CN105605022B - 一种多油缸顺序伸缩机构及工程机械 - Google Patents

一种多油缸顺序伸缩机构及工程机械 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多油缸顺序伸缩机构及工程机械，包括第一油缸、第二油缸和第三油缸，所述第一油缸、第二油缸和第三油缸均包括活塞杆、缸筒、无杆腔油路和有杆腔油路，所述第一油缸和第二油缸之间、所述第二油缸和第三油缸之间均设置有行程阀，所述第二油缸和第三油缸的缸筒尾端上均设置有行程阀限位板，所述行程阀通过与行程阀限位板接触实现工作位切换；所述第一油缸、第二油缸和第三油缸之间设置有用于连通相邻油缸的连通管；所述第一油缸和第二油缸上均设置有导油管路，其中，所述导油管路包括外管和内管，所述外管的M端与活塞杆相连，所述内管的N端与缸筒相连。本发明在可轻易实现多级(油缸数大于2个)油缸伸缩的同时，不增加***的压力。

Description

一种多油缸顺序伸缩机构及工程机械
技术领域
本发明涉及多油缸顺序控制技术领域，特别涉及一种多油缸顺序伸缩机构及包括该伸缩机构的工程机械。
背景技术
目前大多数起重机伸缩机构是由液压油缸作为驱动元件，其中四节伸缩臂的起重机采用双级伸缩油缸，五节伸缩臂的起重机采用三级伸缩油缸，由于不同伸缩臂的截面不一样(即抗弯截面模量不一样)，因此油缸实现顺序伸缩可降低截面模量较小起重臂的受力，从而提高整个起重臂的吊载性能。
当前，国内大多采用图1所示的基于顺序阀20和行程阀7的两级油缸伸缩机构，在相同受力情况下，由于减压阀的进出口压力存在压差(假设为P)，所以第一油缸1伸缩所需的压力比第二油缸2低P，因此可第一油缸1先伸出，待第一油缸1完全伸出后，第二油缸2再伸出，从而实现顺序伸缩。但在相同的外力下，由于需要克服减压阀的压力差，因此第二油缸2伸出时整个液压***的压力将显著增大(增大P)。从而导致液压***发热较大等不利因素。除此之外，采用该机构若要实现N个油缸顺序伸缩(即多油缸顺序伸缩)，额外需要(N-1)*P个顺序阀压力，克服N-1个顺序阀的阻力，对于目前的液压***来说，当N大于2时，由于压所需力过高，基本上是无法实现的。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种多油缸顺序伸缩机构及工程机械，以解决现有多油缸伸缩机构的液压***，在油缸伸缩时发热较大、所需压力较高的技术问题。
一方面，本发明提供了一种多油缸顺序伸缩机构，包括第一油缸、第二油缸和第三油缸，所述第一油缸、第二油缸和第三油缸均包括活塞杆、缸筒、无杆腔油路和有杆腔油路，所述第一油缸和第二油缸之间、所述第二油缸和第三油缸之间均设置有行程阀，所述第二油缸和第三油缸的缸筒尾端上均设置有行程阀限位板，所述行程阀通过与行程阀限位板接触实现工作位切换；所述第一油缸、第二油缸和第三油缸之间设置有用于连通相邻油缸的连通管；所述第一油缸和第二油缸上均设置有导油管路，其中，所述导油管路包括外管和内管，所述外管的M端与活塞杆相连，所述内管的N端与缸筒相连。
进一步地，所述连接管包括第一连接管和第二连接管，所述第一油缸的有杆腔油路通过第一连接管与第二油缸的有杆腔油路相连通，所述第二油缸的无杆腔油路通过第二连接管与第一油缸的导油管路相连通。
进一步地，所述连接管包括第三连接管和第四连接管，所述第三油缸的有杆腔油路通过第三连接管与第二油缸的有杆腔油路相连通，所述第三油缸的无杆腔油路通过第四连接管与第二油缸的导油管路相连通。
进一步地，所述第一油缸、第二油缸和第三油缸上分别设置有A口和B口，所述第一油缸、第二油缸和第三油缸的无杆腔油路分别与其B口相连通，所述第一油缸、第二油缸和第三油缸的有杆腔油路分别与其A口相连通。
进一步地，所述第一油缸的无杆腔油路与其B口之间设置有第一单向阀，油液从B口流入无杆腔油路，所述第一油缸的导油管路与其B口之间设置有第二单向阀，油液从导油管路流向B口。
进一步地，所述第二油缸的无杆腔油路与其B口之间设置有第一单向阀，油液从B口流入无杆腔油路，所述第二油缸的导油管路与其B口之间设置有第二单向阀，油液从导油管路流向B口。
进一步地，所述第一单向阀靠近B口设置；和/或，所述第二单向阀靠近B口设置。
进一步地，所述内管中还设有一个内管通油口，油液经所述内管通油口流入或流出。
综上所述，本发明提供了一种多油缸顺序伸缩机构，该机构包括第一油缸、第二油缸、第三油缸、行程阀、行程阀限位板和连接管，其中，所述第一油缸和第二油缸之间、第二油缸和第三油缸之间均设置有行程阀，所述第二油缸和第三油缸的缸筒尾端上均设置有行程阀限位板，所述行程阀通过与行程阀限位板接触实现工作位切换，所述第一油缸、第二油缸和第三油缸之间设置有用于连通相邻油缸的连通管，同时，第一油缸包括活塞杆、缸筒、导向油管、无杆腔油路和有杆腔油路，第二油缸包括活塞杆、缸筒、导向油管、无杆腔油路和有杆腔油路，第三油缸包括活塞杆、缸筒、无杆腔油路和有杆腔油路，此外，所述导油管路包括外管和内管，所述外管的M端与活塞杆相连，使得外管伴随活塞杆运动，所述内管的N端与缸筒相连，使得内管伴随缸筒运动。相比现有技术，由于本发明未采用顺序阀控制，所以不会因为顺序阀进出油口压差而导致***压力增高，因此，可以轻易实现三个油缸顺序伸缩，甚至更多个油缸的顺序伸缩，且不会增加***压力。
另一方面，本发明还提供一种包括多油缸顺序伸缩机构的工程机械，所述多油缸顺序伸缩机构为其上任一项所述的多油缸顺序伸缩机构。
进一步地，所述工程机械为起重机。
上述工程机械显然具有前述多油缸顺序伸缩机构的全部有益效果，在此不再赘述。
附图说明
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：
图1为相关技术中两级油缸伸缩机构的结构示意图；
图2为本发明多油缸顺序伸缩机构的结构示意图；
图3为图2中导油管路的结构示意图；
图4为本发明第一油缸全伸时多油缸顺序伸缩机构的使用状态示意图；
图5为本发明第一油缸和第二油缸全伸时多油缸顺序伸缩机构的使用状态示意图；
图6为本发明第一油缸、第二油缸和第三油缸全伸时多油缸顺序伸缩机构的使用状态示意图；
图7为本发明第一油缸和第二油缸全伸，第三油缸全缩时多油缸顺序伸缩机构的使用状态示意图；
图8为本发明第一油缸全伸，第二油缸和第三油缸全缩时多油缸顺序伸缩机构的使用状态示意图。
图1附图标记说明
1第一油缸 2第二油缸 7行程阀
20顺序阀
图2至图8附图标记说明
1第一油缸 2第二油缸 3第三油缸
4有杆腔油路 5无杆腔油路 6导油管路
7行程阀 8行程阀限位板 9活塞杆
10缸筒 11第一连接管 12第二连接管
13第三连接管 14第四连接管 15第一单向阀
16第二单向阀 17有杆腔 18无杆腔
61外管 62内管 63内管通油口
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图2所示，一种多油缸顺序伸缩机构，包括第一油缸1、第二油缸2和第三油缸3，其中，第一油缸1包括活塞杆9、缸筒10、有杆腔17、无杆腔18、有杆腔油路4、无杆腔油路5和导油管路6，第二油缸2亦包括活塞杆9、缸筒10、有杆腔17、无杆腔18、有杆腔油路4、无杆腔油路5和导油管路6，第三油缸3则包括活塞杆9、缸筒10、有杆腔17、无杆腔18、无杆腔油路5和有杆腔油路4，具体地，前述导油管路6包括外管61和内管62，外管61的M端(图3中显示为左端)与活塞杆9相连，使得外管61伴随活塞杆9运动，内管62的N端(图3中显示为右端)与缸筒10相连，使得内管62伴随缸筒10运动，且内管62中还设有一个内管通油口63，油液经内管通油口63流入或流出；此外，第一油缸1和第二油缸2之间、第二油缸2和第三油缸3之间均设置有行程阀7，且第二油缸2和第三油缸3的缸筒10尾端上还均设置有行程阀限位板8，行程阀7即通过与行程阀限位板8的接触实现工作位切换；此外，第一油缸1、第二油缸2和第三油缸3之间设置有用于连通相邻油缸的连通管。需要说明的是，设置于第一油缸1和第二油缸2之间的行程阀7具体安装于第一油缸2的缸筒10的尾端；设置于第二油缸2和第三油缸3之间的行程阀7具体安装于第二油缸2的缸筒10的尾端。
同时，如图2所示，第一油缸1、第二油缸2和第三油缸3上分别设置有A口和B口，第一油缸1、第二油缸2和第三油缸3的无杆腔油路5分别与其B口相连通，第一油缸1、第二油缸2和第三油缸3的有杆腔油路4分别与其A口相连通。
在进一步地技术方案中，前述连接管包括第一连接管11、第二连接管12、第三连接管13和第四连接管14，第一油缸1的有杆腔油路4通过第一连接管11与第二油缸2的有杆腔油路4相连通，第二油缸2的无杆腔油路5通过第二连接管12与第一油缸1的导油管路6相连通，第三油缸3的有杆腔油路4通过第三连接管13与第二油缸2的有杆腔油路4相连通，第三油缸3的无杆腔油路5通过第四连接管14与第二油缸2的导油管路6相连通。
通过上述设置，当高压液压油进入第一油缸1的B口时，高压液压油经过第一油缸1的活塞杆9内部的无杆腔油路5到达无杆腔18，推动第一油缸1伸出，此时，由于设置于第一油缸1和第二油缸2之间的行程阀7的油路属于导通状态，如图4所示，因此，第二油缸2和第三油缸3也会伸出一段微小的距离(即行程阀7的行程)，在第二油缸2和第三油缸3伸出一段微小的距离后，行程阀7的油路关闭，此时只有第一油缸1继续伸出，直至全部伸出，具体如图4所示。图4即为第一油缸全伸时多油缸顺序伸缩机构的使用状态示意图。
由于第一油缸1在伸出的过程中，导油管路6的内管62也同步伸出，当第一油缸1全部伸出后，如图4所示，第一油缸1的导油管路6中的内管通油口63将进入第一油缸1的无杆腔18内。此时，第一油缸1的无杆腔18内的高压液压油将经内管通油口63进入第一油缸1的导油管路6中，然后进入第二连接管12，进而进入第二油缸2的B口，同上述第一油缸1伸出的工作原理，当高压液压油进入第二油缸2的B口时，高压液压油经过第二油缸2的活塞杆9内部的无杆腔油路5到达无杆腔18，推动第二油缸2伸出，此时，由于设置于第二油缸2和第三油缸3之间的行程阀7的油路属于导通状态，因此，第三油缸3也会伸出一段微小的距离(即行程阀7的行程)，在第三油缸3伸出一段微小的距离后，行程阀7的油路关闭，此时只有第二油缸2继续伸出，直至第二油缸2全部伸出，具体如图5所示。图5即为第一油缸、第二油缸全伸时多油缸顺序伸缩机构的使用状态示意图。
当第二油缸2全部伸出之后，同理，第二油缸2的导油管路6中的内管通油口63将进入第二油缸2的无杆腔18内，此时，第二油缸2的无杆腔18的高压液压油则将经内管通油口63进入第二油缸2的导油管路6，然后进入第四连接管14，进而进入第三油缸3的B口；同理，当高压液压油进入第三油缸3的B口时，高压液压油经过第三油缸3的活塞杆9内部的无杆腔油路5到达无杆腔18，推动第三油缸3伸出，直至第三油缸3全部伸出，具体如图6所示。图6即为第一油缸、第二油缸和第三油缸全伸时多油缸顺序伸缩机构的使用状态示意图。
在本发明中，如图2所示，第一油缸1的无杆腔油路5与其B口之间设置有第一单向阀15，油液从B口流入无杆腔油路5，且第一油缸1的导油管路6与其B口之间设置有第二单向阀16，油液从导油管路6流向B口；同时，第二油缸2的无杆腔油路5与其B口之间设置有第一单向阀15，油液从B口流入无杆腔油路5，第二油缸2的导油管路6与其B口之间设置有第二单向阀16，油液从导油管路6流向B口。优选地，第一单向阀15靠近B口设置；和/或，第二单向阀16靠近B口设置。
当高压液压油从第一油缸1的A口进入时，高压液压油将由经第一油缸1的有杆腔油路4进入第一油缸1的有杆腔17体，再经第一连接管11进入第二油缸2的有杆腔17，再经第三连接管13进入第三油缸3的有杆腔17，由于在第一油缸1的无杆腔油路5靠近B口处设计了第一单向阀15，第一油缸1的无杆腔18的液压油则无法从B口回流，进而形成一个密闭腔体，因此，第一油缸1无法回缩；同理，由于在第二油缸2的无杆腔油路5靠近B口处设计了亦第一单向阀15，第二油缸2的无杆腔18的液压油则无法从B口回流，进而第二油缸2此时也形成了一个密闭空间，所以，第二油缸2也无法回缩；当高压液压油进入第三油缸3的有杆腔17时，第三油缸3的无杆腔18的液压油将经无杆腔油路5及第四连接管14进入第二油缸2的导油管路6，再经第二连接管12和第一油缸1的导油管路6，通过第二单向阀16从第一油缸1的B口流出，实现第三油缸3的回缩，直至第三油缸3全部回缩，具体如图7所示。图7即为本发明第一油缸和第二油缸全伸，第三油缸全缩时多油缸顺序伸缩机构的使用状态示意图。
当第三油缸3全部回缩后，安装在第三油缸3上的行程阀限位板8将推动设置于第二油缸2的缸筒10上的行程阀7，使得该行程阀7进出油口导通，因此，第二油缸2的无杆腔18中的液压油将经过该行程阀7进入第二油缸2的导油管路6，最终经第二油缸2的B口、第二连接管12、第一油缸1的导油管路6流出至第一油缸1的B口，最终实现第二油缸2的全缩，具体如图8所示。图8即为本发明第一油缸全伸，第二油缸和第三油缸全缩时多油缸顺序伸缩机构的使用状态示意图。
同理，当第二油缸2完全回缩后，安装在第二油缸2上的行程阀限位板8将推动设置于第一油缸1的缸筒10上的行程阀7，使得该行程阀7进出油口导通，因此，第一油缸1的无杆腔18中的液压油将经过该行程阀7进入第一油缸1的导油管路6，最终流出至第一油缸1的B口，最终实现第一油缸1的完全缩回。
此外，值得提及的是，本发明中油缸的数量并不仅限于三个(第一油缸1、第二油缸2和第三油缸3)，其还可以是四个、五个或更多个，只需在第一油缸1和第三油缸3之间增加与第二油缸2结构一致的油缸、行程阀和连接管即可，增设油缸的伸缩原理与第二油缸的伸缩原理一致。
综上所述，本发明提供的多油缸顺序伸缩机构，相比现有技术，同等条件下，第二油缸2和第三油缸3伸缩时与第一油缸1伸缩时所需的压力基本一样，不会增加***压力，解决了现有多油缸伸缩机构的液压***，在油缸伸缩时发热较大、所需压力较高的技术问题，同时，也实现了多级(油缸数大于2个)油缸的伸缩。
另一方面，本发明还提供一种包括多油缸顺序伸缩机构的工程机械，所述多油缸顺序伸缩机构为其上所述的多油缸顺序伸缩机构。进一步地，所述工程机械为起重机，该起重机的其它结构可参考现有及改进的技术，本文在此不进行赘述。
上述工程机械显然具有前述多油缸顺序伸缩机构的全部有益效果，在可轻易实现多级(油缸数大于2个)油缸伸缩的同时，不增加***的压力。
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。

Claims (8)

1.一种多油缸顺序伸缩机构，包括第一油缸(1)、第二油缸(2)和第三油缸(3)，所述第一油缸(1)、第二油缸(2)和第三油缸(3)均包括活塞杆(9)、缸筒(10)、无杆腔油路(5)和有杆腔油路(4)，其特征在于：所述第一油缸(1)和第二油缸(2)之间、所述第二油缸(2)和第三油缸(3)之间均设置有行程阀(7)，所述第二油缸(2)和第三油缸(3)的缸筒(10)尾端上均设置有行程阀限位板(8)，所述行程阀(7)通过与行程阀限位板(8)接触实现工作位切换；所述第一油缸(1)、第二油缸(2)和第三油缸(3)之间设置有用于连通相邻油缸的连接管；所述第一油缸(1)和第二油缸(2)上均设置有导油管路(6)，其中，所述导油管路(6)包括外管(61)和内管(62)，所述外管(61)的M端与活塞杆(9)相连，所述内管(62)的N端与缸筒(10)相连；
所述内管(62)中还设有一个内管通油口(63)，油液经所述内管通油口(63)流入或流出；
所述连接管包括第一连接管(11)和第二连接管(12)，所述第一油缸(1)的有杆腔油路(4)通过第一连接管(11)与第二油缸(2)的有杆腔油路(4)相连通，所述第二油缸(2)的无杆腔油路(5)通过第二连接管(12)与第一油缸(1)的导油管路(6)相连通。
2.如权利要求1所述的多油缸顺序伸缩机构，其特征在于：所述连接管包括第三连接管(13)和第四连接管(14)，所述第三油缸(3)的有杆腔油路(4)通过第三连接管(13)与第二油缸(2)的有杆腔油路(4)相连通，所述第三油缸(3)的无杆腔油路(5)通过第四连接管(14)与第二油缸(2)的导油管路(6)相连通。
3.如权利要求1至2中任一项所述的多油缸顺序伸缩机构，其特征在于：所述第一油缸(1)、第二油缸(2)和第三油缸(3)上分别设置有A口和B口，所述第一油缸(1)、第二油缸(2)和第三油缸(3)的无杆腔油路(5)分别与其B口相连通，所述第一油缸(1)、第二油缸(2)和第三油缸(3)的有杆腔油路(4)分别与其A口相连通。
4.如权利要求3所述的多油缸顺序伸缩机构，其特征在于：所述第一油缸(1)的无杆腔油路(5)与其B口之间设置有第一单向阀(15)，油液从B口流入无杆腔油路(5)，所述第一油缸(1)的导油管路(6)与其B口之间设置有第二单向阀(16)，油液从导油管路(6)流向B口。
5.如权利要求4所述的多油缸顺序伸缩机构，其特征在于：所述第二油缸(2)的无杆腔油路(5)与其B口之间设置有第一单向阀(15)，油液从B口流入无杆腔油路(5)，所述第二油缸(2)的导油管路(6)与其B口之间设置有第二单向阀(16)，油液从导油管路(6)流向B口。
6.如权利要求5所述的多油缸顺序伸缩机构，其特征在于：所述第一单向阀(15)靠近B口设置；和/或，所述第二单向阀(16)靠近B口设置。
7.一种工程机械，包括多油缸顺序伸缩机构，其特征在于：所述多油缸顺序伸缩机构为权利要求1至6中任一项所述的多油缸顺序伸缩机构。
8.如权利要求7所述的工程机械，其特征在于：所述工程机械为起重机。
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