具有缓冲功能的液压油缸的制作方法

1.本实用新型涉及一种液压油缸，更具体地说，涉及一种具有缓冲功能的液压油缸。


背景技术：

2.液压油缸中往复运动的活塞与活塞杆为主要受力元件，在液压力的驱动下具有很大的动能，当其快速运动到行程终端时会与缸盖和缸底发生机械碰撞，产生强烈的冲击和噪声，严重影响油缸的可靠性和使用寿命。为了减小冲击对油缸带来的影响，需在活塞快要运动到行程终端时增加适当的制动，使活塞的运动速度递减，从而达到对液压油缸的缓冲保护作用。
3.目前常用的缓冲结构有两种：一种是在液压系统回路上增加缓冲，一种是液压油缸内部设计缓冲装置。
4.在液压系统上增加缓冲装置会增加系统的复杂性，同时成本也会上升较多。在液压缸内置缓冲装置结构简单、体积小，且不需要额外增加流量控制阀等其他液压元件，是目前广泛应用最多的缓冲方式。现有的液压缸内置缓冲结构多采用的是环形间隙式缓冲结构，环形间隙式原理是利用油液通过较小的环形缝隙时产生背压来降低活塞的速度，这种缓冲结构存在的最大问题是缓冲过程中受缓冲距离和缓冲间隙的影响存在很大的压力冲击，并且启动过程中存在抖动和爬行现象，缓冲效果不足。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是现有液压油缸缓冲时压力冲击大、启动时抖动和爬行现象的问题，而提供一种具有缓冲功能的液压油缸，在活塞杆回缩行程终端时缓冲，减缓冲击，消除启动时的抖动和爬行现象。
6.本实用新型为实现其目的的技术方案是这样的：构造一种具有缓冲功能的液压油缸，包括缸体和活塞杆组件，所述活塞杆组件包括从缸体的缸盖处伸入到缸体内的活塞杆、位于缸体内与活塞杆端部固定连接的活塞，其特征在于液压油缸还包括柱塞杆，所述柱塞杆的左端与柱塞组件固定连接，所述缸体的缸底上设置有圆柱形的柱塞孔和通过大腔进油启动油道连通油缸大腔的大腔接口，所述大腔进油启动油道上设置有由大腔接口向油缸大腔方向单向导通的单向阀；所述柱塞孔的两端分别连通油缸大腔和大腔接口；在所述活塞回缩至其行程终端位置时所述柱塞杆的右端伸入到所述柱塞孔内并与柱塞孔的孔壁间隙配合，所述柱塞杆为变截面柱体，其与柱塞孔的孔壁之间的有效流通间隙面积随柱塞杆向柱塞孔内伸入的长度增加而减小。
7.在本实用新型中，活塞杆回缩至接近行程终端时，大腔进油启动油道因单向阀关闭而截止，柱塞杆的右端伸入柱塞孔中，油缸大腔经柱塞孔的泄油流通面积减小，油缸大腔内油液流出的速度减小而实现活塞杆回缩的缓冲。由于柱塞杆为变截面，随着柱塞杆向柱塞孔中插入的深度增加，柱塞杆的截面面积增加，柱塞杆与柱塞孔孔壁之间的间隙减小，也即柱塞杆与柱塞孔的孔壁之间的有效流通间隙面积逐渐减小，因此活塞杆在回缩行程终端
回缩时，油缸大腔的泄油流通面积是个渐变的过程，因此可避免缓冲时产生的压力冲击。当活塞杆由回缩行程终端启动向外伸出时，油液从大腔接口进入，打开单向阀，经大腔进油启动油道流入油缸大腔，推动活塞杆组件向左移动使活塞杆从缸体的缸盖处伸出。由于油液经大腔进油启动油道进油油缸的大腔，不受柱塞杆与柱塞孔孔壁之间间隙的影响，因此油缸启动时不会出现抖动和爬行现象，活塞杆启动伸出流畅稳定。
8.上述具有缓冲功能的液压油缸中，所述柱塞杆自右端起向左依次包括锥面段和圆柱面段，所述锥面段的径向侧面整体上为圆锥面，即所述锥面段的径向侧面以圆锥面为主，所述圆柱面段的径向侧面整体上为圆柱面，即所述圆柱面段的径向侧面以圆柱面为主，所述圆柱面段的径向侧面上设置有两个以上周向均布的斜切面，所述斜切面与柱塞杆轴心线之间夹角的角度开口朝向左端且斜切面的右端延伸至所述锥面段的径向侧面。
9.上述具有缓冲功能的液压油缸中，所述锥面段的径向侧面与右端端面之间具有圆倒角。进一步地，所述柱塞孔与油缸大腔相连的端头具有圆倒角。
10.上述具有缓冲功能的液压油缸中，所述柱塞杆与所述活塞杆组件之间为可拆卸式固定连接。柱塞杆与活塞杆组件之间为可拆卸方式连接，可以根据液压油缸所装配的机器选定相应的柱塞杆，在不变化油缸的整体参数的情况下，通过更换柱塞杆获的最佳的缓冲效果。
11.上述具有缓冲功能的液压油缸中，所述柱塞杆的左端固定连接在所述活塞的右端端面上。
12.上述具有缓冲功能的液压油缸中，所述活塞设置有用于与所述活塞杆连接的中心通孔，所述柱塞杆的左端在所述活塞的中心通孔中与所述活塞杆固定连接。
13.上述具有缓冲功能的液压油缸中，所述活塞杆的右端端面上设置有用于容纳所述柱塞杆左端的孔洞，在活塞杆右端和柱塞杆左端设置有相互连通的销孔，所述销孔用于容纳销定所述活塞杆和柱塞杆的销钉。
14.上述具有缓冲功能的液压油缸中，所述活塞杆的销孔为径向贯通所述活塞杆右端的通孔。进一步地，所述活塞杆的销孔为为阶梯孔。
15.上述具有缓冲功能的液压油缸中，所述活塞杆的销孔的端部与所述活塞的中心内孔孔壁相对。所述活塞的中心内孔孔壁可对销孔中的销钉进行限位，防止销钉从销孔中脱落出来。
16.本实用新型与现有技术相比，本实用新型油缸在活塞杆回缩至行程终端时可实现活塞杆组件的缓冲，并且可减缓缓冲时的压力冲击，活塞杆启动向外伸出时，可避免出现抖动和爬行现象，活塞杆启动伸出流畅稳定。
附图说明
17.图1是本实用新型液压油缸的结构示意图。
18.图2是本实用新型液压油缸中缸体的缸底处的结构示意图。
19.图3是本实用新型液压油缸中柱塞杆的结构示意图。
20.图4是本实用新型液压油缸中柱塞杆的三视图。
21.图5是本实用新型液压油缸中活塞杆端部的机构示意图。
22.图6是本实用新型液压油缸中活塞杆回缩至行程终端时的状态示意图。
23.图中零部件名称及序号：
24.活塞杆1、孔洞11、销孔12、销钉13、活塞2、缸体3、缸盖31、缸底32、大腔接口33、柱塞孔34、圆倒角35、柱塞杆4、销孔41、圆柱面段42、圆锥面段43、斜切面44、圆倒角45、大腔进油启动油道5、钢球51、弹簧52。
具体实施方式
25.下面结合附图说明具体实施方案。
26.在本实施例中，“左”“右”方向为液压油缸的轴向方向，并且液压油缸的缸底端为“右”，缸盖端为“左”。
27.本实施例中的液压油缸如图1所示，其包括缸体3和活塞杆组件，活塞杆组件包括从缸体的缸盖31处伸入到缸体内的活塞杆1、位于缸体内与活塞杆1端部固定连接的活塞2、柱塞杆4。
28.如图2所示，在缸体的缸底32上设置有大腔接口33，大腔接口33通过大腔进油启动油道5连通油缸大腔，在大腔进油启动油道5上设置有由钢球51和弹簧52构成的单向阀，单向阀由大腔接口33向油缸大腔方向导通。当油缸大腔的压力大于等于大腔接口处的压力时，钢球51在弹簧52的作用下与大腔进油启动油道5上的钢球锁止位配合密封而使大腔进油启动油道截止。当大腔接口处的压力大于油缸大腔内的压力时，液压油推动钢球51克服弹簧52的弹力而导通，使得液压油能够通过大腔进油启动油道进入到油缸大腔。
29.在缸体的缸底32上还设置有柱塞孔34，柱塞孔34呈圆柱状，与液压油缸的缸体同轴左右轴向布置。柱塞孔34的右端与大腔接口33连通，左端与油缸大腔连通。柱塞孔的左端与油缸大腔连接处的孔壁设置有圆倒角35，使得柱塞孔的左端端部孔径大于其他部位的孔径，以此形成导向结构，以便柱塞杆插入时进行导向。
30.柱塞杆4的左端固定在活塞杆组件上，与活塞杆1同轴布置，活塞杆1回缩至行程终端时，柱塞杆4的右端插入到缸底上设置的柱塞孔34内，与柱塞孔34的孔壁间隙配合。
31.如他3图4所示，柱塞杆4大体上为圆柱状(近似为圆柱体)，其右端具有一段为锥面段43，锥面段43的径向侧面整体上近似为圆锥面，锥面段43的径向侧面与柱塞杆的右端端面之间设圆倒角45。锥面段43的右端直径小于锥面段43的左端直径，锥面段43的轴向长度为l1，锥顶角为a1。
32.柱塞杆4上位于锥面段43的左侧为圆柱面段42，圆柱面段42的径向侧面整体上近似为圆柱面，其直径等于锥面段43左端的直径。在圆柱面段42的径向侧面上设置有两个斜切面44，两个斜切面44关于柱塞杆4的中心轴线中心对称。斜切面44的右端延伸至锥面段43上，使得锥面段43的径向侧面由圆锥面和平面构成，圆柱面段42的径向侧面由圆柱面和平面构成。
33.斜切面44右端与柱塞杆4中心轴线的距离小于斜切面44左端与柱塞杆中心轴线的距离，使得斜切面44与柱塞杆中心轴线之间夹角的角度开口朝向左端。斜切面左端至圆柱面段右端的长度为l2，斜切面44与柱塞杆中心轴线之间的夹角为a2。
34.如图5图6所示，活塞2的中心设置有中心通孔，活塞杆1的右端位于活塞的中心通孔中，与活塞2螺纹配合固定连接。柱塞杆4的左端自活塞2的中心通孔右端伸入与活塞杆1的右端固定连接。
35.如图5所示，活塞杆1的右端端面上设置有孔洞11，右端侧面设置有径向贯通的销孔12，销孔12与孔洞11相通。销孔12为阶梯孔，其一端的孔径小于另一端的孔径。柱塞杆4的左端设置有径向贯通的销孔41。如图6所示，柱塞杆4的左端容纳在活塞杆端面上的孔洞44内，柱塞杆4左端径向侧面与孔洞11的侧壁间隙配合，柱塞杆4上的销孔41与活塞杆1上的销孔12同轴对齐，在柱塞杆和活塞杆上同轴相同的销孔中安装销钉13，将柱塞杆4销定在活塞杆1的孔洞中，销钉13由活塞杆上销孔12的大直径端插入。装配时先将柱塞杆与活塞杆连接，再将活塞杆与活塞装配连接，拆卸时先将活塞杆与活塞拆解分离，再将活塞杆与柱塞杆拆卸分离。
36.本实施例的液压油缸中，活塞杆1在外力或小腔液压油的作用下回缩，当活塞杆1回缩至其行程终端时，大腔进油启动油道5因其上的单向阀关闭而截止，柱塞杆4的右端伸入到柱塞孔内，油缸大腔经柱塞孔34的泄油流通面积减小，油缸大腔内油液流出的速度减小而实现活塞杆回缩速度降低而实现回缩缓冲。由于柱塞杆为变截面，随着柱塞杆向柱塞孔中插入的深度增加，柱塞杆的截面面积增加，柱塞杆与柱塞孔孔壁之间的间隙减小，也即柱塞杆与柱塞孔的孔壁之间的有效流通间隙面积逐渐减小，因此活塞杆在回缩行程终端回缩时，油缸大腔的泄油流通面积是个渐变减小的过程，可避免缓冲时产生的压力冲击。当活塞杆由回缩行程终端启动向外伸出时，油液从大腔接口进入，打开单向阀，经大腔进油启动油道流入油缸大腔，推动活塞杆组件向左移动使活塞杆从缸体的缸盖处伸出。由于油液经大腔进油启动油道进油油缸的大腔，不受柱塞杆与柱塞孔孔壁之间间隙的影响，因此油缸启动时不会出现抖动和爬行现象，活塞杆启动伸出流畅稳定。
37.在本实施例中，柱塞杆与活塞杆之间的连接为可拆卸连接，从而使得柱塞杆可被替换，在不改变液压油缸主体的参数下，通过更换柱塞杆满足相应工况下的活塞杆回缩缓冲。在柱塞杆上，通过设计确定锥面段的轴向长度为l1和锥顶角为a1、斜切面在圆柱面段上的长度l2和斜切面与柱塞杆中心轴线之间的夹角为a2、斜切面的个数等，适应相应的工况，保证活塞回缩缓冲效果。当柱塞杆上的斜切面的个数大于两个时，各斜切面在圆柱面段的径向侧面上轴向均布。