CN109799133A - 一种复合增力加载缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合增力加载缸，涉及液压技术领域，不改变加载缸的外形尺寸，可增大加载力。该加载缸包括缸体和与缸体配合的第一活塞杆，缸体的第一端密封，第一活塞杆可由缸体的第二端伸出或伸入，第一活塞杆的第一端与缸体的第一端之间形成第一液压腔，第一活塞杆内部具有第二液压腔，且第二液压腔朝向缸体的第一端具有避让开口，第二液压腔内配合设置有第二活塞杆，第二活塞杆的第一端朝向缸体的第一端，第二活塞杆与避让开口可滑动密封连接，第二活塞杆的第二端的外侧壁与第一活塞杆的内侧壁密封滑动连接。本发明用于提供加载力。

Description

一种复合增力加载缸

技术领域

本发明涉及液压技术领域，尤其涉及一种复合增力加载缸。

背景技术

近些年，随着煤矿综采机械化开采技术的发展，大型煤矿对液压支架支撑工作阻力提出来更高的要求。目前，最大的液压支架工作阻力已达到26000kN(力的单位，千牛)，支撑高度8800mm(长度单位，毫米)，与之配套的立柱缸径达到600mm(毫米)。根据国家相关政策的要求，矿用产品下井使用前需要经过权威检测机构检测合格，取得安全标志证书后方可下井使用。

现有技术提供了一种加载缸，对液压支架立柱进行加载试验，如图1所示，包括缸体01和与缸体配合的第一活塞杆02，缸体01的第一端密封，第一活塞杆02可由缸体01的第二端伸出或伸入，高压液体由进油口03进入缸体01，对第一活塞杆02产生向上的作用力，由此提供加载力。

由于加载力至少达到被试立柱额定载荷的两倍，加载缸缸径通常达到1000mm(毫米)以上方能满足使用要求。依照现有技术，使用大缸径加载缸，其加工难度大且有一定的安全隐患；而使用较小缸径加载缸，其额定作用力不足，无法满足加载力要求。

发明内容

本发明的实施例提供一种复合增力加载缸，能够解决液压支架立柱加载试验时加载缸额定作用力不足的技术难题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种复合增力加载缸，包括缸体和与所述缸体配合的第一活塞杆，所述缸体的第一端密封，所述第一活塞杆可由所述缸体的第二端伸出或伸入，所述第一活塞杆的第一端与所述缸体的第一端之间形成第一液压腔，所述第一活塞杆内部具有第二液压腔，且所述第二液压腔朝向缸体的第一端具有避让开口，所述第二液压腔内配合设置有第二活塞杆，所述第二活塞杆的第一端朝向所述缸体的第一端，所述第二活塞杆与所述避让开口可滑动密封连接，所述第二活塞杆的第二端的外侧壁与所述第一活塞杆的内侧壁密封滑动连接。

本发明实施例的复合增力加载缸，为了增大加载缸的加载力，第一活塞杆的第一端与缸体的第一端之间形成第一液压腔，第一活塞杆内部具有第二液压腔，且第二液压腔朝向缸体的第一端具有避让开口，第二液压腔内配合设置有第二活塞杆，第二活塞杆的第一端朝向缸体的第一端，第二活塞杆与避让开口可滑动密封连接，第二活塞杆的第二端的外侧壁与第一活塞杆的内侧壁密封滑动连接。当高压液体进入缸体和第一活塞杆内部的第二液压腔，在缸体内，高压液体对第一活塞杆的第一端施加向上的作用力。在第一活塞杆的第二液压腔内，第二活塞杆同时受到向下的重力和高压液体向下的压力，因此第二活塞杆的第一端与缸体的第一端接触，第二活塞杆保持静止。高压液体不断增加的过程中，由于第二活塞杆静止不动，高压液体对第一活塞杆的第二端产生向上的作用力。相比现有技术增加了高压液体对第一活塞杆的第二端向上的作用力，与高压液体对第一活塞杆的第一端向上的作用力叠加，既不改变加载缸外形尺寸，明显增大了加载缸的加载力，从而解决液压支架立柱加载试验时加载缸额定作用力不足的技术难题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的一种加载缸的截面结构示意图；

图2为本发明实施例的复合增力加载缸的截面结构示意图；

图3为本发明实施例的复合增力加载缸的第二活塞杆无导油孔结构示意图。

附图标记：

01-缸体；02-第一活塞杆；03-油口；04-油口；1-缸体；2-第一活塞杆；3-第二活塞杆；4-第一液压腔；5-第二液压腔；31-导油孔；21-避让开口；11-第一油口；12-第二油口；22-第三油口；23-第四油口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供的复合增力加载缸，如图2所示，包括缸体1和与缸体1配合的第一活塞杆2，缸体1的第一端密封，第一活塞杆2可由缸体1的第二端伸出或伸入，第一活塞杆2的第一端与缸体1的第一端之间形成第一液压腔4，第一活塞杆2内部具有第二液压腔5，且第二液压腔5朝向缸体1的第一端具有避让开口21，第二液压腔5内配合设置有第二活塞杆3，第二活塞杆3的第一端朝向缸体1的第一端，第二活塞杆3与避让开口21可滑动密封连接，第二活塞杆3的第二端的外侧壁与第一活塞杆2的内侧壁密封滑动连接。

本发明实施例的复合增力加载缸，为了增大加载缸的加载力，如图2所示，第一活塞杆2的第一端与缸体1的第一端之间形成第一液压腔4，第一活塞杆2内部具有第二液压腔5，且第二液压腔5朝向缸体1的第一端具有避让开口21，第二液压腔5内配合设置有第二活塞杆3，第二活塞杆3的第一端朝向缸体1的第一端，第二活塞杆3与避让开口21可滑动密封连接，第二活塞杆3的第二端的外侧壁与第一活塞杆2的内侧壁密封滑动连接。当高压液体进入缸体1和第一活塞杆2内部的第二液压腔5，在缸体1内，高压液体对第一活塞杆2的第一端施加向上的作用力。在第一活塞杆2的第二液压腔5中，第二活塞杆3同时受到向下的重力和高压液体向下的压力，因此第二活塞杆3的第一端与缸体1的第一端接触，第二活塞杆3保持静止。高压液体不断增加的过程中，由于第二活塞3杆静止不动，高压液体对第一活塞杆2的第二端产生向上的作用力，使第一活塞杆2向上运动。相比现有技术增加了高压液体对第一活塞杆2的第二端向上的作用力，与高压液体对第一活塞杆2的第一端向上的作用力叠加，既不改变加载缸外形尺寸，明显增大了加载缸的加载力。

需要说明的是，为了验证加载缸的加载力，参照图2，对加载缸的加载力进行计算，具体公式为：

高压液体对第一活塞杆2第一端的作用力F₁＝P×A₁＝P×π×(R₂ ²-R₃ ²)；

高压液体对第一活塞杆2第二端的作用力F₂＝P×A₂＝P×π×R₁ ²；

总作用力F＝F₁+F₂。

其中P：高压液体的压强，A₁：高压液体与第一活塞杆2的第一端的接触面积，A₂：高压液体与第一活塞杆2的第二端的接触面积，R₂：缸体1的半径，R₃：第二活塞杆3的第一端的半径，R₁：第一活塞杆2的第二端的半径。

现有技术对第一活塞杆2只产生作用力F₁，本发明实施例提供的复合增力加载缸增加了作用力F₂，从而增大了加载缸的加载力。

为了使第一活塞杆2内部的第二液压腔5中进入高压液体，可在第一活塞杆2的侧壁，且靠近第二端的位置开设第四油口23，或第二活塞杆3内开设导油孔31，参照图3、图2，但是在高压液体进入第二液压腔5的过程中，第一活塞杆2不断的向上运动，拉扯油管，不方便注油，因此优先采用第二活塞杆3内开设导油孔31的方法，如图2所示，导油孔31将缸体1与第一活塞杆2的第二液压腔5导通。当高压液体进入缸体1内，通过第二活塞杆3的导油孔31流入第一活塞杆2的第二液压腔5中。

第二活塞杆3的导油孔31连通缸体1内的出口可设置于第二活塞杆3的侧壁或第一端上，若第二活塞杆3的导油孔31连通缸体1内的出口位于第二活塞杆3的第一端上，第二活塞杆3因自身重力，其第一端与缸体1的第一端接触，高压液体无法进入第一活塞杆2的第二液压腔5中，因此出口应设置于侧壁上。其在侧壁上的位置有多种实施方式，若第二活塞杆3的导油孔31连通缸体1内的出口与第二活塞杆3的第一端相距较远，初始状态时，第二液压腔5的避让开口21将位于导油孔31连通缸体1内的出口下方，使得高压液体无法进入第二液压腔5中，无法增大加载力。因此参照图2，第二活塞杆3的导油孔31连通缸体1内的出口靠近第二活塞杆3的第一端设置，且位于第二活塞杆3的侧壁上为最佳方案。

为了使高压液体对第一活塞杆2的第二端产生向上的作用力，第二活塞杆3的第一端与缸体1的第一端的内壁固定连接。随着高压液体不断增加，由于第二活塞杆3静止不动，高压液体对第一活塞杆2的第二端产生向上的作用力，推着第一活塞杆2的第二端向上运动。需要说明的是第二活塞杆3的第一端与缸体1的第一端的内壁固定连接仅为一种实施方式，第二活塞杆3的第一端可在缸体1中上下移动，直至由于重力和高压液体的压力，与缸体1的第一端接触并保持静止。

第二活塞杆3位于缸体1内的部分可为方形、圆柱形等多种形状，由于第二活塞杆3的第二端的外侧壁与第一活塞杆2的内侧壁密封滑动连接，第二活塞杆3位于第二液压腔5中的部分为圆柱形，因此其位于缸体1内的部分优先选择圆柱形，更便于加工。由于第二活塞杆3位于缸体1内的部分的直径越小，缸体1内进入的高压液体越多，其对第一活塞杆2的第一端的作用力越大，因此参照图2，第二活塞杆3位于缸体1内的部分为圆柱形，且第二活塞杆3位于缸体1内的部分的直径小于第二活塞杆3位于第二液压腔5内的部分的直径。

另外若第二活塞杆3位于缸体1内的部分的中心线与第二活塞杆3位于第二液压腔5内的部分的中心线不重合，难以加工，且第二活塞杆3的第二端各点所受作用力不均匀，因此第二活塞杆3位于缸体1内的部分的中心线与第二活塞杆3位于第二液压腔5内的部分的中心线重合。

为了使高压液体分别进入第一活塞杆2的第一端与缸体1的第一端形成的第一液压腔4，第一活塞杆2内部的第二液压腔5中，可有多种实现方式。

若第二活塞杆3未设导油孔31，参照图3，缸体1上开设有连通液压油的第一油口11和第二油口12，第二液压腔5上开设有连通液压油的第三油口22和第四油口23，高压液体从第一油口11进入缸体1中，对第一活塞杆2的第一端产生向上的作用力，从第四油口23进入第二液压腔5内，对第一活塞杆2的第二端产生向上的作用力。两作用力叠加，增大加载缸的加载力。恢复初始状态时，缸体1内的高压液体通过缸体1上的第一油口11回油，第二液压腔5内的高压液体通过第四油口23回油，同时高压液体从第二油口12和第三油口22进油，对第一活塞杆2产生向下的作用力，因此第一活塞杆2回到初始状态。

若第二活塞杆3设导油孔31，参照图2，缸体1上开设有连通液压油的第一油口11和第二油口12，高压液体从第一油口11进入缸体1中，经第二活塞杆3的导油孔31流入第一活塞杆2的第二液压腔5中，对第一活塞杆2产生两处向上的作用力，恢复初始状态时，缸体1和第二液压腔5内的高压液体通过缸体1上的第一油口11回油，同时高压液体从第二油口12进油，对第一活塞杆2产生向下的作用力，回到初始状态；或者，第二液压腔5上开设有第三油口22，高压液体从第一油口11进入缸体1中，经第二活塞杆3的导油孔31流入第一活塞杆2的第二液压腔5中，对第一活塞杆2产生两处向上的作用力，恢复初始状态时，缸体1和第二液压腔5内的高压液体通过缸体1上的第一油口11回油，同时高压液体从第二油口12和第三油口22进油，对第一活塞杆2产生向下的作用力，回到初始状态。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种复合增力加载缸，包括缸体和与所述缸体配合的第一活塞杆，所述缸体的第一端密封，所述第一活塞杆可由所述缸体的第二端伸出或伸入，其特征在于，所述第一活塞杆的第一端与所述缸体的第一端之间形成第一液压腔，所述第一活塞杆内部具有第二液压腔，且所述第二液压腔朝向缸体的第一端具有避让开口，所述第二液压腔内配合设置有第二活塞杆，所述第二活塞杆的第一端朝向所述缸体的第一端，所述第二活塞杆与所述避让开口可滑动密封连接，所述第二活塞杆的第二端的外侧壁与所述第一活塞杆的内侧壁密封滑动连接。

2.根据权利要求1所述的复合增力加载缸，其特征在于，所述第二活塞杆内开设有导油孔，所述导油孔将所述缸体与所述第二液压腔导通。

3.根据权利要求2所述的复合增力加载缸，其特征在于，所述导油孔连通所述缸体内的出口靠近所述第二活塞杆的第一端设置，且位于沿所述第二活塞杆的侧壁。

4.根据权利要求1所述的复合增力加载缸，其特征在于，所述第二活塞杆的第一端与所述缸体的第一端的内壁固定连接。

5.根据权利要求1所述的复合增力加载缸，其特征在于，所述第二活塞杆位于所述缸体内的部分为圆柱形，且所述第二活塞杆位于所述缸体内的部分的直径小于所述第二活塞杆位于所述第二液压腔内的部分的直径。

6.根据权利要求5所述的复合增力加载缸，其特征在于，所述第二活塞杆位于所述缸体内的部分的中心线与所述第二活塞杆位于所述第二液压腔内的部分的中心线重合。

7.根据权利要求1所述的复合增力加载缸，其特征在于，所述缸体上开设有连通液压油的第一油口和第二油口，所述第二液压腔上开设有连通液压油的第三油口和第四油口。

8.根据权利要求2所述的复合增力加载缸，其特征在于，所述缸体上开设有连通液压油的第一油口和第二油口，或，所述第二液压腔上开设有连通液压油的第三油口和第四油口。