CN111456979A

CN111456979A - 活塞缸

Info

Publication number: CN111456979A
Application number: CN202010375788.XA
Authority: CN
Inventors: 陈玉磊; 郭圣阳; 黎伟福
Original assignee: Shanghai Zoomlion Piling Machinery Co Ltd
Current assignee: Shanghai Zoomlion Piling Machinery Co Ltd
Priority date: 2020-05-07
Filing date: 2020-05-07
Publication date: 2020-07-28
Anticipated expiration: 2040-05-07

Abstract

本发明提供一种活塞缸，包括缸体、主活塞和支撑活塞，缸体包括腔体，主活塞和支撑活塞均可移动地设于缸体的腔体内，主活塞包括活塞，主活塞包括相对缸体回缩的收缩状态和相对缸体伸长的伸展状态，支撑活塞包括第一支撑部，第一支撑部与缸体的腔体的内壁配合，支撑活塞可相对主活塞移动地连接于主活塞，主活塞和支撑活塞包括活塞和第一支撑部相对靠近的第一位置和相对远离的第二位置。本发明的活塞缸中，主活塞和支撑活塞可位于第二位置，活塞和第一支撑部相对远离，使得活塞和第一支撑部在缸体的内壁上形成了双点支撑，且增大了支撑面积，大大提升了活塞缸的抗弯性能。

Description

活塞缸

技术领域

本发明涉及活塞缸技术领域，特别是涉及一种活塞缸。

背景技术

油缸、气缸等活塞缸通过分别给其有杆腔或无杆腔输入油液或气体，使其伸缩做功。如图1和图2所示，一种油缸中，当油缸处于伸展状态时，油缸的整体长度较长，而活塞91与缸体93之间的接触面积较小且只有一个支撑点，因此，此时油缸的抗弯能力较差，导致油缸在受拉拔轴向力的同时受径向载荷时活塞杆95会发生油缸颤抖现象。尤其是对于应用于工程机械的活塞缸，其需要承受的负载特别大，抗弯能力较差的活塞缸将对其工作造成较大影响。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗弯性能较好的活塞缸。

本发明提供一种活塞缸，包括缸体、主活塞和支撑活塞，所述缸体包括腔体，所述主活塞和所述支撑活塞均可移动地设于所述缸体的所述腔体内，所述主活塞包括活塞，所述主活塞包括相对所述缸体回缩的收缩状态和相对所述缸体伸长的伸展状态，所述支撑活塞包括第一支撑部，所述第一支撑部与所述缸体的所述腔体的内壁配合，所述支撑活塞可相对所述主活塞移动地连接于所述主活塞，所述主活塞和所述支撑活塞包括所述活塞和所述第一支撑部相对靠近的第一位置和相对远离的第二位置。

在其中一实施例中，当所述主活塞位于伸展状态时，所述主活塞和所述支撑活塞位于第二位置。

在其中一实施例中，当所述主活塞位于收缩状态，所述主活塞和所述支撑活塞位于所述第一位置；在所述主活塞从收缩状态向伸展状态伸出的过程中，所述主活塞和所述支撑活塞从所述第一位置逐渐运动至所述第二位置后保持在所述第二位置；在所述主活塞从伸展状态向收缩状态回缩的过程中，所述主活塞和所述支撑活塞从所述第二位置逐渐运动至所述第一位置后保持在所述第一位置。

在其中一实施例中，当所述主活塞从收缩状态向伸展状态伸出的过程中和伸展状态时，所述主活塞和所述支撑活塞整体受到的所述腔体内的液压力的合力朝向所述主活塞的伸出方向，所述主活塞受到的所述腔体内的液压力的合力朝向所述主活塞的伸出方向，所述支撑活塞受到的所述腔体内的液压力的合力朝向所述主活塞的回缩方向。

在其中一实施例中，当所述主活塞从伸展状态向收缩状态回缩的过程中，所述主活塞和所述支撑活塞整体受到的所述腔体内的液压力的合力朝向所述主活塞的回缩方向，所述主活塞受到的所述腔体内的液压力的合力朝向所述主活塞的方向回缩，所述支撑活塞受到的所述腔体内的液压力的合力朝向所述主活塞的伸出方向；当所述主活塞保持在收缩状态时，所述主活塞和所述支撑活塞整体受到的所述腔体内的液压力的合力朝向所述主活塞的回缩方向，所述活塞受到的所述腔体内的液压力的合力朝向所述主活塞的方向回缩，所述支撑活塞受到的所述腔体内的液压力的合力朝向所述主活塞的伸出方向。

在其中一实施例中，所述缸体还包括第一口和第二口，所述第一口和所述第二口分别与所述腔体连通，所述活塞将所述腔体分为与所述第一口连通的第一腔和与所述第二口连通的第二腔，所述第一腔为无杆腔，所述第二腔为有杆腔，所述支撑活塞还包括第二支撑部，所述第一支撑部位于所述第一腔内，所述主活塞内部设有内腔，所述第二支撑部位于所述内腔内。

在其中一实施例中，所述第一支撑部两侧的空腔连通，所述第二支撑部将所述内腔分为第三腔和第四腔，所述第三腔相对所述第四腔更靠近所述第一支撑部，所述第二腔与所述第三腔连通，所述第一腔与所述第四腔连通。

在其中一实施例中，所述一支撑部上开设有连通所述第一支撑部两侧的空腔的第一通孔，所述支撑活塞上还开设有第二通孔，以连通所述第一腔与所述第四腔，所述主活塞的侧壁上开设有连通所述第二腔与所述第三腔的第三通孔。

在其中一实施例中，所述支撑活塞的所述第一支撑部的两个端面分别为第一受力面和第二受力面，所述第二支撑部的两个端面分别为第三受力面和第四受力面；所述主活塞的所述活塞的两个端面分别为第五受力面和第六受力面，所述主活塞的所述内腔的与所述支撑活塞相对的一端的端面为第七受力面；其中，所述第一受力面小于所述第二受力面与所述第四受力面之和。

在其中一实施例中，所述第一受力面与所述第五受力面大于所述第二受力面与所述第四受力面之和，且所述三受力面小于所述第六受力面。

本发明的活塞缸中，主活塞和支撑活塞可位于第二位置，活塞和第一支撑部相对远离，使得活塞和第一支撑部在缸体的内壁上形成了双点支撑，且增大了支撑面积，大大提升了活塞缸的抗弯性能。

附图说明

图1为一种油缸处于收缩状态的结构示意图。

图2为图1所示油缸处于伸展状态的结构示意图。

图3为本发明一实施例的活塞缸的示意图。

图4为图3所示活塞缸的支撑活塞的结构示意图。

图5为图3所示活塞缸的主活塞的结构示意图。

图6(a)至图6(e)为图3所示活塞缸的工作过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

请参图3，本发明一实施例中提供的活塞缸包括缸体10、主活塞30和支撑活塞50。缸体10包括腔体102、第一口104和第二口106，第一口104和第二口106分别与腔体102连通。主活塞30和支撑活塞50均可移动地设于缸体10的腔体102内，主活塞30包括相对缸体102回缩的收缩状态和相对缸体102伸长的伸展状态。主活塞30包括活塞302和活塞杆303，活塞302将腔体102分为与第一口104连通的第一腔107和与第二口106连通的第二腔108。支撑活塞50包括第一支撑部502、第二支撑部504和杆部506，第一支撑部502与缸体10的腔体102的内壁配合，支撑活塞50可相对主活塞30移动地连接于主活塞30，主活塞30和支撑活塞50包括活塞302和第一支撑部502相对靠近的第一位置和相对远离的第二位置。当主活塞30位于伸展状态(即主活塞30保持在伸展的位置)时，主活塞30和支撑活塞50位于第二位置。可以理解，活塞缸可以为油缸或气缸等。

本发明的活塞缸，主活塞30和支撑活塞50可位于第二位置，活塞302和第一支撑部502相对远离，使得活塞302和第一支撑部502在缸体10的内壁上形成了双点支撑，且增大了支撑面积，大大提升了活塞缸的抗弯性能。

本实施例中，当主活塞30位于收缩状态，主活塞30和支撑活塞50位于第一位置。在主活塞30从收缩状态向伸展状态伸出的过程中，主活塞30和支撑活塞50从第一位置逐渐运动至第二位置后保持在第二位置。在主活塞30从伸展状态向收缩状态回缩的过程中，主活塞30和支撑活塞50从第二位置逐渐运动至第一位置后保持在第一位置。

本实施例中，当主活塞30从收缩状态向伸展状态伸出的过程中和伸展状态时，主活塞30和支撑活塞50整体受到的腔体102内的液压力的合力朝向主活塞30的伸出方向，主活塞30受到的腔体102内的液压力的合力朝向主活塞30的伸出方向，支撑活塞50受到的腔体102内的液压力的合力朝向主活塞30的回缩方向。当主活塞30从伸展状态向收缩状态回缩的过程中，主活塞30和支撑活塞50整体受到的腔体102内的液压力的合力朝向主活塞30的回缩方向，活塞30受到的腔体102内的液压力的合力朝向主活塞30的方向回缩，支撑活塞50受到的腔体102内的液压力的合力朝向主活塞30的伸出方向。当主活塞30保持在收缩状态(这里是指主活塞30保持在收缩的位置，而不包括从收缩状态向伸展状态伸出的开始瞬间)时，主活塞30和支撑活塞50整体受到的腔体102内的液压力的合力朝向主活塞30的回缩方向，活塞30受到的腔体102内的液压力的合力朝向主活塞30的方向回缩，支撑活塞50受到的腔体102内的液压力的合力朝向主活塞30的伸出方向。

本实施例中，第一腔107为无杆腔，第二腔108为有杆腔，活塞杆303的一端伸出至缸体10外，第一支撑部502位于第一腔107内，第一支撑部502两侧的空腔连通。主活塞30内部设有内腔304，第二支撑部504位于内腔304内，且第二支撑部504将内腔304分为第三腔305和第四腔306，第三腔305相对第四腔306更靠近第一支撑部502，第二腔108与第三腔305连通，第一腔107与第四腔306连通，内腔304的一端还限制第二支撑部504在内腔304内的向第二位置移动的移动极限位置。杆部506连接于第一支撑部502和第二支撑部504之间。具体地，第一支撑部502上开设有连通第一支撑部502两侧的空腔的第一通孔507，支撑活塞50上还开设有第二通孔508，以连通第一腔107与第四腔306，主活塞30的侧壁上开设有连通第二腔108与第三腔305的第三通孔509。具体地，杆部506的外侧与主活塞30的内侧壁配合，避免内腔304与第一腔107之间连通。

具体地，支撑活塞50的第一支撑部502的两个端面分别为第一受力面A1和第二受力面A2，第二支撑部504的两个端面分别为第三受力面A3和第四受力面A4。主活塞30的活塞302的两个端面分别为第五受力面A5和第六受力面A6，主活塞30的内腔304的与支撑活塞50相对的一端的端面为第七受力面A7。其中，第一受力面A1小于第二受力面A2与第四受力面A4之和，第一受力面A1与第五受力面A5大于第二受力面A2与第四受力面A4之和，且第三受力面A3小于第六受力面A6。

以下详细说明活塞缸的工作原理。

活塞缸从收缩状态至伸展状态的过程中，当活塞缸处于伸展过程的初始瞬间时，活塞缸处于收缩的状态，主活塞30和支撑活塞50处于第一位置，请参图6(a)，第一口104进油，此时第一腔107为高压腔，压力为PA，第二口106出油，第二腔108为低压腔，压力为PB，PB大约为0。对主活塞30而言，PA作用在第五受力面A5和第七受力面A7，PB作用在第六受力面A6，计算得出，主活塞30受的向右的力F1右＝PA*A5+PA*A7，主活塞30的向左的力F1左＝PB*A6，显然F1右>F1左，主活塞向右移动，对支撑活塞50而言，PA作用在第一受力面A1、第二受力面A2、第四受力面A4，PB作用在第三受力面A3上，计算得出，支撑活塞50受的向右的力F2右＝PA*A1+PB*A3，受的向左的力F2左＝PA*A2+PA*A4，由于第一受力面A1小于第二受力面A2与第四受力面A4之和，因此F2右<F2左，支撑活塞30有向左移动的趋势，由于缸体10阻挡，支撑活塞50保持静止，这样，主活塞30和支撑活塞50相对移动直至如图6(b)所示的第二位置；然后，对主活塞30和支撑活塞50整体而言，PA作用在第一受力面A1、第二受力面A2、第四受力面A4、第五受力面A5和第七受力面A7，PB作用在第三受力面A3和第六受力面A6，计算得出，主活塞30和支撑活塞50整体受的向右的力F3右＝PA*A+PA*A5+PB*A3+PA*A7，受的向左的力F3左＝PA*A2+PB*A6+PA*A4，由于第一受力面A1与第五受力面A5大于第二受力面A2与第四受力面A4之和，因此F3右>F3左，主活塞30和支撑活塞50一起向右移动，直到伸出至图6(c)所示的伸展状态。

在图6(c)所示的伸展状态下，主活塞30和支撑活塞50位于活塞302和第一支撑部502相对远离的第二位置，活塞302和第一支撑部502形成双点支撑，此时活塞缸的抗弯性能得以大大提高，避免活塞缸的颤抖现象。而且，由于伸展状态下，活塞缸的长度最长，且此时一般为活塞缸的工作状态，因此活塞缸更需要较好的抗弯性能，而本发明的活塞缸满足了这个要求。

在活塞缸从伸展状态至收缩状态的过程中，当活塞缸处于收缩过程的初始瞬间时，活塞缸处于伸展的状态，主活塞30和支撑活塞50处于第二位置。在收缩过程中，请参图6(c)，第二口106进油，此时第二腔108为高压腔，压力为PB，第一口104出油，第一腔107为低压腔，压力为PA，PA大约为0。对主活塞30而言，PB作用在第六受力面A6，PA作用在第五受力面A5和第七受力面A7，主活塞30受的向右的力F4右＝PA*A5+PA*A7，受的向左的力F4左＝PB*A6，F4右<F4左，主活塞30向左移动，对支撑活塞50而言，PB作用在第三受力面A3，PA作用在第一受力面A1、第二受力面A2和第四受力面A4，支撑活塞50受的向右的力F5右＝PA*A1+PB*A3，受的向左的力F5左＝PA*A2+PA*A4，F5右>F5左，支撑活塞50向右移动，这样，主活塞30和支撑活塞50朝相对靠近的第一位置相对移动，直到回缩到第一位置，即回缩到图6(d)所示的状态。然后，对主活塞30和支撑活塞50整体而言，PB作用在第三受力面A3和第六受力面A6，PA作用下第一受力面A1、第二受力面A2、第四受力面A4、第五受力面A5和第七受力面A7，计算得出，主活塞30和支撑活塞50整体受的向右的力F6右＝PA*A1+PA*A5+PB*A3+PA*A7，受的向左的力F6左＝PA*A2+PB*A6+PA*A4，由于第三受力面A3小于第六受力面A6，因此F6右<F6左，主活塞30和支撑活塞50一起向左移动，直到伸出至图6(e)所示的收缩状态。

本发明的活塞缸中，主活塞30和支撑活塞50位于第二位置时，活塞302和第一支撑部502相对远离，使得活塞302和第一支撑部502在缸体10的内壁上形成了双点支撑，且增大了支撑面积，大大提升了活塞缸的抗弯性能。

在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”、“设置在”或“位于”另一元件上时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。

在本文中，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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的具体含义。

在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或重量关系为基于附图所示的方位或重量关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本发明的限制。

在本文中，用于描述元件的序列形容词“第一”、“第二”等仅仅是为了区别属性类似的元件，并不意味着这样描述的元件必须依照给定的顺序，或者时间、空间、等级或其它的限制。

在本文中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

以上所述，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种活塞缸，其特征在于，包括缸体(10)、主活塞(30)和支撑活塞(50)，所述缸体(10)包括腔体(102)，所述主活塞(30)和所述支撑活塞(50)均可移动地设于所述缸体(10)的所述腔体(102)内，所述主活塞(30)包括活塞(302)，所述主活塞(30)包括相对所述缸体(102)回缩的收缩状态和相对所述缸体(102)伸长的伸展状态，所述支撑活塞(50)包括第一支撑部(502)，所述第一支撑部(502)与所述缸体(10)的所述腔体(102)的内壁配合，所述支撑活塞(50)可相对所述主活塞(30)移动地连接于所述主活塞(30)，所述主活塞(30)和所述支撑活塞(50)包括所述活塞(302)和所述第一支撑部(502)相对靠近的第一位置和相对远离的第二位置。

2.如权利要求1所述的活塞缸，其特征在于，当所述主活塞(30)位于伸展状态时，所述主活塞(30)和所述支撑活塞(50)位于第二位置。

3.如权利要求1或2所述的活塞缸，其特征在于，当所述主活塞(30)位于收缩状态，所述主活塞(30)和所述支撑活塞(50)位于所述第一位置；在所述主活塞(30)从收缩状态向伸展状态伸出的过程中，所述主活塞(30)和所述支撑活塞(50)从所述第一位置逐渐运动至所述第二位置后保持在所述第二位置；在所述主活塞(30)从伸展状态向收缩状态回缩的过程中，所述主活塞(30)和所述支撑活塞(50)从所述第二位置逐渐运动至所述第一位置后保持在所述第一位置。

4.如权利要求1所述的活塞缸，其特征在于，当所述主活塞(30)从收缩状态向伸展状态伸出的过程中和伸展状态时，所述主活塞(30)和所述支撑活塞(50)整体受到的所述腔体(102)内的液压力的合力朝向所述主活塞(30)的伸出方向，所述主活塞(30)受到的所述腔体(102)内的液压力的合力朝向所述主活塞(30)的伸出方向，所述支撑活塞(50)受到的所述腔体(102)内的液压力的合力朝向所述主活塞(30)的回缩方向。

5.如权利要求4所述的活塞缸，其特征在于，当所述主活塞(30)从伸展状态向收缩状态回缩的过程中，所述主活塞(30)和所述支撑活塞(50)整体受到的所述腔体(102)内的液压力的合力朝向所述主活塞(30)的回缩方向，所述主活塞(30)受到的所述腔体(102)内的液压力的合力朝向所述主活塞(30)的方向回缩，所述支撑活塞(50)受到的所述腔体(102)内的液压力的合力朝向所述主活塞(30)的伸出方向；当所述主活塞(30)保持在收缩状态时，所述主活塞(30)和所述支撑活塞(50)整体受到的所述腔体(102)内的液压力的合力朝向所述主活塞(30)的回缩方向，所述主活塞(30)受到的所述腔体(102)内的液压力的合力朝向所述主活塞(30)的方向回缩，所述支撑活塞(50)受到的所述腔体(102)内的液压力的合力朝向所述主活塞(30)的伸出方向。

6.如权利要求1所述的活塞缸，其特征在于，所述缸体(10)还包括第一口(104)和第二口(106)，所述第一口(104)和所述第二口(106)分别与所述腔体(102)连通，所述活塞(302)将所述腔体(102)分为与所述第一口(104)连通的第一腔(107)和与所述第二口(106)连通的第二腔(108)，所述第一腔(107)为无杆腔，所述第二腔(108)为有杆腔，所述支撑活塞(50)还包括第二支撑部(504)，所述第一支撑部(502)位于所述第一腔(107)内，所述主活塞(30)内部设有内腔(304)，所述第二支撑部(504)位于所述内腔(304)内。

7.如权利要求6所述的活塞缸，其特征在于，所述第一支撑部(502)两侧的空腔连通，所述第二支撑部(504)将所述内腔(304)分为第三腔(305)和第四腔(306)，所述第三腔(305)相对所述第四腔(306)更靠近所述第一支撑部(502)，所述第二腔(108)与所述第三腔(305)连通，所述第一腔(107)与所述第四腔(306)连通。

8.如权利要求7所述的活塞缸，其特征在于，所述一支撑部(502)上开设有连通所述第一支撑部(502)两侧的空腔的第一通孔(507)，所述支撑活塞(50)上还开设有第二通孔(508)，以连通所述第一腔(107)与所述第四腔(306)，所述主活塞(30)的侧壁上开设有连通所述第二腔(108)与所述第三腔(305)的第三通孔(509)。

9.如权利要求8所述的活塞缸，其特征在于，所述支撑活塞(50)的所述第一支撑部(502)的两个端面分别为第一受力面(A1)和第二受力面(A2)，所述第二支撑部(504)的两个端面分别为第三受力面(A3)和第四受力面(A4)；所述主活塞(30)的所述活塞(302)的两个端面分别为第五受力面(A5)和第六受力面(A6)，所述主活塞(30)的所述内腔(304)的与所述支撑活塞(50)相对的一端的端面为第七受力面(A7)；其中，所述第一受力面(A1)小于所述第二受力面(A2)与所述第四受力面(A4)之和。

10.如权利要求9所述的活塞缸，其特征在于，所述第一受力面(A1)与所述第五受力面(A5)大于所述第二受力面(A2)与所述第四受力面(A4)之和，且所述三受力面(A3)小于所述第六受力面(A6)。