压力缸及工程机械制造技术

本实用新型专利技术提供了一种压力缸，包括缸筒、设置在所述缸筒内的活塞、与活塞连接的活塞杆，缸筒的端部安装有缸盖，缸筒由金属内衬和设于金属内衬外壁的复合材料纤维层组成，缸盖的外周面密封安装于金属内衬的内壁面，缸盖的外周面上设置有至少一个螺孔，缸筒壁上设有与螺孔相应的通孔，缸盖通过穿过通孔并螺接在螺孔中的紧固螺钉与缸筒固定。本实用新型专利技术还提供了一种包括上述压力缸的工程机械。本实用新型专利技术提供的技术方案，通过将纤维增强复合材料缠绕于金属内衬外部，形成复合缸体，提高了耐压强度，大幅度减轻了压力缸的重量。同时，缸盖的外壁与金属内衬的内壁接触，对缸筒起到了一定的支撑作用，可以更好地保证压力缸的缸筒强度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机械设备领域，更具体而言，涉及一种压力缸及含有该压力缸的工程机械。
技术介绍
压力缸，尤其是压力油缸，是机械设备中的重要部件，其广泛应用于工程机械、矿山机械及飞机等设备中。目前，压力油缸都是由密度偏大的高强度的钢铁材料制造，使得压力油缸的结构较为笨重，既增加了不必要的重量，在机械设备工作时又会消耗额外的能源。特别地，用于需要升降的装置中时，钢铁材料的压力油缸重量大的弊端尤为显著。 专利号为US2006016329,名称为 “Composite fluid actuated cylinder” 的专利文献公开了一种带有复合材料缸筒的压力缸。在该专利文献中，钢内衬外部缠绕复合材料纤维形成缸筒，缸盖通过螺纹与钢内衬螺接，并且，复合材料纤维也缠绕在缸盖上以对缸盖形成进一步约束。这种结构的压力缸整体重量较轻，但是装配制造较为复杂，制造成本较闻。
技术实现思路
为了解决现有技术的上述问题，本技术提供了一种压力缸，其整体重量较轻且装配制造较为简单。本技术还提供了一种包括上述压力缸的工程机械。本技术提供了一种压力缸，其包括缸筒、设置在所述缸筒内的活塞、与所述活塞连接的活塞杆，所述缸筒的端部安装有缸盖，所述缸筒由金属内衬和设于所述金属内衬外壁的复合材料纤维层组成，所述缸盖的外周面密封安装于所述金属内衬的内壁面，所述缸盖的外周面上设有至少一个螺孔，所述缸筒壁上设有与所述螺孔相应的通孔，所述缸盖通过穿过所述通孔并螺接在螺孔中的紧固螺钉与所述缸筒固定。本技术提供的技术方案，将纤维增强复合材料缠绕于金属内衬外部，形成复合缸体，提高了耐压强度，大幅度减轻了压力缸的整体重量。同时，缸盖的外壁与金属内衬的内壁接触，对缸筒起到了一定的支撑作用，可以更好地保证压力缸的缸筒强度；在端盖的外周面设置螺孔，在缸筒外壁上对应地设置通孔，通过沿缸筒径向的紧固螺钉实现缸筒和端盖的紧固连接，不仅连接强度高，同时便于安装和拆卸维修，提高生产效率。优选地，所述压力缸还包括设置在所述紧固螺钉与所述缸筒外壁面之间的卡箍。卡箍有助于进一步提高压力缸的结构强度，同时便于安装阀板座等其他零部件，为后续安装提供支撑。进一步，所述压力缸还包括设于所述卡箍上的阀板座，所述阀板座上设有通孔螺钉，所述通孔螺钉设有轴向贯通的油孔，所述缸盖的外周面上设有内端与所述缸筒内部相连通的内螺孔，所述通孔螺钉穿过所述卡箍、缸筒并螺接在内螺孔中。这样，通孔螺钉和缸盖通过螺纹连接，连接区域通过密封圈密封，通孔螺钉和阀板座接触的部位通过密封圈密封，通过通孔螺钉有效沟通了缸筒内部区域和外部区域，构成压力介质的通路，并且能够防止缸筒内压力介质的泄露。更进一步，所述阀板座焊接于所述卡箍上，所述卡箍呈“T”形。这样，阀板座通过焊接和“T”型卡箍固定，即保证了阀板座和卡箍的连接强度，同时便于操作，成本低；缸盖通过螺钉和金属内衬、复合材料纤维层以及“T”型卡箍连接起来，紧固螺钉可以根据压力缸中的压力设置为一排或两排；缸盖和金属内衬之间的密封通过密封圈实现。在上述任一技术方案中，优选地，所述金属内衬的壁厚为Imm 3mm,和/或,所述复合材料纤维层的壁厚为4mm 10mm。这样，通过低密度、高模量、高强度的复合材料和金属内衬的联合使用，可以极大地降低压力缸的自身重量，使缸筒重量减轻60%以上。在上述任一技术方案中，优选地,所述复合材料纤维层缠绕于所述金属内衬外壁上，复合材料纤维层为两层，两层纤维之间呈90°交叉缠绕。在金属内衬上缠绕经环氧树脂 浸溃处理后的复合材料纤维层，纤维与油缸缸筒轴线呈一定角度逐层交替缠绕，相邻层的纤维呈接近90度的角度交叉，以保证缸筒在径向和轴向均具有较优的力学性能。在上述任一技术方案中，优选地，所述复合材料纤维层可以为玻璃纤维层或碳纤维层或它们的组合。缠绕于所述金属内衬外壁的复合材料纤维层可选择玻璃纤维、碳纤维或玻碳混合纤维，这些复合材料纤维均具有低密度、高模量、高强度的优点，可以很好地降低缸筒的自身重量。在本技术的另一种实施方案中，优选地，所述金属内衬为设置于所述复合材料纤维层内壁的硬铬镀层。硬铬镀层可以更大幅度的减轻重量，并且可以保证压力缸内壁的耐磨性和光洁度。在上述技术方案中，优选地，所述硬铬镀层的厚度为O. 25mm O. 3mm。另一方面，本技术还提供了一种工程机械，其包括上述任一技术方案中的压力缸。本技术提供的技术方案，具有如下有益效果I)缸盖通过沿所述缸筒径向的紧固件固定，缸盖和缸筒之间连接稳固，装配制造较为简单，制造成本较低；2)低密度高模量高强度的复合材料和金属内衬联合使用，可使缸筒重量减轻60%以上；3)复合材料优良的耐疲劳性能，能够有效避免缸筒突然爆裂；4)通孔螺钉的使用很好的构成贯穿复合材料层和金属内衬层的通道，能够保证压力介质顺利出入缸筒而不泄露；5)T型卡箍的使用，既能分散连接缸底(缸盖)和缸筒的螺栓对复合材料层的压力，又能为阀板座提供安装面，还能为中空螺钉提供支承，有效保证密封的实现。附图说明图I是根据本技术所述压力缸一实施例剖面的示意图；图2是图I中A部放大示意图；图3是图2所示结构中去除紧固螺钉和通孔螺钉后的结构示意图；图4是图I中B部放大示意图；图5是图I所示结构中通孔螺钉的立体结构示意图；图6是图I所示结构中卡箍的立体结构示意图。其中，图I至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为I缸筒 2活塞 3活塞杆 4缸盖 6闽板座7卡箍 8通孔螺钉 10紧固螺钉 11金属内衬12复合材料纤维层13密封沟槽 14通孔 41螺孔42内螺孔 具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术并不受下面公开的具体实施例的限制。如图I至图6所示，本技术提供了一种压力缸，压力缸可为油缸或气缸，压力缸包括缸筒I、设置在所述缸筒I内的活塞2、与所述活塞2连接的活塞杆3，所述缸筒I的端部安装有缸盖4,所述缸筒I由金属内衬11和缠绕于所述金属内衬11外壁的复合材料纤维层12组成，所述缸盖4的外周面密封安装于所述金属内衬11的内壁面，所述缸盖4的外周面上设有至少一个螺孔41，所述缸筒I壁上设有与螺孔41相应的通孔14，所述缸盖4通过穿过所述通孔14并螺接在螺孔41中的紧固螺钉10与所述缸筒I固定。螺孔41及通孔14的结构如图3所示。本技术提供的技术方案，将纤维增强复合材料缠绕于金属内衬外部，形成复合缸体，提高了耐压强度，大幅度减轻了压力缸的整体重量。同时，缸盖的外壁与金属内衬的内壁接触，对缸筒起到了一定的支撑作用，可以更好地保证压力缸的缸筒强度；在端盖的外周面设置螺孔，在缸筒外壁上对应地设置通孔，通过沿缸筒径向的紧固螺钉实现缸筒和端盖的紧固连接，不仅连接强度高，同时操作方便，便于安装和拆卸维修，提高生产效率。本实施中，压力缸还包括设置在所述紧固螺钉10与所述缸筒I外壁面之间的卡箍7，以及设于所述卡箍7上的阀板座6，所述阀板座本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力缸，包括缸筒(1)、设置在所述缸筒(1)内的活塞(2)、与所述活塞(2)连接的活塞杆(3)，所述缸筒(1)的端部安装有缸盖(4)，所述缸筒(1)由金属内衬(11)和设于所述金属内衬(11)外壁的复合材料纤维层(12)组成，其特征在于，所述缸盖(4)的外周面密封安装于所述金属内衬(11)的内壁面，所述缸盖(4)的外周面上设有至少一个螺孔(41)，所述缸筒(1)壁上设有与所述螺孔(41)相应的通孔(14)，所述缸盖(4)通过穿过所述通孔(14)并螺接在螺孔(41)中的紧固螺钉(10)与所述缸筒(1)固定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段艳兵，李韶茂，李瑶，
申请(专利权)人：三一重工股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：