CN112112861A - 一种液压缸活塞双向平衡双作用缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于液压技术领域，具体涉及一种液压缸活塞双向平衡双作用缓冲装置，包括阀芯Ⅰ、阀芯Ⅱ和阀套体；活塞沿着轴向设有贯穿的阀槽，阀芯Ⅰ和阀芯Ⅱ均置于阀槽内，阀芯Ⅰ和阀芯Ⅱ均包括阻油部和缓冲部，阀芯Ⅰ的阻油部和阀芯Ⅱ的阻油部之间设有弹性件，阀芯Ⅰ由阀槽的轴肩轴向限位，阀芯Ⅱ由安装在活塞上的阀套体轴向限位；当阀芯Ⅰ的阻油部与阀槽的轴肩紧密接触时，阀芯Ⅰ的缓冲部伸至所述活塞的外侧；当阀芯Ⅱ的阻油部与阀套体紧密接触时，阀芯Ⅱ的缓冲部伸至所述活塞的外侧。该缓冲装置在活塞两端设置两个阀芯并以弹性件衔接；液压缸实现双向缓冲，且在缓冲过程中以弹性件和两个阀芯实现两次缓冲。

Description

一种液压缸活塞双向平衡双作用缓冲装置

技术领域

本发明属于液压技术领域，具体涉及一种液压缸活塞双向平衡双作用缓冲装置。

背景技术

常规的油缸极限位移缓冲结构都是添加缓冲套并在导向套上增加缓冲沟槽与在活塞杆尾部增加柱塞结合的形式，这种结构是依靠在即将到达极限位移时，导向套沟槽与缓冲套在结合的瞬间，在其有杆腔产生高压，以此增加工作的阻力，降低活塞杆位移的速度，从而达到缓冲的目的；但其瞬间产生的高压对缸筒的壁厚有较高的要求，伸缩频率不高的油缸上使用的很少。复位时则依靠缓冲柱塞先进入油口，通过降低油液流量所产生的阻力实现缓冲的效果。该结构缺点是，需要额外增加零件，会在增加成本同时，增加油缸重量，不符合高效益和轻量化的发展目标。

同时，常规的驱动油缸针对极限位移和复位工况的缓冲结构较少，但在极限行程和复位时的缓冲装置是对液压缸整体安全的一种保护，更是对主机及操作者安全的一种保护。现有的缓冲技术结构较为复杂，且无法在一般的液压缸中得到推广应用，因此，我们必须探索一种改进方便且行之有效的缓冲结构。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种液压缸活塞双向平衡双作用缓冲装置，在活塞两端设置两个阀芯并以弹性件衔接；液压缸实现双向缓冲，且在缓冲过程中以弹性件和两个阀芯实现两次缓冲。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种液压缸活塞双向平衡双作用缓冲装置，包括阀芯Ⅰ、阀芯Ⅱ和阀套体；活塞沿着轴向设有贯穿的阀槽，阀芯Ⅰ和阀芯Ⅱ均置于阀槽内，阀芯Ⅰ和阀芯Ⅱ均包括阻油部和缓冲部，阀芯Ⅰ的阻油部和阀芯Ⅱ的阻油部之间设有弹性件，阀芯Ⅰ由阀槽的轴肩轴向限位，阀芯Ⅱ由安装在活塞上的阀套体轴向限位；当阀芯Ⅰ的阻油部与阀槽的轴肩紧密接触时，阀芯Ⅰ的缓冲部伸至所述活塞的外侧；当阀芯Ⅱ的阻油部与阀套体紧密接触时，阀芯Ⅱ的缓冲部伸至所述活塞的外侧。

进一步地，所述阀芯Ⅰ的阻油部为锥形结构，所述阀槽的轴肩上设有与阀芯Ⅰ阻油部的锥形结构相配合的圆角；所述阀芯Ⅱ的阻油部为锥形结构，所述阀套体的内侧端面上设有与阀芯Ⅱ阻油部的锥形结构相配合的圆角。

进一步地，所述阀芯Ⅰ的阻油部为圆柱结构，阀芯Ⅰ的阻油部上设有轴向油孔，当阀芯Ⅰ的阻油部与阀槽的轴肩紧密接触时，阀芯Ⅰ的轴向油孔被挡住无法过油；所述阀芯Ⅱ的阻油部为圆柱结构，阀芯Ⅱ的阻油部上设有轴向油孔，当阀芯Ⅱ的阻油部与阀套体紧密接触时，阀芯Ⅱ的轴向油孔被挡住无法过油。

进一步地，所述弹性件为弹簧。

进一步地，所述阀芯Ⅰ的阻油部和阀芯Ⅱ的阻油部上均设有弹簧导向柱。

本结构在活塞上设置两个阀芯，并在两个阀芯之间使用弹性件相互连接；伸出时，位于液压缸大腔一侧的阀芯开启，并使得液压缸小腔一侧的阀芯关闭，活塞杆正常伸出；在活塞杆即将达到极限行程时，液压缸小腔一侧阀芯接触到导向套后开启，弹性件的弹力为一次缓冲，液压缸的大腔和小腔贯通瞬间泄压，在背压缓冲的作用下实现二次缓冲，并最终停止；活塞杆缩回时，液压缸小腔一侧的阀芯开启，液压缸大腔一侧的阀芯关闭，活塞杆实现缩回，在即将复位时，以同样的原理进行缓冲，并实现一个工作循环。

本发明的有益效果是：（1）通过在活塞上设置两个阀芯，实现液压缸在极限行程和复位时的双向缓冲效果；（2）本申请无现有技术的缓冲套需要多个零件配合使用的缺点，使用本结构可以简单高效的实现缓冲，满足多种油缸的改进需求；（3）本申请巧妙利用阀芯加弹性件的结构，可以在极限行程和复位时实现两次缓冲，在保证油缸的正常工作运行前提下，确保了油缸缓冲结构的可靠性和稳定性；（4）本申请充分利用阀芯锥面密封的特性，简化结构，实现缓冲；（5）本结构易于零件的加工和装配，可以在一定程度上缓解当前缓冲结构装配繁琐的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中，1、缸筒，2、活塞杆，3、阀芯Ⅰ，4、弹性件，5、阀芯Ⅱ，6、阀套体，7、活塞，8、垫圈，9、螺栓，10、阀槽。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，一种液压缸活塞双向平衡双作用缓冲装置，液压缸的缸筒1内放置有活塞7，活塞杆2通过螺栓9和垫圈8实现与活塞7的固定。活塞7沿着轴向设有贯穿的阀槽10，阀槽10用于连通液压缸的大腔和小腔。在阀槽10内设置有阀芯Ⅰ3和阀芯Ⅱ5，阀芯Ⅰ3和阀芯Ⅱ5均包括阻油部（阻油部用于控制阀槽10连通液压缸的大腔和小腔的油路通断）和缓冲部（缓冲部用于执行缓冲动作），阀芯Ⅰ3的阻油部和阀芯Ⅱ5的阻油部均位于阀槽10的内侧，阀芯Ⅰ3的阻油部和阀芯Ⅱ5的阻油部之间设有弹性件4，阀芯Ⅰ3由阀槽10的轴肩轴向限位，阀芯Ⅱ5由安装在活塞7上的阀套体6轴向限位；当阀芯Ⅰ3的阻油部与阀槽10的轴肩紧密接触时，阀芯Ⅰ3的缓冲部伸至所述活塞7的外侧；当阀芯Ⅱ5的阻油部与阀套体6紧密接触时，阀芯Ⅱ5的缓冲部伸至所述活塞7的外侧。

作为本实施例的优选，所述阀芯Ⅰ3的阻油部为锥形结构，所述阀槽10的轴肩上设有与阀芯Ⅰ3阻油部的锥形结构相配合的圆角；所述阀芯Ⅱ5的阻油部为锥形结构，所述阀套体6的内侧端面上设有与阀芯Ⅱ5阻油部的锥形结构相配合的圆角。如图1所示结构，阀芯Ⅱ5靠近液压缸大腔一侧设置，阀芯Ⅰ3靠近液压缸小腔一侧设置。安装时，先安装阀芯Ⅰ3，再在安装弹性件4，最后安装阀芯Ⅱ5和阀套体6。在活塞杆2伸出时，由大腔进油，此时，大腔的压力比小腔的压力大，使得阀芯Ⅱ5受压开启，阀芯Ⅱ5受压朝阀芯Ⅰ3的方向移动，阀芯Ⅱ5通过弹性件4将力传递给阀芯Ⅰ3，阀芯Ⅰ3朝液压缸的小腔运动，当阀芯Ⅰ3的阻油部与阀槽10的轴肩紧密接触后（阀芯Ⅰ3的阻油部的锥形结构与阀槽10的圆角楔形配合），阀槽10用于连通液压缸大腔和小腔的油路处于闭合状态，活塞杆2开始正常伸出。在活塞杆2即将到达极限行程时，由于阀芯Ⅰ3的缓冲部伸出活塞7一段长度，阀芯Ⅰ3会先触碰导向套，此时弹性件4会对活塞7产生弹力，实现第一次缓冲。而随着活塞7进一步的位移会使阀芯Ⅰ3的阻油部与阀槽10的轴肩紧密接触被打开，而由于液压缸大腔的压力较大，阀芯Ⅱ5不会完全关闭，这时液压缸的大腔和小腔会通过阀槽10实现瞬间贯通并泄压，通过背压缓冲的方式使活塞7会逐渐停止运动，从而实现第二次缓冲作用。在活塞杆2缩回时，液压缸小腔的压力大，大腔的压力小，使得阀芯Ⅰ3受压开启，阀芯Ⅰ3受压朝阀芯Ⅱ5的方向移动，阀芯Ⅰ3通过弹性件4将力传递给阀芯Ⅱ5，阀芯Ⅱ5朝液压缸的大腔运动，当阀芯Ⅱ5的阻油部与阀套体6紧密接触后（阀芯Ⅱ5的阻油部的锥形结构与阀套体6的圆角楔形配合），阀槽10用于连通液压缸大腔和小腔的油路处于闭合状态，活塞杆2开始正常缩回。由于阀芯Ⅱ5的缓冲部伸出活塞7一段长度，在活塞杆2即将到底时会以同样的原理实现两次缓冲，并最终复位。自此液压缸的一次工作循环完成。

上述实施的结构形式充分利用阀芯的锥面密封的特性，简化结构，实现缓冲。另外本申请还提供了阀芯Ⅰ3和阀芯Ⅱ5用于切断阀槽10用于连通液压缸大腔和小腔的油路的另一种结构形式。具体地，所述阀芯Ⅰ3的阻油部为圆柱结构，阀芯Ⅰ3的阻油部上设有轴向油孔，当阀芯Ⅰ3的阻油部与阀槽10的轴肩紧密接触时，阀芯Ⅰ3的轴向油孔被挡住无法过油；所述阀芯Ⅱ5的阻油部为圆柱结构，阀芯Ⅱ5的阻油部上设有轴向油孔，当阀芯Ⅱ5的阻油部与阀套体6紧密接触时，阀芯Ⅱ5的轴向油孔被挡住无法过油。上述结构同样能够满足本申请的设计要求。

作为本实施例的优选，弹性件4为弹簧。阀芯Ⅰ3的阻油部和阀芯Ⅱ5的阻油部上均设有弹簧导向柱。弹簧导向柱对弹簧的伸缩运动起到导向的作用，避免弹簧发生跑偏。

本发明的优点是可以以较低的成本实现多种液压缸极限行程工况下缓冲，同时保护了液压缸中的各个零件，同时此结构不同于缓冲套等其余缓冲结构，可以极大的降低油缸内部零件磨损，提高油缸的使用寿命及可靠性。因此，该结构可以很好的提高油缸双向极限位置的缓冲性能，无需多余的油路、零件，即可达到保护液压缸，增加稳定性的目的。同时在活塞的一侧设置有阀套体，可实现本缓冲结构的方便拆装。上述缓冲装置可用于有极限行程下缓冲要求的油缸，例如摆动油缸等。同时可以通过调整阀芯的长短来改变缓冲范围，以适应主机不同的缓冲需求，从而达到最为理想的缓冲效果。

Claims (5)

1.一种液压缸活塞双向平衡双作用缓冲装置，其特征在于：包括阀芯Ⅰ（3）、阀芯Ⅱ（5）和阀套体（6）；活塞（7）沿着轴向设有贯穿的阀槽（10），阀芯Ⅰ（3）和阀芯Ⅱ（5）均置于阀槽（10）内，阀芯Ⅰ（3）和阀芯Ⅱ（5）均包括阻油部和缓冲部，阀芯Ⅰ（3）的阻油部和阀芯Ⅱ（5）的阻油部之间设有弹性件（4），阀芯Ⅰ（3）由阀槽（10）的轴肩轴向限位，阀芯Ⅱ（5）由安装在活塞（7）上的阀套体（6）轴向限位；当阀芯Ⅰ（3）的阻油部与阀槽（10）的轴肩紧密接触时，阀芯Ⅰ（3）的缓冲部伸至所述活塞（7）的外侧；当阀芯Ⅱ（5）的阻油部与阀套体（6）紧密接触时，阀芯Ⅱ（5）的缓冲部伸至所述活塞（7）的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种液压缸活塞双向平衡双作用缓冲装置，其特征在于：所述阀芯Ⅰ（3）的阻油部为锥形结构，所述阀槽（10）的轴肩上设有与阀芯Ⅰ（3）阻油部的锥形结构相配合的圆角；所述阀芯Ⅱ（5）的阻油部为锥形结构，所述阀套体（6）的内侧端面上设有与阀芯Ⅱ（5）阻油部的锥形结构相配合的圆角。

3.根据权利要求1所述的一种液压缸活塞双向平衡双作用缓冲装置，其特征在于：所述阀芯Ⅰ（3）的阻油部为圆柱结构，阀芯Ⅰ（3）的阻油部上设有轴向油孔，当阀芯Ⅰ（3）的阻油部与阀槽（10）的轴肩紧密接触时，阀芯Ⅰ（3）的轴向油孔被挡住无法过油；所述阀芯Ⅱ（5）的阻油部为圆柱结构，阀芯Ⅱ（5）的阻油部上设有轴向油孔，当阀芯Ⅱ（5）的阻油部与阀套体（6）紧密接触时，阀芯Ⅱ（5）的轴向油孔被挡住无法过油。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种液压缸活塞双向平衡双作用缓冲装置，其特征在于：所述弹性件（4）为弹簧。

5.根据权利要求4所述的一种液压缸活塞双向平衡双作用缓冲装置，其特征在于：所述阀芯Ⅰ（3）的阻油部和阀芯Ⅱ（5）的阻油部上均设有弹簧导向柱。

Images