带缓冲的强力机械自锁液压缸制造技术

本发明专利技术公开了一种带缓冲的强力机械自锁液压缸，属于液压缸结构技术领域。所述液压缸处于解锁状态时，向无杆腔加压，活塞杆至行程末端时，支撑块进入钢球架内，利用压缩弹簧、钢球、锁紧块以及钢球架的配合实现液压缸自锁，通过向有杆腔加压实现液压缸解锁；缓冲套套装在缓冲螺母上，通过缓冲套与缸盖内径之间形成的环形过油间隙小于缓冲套与锁紧螺母之间形成的环形过油间隙实现回程缓冲。本发明专利技术的液压缸锁定可靠且解锁简便，缓冲结构能减缓缩回末端的运行速度，避免缩回末端的冲击；液压缸启动时，液压油能通过快速过油间隙通过，不会产生启动速度较慢的现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机械自锁液压缸，具体涉及一种单杆双作用液压缸，属于液压缸结构

技术介绍
自锁式液压缸在工程领域广泛的需求，例如在冶金、煤矿等众多起降设备的机械领域中，液压部件为了使工件能在停止工作时防止在外力或自重(液压缸立放)作用下发生位移，需要将液压缸锁紧。目前液压缸主要是依靠封堵压力油的方式来锁紧液压缸，易泄露，发生“负压效应”和“软腿现象”，虽然有很多改进产品，但没从根本上解决上述问题。液压锁在长时间保持在某个位置时，由于压力油泄露等问题，精度往往达不到要求，在发生油路故障时，精度和可靠性就更无法保障；液压锁往往都需要单向阀、换向阀等多个辅助元件配合来实现锁紧回路，这些元件的使用使整个装置占用空间大，同时，油路增多容易发生泄漏，造成维修和使用不便。
技术实现思路
本专利技术提供了一种带缓冲的强力机械自锁液压缸，除了能满足往复运动功能外，还具有在伸出行程末端机械自锁及解锁功能，并且在缩回行程末端实现缓冲。一种带缓冲的强力机械自锁液压缸，包括缸盖、锁紧螺母、缓冲套、左挡板、碟形弹簧、活塞、缸筒、弹簧、锁紧块、右挡板、支撑块、钢球架、钢球、钢丝挡圈、导向套、刮污环、活塞杆和支撑环；所述活塞杆的外圆周面按直径大小分为三级，第一级的直径最大，第二级其次，第三级最小；所述缓冲套一端的端面上加工有径向缺口，另一端的外圆面与端面之间为锥面过渡；缓冲套的外径小于缸盖的内径，缓冲套的内径大于锁紧螺母的外径，缓冲套与缸盖内径之间的间隙小于缓冲套与锁紧螺母之间的间隙，缓冲套与缸盖内径之间形成的环形过油间隙小于缓冲套与锁紧螺母之间形成的环形过油间隙；所述缸筒上加工有无杆腔油口和有杆腔油口；所述钢球架的支撑圆周面上沿周向加工有钢球安装孔，支撑圆周面的底端为径向的凸台；所述锁紧块为两端开放的圆柱形壳体结构，外圆周面上套装支撑环，锁紧块一端的内圆周面上延伸出径向凸台，该径向凸台上加工有轴向的通孔；其整体连接关系为：所述缸盖和导向套分别固定安装在缸筒的两端，所述钢球架通过其底端的凸台固定在导向套一端的缸筒内，钢球架的支撑圆周面与缸筒的内圆周面之间形成环形空腔；所述活塞杆的第一级外圆周面穿过钢球架的内圆周面后与导向套的内圆周面配合，钢球置于钢球架的钢球孔内，所述钢丝挡圈安装在钢球孔外侧，防止钢球脱出钢球孔；所述支撑块套装在活塞杆的第二级外圆周面上，活塞的外圆周面上依次套装弹簧和锁紧块后由固定在活塞端面上的右挡板对弹簧和锁紧块进行轴向限位，上述组件整体套装在活塞杆的第三级外圆周面上，右挡板的端面与支撑块端面抵触；所述活塞左端与活塞杆第三级圆周面形成的空腔内装有蝶形弹簧和左挡板，所述左挡板和蝶形弹簧通过锁紧螺母压缩在该空腔内，所述缓冲套套装在锁紧螺母的外圆周面上，所述缓冲套在锁紧螺母上具有的轴向位移量通过锁紧螺母上的台阶和左挡板进行限位；当缓冲套左端进入所述缸盖的入口端时，锁紧螺母的外表面与缸盖的内表面合围形成缓冲腔。进一步地，所述有杆腔油口为两个，有杆腔油口之间的轴向间距大于锁紧块上支撑环的轴向长度；上述方案可使活塞杆整体移动过程中，支撑环不会对有杆腔油口起到封闭的作用。进一步地，还包括刮污环，所述刮污环固定安装在导向套的末端，所述刮污环的内圆周面与活塞杆的外圆面贴合，刮污环能够在活塞杆回缩的过程中刮去附着在活塞杆表面的固体污物，保护导向套内部的密封件，延长密封件的使用寿命。进一步地，所述导向套上设置有径向的泄放口，所述导向套上设置有两道U型密封圈，所述两道U型密封圈沿导向套的轴向位于泄放口的两侧；上述方案可以确保液压缸在水下工作时能够耐大深度的水压，若水压突破第一道U型密封圈后，渗水由泄放口排出，第二道U型密封圈继续起到密封的作用。进一步地，所述活塞安装蝶形弹簧和左挡板的一端自端面起加工有两级连续的台阶孔，两级台阶孔依次为左挡板安装孔和蝶形弹簧安装孔；所述活塞上的左挡板安装孔的深度与左挡板厚度的差值小于蝶形弹簧的极限压缩量；由此可以保证蝶形弹簧在工作过程中不会被损坏，进而延长蝶形弹簧的使用寿命。进一步地，还包括一个铜套，所述锁紧块通过铜套套装在活塞的外圆周面上；便于将锁紧块安装在活塞上，并且优化了锁紧块的加工工艺性能。有益效果1、本专利技术在液压缸全伸出时，能靠钢球自动锁紧，即使液压缸完全泄压，钢球也能牢固锁紧；需要解锁缩回时，向有杆腔通入压力油达到解锁压力，液压缸即可解锁，具有锁定可靠且解锁简便的特点。2、本专利技术的液压缸缩回末端设置有缓冲功能，能减缓缩回末端的运行速度，避免缩回末端的冲击；液压缸启动时，液压油能通过快速过油间隙通过，不会产生启动速度较慢的现象。3、本专利技术的有杆腔油口在缸筒上开了两道并列油口，其目的在于避免锁紧块上耐磨环过油口时会堵死油口而产生系统压力升高的问题。4、本专利技术在导向套上设置了泄放口，用于液压缸使用环境为水下时，能将被活塞杆带入的水挡在泄放口处设置的两道U形密封圈内，由泄放口排放出去，阻止其进入液压缸内部，导向套末端设置有刮污环，主要用于刮去活塞杆上硬物，也能保护其内的防尘圈。5、本专利技术的钢球架被压紧安装在缸筒与导向套之间，钢球圆周均布安装在钢球架上的孔内，由钢丝挡圈、缸筒内圆面、活塞杆外圆面共同限制其在运动过程中不会脱离钢球架。6、本专利技术的支撑块安装在活塞杆上，其被右挡板压紧，在压力油推动右挡板时，支撑块能在活塞杆上径向和轴向运动，其在解锁和锁紧过程转动能够保持其圆周方向受力均匀，磨损较为平均，有效的延长了液压缸的使用寿命。7、本专利技术在使用时可在无杆腔端设置一定的背压，解锁时无杆腔端背压可以对活塞杆产生推力，此推力可以平衡去部分或者全部的载荷。当载荷被平衡掉后，可以减轻钢球、钢球架、支撑块、锁紧块的挤压力和磨损情况，由此增长液压缸的使用寿命。附图说明图1是本专利技术带缓冲的强力机械自锁液压缸初始状态的结构示意图；图2是本专利技术带缓冲的强力机械自锁液压缸即将进入锁定状态的结构示意图；图3是本专利技术带缓冲的强力机械自锁液压缸锁紧状态的结构示意图；图4是本专利技术带缓冲的强力机械自锁液压缸中钢球架的结构示意图。其中：1-缸盖、2-无杆腔油口、3-锁紧螺母、4-缓冲套、5-左挡板、6-碟形弹簧、7-活塞、8-缸筒、9-弹簧、10-锁紧块、11-铜套、12-右挡板、13-支撑块、14-有杆腔油口、15-钢球架、16-钢球、17-钢丝挡圈、18-导向套、19-泄放口本文档来自技高网...

【技术保护点】
带缓冲的强力机械自锁液压缸，其特征在于，包括缸盖(1)、锁紧螺母(3)、缓冲套(4)、左挡板(5)、蝶形弹簧(6)、活塞(7)、缸筒(8)、弹簧(9)、锁紧块(10)、右挡板(12)、支撑块(13)、钢球架(15)、钢球(16)、钢丝挡圈(17)、导向套(18)、活塞杆(21)和支撑环(22)；所述活塞杆(21)的外圆周面按直径大小分为三级，第一级的直径最大，第二级其次，第三级最小；所述缓冲套(4)一端的端面上加工有径向缺口，另一端的外圆面与端面之间为锥面过渡；缓冲套(4)的外径小于缸盖(1)的内径，缓冲套(4)的内径大于锁紧螺母(3)的外径，缓冲套(4)与缸盖(1)内径之间的间隙小于缓冲套(4)与锁紧螺母(3)之间的间隙，缓冲套(4)与缸盖(1)内径之间形成的环形过油间隙小于缓冲套(4)与锁紧螺母(3)之间形成的环形过油间隙；所述缸筒(8)上加工有无杆腔油口(2)和有杆腔油口(14)；所述钢球架(15)的支撑圆周面上沿周向加工有钢球安装孔，支撑圆周面的底端为径向的凸台；所述锁紧块(10)为两端开放的圆柱形壳体结构，外圆周面上套装支撑环(22)，锁紧块(10)一端的内圆周面上延伸出径向凸台，该径向凸台上加工有轴向的通孔；其整体连接关系为：所述缸盖(1)和导向套(18)分别固定安装在缸筒(8)的两端，所述钢球架(15)通过其底端的凸台固定在导向套(18)一端的缸筒(8)内，钢球架(15)的支撑圆周面与缸筒(8)的内圆周面之间形成环形空腔；所述活塞杆(21)的第一级外圆周面穿过钢球架(15)的内圆周面后与导向套(18)的内圆周面配合，钢球(16)置于钢球架(15)的钢球孔内，所述钢丝挡圈(17)安装在钢球孔外侧，防止钢球(16)脱出钢球孔；所述支撑块(13)套装在活塞杆(21)的第二级外圆周面上，活塞(7)的外圆周面上依次套装弹簧(9)和锁紧块(10)后由固定在活塞端面上的右挡板(12)对弹簧(9)和锁紧块(10)进行轴向限位，上述组件整体套装在活塞杆(21)的第三级外圆周面上，右挡板(12)的端面与支撑块(13)端面抵触；所述活塞(7)左端与活塞杆(21)第三级圆周面形成的空腔内装有蝶形弹簧(6)和左挡板(5)，所述左挡板(5)和蝶形弹簧(6)通过锁紧螺母(3)压缩在该空腔内，所述缓冲套(4)套装在锁紧螺母(3)的外圆周面上，所述缓冲套(4)在锁紧螺母(3)上具有的轴向位移量通过锁紧螺母(3)上的台阶和左挡板(5)进行限位；当缓冲套(4)左端进入所述缸盖(1)的入口端时，锁紧螺母(3)的外表面与缸盖(1)的内表面合围形成缓冲腔。...

【技术特征摘要】
1.带缓冲的强力机械自锁液压缸，其特征在于，包括缸盖(1)、锁紧螺母
(3)、缓冲套(4)、左挡板(5)、蝶形弹簧(6)、活塞(7)、缸筒(8)、弹簧(9)、
锁紧块(10)、右挡板(12)、支撑块(13)、钢球架(15)、钢球(16)、钢丝挡圈(17)、
导向套(18)、活塞杆(21)和支撑环(22)；
所述活塞杆(21)的外圆周面按直径大小分为三级，第一级的直径最大，第
二级其次，第三级最小；
所述缓冲套(4)一端的端面上加工有径向缺口，另一端的外圆面与端面之
间为锥面过渡；缓冲套(4)的外径小于缸盖(1)的内径，缓冲套(4)的内径大于
锁紧螺母(3)的外径，缓冲套(4)与缸盖(1)内径之间的间隙小于缓冲套(4)与锁
紧螺母(3)之间的间隙，缓冲套(4)与缸盖(1)内径之间形成的环形过油间隙小
于缓冲套(4)与锁紧螺母(3)之间形成的环形过油间隙；
所述缸筒(8)上加工有无杆腔油口(2)和有杆腔油口(14)；
所述钢球架(15)的支撑圆周面上沿周向加工有钢球安装孔，支撑圆周面的
底端为径向的凸台；
所述锁紧块(10)为两端开放的圆柱形壳体结构，外圆周面上套装支撑环
(22)，锁紧块(10)一端的内圆周面上延伸出径向凸台，该径向凸台上加工有轴
向的通孔；
其整体连接关系为：所述缸盖(1)和导向套(18)分别固定安装在缸筒(8)的
两端，所述钢球架(15)通过其底端的凸台固定在导向套(18)一端的缸筒(8)内，
钢球架(15)的支撑圆周面与缸筒(8)的内圆周面之间形成环形空腔；所述活塞
杆(21)的第一级外圆周面穿过钢球架(15)的内圆周面后与导向套(18)的内圆
周面配合，钢球(16)置于钢球架(15)的钢球孔内，所述钢丝挡圈(17)安装在钢
球孔外侧，防止钢球(16)脱出钢球孔；
所述支撑块(13)套装在活塞杆(21)的第二级外圆周面上，活塞(7)的外圆
周面上依次套装弹簧(9)和锁紧块(10)后由固定在活塞端面上的右挡板(12)对
弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭明，杜浩斌，刘建魁，雷辉虎，
申请(专利权)人：中船重工中南装备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42