CN201526558U - 可变压变速的双缸串连液压油缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可变压变速的双缸串连液压油缸，包括缸体(1)、缸顶盖(2)、缸底盖(3)、小活塞(4)、大活塞(5)。本实用新型采用在同一缸体内设置截面积一大一小经狭腔串连的二个缸腔，且配套设置一大一小二个相互独立的通过狭腔中液压油串连的活塞，各缸腔设置相互独立的进出油孔，通过控制切换进出油路，用同一油压，可向伺服机构提供快速低压顶出和慢速高压顶出功能切换的技术方案，所提供的一种可变压变速的双缸串连液压油缸，克服了现有技术的液压油缸存在的功能单一被动的不足，无需改变油压，控制切换进出油路，即可改变油缸活塞杆的顶出力与顶出速度，使液压油缸达到了功能多样、主动，适合于简易液压设备普及应用的目的。

Description

可变压变速的双缸串连液压油缸

技术领域

本实用新型涉及一种液压油缸，具体是指能够用同一油压，通过控制油路切换，向伺服机构提供快速低压顶出和慢速高压顶出功能的一种可变压变速的双缸串连液压油缸。

背景技术

现有技术的液压油缸活塞的顶出力由油压和活塞截面积决定，活塞杆的顶出速度由进入油缸缸腔的液压油的流量(流速)决定，功能单一被动；若要改变液压油缸活塞杆的顶出力，则要改变液压***提供的油压，或者调换合适的活塞截面积的液压油缸；液压设备在运行中需要改变油缸活塞杆的顶力与顶速时，通常采用高低压油泵切换改变油压来改变顶力和控制节流阀来调节顶速；而油压的切换、节流阀的控制，则需要由配套液压自动控制***来实现，对于简易液压设备来说，配套液压自动控制***显得成本太高，甚至高于简易液压设备本身，同时体积也太大，不适于简易液压设备的应用；因此，现有技术的液压油缸存在功能单一被动，不适于简易液压设备普及应用的问题与不足。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题与不足，本实用新型采用在同一缸体内设置截面积一大一小经狭腔串连的二个缸腔，且配套设置一大一小二个相互独立的通过狭腔中液压油串连的活塞，各缸腔设置相互独立的进出油孔，其中小缸腔的进油孔设置在狭腔中，通过控制切换进出油路，实现用同一油压，向伺服机构提供快速低压顶出和慢速高压顶出功能切换的技术方案，提供一种可变压变速的双缸串连液压油缸，旨在无需改变油压，通过控制切换进出油路，即可改变油缸活塞杆的顶出力与顶出速度，使液压油缸达到功能多样且主动，适合于简易液压设备普及应用的目的。

本实用新型的目的是这样实现的：一种可变压变速的双缸串连液压油缸，包括缸体、缸顶盖、缸底盖、小活塞、大活塞，其中：所述的缸体为钢质的圆柱形中空厚壁管构件，管腔形状结构沿轴线自下而上为，大直径圆柱形、下大上小圆锥台形、小直径圆柱形、中直径圆柱形的同心圆台阶通孔，缸体的顶面与所述缸顶盖2固定连接，缸体的底面与所述缸底盖3固定连接；由缸顶盖2与中直径圆柱形管腔围成的腔室为小缸腔，由缸底盖与大直径圆柱形、圆锥台形管腔围成的腔室为大缸腔，夹在小缸腔与大缸腔之间的小直径圆柱形管腔为狭腔；狭腔中部腔壁上设有与外部相通的小缸顶出油孔，狭腔上部腔壁上设有与外部相通的狭腔排气阀孔，狭腔位于小缸顶出油孔下面的腔壁上设有环形凹槽，凹槽中装有密封圈；大缸腔上部圆锥台形管腔处设有与外部相通的大缸复位油孔；缸体的顶面与底面均布设有若干与各自缸盖固定连接的盲螺孔；

所述的缸顶盖为钢质的矩形厚板体构件；缸顶盖板体的中心设有用于滑动穿过小活塞杆的通孔，通孔内壁上设有二道环形凹槽，凹槽中装有密封圈；缸顶盖的上面设有若干与所述缸体顶面的盲螺孔位置对应的，用于穿螺丝固定连接的通孔；缸顶盖的下面设有围绕与中心通孔同心的凸出的圆环形法兰台阶，法兰台阶的外沿壁上设有二道环形凹槽，凹槽中装有密封圈，法兰台阶的内沿与中心通孔下孔口之间为下大上小的圆锥台形凹槽；缸顶盖板体的一侧面上设有与圆锥台形凹槽底相通的小缸复位油孔；

所述的缸底盖为钢质的矩形厚板体构件；缸底盖的上面中心设有凸出的圆环形法兰台阶，法兰台阶的外沿壁上设有二道环形凹槽，凹槽中装有密封圈，法兰台阶的内沿中心为下大上小的圆锥台形凹槽；缸底盖板体的一侧面上设有与圆锥台形凹槽底中心相通的大缸顶出油孔；缸底盖的下面设有若干与所述缸体底面的盲螺孔位置对应的，用于穿螺丝固定连接的通孔；

所述的小活塞为钢质的同心圆柱台阶轴体形构件，小活塞形状结构沿轴线自上而下为，较小直径的外螺纹柱体台阶、大于外螺纹直径的小活塞杆柱体台阶、大于小活塞杆直径的小活塞柱体台阶；小活塞柱体台阶的柱壁上设有二道环形凹槽，凹槽中装有密封圈；

所述的大活塞为钢质的同心圆柱台阶轴体形构件，大活塞形状结构沿轴线自上而下为，较小直径的大活塞杆柱体台阶、大于大活塞杆直径的大活塞柱体台阶；大活塞柱体台阶的柱壁上设有二道环形凹槽，凹槽中装有密封圈；

所述大活塞柱体台阶的直径大于所述小活塞柱体台阶的直径，与所述缸体的大缸腔滑动配合，大活塞杆柱体台阶与所述缸体的狭腔滑动配合；所述小活塞柱体台阶与所述缸体的小缸腔滑动配合，小活塞柱体台阶与所述缸顶盖的中心通孔滑动配合；

各部件相互位置及连接关系为，初始状态，缸体的顶面与所述缸顶盖的下面用螺丝固定连接，缸体的底面与所述缸底盖的上面用螺丝固定连接；小活塞下部柱体台阶密封滑动置于缸体的小缸腔内，且小活塞下部柱体台阶底端与小缸腔的底端台阶接触，小活塞的小活塞杆朝上密封滑动穿过缸顶盖的中心通孔，小活塞上部的外螺纹露出缸顶盖的上面；大活塞下部柱体台阶密封滑动置于大缸腔内，且大活塞下部柱体台阶底端与缸底盖的法兰台阶的顶端接触，大活塞杆朝上密封滑动穿入缸体的狭腔内，大活塞杆顶端位于狭腔腔壁上的小缸顶出油孔口的下沿；

上述的连接组合构成了小缸顶出油孔位于小活塞柱体台阶的下面，小缸复位油孔位于小活塞柱体台阶的上面，大缸顶出油孔位于大活塞柱体台阶的下面，大缸复位油孔位于大活塞柱体台阶的上面。

工作原理

由于大活塞的截面积大于小活塞的截面积，在同一油压的条件下所获得的压力等于大活塞的截面积与小活塞的截面积之比的倍率，因此，在同一油压的条件下控制切换油路可使小活塞杆的顶出压力和速度获得改变；

应用工作时油缸各油孔与液压控制管路的各同名油管连接，缸体的狭腔排气阀孔装上排气阀，开启排气阀，由小缸顶出油孔向狭腔内注油，排除狭腔中空气，关闭排气阀，起始状态油路全部关闭，在同一油压的条件下控制切换油路：

A、快速低压顶出和复位功能

开启小缸顶出油孔油路、小缸复位油孔油路，正向油压：油流从小缸顶出油孔油路进入狭腔、小缸腔下部，从小缸复位油孔油路回流，小活塞上移，小活塞杆顶出，小活塞杆执行快速低压顶出功能；

反向油压：油流从小缸复位油孔油路进入小缸腔上部，从小缸顶出油孔油路回流，小活塞下移，小活塞杆缩回，小活塞杆执行复位功能；

B、慢速高压顶出和复位功能

开启大缸顶出油孔油路、大缸复位油孔油路、小缸复位油孔油路；正向油压：一路油流从大缸顶出油孔油路进入大缸腔下部，从大缸复位油孔油路回流，另一路油流从小缸复位油孔油路回流，大活塞上移，大活塞杆沿狭腔向上顶推由潴留在狭腔与小缸腔下部的液压油构成的油垫，顶推小活塞上移，小活塞杆的顶出压力和速度与大活塞相同，由于大缸腔较大，在油压不变的条件下，大活塞上移速度比上述A例中小活塞的上移速度慢，大活塞上移压力比上述A例中小活塞的上移压力大，故此时，小活塞杆执行慢速高压顶出功能；

反向油压：一路油流从大缸复位油孔油路进入大缸腔上部，从大缸顶出油孔油路回流，大活塞下移，大活塞杆缩回，另一路油流从小缸复位油孔油路进入小缸腔上部，小活塞下移，小活塞杆缩回，小活塞杆执行复位功能；

C、可执行变压变速顶出功能的多样化组合

将上述A、B二例的油路切换控制结合起来程序化，可编排小活塞杆执行诸如，先快速低压顶出，再慢速高压顶出；或者先慢速高压顶出，再快速低压顶出的可变压变速的顶出功能。

上述，本实用新型采用在同一缸体内设置截面积一大一小经狭腔串连的二个缸腔，且配套设置一大一小二个相互独立的通过狭腔中液压油串连的活塞，各缸腔设置相互独立的进出油孔，其中小缸腔的进油孔设置在狭腔中，通过控制切换进出油路，用同一油压，向伺服机构提供快速低压顶出和慢速高压顶出功能切换的技术方案，所提供的一种可变压变速的双缸串连液压油缸，克服了现有技术的液压油缸存在的功能单一被动的不足，无需改变油压，通过控制切换进出油路，即可改变油缸活塞杆的顶出力与顶出速度，使液压油缸达到了功能多样、主动，适合于简易液压设备普及应用的目的。

附图说明

图1是本实用新型的可变压变速的双缸串连液压油缸的结构剖视示意图；

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步详细说明，但不应理解为对本实用新型的任何限制。

图中：缸体1、小缸腔11、狭腔12、小缸顶出油孔121、狭腔排气阀孔122、大缸腔13、大缸复位油孔131、缸顶盖2、小缸复位油孔21、缸底盖3、大缸顶出油孔31、小活塞4、小活塞杆41、大活塞5、大活塞杆51、密封圈6。

具体实施方式

参阅图1，本实用新型的一种可变压变速的双缸串连液压油缸，包括缸体1、缸顶盖2、缸底盖3、小活塞4、大活塞5，其中：所述的缸体1为钢质的圆柱形中空厚壁管构件，管腔形状结构沿轴线自下而上为，大直径圆柱形、下大上小圆锥台形、小直径圆柱形、中直径圆柱形的同心圆台阶通孔，缸体的顶面与所述缸顶盖2固定连接，缸体的底面与所述缸底盖3固定连接；由缸顶盖2与中直径圆柱形管腔围成的腔室为小缸腔11，由缸底盖3与大直径圆柱形、圆锥台形管腔围成的腔室为大缸腔13，夹在小缸腔11与大缸腔13之间的小直径圆柱形管腔为狭腔12；狭腔12中部腔壁上设有与外部相通的小缸顶出油孔121，狭腔12上部腔壁上设有与外部相通的狭腔排气阀孔122，狭腔12位于小缸顶出油孔121下面的腔壁上设有环形凹槽，凹槽中装有密封圈6；大缸腔13上部圆锥台形管腔处设有与外部相通的大缸复位油孔131；缸体的顶面与底面均布设有若干与各自缸盖固定连接的盲螺孔；

所述的缸顶盖2为钢质的矩形厚板体构件；缸顶盖板体的中心设有用于滑动穿过小活塞杆41的通孔，通孔内壁上设有二道环形凹槽，凹槽中装有密封圈6；缸顶盖的上面设有若干与所述缸体1顶面的盲螺孔位置对应的，用于穿螺丝固定连接的通孔；缸顶盖的下面设有围绕与中心通孔同心的凸出的圆环形法兰台阶，法兰台阶的外沿壁上设有二道环形凹槽，凹槽中装有密封圈6，法兰台阶的内沿与中心通孔下孔口之间为下大上小的圆锥台形凹槽；缸顶盖板体的一侧面上设有与圆锥台形凹槽底相通的小缸复位油孔21；

所述的缸底盖3为钢质的矩形厚板体构件；缸底盖的上面中心设有凸出的圆环形法兰台阶，法兰台阶的外沿壁上设有二道环形凹槽，凹槽中装有密封圈6，法兰台阶的内沿中心为下大上小的圆锥台形凹槽；缸底盖板体的一侧面上设有与圆锥台形凹槽底中心相通的大缸顶出油孔31；缸底盖的下面设有若干与所述缸体1底面的盲螺孔位置对应的，用于穿螺丝固定连接的通孔；

所述的小活塞4为钢质的同心圆柱台阶轴体形构件，小活塞形状结构沿轴线自上而下为，较小直径的外螺纹柱体台阶、大于外螺纹直径的小活塞杆41柱体台阶、大于小活塞杆41直径的小活塞4柱体台阶；小活塞4柱体台阶的柱壁上设有二道环形凹槽，凹槽中装有密封圈6；

所述的大活塞5为钢质的同心圆柱台阶轴体形构件，大活塞形状结构沿轴线自上而下为，较小直径的大活塞杆51柱体台阶、大于大活塞杆51直径的大活塞5柱体台阶；大活塞5柱体台阶的柱壁上设有二道环形凹槽，凹槽中装有密封圈6；

所述大活塞5柱体台阶的直径大于所述小活塞4柱体台阶的直径，与所述缸体1的大缸腔13滑动配合，大活塞杆51柱体台阶与所述缸体1的狭腔12滑动配合；所述小活塞4柱体台阶与所述缸体1的小缸腔11滑动配合，小活塞4柱体台阶与所述缸顶盖2的中心通孔滑动配合；

各部件相互位置及连接关系为，初始状态，缸体1的顶面与所述缸顶盖2的下面用螺丝固定连接，缸体1的底面与所述缸底盖3的上面用螺丝固定连接；小活塞4下部柱体台阶密封滑动置于缸体1的小缸腔11内，且小活塞4下部柱体台阶底端与小缸腔11的底端台阶接触，小活塞4的小活塞杆41朝上密封滑动穿过缸顶盖2的中心通孔，小活塞4上部的外螺纹露出缸顶盖2的上面；大活塞5下部柱体台阶密封滑动置于大缸腔13内，且大活塞5下部柱体台阶底端与缸底盖3的法兰台阶的顶端接触，大活塞杆51朝上密封滑动穿入缸体1的狭腔12内，大活塞杆51顶端位于狭腔12腔壁上的小缸顶出油孔121口的下沿；

上述的连接组合构成了小缸顶出油孔121位于小活塞4柱体台阶的下面，小缸复位油孔21位于小活塞4柱体台阶的上面，大缸顶出油孔31位于大活塞5柱体台阶的下面，大缸复位油孔131位于大活塞5柱体台阶的上面。

工作原理

由于大活塞5的截面积大于小活塞4的截面积，在同一油压的条件下所获得的压力等于大活塞5的截面积与小活塞4的截面积之比的倍率，因此，在同一油压的条件下控制切换油路可使小活塞杆41的顶出压力和速度获得改变；

应用工作时油缸各油孔与液压控制管路的各同名油管连接，缸体1的狭腔排气阀孔122装上排气阀，开启排气阀，由小缸顶出油孔121向狭腔12内注油，排除狭腔12中空气，关闭排气阀，起始状态油路全部关闭，在同一油压的条件下控制切换油路：

A、快速低压顶出和复位功能

开启小缸顶出油孔121油路、小缸复位油孔21油路，正向油压：油流从小缸顶出油孔121油路进入狭腔12、小缸腔11下部，从小缸复位油孔21油路回流，小活塞4上移，小活塞杆41顶出，小活塞杆41执行快速低压顶出功能；

反向油压：油流从小缸复位油孔21油路进入小缸腔11上部，从小缸顶出油孔121油路回流，小活塞4下移，小活塞杆41缩回，小活塞杆41执行复位功能；

B、慢速高压顶出和复位功能

开启大缸顶出油孔31油路、大缸复位油孔131油路、小缸复位油孔21油路；正向油压：一路油流从大缸顶出油孔31油路进入大缸腔13下部，从大缸复位油孔131油路回流，另一路油流从小缸复位油孔21油路回流，大活塞5上移，大活塞杆51沿狭腔12向上顶推由潴留在狭腔12与小缸腔11下部的液压油构成的油垫，顶推小活塞4上移，小活塞杆41的顶出压力和速度与大活塞5相同，由于大缸腔13较大，在油压不变的条件下，大活塞5上移速度比上述A例中小活塞4的上移速度慢，大活塞5上移压力比上述A例中小活塞4的上移压力大，故此时，小活塞杆41执行慢速高压顶出功能；

反向油压：一路油流从大缸复位油孔131油路进入大缸腔13上部，从大缸顶出油孔31油路回流，大活塞5下移，大活塞杆51缩回，另一路油流从小缸复位油孔21油路进入小缸腔11上部，小活塞4下移，小活塞杆41缩回，小活塞杆41执行复位功能；

C、可执行变压变速顶出功能的多样化组合

将上述A、B二例的油路切换控制结合起来程序化，可编排小活塞杆41执行诸如，先快速低压顶出，再慢速高压顶出；或者先慢速高压顶出，再快速低压顶出的可变压变速的顶出功能。

Claims (1)

1.一种可变压变速的双缸串连液压油缸，包括缸体(1)、缸顶盖(2)、缸底盖(3)、小活塞(4)、大活塞(5)，其特征在于：所述的缸体(1)为钢质的圆柱形中空厚壁管构件，管腔形状结构沿轴线自下而上为，大直径圆柱形、下大上小圆锥台形、小直径圆柱形、中直径圆柱形的同心圆台阶通孔，缸体的顶面与所述缸顶盖(2)固定连接，缸体的底面与所述缸底盖(3)固定连接；由缸顶盖(2)与中直径圆柱形管腔围成的腔室为小缸腔(11)，由缸底盖(3)与大直径圆柱形、圆锥台形管腔围成的腔室为大缸腔(13)，夹在小缸腔(11)与大缸腔(13)之间的小直径圆柱形管腔为狭腔(12)；狭腔(12)中部腔壁上设有与外部相通的小缸顶出油孔(121)，狭腔(12)上部腔壁上设有与外部相通的狭腔排气阀孔(122)，狭腔(12)位于小缸顶出油孔(121)下面的腔壁上设有环形凹槽，凹槽中装有密封圈(6)；大缸腔(13)上部圆锥台形管腔处设有与外部相通的大缸复位油孔(131)；缸体的顶面与底面均布设有若干与各自缸盖固定连接的盲螺孔；

所述的缸顶盖(2)为钢质的矩形厚板体构件；缸顶盖板体的中心设有用于滑动穿过小活塞杆(41)的通孔，通孔内壁上设有二道环形凹槽，凹槽中装有密封圈(6)；缸顶盖的上面设有若干与所述缸体(1)顶面的盲螺孔位置对应的，用于穿螺丝固定连接的通孔；缸顶盖的下面设有围绕与中心通孔同心的凸出的圆环形法兰台阶，法兰台阶的外沿壁上设有二道环形凹槽，凹槽中装有密封圈(6)，法兰台阶的内沿与中心通孔下孔口之间为下大上小的圆锥台形凹槽；缸顶盖板体的一侧面上设有与圆锥台形凹槽底相通的小缸复位油孔(21)；

所述的缸底盖(3)为钢质的矩形厚板体构件；缸底盖的上面中心设有凸出的圆环形法兰台阶，法兰台阶的外沿壁上设有二道环形凹槽，凹槽中装有密封圈(6)，法兰台阶的内沿中心为下大上小的圆锥台形凹槽；缸底盖板体的一侧面上设有与圆锥台形凹槽底中心相通的大缸顶出油孔(31)；缸底盖的下面设有若干与所述缸体(1)底面的盲螺孔位置对应的，用于穿螺丝固定连接的通孔；

所述的小活塞(4)为钢质的同心圆柱台阶轴体形构件，小活塞形状结构沿轴线自上而下为，较小直径的外螺纹柱体台阶、大于外螺纹直径的小活塞杆(41)柱体台阶、大于小活塞杆(41)直径的小活塞(4)柱体台阶；小活塞(4)柱体台阶的柱壁上设有二道环形凹槽，凹槽中装有密封圈(6)；

所述的大活塞(5)为钢质的同心圆柱台阶轴体形构件，大活塞形状结构沿轴线自上而下为，较小直径的大活塞杆(51)柱体台阶、大于大活塞杆(51)直径的大活塞(5)柱体台阶；大活塞(5)柱体台阶的柱壁上设有二道环形凹槽，凹槽中装有密封圈(6)；

所述大活塞(5)柱体台阶的直径大于所述小活塞(4)柱体台阶的直径，与所述缸体(1)的大缸腔(13)滑动配合，大活塞杆(51)柱体台阶与所述缸体(1)的狭腔(12)滑动配合；所述小活塞(4)柱体台阶与所述缸体(1)的小缸腔(11)滑动配合，小活塞(4)柱体台阶与所述缸顶盖(2)的中心通孔滑动配合；

各部件相互位置及连接关系为，初始状态，缸体(1)的顶面与所述缸顶盖(2)的下面用螺丝固定连接，缸体(1)的底面与所述缸底盖(3)的上面用螺丝固定连接；小活塞(4)下部柱体台阶密封滑动置于缸体(1)的小缸腔(11)内，且小活塞(4)下部柱体台阶底端与小缸腔(11)的底端台阶接触，小活塞(4)的小活塞杆(41)朝上密封滑动穿过缸顶盖(2)的中心通孔，小活塞(4)上部的外螺纹露出缸顶盖(2)的上面；大活塞(5)下部柱体台阶密封滑动置于大缸腔(13)内，且大活塞(5)下部柱体台阶底端与缸底盖(3)的法兰台阶的顶端接触，大活塞杆(51)朝上密封滑动穿入缸体(1)的狭腔(12)内，大活塞杆(51)顶端位于狭腔(12)腔壁上的小缸顶出油孔(121)口的下沿；

上述的连接组合构成了小缸顶出油孔(121)位于小活塞(4)柱体台阶的下面，小缸复位油孔(21)位于小活塞(4)柱体台阶的上面，大缸顶出油孔(31)位于大活塞(5)柱体台阶的下面，大缸复位油孔(131)位于大活塞(5)柱体台阶的上面。

Images