CN102788060B - 单缸插销式起重机及其伸缩油缸、伸缩油缸的缸头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单缸插销式起重机及其伸缩油缸和伸缩油缸的缸头，该缸头可以有效防止燕尾槽卡死。本发明的杠头包括燕尾槽、第一驱动油缸和第二驱动油缸，所述燕尾槽尾部的两个分叉分别具有第一槽孔和第二槽孔，所述第一驱动油缸和第二驱动油缸分别具有第一活塞杆和第二活塞杆，所述第一活塞杆和第二活塞杆的端部分别插入在所述第一槽孔和第二槽孔内，所述第一活塞杆和第一槽孔间隙配合，所述第二活塞杆和第二槽孔之间具有装配冗余。在燕尾槽的两端构成一种间隙不等的非对称机构，相当于为燕尾槽提供了一个活动连接的缓冲点和一个防止偏载的支撑点，在有效的防止燕尾槽的卡死的同时，保证燕尾槽在工作过程中不发生倾斜。

Description

单缸插销式起重机及其伸缩油缸、伸缩油缸的缸头

技术领域

本发明涉及起重机械技术领域，特别是涉及一种单缸插销式起重机伸缩油缸的缸头。此外，本发明还涉及一种包括上述缸头的伸缩油缸以及具有该伸缩油缸的伸缩臂起重机。

背景技术

单缸插销式起重机是指通过伸缩油缸与臂销、缸销的组合动作实现伸臂伸缩功能的一种起重机。

所述伸缩油缸用于驱动起重机伸臂结构实现伸缩。伸缩油缸的尾部具有用于控制伸缩油缸和伸臂之间、伸臂和伸臂之间实现连接和分离的缸头。所述缸头主要包括燕尾槽、缸销、位置检测块等。其中，燕尾槽为伸缩油缸上呈燕尾形状的凹槽型零部件，是用于驱动伸臂和伸臂之间的连接销的装置。所述燕尾槽连接有带动其上下运动的驱动油缸。

请参考图1和图2，图1为现有技术中单缸插销式起重机的缸头一种具体设置方式的结构示意图；图2现有技术中驱动油缸驱动燕尾槽向上运动时的结构示意图；图3为现有技术中驱动油缸驱动燕尾槽向下运动时的结构示意图；图4为图1所示缸头的燕尾槽几种卡死状态的结构示意图。

现有技术中，燕尾槽01的尾部一般对称地安装有两个驱动油缸02，每个驱动油缸02的无杆腔均设有弹簧03，燕尾槽01通过驱动油缸02和弹簧03的驱动完成上下运动。

具体地，如图2所示，当驱动油缸02的有杆腔的液压油回到液压油箱中时，无杆腔中被压缩的弹簧03受到的压力减小，弹簧03有一个回复的趋势，该弹簧03相应地会给予驱动油缸02的有杆腔中驱动杆一个向上的弹力，而驱动杆与燕尾槽01相连接，则在该弹力的作用下，燕尾槽01不断被举起；同理，在图3中，当油箱内的液压油在泵的作用下重新回到有杆腔时，随着液压油的不断流入，驱动油缸02内的驱动杆不断被下压，驱动杆回到驱动油缸02的腔体内，与此同时，与驱动杆相连的燕尾槽01也就相应地向下运动。

由于燕尾槽01的运动需要其两侧的两个驱动油缸02同时驱动，而驱动油缸02的驱动力与弹簧03、液压油的压力和油缸的面积等相关。如果两个驱动油缸02的动作不能够保持同步，或者在装配时两个油缸的平行度过低，燕尾槽01、两个驱动油缸02和缸体04组成的长方形结构在工作的时候就会出现扭曲变形，进而产生巨大的内力，导致燕尾槽01出现发卡的现象，如图4-1、4-2、4-3所示。

其中，图4-1为燕尾槽卡死后的第一种变形结构示意图，此时燕尾槽01左侧的驱动油缸的运动早于右侧驱动油缸的运动，导致燕尾槽01向右倾斜；图4-2为燕尾槽卡死后的第二种变形结构示意图，两个驱动油缸02的平行度较低，两个驱动油缸02均有向内倾斜的情况，此时的燕尾槽01虽然没有发生明显的倾斜，但两个驱动油缸02存在一个相反方向的驱动分力，最终导致燕尾槽01卡死在图4-2所示的状态；图4-3为燕尾槽卡死后的第三种变形结构示意图，两个驱动油缸02的平行度较低，均有向外侧倾斜的情况，两个驱动油缸02也存在一个相反方向的驱动分力，最终使得燕尾槽01卡死在图4-3所示的状态。

针对上述燕尾槽卡死的现象，现有技术中采用提高加工和装配精度的方法来解决，具体做法如下：对所有的零部件增加加工工序；使用更加先进的加工设备进行加工。

上述现有的做法不但降低了工作效率，导致生产成本大幅提升，而且加工和装配精度的提升幅度与燕尾槽防卡死的效果不成正比，加之加工和装配精度提高到一定程度后很难再进一步提升，因此，上述方法对燕尾槽卡死的改善效果并不明显。

因此，如何有效防止缸头中燕尾槽的卡死，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种单缸插销式起重机伸缩油缸的缸头，该缸头可以有效防止燕尾槽的卡死。本发明的另一目的是提供一种包括上述缸头的伸缩油缸以及具有该伸缩油缸的单缸插销式起重机。

为解决上述技术问题，本发明提供一种单缸插销式起重机伸缩油缸的缸头，包括燕尾槽、第一驱动油缸和第二驱动油缸，所述燕尾槽尾部的两个分叉分别具有第一槽孔和第二槽孔，所述第一驱动油缸和第二驱动油缸分别具有第一活塞杆和第二活塞杆，所述第一活塞杆和第二活塞杆的端部分别插入在所述第一槽孔和第二槽孔内，所述第一活塞杆和第一槽孔间隙配合，所述第二活塞杆和第二槽孔之间具有装配冗余。

第一活塞杆与第一槽孔采用间隙配合的连接方式，也就是说燕尾槽与第一驱动油缸之间基本上为刚性连接，第一驱动油缸就能够直接驱动燕尾槽，即使燕尾槽受到一定的偏载力，只要该偏载力没有超出第一驱动油缸和燕尾槽的应力范围，燕尾槽就不会发生倾斜，保证了燕尾槽能够平稳的工作；另一方面，如果第一驱动油缸和第二驱动油缸不能保持较高的同步性，燕尾槽、第一驱动油缸、第二驱动油缸和缸体组成的长方形结构就会有一定程度的扭曲变形，但由于第二驱动油缸与第二槽孔之间存在一个缓冲的间隙，第二驱动油缸在第二槽孔内有一个相对的位移量，该位移量使得整个长方形结构对所述扭曲变形具有了一定的包容能力，减小了燕尾槽运动的阻力，有效防止了燕尾槽的卡死。

优选地，所述第一活塞杆和第二活塞杆的杆径相等，所述第一槽孔的孔径小于所述第二槽孔的孔径。

第一活塞杆和第二活塞杆的结构无需进行任何改动，只需要对燕尾槽的两个槽孔进行孔径的调整，即可以实现燕尾槽两侧非对称的轴孔配合，生产效率较高，适于大批量的生产。

优选地，所述第一活塞杆的杆径大于所述第二活塞杆的杆径，所述第一槽孔和第二槽孔的孔径相等。

在上述的具体实施方式中，第一槽孔和第二槽孔的结构无需进行改动，只需要在加工第一活塞杆和第二活塞杆时进行杆径的尺寸改动，操作简单，适于大批量生产。

优选地，所述第二槽孔的孔径比所述第二活塞杆的杆径大6~8mm。

优选地，所述第一驱动油缸和第二驱动油缸以所述燕尾槽的纵向中心轴线为轴对称设置。

本发明还提供一种单缸插销式起重机的伸缩油缸，具有缸筒和缸头，所述缸头为上述任一项所述的缸头。

此外，本发明还提供一种单缸插销式起重机，包括伸缩臂和用于驱动伸缩臂的所述伸缩油缸。

由于上述缸头具有上述效果，具有该缸头的伸缩油缸以及具有该伸缩油缸的起重机也具有相同的技术效果。

附图说明

图1为现有技术中单缸插销式起重机的缸头一种具体设置方式的结构示意图；

图2现有技术中驱动油缸驱动燕尾槽向上运动时的结构示意图；

图3为现有技术中驱动油缸驱动燕尾槽向下运动时的结构示意图；

图4-1为燕尾槽卡死后的第一种变形结构示意图；

图4-2为燕尾槽卡死后的第二种变形结构示意图；

图4-3为燕尾槽卡死后的第三种变形结构示意图；

图5为本发明所提供缸头一种具体实施方式的正视图；

图6为图5所示缸头的俯视图；

图7为图5所示缸头的左视剖面结构示意图；

图8为图7中Ⅰ部位的局部放大示意图；

图9为图7中Ⅱ部位的局部放大示意图；

图10为本发明所提供燕尾槽一种设置方式的正视图；

图11为图10所示燕尾槽的左视图；

图12为图10所示燕尾槽的俯视图。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种单缸插销式起重机伸缩油缸的缸头，该缸头可以有效防止燕尾槽的卡死。本发明的另一目的是提供一种包括上述缸头的伸缩油缸以及具有该伸缩油缸的单缸插销式起重机。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图5至图7，图5为本发明所提供缸头一种具体实施方式的正视图；图6为图5所示缸头的俯视图；图7为图5所示缸头的左视剖面结构示意图。

本发明的伸缩油缸的缸头包括燕尾槽1、第一驱动油缸、第二驱动油缸，第一驱动油缸和第二驱动油缸分别具有第一活塞杆2和第二活塞杆3，燕尾槽1的尾部具有第一分叉11和第二分叉12，第一分叉11和第二分叉12分别沿贯穿地设置有第一槽孔111和第二槽孔121，第一活塞杆2和第二活塞杆3的端部分别连接在第一槽孔111和第二槽孔121内，两个驱动油缸动作时，第一活塞杆2和第二活塞杆3上下运动进而驱动燕尾槽1上下运动。其中，第一槽孔111与第一活塞杆2采用间隙配合的连接方式，第二槽孔121与第二活塞杆3之间具有装配冗余，也就是说，第二槽孔121能够为第二活塞杆3提供一定的自由运动空间。

所述间隙配合能够实现第一槽孔111与第一活塞杆2之间的定位连接，两者之间基本上不会存在相对运动的情形；而所谓的冗余是指第二槽孔121与第二活塞杆3之间存在运动间隙，两者之间能够相对运动，是一种具有缓冲空间的装配方式。

本发明的第二活塞杆3与第二槽孔121之间采用具有冗余的装配，第一活塞杆2与第一槽孔111之间采用间隙配合，这种结构可以有效缓解燕尾槽卡死的现象，具体过程如下：

如果第一活塞杆2与第二活塞杆3的运动不能保持较高的同步性，第二活塞杆3的运动相对第一活塞杆2而言就存在一定的滞后或者超前，当第一活塞杆2驱动燕尾槽1的第一分叉11上下运动时，整个燕尾槽1相应的会有上下运动的趋势，由于第二活塞杆3与第一活塞杆2的运动不能同步，第二活塞杆3就会阻碍燕尾槽1的第二分叉12部分进行相应的运动，也就会使得燕尾槽1、第一驱动油缸、第二驱动油缸和缸体4构成的长方形结构出现扭曲变形，此时，第二活塞杆3就会在其与第二槽孔121的间隙内进行相对的上下左右运动，不断改变第二活塞杆3与第二槽孔121之间的相对位置关系，进而配合燕尾槽1的运动。也就是说，第二活塞杆2与第二槽孔121之间的冗余使得上述长方形结构的一个连接点为活动连接点（当然，此处的活动连接点的活动范围是有限的），这就能够有效地缓冲上述长方形结构的扭曲变形，整个系统对变形具有了包容能力，减小了第二活塞杆3对燕尾槽1产生的运动阻力，进而有效防止燕尾槽1卡死。

此外，由于第一活塞杆2与第一槽孔111之间采用间隙配合，使得第一活塞杆2通过第一槽孔111与燕尾槽1形成一个整体，第一活塞杆2能够给燕尾槽提供一个支撑力，即使第二活塞杆3与燕尾槽1之间存在相对运动，燕尾槽1也能够保持稳定状态；在燕尾槽1受到一定的偏载力时，第一活塞杆2相应的提供一个反向作用力，燕尾槽1不至于出现倾斜的状况。

可以对上文所述缸头进行进一步的改进。

请参考图8和图9，图8为图7中Ⅰ的局部放大示意图；图9为图7中Ⅱ的局部放大示意图。

第一活塞杆2和第一槽孔111之间间隙配合、第二活塞杆3与第二槽孔121之间冗余装配的实现形式是多样的，但两个驱动轴的杆径不宜相差过大，以免引起应力集中，影响活塞杆的使用寿命。

在一种具体实施方式中，第一活塞杆2和第二活塞杆3的杆径可以采用相同的设置，第一槽孔111和第二槽孔121的孔径采用不同的设置，由于第一活塞杆2与第一槽孔111之间为间隙配合，第一槽孔111的孔径大小要与第一活塞杆2相配合，相应的，第二槽孔121的孔径要大于第一槽孔111的孔径，这样就可以使得第二槽孔121与第二活塞杆3之间具有装配的冗余，如图8所示。

在另一种具体实施方式中，第一槽孔111和第二槽孔121的孔径设置是相同的，而第一活塞杆2的杆径要大于第二活塞杆3的杆径，第一槽孔111与第一活塞杆2实现间隙配合（如图9所示），同时，第二活塞杆3与第二槽孔121具有装配冗余（如图8所示）。

其中，上述两个具体实施方式中，第一槽孔111和第一活塞杆2之间的配合可以采用基孔制或基轴制进行相应的设置，具体的标准请参考现有技术。

上述两种具体实施方式中，可以通过单独改变孔径或者杆径在燕尾槽1的两个分叉处实现松紧不同的配合方式，操作简单方便，对现有结构的改动较小，适用于大批量的工业化生产，效率较高。

请参考图10-图12,图10为本发明所提供燕尾槽一种设置方式的正视图；图11为图10所示燕尾槽的左视图；图12为图10所示燕尾槽的俯视图。

第二槽孔121的孔径也不宜过分大于第二活塞杆3的杆径，否则可能影响连接的可靠性。

在第三种具体实施方式中，第二槽孔121的孔径一般比第二活塞杆3的杆径大6-8mm，也就是说，第二活塞杆3与第二槽孔121的孔壁之间存在一个3-4mm的冗余间隙。一般情况下，该冗余间隙为2mm左右，如图11所示。

实验结果表明，采用上述范围的冗余设置能够更好地兼顾连接的可靠性和灵活性，给予第二活塞杆3一个相对合理的活动空间，防止燕尾槽1卡死固定。

如图12所示，第一驱动油缸和第二驱动油缸可以相对于燕尾槽1左右对称设置，即第一活塞杆2和第二活塞杆3的中心轴线以燕尾槽1的纵向（与伸缩油缸的伸缩方向平行）中心线为对称轴相互对称地设置，只不过两者与槽孔的间隙采用非对称的设置。

本发明还提供一种单缸插销式起重机的伸缩油缸，具有缸筒和缸头，所述缸头为上述任一项所述的缸头。

此外，本发明还提供一种单缸插销式起重机，包括伸缩臂和用于驱动伸缩臂的所述伸缩油缸。该单缸插销式起重机的其他部分请参考现有技术，本文限于篇幅，在此不再赘述。由于上述缸头具有上述效果，具有该缸头的伸缩油缸以及具有该伸缩油缸的起重机也具有相同的技术效果。

以上对本发明所提供的单缸插销式起重机及其伸缩油缸、伸缩油缸的缸头进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种单缸插销式起重机伸缩油缸的缸头，包括燕尾槽、第一驱动油缸和第二驱动油缸，所述燕尾槽尾部的两个分叉分别具有第一槽孔和第二槽孔，所述第一驱动油缸和第二驱动油缸分别具有第一活塞杆和第二活塞杆，所述第一活塞杆和第二活塞杆的端部分别插入在所述第一槽孔和第二槽孔内，其特征在于，所述第一活塞杆和第一槽孔间隙配合，所述第二活塞杆和第二槽孔之间具有装配冗余。

2.如权利要求1所述的缸头，其特征在于，所述第一活塞杆和第二活塞杆的杆径相等，所述第一槽孔的孔径小于所述第二槽孔的孔径。

3.如权利要求1所述的缸头，其特征在于，所述第一活塞杆的杆径大于所述第二活塞杆的杆径，所述第一槽孔和第二槽孔的孔径相等。

4.如权利要求1至3任一项所述的缸头，其特征在于，所述第二槽孔的孔径比所述第二活塞杆的杆径大6~8mm。

5.如权利要求1至3任一项所述的缸头，其特征在于，所述第一驱动油缸和第二驱动油缸以所述燕尾槽的纵向中心轴线为轴对称设置。

6.一种单缸插销式起重机的伸缩油缸，具有缸筒和缸头，其特征在于，所述缸头为权利要求1-5任一项所述的缸头。

7.一种单缸插销式起重机，包括伸缩臂和用于驱动伸缩臂的伸缩油缸，其特征在于，所述伸缩油缸为权利要求6所述的伸缩油缸。