹簧和第二弹簧之间设有导向管，第一弹簧和第二弹簧均为矩形弹簧。

通过采用上述技术方案，设置套设在第一弹簧内的第二弹簧，在不增加占用空间的同时，可以一定程度上增加弹簧组件整体的弹性模量。有助于在弹簧形变空间较小的情况下，提供相对较大的回复力。导向管可以支撑弹簧组件，避免出现第一弹簧出现弯折的现象，有助于实现第一弹簧的有效变形。同时导向管可以起到隔离第一弹簧与导向部以及隔离第二弹簧与第一弹簧的，有效避免第一弹簧和第二弹簧意外发生弯折后接触，从而避免第一弹簧和第二弹簧之间发生干涉。有助于保证弹簧组件正常工作。矩形弹簧的性能稳定，在同等受力状态下，比普通圆形弹簧节省空间，即在空间有限制的情况下，矩形弹簧提供的力值会更大。使液压缸的使用范围更广。

较佳的，活塞杆包括与备帽滑动连接的滑动部以及连接部，滑动部和连接部为彼此同轴的圆柱形，连接部的直径小于滑动部，活塞套设在连接部并与滑动部抵接，连接部上螺纹连接有与活塞远离滑动部的端面抵接的锁紧螺母。

通过采用上述技术方案，活塞被锁紧螺母和滑动部将夹在之间从而固定，便于活塞和活塞杆的单独加工，降低加工难度，有助于保证活塞和活塞杆的加工精度。

较佳的，活塞杆还包括固接在连接部远离滑动部一端的导向部，导向管套设在导向部上。

通过采用上述技术方案，设置导向部，并将导向管套设在导向管上可以使导向管与活塞杆保持平行，避免出现导向管偏移，从而避免弹簧组件发生偏移的现象。

较佳的，密封结构包括设置在连接部与活塞之间的第一密封圈、设置在缸筒与活塞之间的第二密封圈、设置在备帽与活塞杆之间的第三密封圈以及设置在备帽与缸筒之间的第四密封圈。

通过采用上述技术方案，设置第一密封圈对活塞与连接部之间的缝隙进行密封，避免液压油从活塞与活塞杆之间的缝隙进入缸筒的另一侧。设置第二密封圈对活塞与缸筒之间的缝隙进行密封，避免液压油从活塞与缸筒之间的缝隙进入缸筒的另一侧。设置第三密封圈对活塞与备帽之间的缝隙进行密封，避免液压油从备帽与活塞杆之间的缝隙漏出液压缸。设置第四密封圈对备帽与缸筒之间的缝隙进行密封，避免液压油从备帽与缸筒之间的缝隙漏出液压缸。保证液压缸的密封效果有助于保证液压缸的执行效果。

较佳的，滑动部上套设有保护套。

通过采用上述技术方案，滑动套与备帽之间为要求密封效果的滑动连接，且滑动部的一部分需要伸出备帽暴露在液压缸的外部环境中。设置保护套可以在安装和运输液压缸时，保护滑动部免受损伤，有助于保证液压缸的密封效果。

较佳的，活塞靠近缸底的端面上开有凹槽，锁紧螺母位于凹槽内。

通过采用上述技术方案，设置凹槽可以使部分锁紧螺母落入凹槽内，从而使活塞和锁紧螺母的整体长度变小，为弹簧组件留有更多的形变空间，有助于提高液压缸的适用性。

较佳的，备帽靠近活塞的一端的侧壁与缸筒之间留有连通油嘴的缝隙。

通过采用上述技术方案，当弹簧组件将活塞推回与备帽抵接的初始位置时，液压油会流进液压缸备帽与缸筒之间的缝隙中，并在所述缝隙形成湍流，降低液压油的流动速度，减缓活塞的滑动，起到一定的缓冲作用。有助于保护液压缸。

较佳的，备帽上固设有防尘圈，防尘圈与活塞杆抵接。

通过采用上述技术方案，设置防尘圈，可以避免灰尘从备帽与活塞杆之间的缝隙进入，进而避免灰尘影响活塞杆的正常滑动。有助于保护液压缸。

较佳的，缸底靠近活塞的端面上固接有与第一弹簧内圈相适配的定心台，定心台上开有与第二弹簧的轴向端面相适配的定心槽。

通过采用上述技术方案，设置定心台和定心槽可以使弹簧组件在缸筒内的位置更为稳定，进一步避免弹簧出现弯折和相互干渉的现象，有助于保证弹簧组件正常工作。同时设置定心台和定心槽便于安装液压缸时对弹簧组件进行定位。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

助于在弹簧形变空间较小的情况下，提供相对较大的回复力；使液压缸的使用范围更广；便于加工；便于保证加工精度；密封效果好；工作性能稳定；有助于保证液压缸的执行效果；便于安装；使用寿命长。

附图说明

图1是弹簧液压缸内部结构示意图；

图2是缸筒的剖视图；

图3是图1中A处放大图；

图4是液压缸油嘴、扩口式接头与六角螺帽的示意图；

图5是备帽的剖视图；

图6是图1中B处放大图；

图7是活塞的剖视图；

图8是活塞杆的结构示意图；

图9是图1中C处放大图；

图10是图1中D处放大图。

图中，1、缸筒；11、缸底；111、第二连接孔；112、定心台；113、定心槽；12、油孔；21、第一弹簧；22、第二弹簧；3、活塞；31、第二嵌槽；32、锁紧螺母；4、活塞杆；41、滑动部；42、连接部；421、第一嵌槽；43、导向部；44、第一连接孔；5、备帽；51、本体部；52、挡环；53、第三嵌槽；54、第四嵌槽；55、第五嵌槽；56、防尘圈；61、第一密封圈；62、第二密封圈；63、第三密封圈；64、第四密封圈；7、保护套；8、油嘴；81、节流堵；82、扩口式接头；83、六角螺帽；9、导向管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种弹簧液压缸，如图1所示，包括圆柱形的缸筒1，结合图2所示，缸筒1一端开有光孔，缸筒1的另一端开有螺纹孔。光孔与螺纹孔相互连通且均与缸筒1同轴。缸筒1靠近螺纹孔的轴向端面上开有与缸筒1同轴的环形槽，所述环形槽的直径大于内螺纹的大径。缸筒1的圆周壁上开有油孔12，油孔12连通光孔和缸筒1外部，油孔12位于光孔靠近螺纹孔的一端。

结合图3所示，缸筒1的外圆周壁上焊接有圆管形的油嘴8，油嘴8的内壁上开有内螺纹。油嘴8远离缸筒1的一端螺纹连接有扩口式接头82。扩口式接头82与缸筒1之间设置有节流堵81，节流堵81、油嘴8以及油孔12均同轴。

结合图4所示，扩口式接头82远离缸筒1的一端螺纹连接有六角螺帽83。扩口式接头82靠近油孔12的一端开有环形槽，环形槽内嵌合有O形密封圈。扩口式接头82上套设有环形挡片，挡片设置在所述O形密封圈远离油孔12的一端，且挡片与油嘴8远离油孔12的端面抵接。扩口式接头82上螺纹连接有螺母，所述螺母将挡片抵接在油嘴8上。

结合图1和图5所示，缸筒1的内螺纹上螺纹连接有备帽5。备帽5包括圆管状的本体部51以及与本体部51同轴固接的挡环52，本体部51上开有与缸筒1上内螺纹相适配的外螺纹。挡环52固接在本体部51的一端，结合图6所示，且与缸筒1靠近内螺纹的轴向端面抵接。本体部51远离挡环52的一端直径小于备帽5上外螺纹的小径，在本体部51与缸筒1的内壁之间留有缝隙。本体部51远离挡环52的一端的边缘为圆角结构。

如图6所示，本体部51的外圈上开有环形的凹槽，凹槽位于挡环52和备帽5的外螺纹之间。备帽5上的凹槽与缸筒1端面上的圆孔相对，拼合成环形的第四嵌槽54。第四嵌槽54内嵌合有第四密封圈64，第四密封圈64为O型密封圈。本体部51的内圈上开第三嵌槽53和第五嵌槽55，第三嵌槽53和第五嵌槽55为环形，且与本体部51同轴的环形。其中第三嵌槽53设置在远离挡环52的一端。第三嵌槽53内嵌合有第三密封圈63，第三密封圈63为Y型密封圈，且第三密封圈63的唇口背向挡环52。第五嵌槽55内嵌合有防尘圈56。

结合图1和图7所示，缸筒1内滑动连接有活塞3，活塞3整体成扁圆环状。结合图6所示，活塞3的内径小于备帽5的内径，活塞3的外径与缸筒1的内径相同。活塞3靠近备帽5的一端的圆周壁向其轴线方向收拢，形成圆台形的表面。活塞3远离备帽5的一端开有环形的凹槽，所述凹槽与活塞3同轴。活塞3的外圆周面开有与活塞3同轴的第二嵌槽31，第二嵌槽31内嵌合有第二密封圈62，第二密封圈62为为Y型密封圈，且第二密封圈62的唇口朝向备帽5。

结合图1和图6所示，活塞3上固设有活塞杆4。如图8所示，活塞杆4包括滑动部41、连接部42和导向部43，连接部42、滑动部41和导向部43整体均为圆柱状且均同轴。连接部42的直径与活塞3的内径一致。滑动部41的直径与备帽5的最小的内径一致。活塞3套在连接部42上且与滑动部41抵接。连接部42远离滑动部41的一端的圆周面上开有螺纹，且连接部42上螺纹连接有与活塞3抵接的锁紧螺母32，锁紧螺母32的一部分位于活塞3的凹槽内。连接部42上开有与活塞杆4同轴的第一嵌槽421，第一嵌槽421内嵌合有第一密封圈61，第一密封圈61为O形密封圈，且位于连接部42与活塞3之间。

滑动部41从备帽5中穿过，伸出缸筒1，结合图5所示，滑动部41的圆周面与第三密封圈63和防尘圈56抵接。如图1所示，活塞3与备帽5抵接时滑动部41伸出备帽5的部分上套设有保护套7，保护套7为PVC软管制成。滑动部41远离连接部42的一端包括一段直径较小部分，所述部分上开有第一连接孔44，第一连接孔44的轴线与滑动部41的轴线垂直相交。

结合图1和图9所示，导向部43位于连接部42远离滑动部41的一端，且直径小于连接部42。结合图8所示，导向部43远离滑动部41的一端呈阶梯状。导向部43上套设有导向管9。

如图1所示，缸筒1远离备帽5的一端焊接有缸底11。缸底11插入到缸筒1内。缸底11远离活塞3的端面凸出有与缸底11同轴的圆柱。所述圆柱上开有第二连接孔111，且第二连接孔111的轴线与缸底11的轴线垂直相交。

如图1和图9所示，导向管9外套设有第一弹簧21，第一弹簧21的两端分别抵接在锁紧螺母32和缸底11上。如图10所示，缸底11靠近导向部43的一端固接有与缸筒1同轴的圆台形定心台112，且定心台112直径较小一端靠近备帽5。定心台112伸入第一弹簧21内。定心台112靠近备帽5的端面上开有圆环形的定心槽113，定心槽113与定心台112同轴。

导向部43上套设有第二弹簧22，第二弹簧22靠近备帽5的一端位于导向管9与导向部43之间，第二弹簧22的两端分别与导向部43的台阶过渡面以及定心台112抵接。第二弹簧22位于定心槽113内。第一弹簧21和第二弹簧22均为矩形弹簧。

安装时，将缸底11和油嘴8焊接在缸筒1上，将第一密封圈61嵌合在第一嵌槽421内，活塞3套在活塞杆4上，将锁定螺母螺纹连接在活塞杆4上，第二密封圈62嵌在第二嵌槽31内，将第一弹簧21放入缸筒1内并与缸底11抵接，将导向管9套设在活塞杆4上，第二弹簧22套设在活塞杆4上，活塞杆4连同活塞3、第二弹簧22和导向管9插入缸筒1内，将第三密封圈63、第四密封圈64和防尘圈56分别嵌合在第三嵌槽53、第四嵌槽54和第五嵌槽55内，将备帽5螺纹连接在缸筒1上。

使用时，打开六角螺帽83，使液压油从扩口式接头82经过节流堵81进入油嘴8，液压油从油孔12进入备帽5与活塞3之间，不断注入液压油，液压油推动活塞3压缩第一弹簧21和第二弹簧22，一部分滑动部41缩入缸筒1；卸荷时，液压油从备帽5与活塞3之间流出，第一弹簧21和第二弹簧22回弹，推动活塞3和活塞杆4，使滑动部41向缸筒1外伸出。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。