一种利用轴向织构动压间隙密封的导向套式液压缸制造技术

本发明专利技术公开了一种利用轴向织构动压间隙密封的导向套式液压缸，包括缸体、活塞、活塞杆、导向套和缸盖；导向套的内孔表面上设有沿其周向方向贯通设置的内凹沟槽，内凹沟槽是前后对称结构、包括环形油槽和V形锥面，环形油槽位于内凹沟槽前后方向的中部，V形锥面相对于环形油槽前后对称设置、包括自内向外依次设置的前锥面和后锥面，前锥面和后锥面共同组成V形结构，前锥面和后锥面的顶端分别与导向套的内孔表面相接、底端分别与环形油槽的槽帮顶端相接，且前锥面的顶端不与导向套的内侧端面贯通、后锥面的顶端不与导向套的外侧端面贯通。本发明专利技术可以在保证导向套与活塞杆之间的液体润滑的前提下有效减小泄漏量。

【技术实现步骤摘要】
一种利用轴向织构动压间隙密封的导向套式液压缸
本专利技术涉及一种液压缸，具体是一种利用轴向织构动压间隙密封的导向套式液压缸，属于液压油缸

技术介绍
液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动(或摆动运动)的液压执行元件，在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸通常包括缸筒、活塞、活塞杆、导向套、缸盖和密封装置，导向套起支撑和保证活塞杆和缸筒同轴度的作用，在活塞杆伸出过程中，导向套可以使液压缸活塞与缸筒内表面保持面接触状态，液压缸的行程越长、导向套则越长，导向套也可以为缸口的密封装置油封提供安装位置。导向套与活塞缸之间的密封采用间隙密封方式，使其处于完全流体润滑状态，这种密封方式具有摩擦力小、动态响应高、低速稳定性好等优点。传统液压缸的导向套与活塞杆之间的密封通常采用设置在导向套内孔周向方向上的密封圈安装槽和配合安装在密封圈安装槽内的橡胶材质密封圈实现，但这种传统形式的密封结构在低速时易产生爬行现象，在高速时又会造成密封圈使用寿命的缩短。因此目前在液压缸的高端产品中，导向套与活塞杆之间的密封方式多采用恒间隙密封的方式，如美国专利US4406463公开了一种液压缸环状间隙密封，采用浮动环密封机理，使环形间隙密封件克服径向摩擦力自动对中，基本保证了间隙量恒定，工作原理是在较小的间隙里，流体由层流状态转为紊流状态并形成阻力屏障，阻止高压流体损失。虽然这种密封方式具有摩擦力小、动态响应高、低速稳定性好等优点，但是这种密封由于受制于活塞加工精度以及进出口压差的变化，均压槽使间隙密封流场的泄漏量随压力的增大而增加，造成动压油膜的压力损失。为解决动压油膜压力损失问题，现有技术中出现具有压力自动补偿功能的液压缸，如中国专利ZL201420174484.7公开了一种动静压间隙密封导向套液压缸，在导向套内孔面上均匀地设有三个工字型动静压油槽，工字型槽的中部竖槽沿轴向布置，与轴向油槽两端相通的对称的横槽沿周向布置，每个动静压油槽的中间位置处沿径向方向开有进油孔，动静压油槽的一侧开有环形泄油槽，泄油槽的底部沿径向方向开有泄油孔，在动静压油槽之间对称地设有两条静压支承槽，三个动静压槽分别与活塞杆的圆柱面构成三个动静压油腔，油压通过节流阀调整，工作原理是供给压力油后，使动静压油腔形成间隙与压力自动补偿，使活塞杆在导向套内始终保持压力油膜支承。这种技术方案需要单独设计油路，结构复杂，尤其是为了保证密封性能，所要进行的相应调试是十分困难的。现有技术中还出现变间隙密封式液压缸，如中国专利ZL201510387774.9公开了一种导向系统变间隙密封式液压缸，技术方案主要是导向套的外形为大圆柱体和小圆柱体构成的整体，导向套的内壁均匀地开有2～3条均压槽，导向套上装有的O型密封件的外圆上开有小弧形缺口。工作原理是导向套的大圆柱体的环形面、导向套的小圆柱面、压盖的内端面和缸体的内圆柱面构成一静压油腔，液压油从O型密封件的外圆上的小弧形缺口进入，导向套的小圆柱体在压力油的作用下向内收缩，活塞杆与导向套的小圆柱体间隙变小，从而减小了液压油通过间隙往外的泄漏。但这种技术方案存在的问题是静压油腔近乎于密封，进出油路只是O型密封件的外圆上的小弧形缺口，当压力增大时或减小时，油腔的油液不能按照所需要的压力及时补充或排出，需要的密封间隙很难得到及时变化，对实际使用非常不利。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种利用轴向织构动压间隙密封的导向套式液压缸，可以在保证导向套与活塞杆之间的液体润滑的前提下有效减小泄漏量。为了实现上述目的，本利用轴向织构动压间隙密封的导向套式液压缸包括缸体、活塞、活塞杆、导向套和缸盖；缸体是一端开放的桶型结构，活塞的外径尺寸与缸体的内径尺寸间隙配合，活塞和活塞杆同轴设置安装在缸体内部，导向套和缸盖自内向外依次安装在缸体的缸口位置，活塞杆贯穿导向套和缸盖的内孔、并伸出至缸体外部，导向套与缸体之间、缸盖与活塞杆之间均设有环形密封组件，导向套的内孔表面与活塞杆的外圆柱面之间具有狭缝间隙，活塞将缸体的内腔分隔为有杆腔和无杆腔，缸体上对应有杆腔和无杆腔的位置分别设有注油口或泄油口；所述的导向套的内孔表面上设有沿其周向方向贯通设置的内凹沟槽，内凹沟槽是前后对称结构、包括环形油槽和V形锥面，环形油槽位于内凹沟槽前后方向的中部，V形锥面相对于环形油槽前后对称设置、包括自内向外依次设置的前锥面和后锥面，前锥面和后锥面共同组成V形结构，前锥面和后锥面的顶端分别与导向套的内孔表面相接、底端分别与环形油槽的槽帮顶端相接，且前锥面的顶端不与导向套的内侧端面贯通、后锥面的顶端不与导向套的外侧端面贯通。作为本专利技术的进一步改进方案，前锥面和后锥面是弧形锥面结构、且弧形锥面结构面向活塞杆的方向鼓出设置。作为本专利技术的进一步改进方案，内凹沟槽沿导向套的轴向方向前后设置为多组。作为本专利技术的进一步改进方案，导向套的内孔上靠近其外侧端的位置设有渗油回收环形槽，导向套上还设有沿其径向方向设置的渗油回收通道、且渗油回收通道与渗油回收环形槽连通设置。作为本专利技术的进一步改进方案，导向套嵌套安装在缸盖的内侧端上，且导向套的外侧端面与缸盖的内侧端面之间也设有环形密封组件。作为本专利技术的进一步改进方案，导向套的内孔上靠近其外侧端的位置设有渗油回收环形槽Ⅰ，导向套与缸盖的嵌套安装位置设有渗油回收环形槽Ⅱ、且渗油回收环形槽Ⅱ对应渗油回收环形槽Ⅰ的位置设置，缸盖与缸体的嵌套安装位置设有渗油回收环形槽Ⅲ、且渗油回收环形槽Ⅲ对应渗油回收环形槽Ⅰ的位置设置，导向套上还设有沿其径向方向设置的渗油回收通道Ⅰ、且渗油回收通道Ⅰ与渗油回收环形槽Ⅰ连通设置，缸盖上还设有沿其径向方向设置的渗油回收通道Ⅱ、且渗油回收通道Ⅱ连通设置在渗油回收环形槽Ⅱ和渗油回收环形槽Ⅲ之间，缸体上还设有沿其径向方向设置的渗油回收通道Ⅲ、且渗油回收通道Ⅲ与渗油回收环形槽Ⅲ连通设置。与现有技术相比，本利用轴向织构动压间隙密封的导向套式液压缸的活塞杆与导向套能在流体压力的作用下自动保持同心，且活塞杆的外圆柱面与导向套的内孔表面之间可以保持恒定的狭缝间隙，狭缝间隙的节流效应能实现对流体的阻滞作用，同时当液压缸在启动或停车阶段时活塞杆处于混合摩擦状态，狭缝间隙可保证在混合摩擦时不至于因为活塞杆的压强过大而加剧活塞杆的磨损；由于活塞杆的外圆柱面至环形油槽槽底的深度尺寸远大于狭缝间隙的尺寸，因此流入环形油槽的流体形成紊流，环形油槽中原有的流体在涡流作用下，受到槽帮的壁面阻力和流动阻力，有助于降低流入环形油槽的流体的速度和压力，从而减小流体的泄漏量；另外，V形锥面的前锥面和后锥面均与活塞杆的外圆柱面形成楔形缝隙，由于流体动压作用，前锥面形成收敛性流体楔、产生高压流体，实现对渗漏流体的阻滞作用，而后锥面形成发散形流体楔、产生负压流体，将渗漏流体回送至上游，实现上游泵送作用、减小了下游流体的泄漏，同时，回送的流体具有压力，对通过狭缝间隙进入导向套内孔的渗漏流体也具有阻滞作用；本利用轴向织构动压间隙密封的导向套式液压缸可以在保证导向套与活塞杆之间的液体润滑的前提下有效减小泄漏量。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1的I向局部放大视图；图3是本专利技术V形锥面8采用弧形锥面结构时的结构示意图；图4是图1的A-A剖视图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用轴向织构动压间隙密封的导向套式液压缸，包括缸体(1)、活塞(2)、活塞杆(3)、导向套(4)和缸盖(5)；缸体(1)是一端开放的桶型结构，活塞(2)的外径尺寸与缸体(1)的内径尺寸间隙配合，活塞(2)和活塞杆(3)同轴设置安装在缸体(1)内部，导向套(4)和缸盖(5)自内向外依次安装在缸体(1)的缸口位置，活塞杆(3)贯穿导向套(4)和缸盖(5)的内孔、并伸出至缸体(1)外部，导向套(4)与缸体(1)之间、缸盖(5)与活塞杆(3)之间均设有环形密封组件，导向套(4)的内孔表面与活塞杆(3)的外圆柱面之间具有狭缝间隙(9)，活塞(2)将缸体(1)的内腔分隔为有杆腔和无杆腔，缸体(1)上对应有杆腔和无杆腔的位置分别设有注油口或泄油口；其特征在于，所述的导向套(4)的内孔表面上设有沿其周向方向贯通设置的内凹沟槽(6)，内凹沟槽(6)是前后对称结构、包括环形油槽(7)和V形锥面(8)，环形油槽(7)位于内凹沟槽(6)前后方向的中部，V形锥面(8)相对于环形油槽(7)前后对称设置、包括自内向外依次设置的前锥面(81)和后锥面(82)，前锥面(81)和后锥面(82)共同组成V形结构，前锥面(81)和后锥面(82)的顶端分别与导向套(4)的内孔表面相接、底端分别与环形油槽(7)的槽帮顶端相接，且前锥面(81)的顶端不与导向套(4)的内侧端面贯通、后锥面(82)的顶端不与导向套(4)的外侧端面贯通。...

【技术特征摘要】
1.一种利用轴向织构动压间隙密封的导向套式液压缸，包括缸体(1)、活塞(2)、活塞杆(3)、导向套(4)和缸盖(5)；缸体(1)是一端开放的桶型结构，活塞(2)的外径尺寸与缸体(1)的内径尺寸间隙配合，活塞(2)和活塞杆(3)同轴设置安装在缸体(1)内部，导向套(4)和缸盖(5)自内向外依次安装在缸体(1)的缸口位置，活塞杆(3)贯穿导向套(4)和缸盖(5)的内孔、并伸出至缸体(1)外部，导向套(4)与缸体(1)之间、缸盖(5)与活塞杆(3)之间均设有环形密封组件，导向套(4)的内孔表面与活塞杆(3)的外圆柱面之间具有狭缝间隙(9)，活塞(2)将缸体(1)的内腔分隔为有杆腔和无杆腔，缸体(1)上对应有杆腔和无杆腔的位置分别设有注油口或泄油口；其特征在于，所述的导向套(4)的内孔表面上设有沿其周向方向贯通设置的内凹沟槽(6)，内凹沟槽(6)是前后对称结构、包括环形油槽(7)和V形锥面(8)，环形油槽(7)位于内凹沟槽(6)前后方向的中部，V形锥面(8)相对于环形油槽(7)前后对称设置、包括自内向外依次设置的前锥面(81)和后锥面(82)，前锥面(81)和后锥面(82)共同组成V形结构，前锥面(81)和后锥面(82)的顶端分别与导向套(4)的内孔表面相接、底端分别与环形油槽(7)的槽帮顶端相接，且前锥面(81)的顶端不与导向套(4)的内侧端面贯通、后锥面(82)的顶端不与导向套(4)的外侧端面贯通。2.根据权利要求1所述的利用轴向织构动压间隙密封的导向套式液压缸，其特征在于，前锥面(81)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩翔，陆海峰，夏春，徐经顾，刘子毅，张元越，陈凤腾，
申请(专利权)人：徐州工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32