CN103352958B - 一种液压缸的缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压缸缓冲装置，包括活塞(1)、缸筒(2)、缓冲套(3)、压环(4)、螺钉(5)、浮动环(6)、活塞杆(7)、端盖(8)，所述液压缸两端设有端盖(8)，端盖(8)伸入缸体的长度超过油口；活塞(1)固定在活塞杆(7)上，所述活塞(1)套装在缸筒(2)内部；在活塞(1)的相邻一侧设有套装在活塞杆(7)上的缓冲套(3)，缓冲套(3)与活塞杆(7)为间隙配合；压环(4)通过螺钉(5)固定在端盖(8)的内端面上；浮动环(6)安装在压环(4)与端盖(8)之间，与缓冲套(3)间隙配合。本发明能够提高缓冲效果，降低缓冲装置的加工难度和降低加工成本。

Description

一种液压缸的缓冲装置

技术领域

本发明属于液压缸的缓冲技术领域，涉及一种液压缸的缓冲装置。

背景技术

高速运动的液压缸到达端部时，会产生很大的冲击；为了减少冲击，在液压缸端部增加液压缓冲装置；现有液压缸缓冲装置种类很多，但其本质都是在活塞前后增加一段配合面，把回油腔分成缓冲腔和回油腔两部分，缓冲腔的油液通过节流口流到回油腔，由此在缓冲腔产生背压，阻止活塞的运动，降低活塞运动速度，从而起到减缓冲击的目的；根据节流口面积是否变化，分为固定节流和可变节流两种缓冲类型；固定节流在缓冲开始的时候，产生的缓冲制动力很大，但缓冲压力很快衰减下来，后端几乎不起什么作用，缓冲效果很差；变节流缓冲装置是在缓冲过程中通流面积随缓冲行程的变化而变化，圆锥面在缓冲初期的压力变化比较平缓，但后期的压力突变很大；抛物线能达到较理想的缓冲效果，但加工需要数控机床，成本高，而且在缓冲开始和结束的时候存在压力的突变。

现有的缓冲装置为了达到较好的缓冲效果，必须保证缓冲装置与缸筒或端盖的同心，这就需要在加工过程中保证端盖与活塞杆的配合精度、缸筒与端盖的配合精度、缸筒与活塞的配合精度、活塞与活塞杆的配合精度、缓冲套与活塞杆的配合精度、缓冲套与端盖的配合精度，一方面增加了加工的难度，另一方面由于误差的积累具有不可控性，由此导致同样加工精度的两个油缸的缓冲效果不一致。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种液压缸的缓冲装置，采用多孔缓冲套型，通过在缓冲套轴向适当布置不同直径、不同数量的小孔，使节流面积更接近于理想缓冲曲线，缓冲压力基本接近理想曲线，从而使缓冲过程更合理，液压缸的缓冲过程将更加平稳，既没有硬冲击，也没有软冲击；本发明采用浮动环与缓冲套配合的方式，在加工过程中只需要提高浮动环和缓冲套的加工精度，达到很好的间隙配合即可，这样，当活塞运动至行程末端时，通过缓冲套前端的圆锥面可以很顺利地把浮动环与缓冲套配合在一起，通过浮动环端面与端盖的配合起到密封作用，把回油腔分割为缓冲腔和回油腔两部分；这样可以大大降低加工难度，保证了同样精度的缓冲装置的缓冲效果完全一致。

其具体技术方案为：一种液压缸缓冲装置，包括活塞、缸筒、缓冲套、压环、螺钉、浮动环、活塞杆、端盖，所述液压缸两端设有端盖，端盖伸入缸体的长度超过油口；活塞固定在活塞杆上，所述活塞套装在缸筒内部；在活塞的相邻一侧设有套装在活塞杆上的缓冲套，缓冲套与活塞杆为间隙配合；压环通过螺钉固定在端盖的内端面上；浮动环安装在压环与端盖之间，与缓冲套间隙配合。

进一步优选，所述缓冲套上所开节流孔大小与数量的多少，沿轴向保证其通流面积近似于理想节流曲线所需的节流面积。

进一步优选，所述缓冲套的端面是圆锥面，圆锥面的锥度小于15°，圆锥面上设有半圆缺口，在轴向外表面设有不等距不等数量不等直径的节流孔。

进一步优选，所述缓冲套靠近中间位置的内表面的直径大于缓冲套的两端内表面的直径，缓冲套的内表面与活塞杆的外表面形成环形油腔。

进一步优选，节流通道包括所述缓冲套上的节流孔、缓冲套外表面与缸筒形成的缓冲腔、活塞杆与端盖之间的回油腔、缓冲套内表面与活塞杆形成的环形油腔、缓冲套端部中心处的半圆缺口、压环与浮动环之间的浮动间隙腔。

进一步优选，所述缓冲套圆锥面上的半圆缺口与环形油腔、缓冲腔与回油腔相通。

进一步优选，所述浮动环外表面直径小于压环的内表面直径，所述浮动环与运动的缓冲套间隙配合，浮动环与压环之间留有径向浮动间隙，通过浮动环与缓冲套的径向配合转化为浮动环与端盖之间的轴向密封。

进一步优选，所述浮动环上设有通孔。

进一步优选，所述缓冲腔内油液的有效作用面积约等于回油腔内油液的有效作用面积。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明采用多孔缓冲套型，通过适当布置缓冲套上的节流孔的数量、大小和分布规律，使节流面积更接近于理想曲线，缓冲压力基本接近理想曲线，避免硬冲击，减小软冲击，从而减缓液压缸的端部冲击，提高缓冲效果；同时，本发明不需要为了保证缓冲套与端盖之间的同心而提高端盖与活塞杆、缸筒与端盖、缸筒与活塞、活塞与活塞杆、缓冲套与活塞杆、缓冲套与端盖之间配合精度，只需提高缓冲套外表面与浮动环内表面的加工配合精度，以及浮动环端面与端盖内端面之间的加工配合精度，进而能够降低缓冲装置的加工难度和降低加工成本。

附图说明

图1是本发明液压缸缓冲装置结构图；

图2是缓冲装置应用于有杆腔的情况；

图3是缓冲装置应用于无杆腔的情况；

图4是缓冲套结构图；

图5是浮动环结构图；

图6是反向快速启动时浮动环所处状态图；

图7是缓冲套上节流孔面积沿轴向变化时一组曲线图；

图8是采用等直径时缓冲套上小孔的一种分布。

具体实施方式

下面结合附图何具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

一种液压缸缓冲装置，包括活塞1、缸筒2、缓冲套3、压环4、螺钉5、浮动环6、活塞杆7、端盖8，所述液压缸两端设有端盖8，端盖8伸入缸体的长度超过油口，对内端面有配合要求；活塞1固定在活塞杆7上，所述活塞1套装在缸筒2内部；在活塞1的相邻一侧设有套装在活塞杆7上的缓冲套3，缓冲套3与活塞杆7为间隙配合，缓冲套3能够沿活塞杆7轴向浮动；压环4通过螺钉5固定在端盖8的内端面上；浮动环6安装在压环4与端盖8之间，与缓冲套3间隙配合，浮动环6可进行轴向和径向浮动。所述缓冲套3的端面是圆锥面14，圆锥面14的锥度小于15°，圆锥面14上设有半圆缺口12，在轴向外表面设有不等距不等数量不等直径的节流孔，使节流面积更加接近理想曲线。所述缓冲套3靠近中间位置的内表面的直径大于缓冲套3的两端内表面的直径，缓冲套3的内表面与活塞杆7的外表面形成环形油腔11。节流通道包括所述缓冲套3外表面与缸筒2形成的缓冲腔9、活塞杆7与端盖8之间的回油腔10、缓冲套3内表面与活塞杆7形成的环形油腔11、缓冲套3端部中心处的半圆缺口12、压环4与浮动环6之间的浮动间隙腔13。所述缓冲套3圆锥面14上的半圆缺口12与环形油腔11、缓冲腔9与回油腔10相通。所述浮动环6外表面直径小于压环4的内表面直径，浮动环6可以进行一些轴线方向的移动，所述浮动环6与运动的缓冲套3间隙配合，浮动环6与压环4之间留有径向浮动间隙，通过浮动环6与运动缓冲套3的径向配合转化为浮动环6与端盖8之间的轴向密封。所述浮动环6上设有通孔。缓冲装置可以装配在不同的液压缸内部，实现缓冲结构的模块化设计。所述缓冲腔9内油液的有效作用面积约等于回油腔10内油液的有效作用面积。

所述缓冲装置可以安装在有杆腔，也可以安装在无杆腔，也可以有杆腔和无杆腔同时安装。

当活塞1向右运动时，由于负载巨大的质量，产生极大的惯性力，为消除因活塞的惯性力和液压力所造成的活塞1和端盖8之间的机械碰撞，设计了一种液压缸缓冲装置；当活塞1运动至行程末端时，浮动环6紧密贴合端盖内端面，缓冲套3前段的圆锥面14使它顺利地导入到浮动环6的孔内，浮动环6通过与压环4之间的径向间隙来修正缓冲套3和浮动环6的孔之间的不同轴度；封存在缓冲腔内的油液通过缓冲套3上的节流孔15流入回油腔10，由于节流孔15的阻尼作用，使得回油腔内的油液产生与活塞运行过程中相抵抗的制动力，达到减速的目的；当活塞需要反向启动时，浮动环6紧密贴合压环4，液压油通过浮动环6和压环4之间的浮动间隙13，浮动环6上的孔16和缓冲套3上的半圆缺口共同进油，实现活塞的反向快速启动。

实施例1

如图2缓冲装置应用于有杆腔的情况，当活塞1进入缓冲阶段时，浮动环6紧密贴合在端盖8的内端面，缓冲腔9的油液通过缓冲套3上的节流孔15，通过缓冲套3和活塞杆7之间的环形油腔11，通过缓冲套3上的半圆缺口12进入回油腔10，在缓冲腔9产生一定的压力作用在有效缓冲面积上，阻止活塞的运动，从而起到减缓活塞的速度，减缓冲击的目的。

实施例2

如图3缓冲装置应用于无杆腔的情况，其它同实施例1。

实施例3

反向快速启动，当回油腔10内的油液作用于浮动环6的右端面时，浮动环6向左运动，与压环4的右端面紧密贴合，液压油通过浮动环和压环之间的浮动间隙13，浮动环6上的通油孔16和缓冲套3上的半圆缺口共同进油，较大的通流面积使得活塞启动时背压较低，活塞能够快速启动。

实施例4

反向慢速启动，当压环加工的很薄时，压环与浮动环之间的轴向浮动间隙很小，所以液压油只能通过缓冲套上的半圆缺口12进入缓冲套3与活塞杆7之间的环形通道11，通过缓冲套3上的节流孔15，然后流入缓冲腔9。所以通过调整浮动间隙和浮动环6上的通油孔16的个数可达到不同的启动速度。其它同实施例3。

实施例5

在实际生产中，根据具体工况的要求可分析得到理想节流面积随行程变化的曲线，利用节流孔去模拟理想节流面积，图8给出了一种当节流孔直径为1mm时每排小孔的数量和各排小孔之间距离的分布图；另外，当工况条件发生改变时，通过改变节流孔直径、每排小孔的数量和各排小孔之间的距离来模拟理想节流面积，达到无冲击的缓冲效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种液压缸缓冲装置，其特征在于，包括活塞(1)、缸筒(2)、缓冲套(3)、压环(4)、螺钉(5)、浮动环(6)、活塞杆(7)、端盖(8)，所述液压缸两端设有端盖(8)，端盖(8)伸入缸体的长度超过油口；活塞(1)固定在活塞杆(7)上，所述活塞(1)套装在缸筒(2)内部；在活塞(1)的相邻一侧设有套装在活塞杆(7)上的缓冲套(3)，缓冲套(3)与活塞杆(7)为间隙配合；压环(4)通过螺钉(5)固定在端盖(8)的内端面上；浮动环(6)安装在压环(4)与端盖(8)之间，与缓冲套(3)间隙配合；所述缓冲套(3)的端面是圆锥面(14)，圆锥面(14)的锥度小于15°，圆锥面(14)上设有半圆缺口(12)，在轴向外表面设有不等距不等数量不等直径的节流孔(15)。

2.根据权利要求1所述的液压缸缓冲装置，其特征在于，所述缓冲套(3)靠近中间位置的内表面的直径大于缓冲套(3)的两端内表面的直径，缓冲套(3)的内表面与活塞杆(7)的外表面形成环形油腔(11)。

3.根据权利要求1所述的液压缸缓冲装置，其特征在于，节流通道包括缓冲套上的节流孔(15)、所述缓冲套(3)外表面与缸筒(2)形成的缓冲腔(9)、活塞杆(7)与端盖(8)之间的回油腔(10)、缓冲套(3)内表面与活塞杆(7)形成的环形油腔(11)、缓冲套(3)端部中心处的半圆缺口(12)、压环(4)与浮动环(6)之间的浮动间隙腔(13)。

4.根据权利要求3所述的液压缸缓冲装置，其特征在于，所述缓冲套(3)圆锥面(14)上的半圆缺口(12)与环形油腔(11)、缓冲腔(9)与回油腔(10)相通。

5.根据权利要求1所述的液压缸缓冲装置，其特征在于，所述浮动环(6)外表面直径大于压环(4)与端盖(8)的内表面直径，所述浮动环(6)与运动的缓冲套(3)间隙配合，浮动环(6)与压环(4)之间留有径向浮动间隙，通过浮动环(6)与运动缓冲套(3)的径向配合转化为浮动环(6)与端盖(8)之间的轴向密封。

6.根据权利要求1所述的液压缸缓冲装置，其特征在于，所述浮动环(6)上设有通孔。

7.根据权利要求3所述的液压缸缓冲装置，其特征在于，所述缓冲腔(9)内油液的有效作用面积等于回油腔(10)内油液的有效作用面积。