多级阻尼节流的液压缓冲器以及液压缓冲方法
【技术领域】
[0001]本发明属于液压缓冲技术领域，具体涉及一种多级阻尼节流的液压缓冲器以及液压缓冲方法。
【背景技术】
[0002]液压缓冲器是一种安全保护缓冲装置，广泛应用于工程车辆、电梯、冶金、港口机械、铁道车辆等机械设备上，其作用是:当下落物高速移动(相当于自由落体状态)时，会引起很大的惯性力，而液压缓冲器可吸收下落物所带来的冲击，防止硬性碰撞导致机构损坏。
[0003]例如，在工程机械中，尤其是旋挖钻机，经常会遇到这种硬性碰撞导致机构损坏的问题。具体的，旋挖钻机主臂的主要执行结构是多级油缸，当旋挖钻机动力头下降的时候，多级油缸会执行动作，但是外面保护多级油缸的伸缩装置很可能会出现粘连、卡壳等现象，随着多级油缸液压力不断增大，伸缩装置会突然下落，相当于自由落体状态一样，砸到动力头的连接板上，从而导致动力头损坏，造成重大的经济损失。因此，为避免硬性碰撞导致机构损坏的情况，需要在动力头的连接板上设置液压缓冲器。
[0004]然而，现在市场上的液压缓冲器，消耗能量与液压缓冲器体积成正比，不能既满足液压缓冲器体积小、又能满足消耗能量大的使用需求。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种多级阻尼节流的液压缓冲器以及液压缓冲方法，可有效解决上述问题。
[0006]本发明采用的技术方案如下:
[0007]本发明提供一种多级阻尼节流的液压缓冲器，包括:液压缸(I)、前端盖(2)、后端盖(3)、活塞组件(4)和节流杆(5);
[0008]其中，所述液压缸(I)竖直设置，在所述液压缸(I)的前端密封设置所述前端盖(2)，在所述液压缸(I)的后端密封设置所述后端盖(3)，所述前端盖(2)和所述后端盖(3)使所述液压缸(I)的内部腔体形成封闭空间；
[0009]在所述前端盖(2)的中心位置开设有第I安装孔，在所述后端盖(3)的中心位置开设有第2安装孔，并且，所述第I安装孔的直径大于所述第2安装孔的直径；
[0010]所述活塞组件(4)包括:活塞盖(41)和活塞杆(42);
[0011]所述活塞盖(41)横向设置于所述液压缸(I)的腔体内部，所述活塞盖(41)的外周壁与所述液压缸(I)的腔体内壁密封且可滑动连接，通过所述活塞盖(41)，将所述液压缸(I)的腔体划分为上腔体(11)和下腔体(12);此外，在所述活塞盖(41)开设有至少一个单向阀(43)，所述单向阀(43)的入口与所述上腔体(11)连通，所述单向阀(43)的出口与所述下腔体(12)连通；
[0012]所述活塞杆(42)为筒状结构，包括筒体，所述筒体一端敞口，另一端密封；所述筒体的外径与所述第I安装孔的内径相适配，则:所述筒体敞口朝下，密封穿过所述第I安装孔且使所述筒体的敞口端密封固定到所述活塞盖(41)的上表面；通过设置所述筒体，将所述筒体内部的腔体称为内腔体(14)，将所述筒体的外壁与所述液压缸(I)的内壁形成的环状腔体称为外腔体(15);外腔体(15)为部分上腔体(11);则:在所述筒体的下部开设有至少一个溢油孔(6)，使所述内腔体(14)和所述外腔体(15)形成连通结构；
[0013]另外，在所述活塞盖(41)的中心位置开设有第3安装孔；所述节流杆(5)按由下向上方向，依次穿过所述第2安装孔和所述第3安装孔后，使所述节流杆(5)的前端面位于所述内腔体(14)中，使所述节流杆(5)的后端面位于所述后端盖(3)的外部；并且，所述节流杆(5)与所述后端盖(3)的第2安装孔为密封且固定的连接方式，所述节流杆(5)通过所述后端盖(3)而固定设置；所述节流杆(5)与所述活塞盖(41)的第3安装孔为间隙设置，所述节流杆(5)的外壁与所述第3安装孔的孔壁之间具有多个阻尼缝隙；
[0014]此外，所述节流杆(5)的中心轴向设置有输介质通道(51);所述节流杆的后端部设置有输介质阀门(52)，通过操纵输介质阀门(52)，将外部介质通过所述输介质通道(51)而输送到所述内腔体(14)。
[0015]优选的，所述前端盖(2)与所述液压缸⑴的内壁活动连接；所述后端盖(3)与所述液压缸(I)的内壁固定连接。
[0016]优选的，所述后端盖(3)与所述液压缸⑴的内壁通过螺纹连接。
[0017]优选的，还包括安全通道(7)，所述安全通道(7)依次穿过所述后端盖(3)和所述节流杆(5)，进而连通所述下腔体(12)和所述输介质通道(51);在所述安全通道(7)安装有安全阀⑶。
[0018]本发明还提供一种多级阻尼节流的液压缓冲方法，包括以下步骤:
[0019]步骤1，在组装得到多级阻尼节流的液压缓冲器后，将液压缓冲器倒置，使前端盖
(2)位于下面位置，后端盖(3)位于上面位置；然后，打开输介质阀门(52)，通过输介质阀门
(52)向液压缓冲器的腔体充满液压油；8卩:内腔体(14)、外腔体(15)和下腔体(12)均充满液压油；
[0020]液压油流动方式为:首先，液压油通过输介质通道(51)流入到内腔体(14)，然后，通过溢油孔(6)流入到外腔体(15)，再通过单向阀(43)流入到下腔体(12);
[0021]并且，在注入液压油时，由于液压油的重力推动作用，推动活塞盖(41)朝向前端盖(2)移动，并最终移动到与前端盖(2)接触的位置；而当活塞盖(41)朝向前端盖(2)移动的过程中，同时推动活塞杆(42)从所述液压缸⑴的腔体内部逐渐向外移动；并且，当所述活塞杆(42)的密封端移动到最外位置时，所述活塞杆(42)所安装的所述溢油孔(6)仍然在所述液压缸⑴的腔体内部；所述内腔体(14)通过所述溢油孔(6)与所述外腔体(15)连通；
[0022]步骤2，在内腔体(14)、外腔体(15)和下腔体(12)均充满液压油后，将液压缓冲器翻转为正立设置状态；然后打开输介质阀门(52)，在重力作用下，位于节流杆(5)顶端面上方所有腔体的液压油均通过输介质通道(51)流到缓冲器外部；
[0023]然后，通过输介质通道(51)，向位于节流杆(5)顶端面上方所有腔体输入压缩空气，然后关闭输介质阀门(52)；
[0024]此时，以节流杆(5)顶端面为分界面，位于节流杆(5)顶端面上方的所有腔体填满压缩空气；而位于节流杆(5)顶端面下方的所有腔体填满液压油；并且，由于活塞杆(42)运动行程的最高点不会超过节流杆(5)顶端面，因此，下腔体(12)必然填满液压油；而由于活塞杆(42)的密封端高于液压缸(I)的顶端，因此，活塞杆(42)的密封端必然高于节流杆
(5)顶端面，所以，活塞杆(42)的内腔体必然填充有压缩空气；
[0025]步骤3，当活塞杆(42)受外力向下移动时，由于活塞杆(42)的第3安装孔孔壁与节流杆(5)的外壁之间具有多个阻尼缝隙，因此，下腔体(12)的液压油通过阻尼缝隙首先流入到内腔体(14)，当注入到内腔体(14)的液压油达到一定量后，会通过溢油孔(6)而流入到外腔体(15);因此，当下腔体(12)的液压油通过阻尼缝隙向上流动时，形成与活塞杆
(42)移动方向相反的阻尼力，且该阻尼力直接作用于活塞杆(42)，达到抗衡活塞杆(42)下移时的冲击力，起到缓冲作用，直到使活塞杆(42)停止下移；
[0026]步骤4，当施加于活塞杆(42)的外力撤消后，由于活塞杆(42)的内腔体填充有压缩空气，因此，在压缩空气的作用下，活塞杆(42)向上移动复位，并且，在活塞杆(42)向上移动的过程中，同时带动活塞盖(41)向上移动；而当活塞盖(41)向上移动时，位于活塞盖
(41)上方腔体的液压油通过单向阀(43)流回到下腔体(12)。
[0027]优选的，还包括:
[0028]当下腔体(12)的压力过高时，打开安全阀(8)，下腔体(12)的液压油通过安全通道(7)流入到输介质通道(51)，再通过输介质通道(51)而流入到内腔体(14)。
[0029]优选的，还包括:前端盖(2)与液压缸(I)的内壁活动，但由于位于节流杆(5)顶端面上方所有腔体填满压缩空气，因此，压缩空气始终向前端盖(2)施加向上压力，进而使前端盖(2)稳固在液压缸(I)的前端。
[0030]本发明提供的多级阻尼节流的液压缓冲器以及液压缓冲方法具有以下优点: