密封装配防剪式液压油缸
技术领域
本实用新型涉及液压油缸领域，特别涉及密封装配防剪式液压油缸。
背景技术
液压传动是研究以有压流体为传动介质来实现各种机械的传动控制的学科。液压传动是根据流体力学的基本原理，利用流体的压力能进行能量的传递和控制各种机械零部件运动。而液压缸是将液压能转换成机械能的能量转换装置，用来实现往复运动。它结构简单，工作可靠，制造容易，在液压传动中应用很广。目前，液压技术已广泛应用于各个工业领域的技术装备上，例如机械制造、工程、建筑、矿山、冶金、船舶等机械，上至航空、航天工业，下至地矿、海洋开发工程，几乎无处不见液压技术的踪迹。
液压缸内部由于活塞的机械运动，极易对密封件造成剐蹭，长期使用后机械部件的边缘会把密封件剪伤；另外由于液压缸使用时内部受到的高压，极易造成液压缸渗油、漏油的问题，而如专利号为CN201721478201.8的实用新型专利中，通过设置于活塞上的密封件与缸筒内壁实现密封，活塞运动时带动密封件一起运动，使密封件与缸筒内壁反复持续摩擦，长期使用后，极易造成密封件磨损，密封性能差。
发明内容
本实用新型的目的在于：提供了密封装配防剪式液压油缸，解决了传统油缸内部由于活塞的机械运动，带动密封件一起运动，使密封件与缸筒内壁反复持续摩擦，长期使用后，极易对密封件造成剐蹭，长期使用后机械部件的边缘会把密封件剪伤的问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
密封装配防剪式液压油缸，包括液压缸体，所述液压缸体包括缸筒以及分别设置在缸筒两端的缸底和缸盖，所述缸筒内设置有活塞，且活塞的一个端面连接有活塞杆，所述活塞杆贯穿缸盖向外部延伸，所述缸筒侧壁上靠近缸底的一端设置有第一通道，缸筒侧壁上靠近缸盖的一端设置有第二通道，所述缸筒的内腔中分别设置有靠近缸底的第一挡盘和靠近缸盖的第二挡盘，且活塞在第一挡盘和第二挡盘之间做往复运动，所述第一挡盘和第二挡盘上还设置有至少一个过油通道；所述液压缸体的内腔底部设置有第一密封层，所述活塞杆的外壁上设置有第二密封层，所述缸筒内壁上第一挡盘和第二挡盘之间设置有第三密封层，且活塞的侧面与第三密封层表面相抵。
此设计方案设置了三个用于不同部位的密封层：一、设置于液压缸体的内腔底部的第一密封层，此第一密封层设置在缸底上，主要防止活塞向缸底方向运动时，活塞直接撞击在缸底，长期使用下对缸底的冲击造成缸底磨损，而导致密封性能变差。二、设置于活塞杆的外壁上的第二密封层，可以防止活塞杆与第二挡盘之间，活塞副杆与第一挡盘之间的过度摩擦而导致的磨损，以及加强了液压油缸内部的密封性能。三、设置于缸筒内壁上第一挡盘和第二挡盘之间的第三密封层，是最重要的密封防剪防磨损结构，避免的活塞与缸筒内壁的直接接触，在防止活塞的长期往复运动损耗缸筒的同时，也加强了缸筒内腔中位于活塞两侧空间的密封性能。
若将缸筒内部分为四个腔室，其中，缸底与第一挡盘之间称之为第一腔室，第一挡盘和活塞之间称之为第二腔室，活塞和第二挡盘之间称之为第三腔室，第二挡盘和缸盖之间称之为第四腔室。则活塞杆向外支出的实现过程为：当液压油从第一通道内持续进入第一腔室，再通过第一挡板上的过油通道挤压活塞，使得液压油持续进入第二腔室中并且活塞推动活塞杆向缸盖的方向运动。活塞杆向内收回的实现过程为：当液压油从第二通道内持续进入第四腔室，再通过第二挡板上的过油通道挤压活塞，使得液压油持续进入第三腔室中并且活塞带动活塞杆向缸底的方向运动。
进一步地，所述活塞的侧面沿周向阵列设置有若干个弧形凹槽，所述缸盖与活塞杆相接的侧面也沿周向阵列设置有若干个弧形凹槽；所述弧形凹槽内活动嵌设有小球；所述小球的部分球体延伸至弧形凹槽外部。
其中，若设小球的半径为r，则小球延伸至弧形凹槽外部的球体，其最外端距离活塞侧面的距离范围为h，则r/2＜h＜r。
即使设置了第三密封层，避免的活塞与缸筒内壁的直接接触，在防止活塞的长期往复运动损耗缸筒，然后活塞的运动仍然会损耗第三密封层，从而造成第三密封层被剪伤。故而此技术方案中在活塞上设置有与第三密封层直接接触的小球，小球卡箍在弧形凹槽中，保证小球延伸至弧形凹槽外部的部分符合上述范围，小球却又不掉落出弧形凹槽，同时小球又能够在弧形凹槽内自由转动。如此设置，当活塞运动时，小球对第三密封层进行挤压使其形变，在活塞与第三密封层形成一级密封的同时，小球与第三密封层之间形成了二级密封，增加了缸筒内部的密封性能，防止液压油在第二腔室和第三腔室之间流动；并且小球挤压形变后的第三密封层在小球滚开后可自动恢复形状，小球与第三密封层之间的摩擦力与大大小于活塞与第三密封层之间的摩擦力，因此降低了第三密封层折损的时间。
小球延伸至弧形凹槽外部的大小的具体设置，主要取决于以下几点：一、小球要挤压第三密封层并使其发生形变；二、小球要卡箍在弧形凹槽内却又能自由转动。
进一步地，所述活塞与设置活塞杆的端面相对的另一个端面上，连接有活塞副杆，所述活塞副杆的外壁上同样设置有第二密封层；所述活塞副杆外壁上的第二密封层的厚度，由活塞副杆上远离活塞的一端至靠近活塞的一端逐渐增大。
其中，所述第一挡盘和第二挡盘上设置有圆形通槽，且圆形通槽的直径与活塞副杆的直径相同；所述圆形通槽的边缘呈光滑弧形。
此技术方案设置有活塞副杆，当活塞位于缸筒底端时，活塞副杆插入第一挡盘上的圆形通槽，实现活塞副杆与第一挡盘之间的封装。另外，活塞副杆外壁上设置有第二密封层，且此处第二密封层的厚度由活塞副杆上远离活塞的一端至靠近活塞的一端逐渐增大，如此设置能够便于活塞副杆插入第一挡盘上的圆形通槽中，圆形通槽的边缘呈光滑弧形，在对第二密封层挤压的过程中不损伤第二密封层，同时又能加强密封性能。
进一步地，所述过油通道的数量为四个，且在第一挡盘和第二挡盘上沿其中轴线周向分布。加强第一挡盘和第二挡盘的过油效率。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型密封装配防剪式液压油缸，设置了三个密封层，避免活塞对缸底的冲击造成缸底磨损，避免的活塞与缸筒内壁的直接接触造成缸筒内壁磨损，在防止活塞的长期往复运动损耗缸筒的同时，也加强了缸筒内腔中第二腔室和第三腔室之间的密封性能。
2.本实用新型密封装配防剪式液压油缸，在活塞上设置有与第三密封层直接接触的小球，如此设置，当活塞运动时，小球对第三密封层进行挤压使其形变，在活塞与第三密封层形成一级密封的同时，小球与第三密封层之间形成了二级密封，增加了缸筒内部的密封性能，防止液压油在第二腔室和第三腔室之间流动；并且小球挤压形变后的第三密封层在小球滚开后可自动恢复形状，小球与第三密封层之间的摩擦力与大大小于活塞与第三密封层之间的摩擦力，因此降低了第三密封层折损的时间。
3.本实用新型密封装配防剪式液压油缸，设置有活塞副杆，当活塞位于缸筒底端时，活塞副杆插入第一挡盘上的圆形通槽，实现活塞副杆与第一挡盘之间的封装。
附图说明
本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是液压油缸初始状态图；
图2是液压油缸活塞运动过程图；
图3是第一挡盘和第二挡板截面图；
图中，1-缸筒、2-缸底、3-缸盖、4-活塞、5-活塞杆、6-第一通道、7-第二通道、8-第一密封层、9-第二密封层、10-第三密封层、11-第一挡盘、12-第二挡盘、13-弧形凹槽、14-小球、15-圆形通槽、16-活塞副杆、17-过油通道。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面结合图1至图3对本实用新型作详细说明。
实施例1
密封装配防剪式液压油缸，如图1、图2所示，包括液压缸体，所述液压缸体包括缸筒1以及分别设置在缸筒1两端的缸底2和缸盖3，所述缸筒1内设置有活塞4，且活塞4的一个端面连接有活塞杆5，所述活塞杆5贯穿缸盖3向外部延伸，所述缸筒1侧壁上靠近缸底2的一端设置有第一通道6，缸筒1侧壁上靠近缸盖3的一端设置有第二通道7，所述缸筒1的内腔中分别设置有靠近缸底2的第一挡盘11和靠近缸盖3的第二挡盘12，且活塞4在第一挡盘11和第二挡盘12之间做往复运动；所述液压缸体的内腔底部设置有第一密封层8，所述活塞杆5的外壁上设置有第二密封层9，所述缸筒1内壁上第一挡盘11和第二挡盘12之间设置有第三密封层10，且活塞4的侧面与第三密封层10表面相抵。
此设计方案设置了三个用于不同部位的密封层：一、设置于液压缸体的内腔底部的第一密封层8，此第一密封层8设置在缸底2上，主要防止活塞4向缸底2方向运动时，活塞4直接撞击在缸底2，长期使用下对缸底2的冲击造成缸底2磨损，而导致密封性能变差。二、设置于活塞杆5的外壁上的第二密封层9，可以防止活塞杆5与第二挡盘12之间，活塞副杆16与第一挡盘11之间的过度摩擦而导致的磨损，以及加强了液压油缸内部的密封性能。三、设置于缸筒1内壁上第一挡盘11和第二挡盘12之间的第三密封层9，是最重要的密封防剪防磨损结构，避免的活塞4与缸筒1内壁的直接接触，在防止活塞4的长期往复运动损耗缸筒1的同时，也加强了缸筒1内腔中位于活塞4两侧空间的密封性能。
实施例2
本实施例为此液压油缸具体运作方式的说明。
若将缸筒1内部分为四个腔室，其中，缸底2与第一挡盘11之间称之为第一腔室，第一挡盘11和活塞4之间称之为第二腔室，活塞4和第二挡盘12之间称之为第三腔室，第二挡盘12和缸盖3之间称之为第四腔室。则活塞杆5外支出的实现过程为：当液压油从第一通道6内持续进入第一腔室，再通过第一挡板11上的过油通道17挤压活塞，使得液压油持续进入第二腔室中并且活塞4推动活塞杆5向缸盖3的方向运动。活塞杆5向内收回的实现过程为：当液压油从第二通道7内持续进入第四腔室，再通过第二挡板12上的过油通道17挤压活塞，使得液压油持续进入第三腔室中并且活塞4带动活塞杆5向缸底2的方向运动。
实施例3
如图1、图2所示，所述活塞4的侧面沿周向阵列设置有若干个弧形凹槽13，所述缸盖3与活塞杆5相接的侧面也沿周向阵列设置有若干个弧形凹槽13；所述弧形凹槽13内活动嵌设有小球14；所述小球14的部分球体延伸至弧形凹槽13外部。
即使设置了第三密封层10，避免的活塞4与缸筒1内壁的直接接触，在防止活塞4的长期往复运动损耗缸筒1，然后活塞4的运动仍然会损耗第三密封层10，从而造成第三密封层10被剪伤。故而此技术方案中在活塞4上设置有与第三密封层10直接接触的小球14，小球14卡箍在弧形凹槽13中，保证小球14延伸至弧形凹槽13外部的部分符合上述范围，小球14却又不掉落出弧形凹槽13，同时小球14又能够在弧形凹槽13内自由转动。如此设置，当活塞4运动时，小球14对第三密封层10进行挤压使其形变，在活塞4与第三密封层10形成一级密封的同时，小球14与第三密封层10之间形成了二级密封，增加了缸筒1内部的密封性能，防止液压油在第二腔室和第三腔室之间流动；并且小球14挤压形变后的第三密封层10在小球14滚开后可自动恢复形状，小球14与第三密封层10之间的摩擦力与大大小于活塞4与第三密封层10之间的摩擦力，因此降低了第三密封层10折损的时间。
其中，若设小球14的半径为r，则小球14延伸至弧形凹槽13外部的球体，其最外端距离活塞4侧面的距离范围为h，则r/2＜h＜r。小球14延伸至弧形凹槽13外部的大小的具体设置，主要取决于以下几点：一、小球14要挤压第三密封层10并使其发生形变；二、小球14要卡箍在弧形凹槽13内却又能自由转动。
实施例4
如图1、图3所示，所述活塞4与设置活塞杆5的端面相对的另一个端面上，连接有活塞副杆16，所述活塞副杆16的外壁上同样设置有第二密封层9；所述活塞副杆16外壁上的第二密封层9的厚度，由活塞副杆16上远离活塞4的一端至靠近活塞4的一端逐渐增大。其中，所述第一挡盘11和第二挡盘12上设置有圆形通槽15，且圆形通槽15的直径与活塞副杆16的直径相同；所述圆形通槽15的边缘呈光滑弧形。
此技术方案设置有活塞副杆16，当活塞4位于缸筒1底端时，活塞副杆16插入第一挡盘11上的圆形通槽15，实现活塞副杆16与第一挡盘11之间的封装。另外，活塞副杆16外壁上设置有第二密封层9，且此处第二密封层9的厚度由活塞副杆16上远离活塞4的一端至靠近活塞4的一端逐渐增大，如此设置能够便于活塞副杆16插入第一挡盘11上的圆形通槽15中，圆形通槽15的边缘呈光滑弧形，在对第二密封层9挤压的过程中不损伤第二密封层9，同时又能加强密封性能。
实施例5
本实施例提供一种常用的缸筒1和缸底2、缸盖3的连接方式。
在设计过程中，采用何种连接方式主要取决于液压缸的工作压力、缸底2和缸筒3的材料与具体工作条件。当工作压力p<10MPa时使用铸铁缸筒，它的连接方式多用法兰连接，这种结构易于加工和装拆，但外形尺寸大；当工作压力p<20MPa时使用无缝钢管，当工作压力p>20MPa时使用铸钢或锻钢，它的连接方式多采用半环连接和螺纹连接。采用半环连接装拆方便，但缸筒1壁部因开了环形槽而削弱了强度，为此有时要加厚缸壁。采用螺纹连接时，缸筒1端部结构复杂，外径加工时要求保证内外径同心，装卸时要使用专用工具。但外形尺寸和重量均较小，常用于无缝钢管或铸钢制的缸筒上。
以上所述，仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
