專利名稱：適用于液壓缸缸尾端的緩沖結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種液壓技術(shù)，具體說是涉及一種適用于液壓缸缸尾端 的緩沖結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在工程機械中，大量采用液壓缸作為液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，并作為工 程機械機構(gòu)中的運動桿件。 一般來說，在工程機械的各機構(gòu)運動動作時，總 希望桿件動作平穩(wěn)、可靠，不要突然急速停止，以免造成對機構(gòu)的沖擊和損 壞。因此工程機械運動機構(gòu)中使用的液壓缸一般都會在液壓缸活塞桿端及缸 尾端設(shè)計緩沖結(jié)構(gòu)，來滿足機構(gòu)對液壓缸活塞桿運動的要求。
現(xiàn)有技術(shù)的液壓缸缸尾端(參見圖l、圖2)常采用的緩沖結(jié)構(gòu)是利用缸 尾頭的內(nèi)孔面4) A與活塞桿尾端軸外圓面》B之間配合間隙進行節(jié)流緩沖。活 塞后端面與缸尾頭的端面之間的空間、以及缸尾頭容納活塞桿尾端軸徑的空 間——即緩沖腔里所包容的油液，需要通過d)A/4)B 二者間的配合間隙流向 液壓缸無桿腔油口，并向液壓系統(tǒng)排出油液。此時缸尾頭的內(nèi)孔面》A與活 塞桿尾端軸外圓面4>B之間的縫隙相當于一個節(jié)流閥，因此就起到緩沖作用。
但是將上述緩沖結(jié)構(gòu)的液壓缸用在工程機械上(如裝載機的動臂油缸)， 會存在以下問題液壓缸在活塞桿接近完全縮回時，有時會突然發(fā)現(xiàn)實際上 液壓缸并沒有緩沖功能，因此到活塞桿縮回行程末尾，活塞后端面對液壓缸 的缸尾頭端面沖擊十分激烈。分析出現(xiàn)這種情況的原因，是由于缸尾端的內(nèi) 孔面4)A與活塞桿尾端軸外圓面4)B之間的配合間隙太大，起不到節(jié)流緩沖的 作用。
通過數(shù)學(xué)建模及仿真設(shè)計，發(fā)現(xiàn)要實現(xiàn)理想的節(jié)流緩沖效果，缸尾端的 內(nèi)孔面4)A與活塞桿尾端軸外圓面》B之間的縫隙的加工偏差要求是非常高 的。所謂理想狀態(tài)是指活塞桿尾端軸徑4)B、缸尾頭內(nèi)孔d)A的下列結(jié)構(gòu)要素 的軸向中心線互相之間，以及它們與液壓缸軸向中心線之間，最好是處于理論上同軸度為零，節(jié)流緩沖效果則完全由4> A/小B 二者間的配合間隙來決定
1) 活塞固接安裝活塞桿后的組件軸向中心線與缸筒體內(nèi)孔中心線的同軸 度；
2) 缸尾頭與缸筒止口配合焊接后形成的缸筒體內(nèi)孔中心線與缸尾頭內(nèi)孔 4)A的同軸度。
因為，當缸尾頭與缸筒焊接后再去加工缸尾頭上的一些加工面的話，難 度太大，所以一般采用焊接之前把缸尾頭上的加工面先加工好，然后依靠缸 尾頭與缸筒的止口配合精度進行定位，實施焊接。由于焊后不再加工，所以 總會存在一定的焊接變形，使得已加工好的缸尾頭的4)A中心線與缸筒體中 的缸筒這部分中心線不同心。因此，活塞和活塞桿組件安裝于缸筒體里之后， 該組件的中心線與缸尾頭內(nèi)孔小A中心線之間總有相當?shù)钠闹怠?br> 正因為各零件的制造累積誤差很大，因此活塞、活塞桿等零件裝配后的 實際偏心值有時已經(jīng)大于了缸尾頭內(nèi)孔和活塞桿尾端外圓的cl)A/4)B之間配 合間隙。這樣就會在活塞連帶活塞桿進入缸尾端想要緩沖時，卻出現(xiàn)活塞桿 尾端軸小B撞擊缸尾頭內(nèi)孔4)A的毛病。為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，設(shè)計或制 造上就會考慮放大缸尾頭上的緩沖孔徑4)A和活塞桿尾端軸直徑小B的配合 間隙數(shù)值，其直接后果就是使得液壓缸的缸尾端喪失緩沖功能，讓活塞端面 與缸尾頭端面之間發(fā)生撞擊。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一 種適用于液壓缸缸尾端的緩沖結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)合理、新穎，緩沖效果明顯，能 有效解決活塞桿縮回到終端時，缸尾端緩沖問題；同時也使得在液壓系統(tǒng)中 并聯(lián)工作的多只液壓缸活塞桿伸出時，可實現(xiàn)同步動作，啟動迅速、平穩(wěn)。
本實用新型的目的可通過下述技術(shù)措施來實現(xiàn)
本實用新型的適用于液壓缸缸尾端的緩沖結(jié)構(gòu)包括液壓缸筒、以及安裝 在液壓缸筒空腔內(nèi)的活塞及活塞桿，在位于液壓缸無桿腔的活塞桿尾端安裝 有后端加工有錐形倒角的螺母套，并通過該螺母套的前端面旋壓頂推將活塞、 活塞桿固接成一體；在與缸尾頭的無桿腔油口相垂直設(shè)置的臺階狀油道腔內(nèi)安裝有與螺母套后端外圓面相配合的緩沖套，以及用于限制緩沖套軸向行程 的孔用彈性擋圈。
本實用新型中所述的緩沖套的側(cè)投影呈凸字形結(jié)構(gòu)，其大直徑端的外徑 略小于臺階狀油道腔的大直徑油道段內(nèi)徑，其小直徑端的外徑略小于臺階狀 油道腔的小直徑油道段內(nèi)徑；在該緩沖套相對于活塞側(cè)的大直徑端的端面上 加工有若干個徑向油槽，在該緩沖套小直徑端的外圓面上加工有若干個軸向
本實用新型的結(jié)構(gòu)中設(shè)置具有徑向和軸向浮動功能的緩沖套安裝在缸尾 頭的臺階狀油道內(nèi)，與固接安裝在活塞桿尾端的螺母套軸徑外圓進行緩沖， 可用于要求液壓缸具有缸尾端緩沖的場合。更具體講緩沖套的徑向浮動可 使其內(nèi)孔與螺母套錐形倒角配合，形成自動對中，補償各零件加工累積誤差； 緩沖套的軸向浮動可使其一側(cè)面與缸尾頭臺階狀油道端面貼合封油，利用缸 尾頭孔徑與螺母套軸徑之間的配合間隙進行缸尾端節(jié)流緩沖。
當操縱活塞桿伸出時，緩沖套在從油口來的壓力油作用下，向活塞側(cè)軸 向移動，油液可通過緩沖套上設(shè)置的軸向油槽和徑向油槽迅速向液壓缸無桿 腔空間迅速進油，解決多只液壓缸并聯(lián)工作時，活塞桿伸出不同步的問題。
本實用新型的有益效果如下
由于本實用新型通過緩沖套所具有徑向浮動能力，使得螺母套外圓面與 緩沖套內(nèi)圓面之間自動對中來進行缸尾端的節(jié)流緩沖，所以能有效補償由于 加工誤差引起的活塞、活塞桿等各零件之間同軸度、垂直度等形位公差的誤 差，同時也降低對各零件加工尺寸的精度要求。
另外，由于緩沖套還具有軸向浮動能力，當活塞桿縮回時，活塞桿尾端 軸上安裝的螺母套的錐形倒角部分完全進入到緩沖套內(nèi)孔中，活塞后端面與 缸尾頭臺階狀油道之間形成壓力腔(即緩沖腔)時，壓力油通過推動緩沖套 的大直徑端向無桿腔油口一側(cè)運動，緩沖套的大直徑端內(nèi)端面與缸尾頭臺階 狀油道的臺階端面緊貼封油(即使不是面接觸，也會是線接觸封油)。這樣上 述緩沖腔里的油液只能通過緩沖配合副的縫隙之間，慢慢流向無桿腔油口向 外排油，起到了液壓缸活塞桿縮回時缸尾端緩沖作用。
當無桿腔油口進油時，壓力油有二條通往無桿腔的路線其一，通過緩沖配合副小E/ci)F的縫隙之間，慢慢流向無桿腔； 其二，壓力油推動緩沖套向活塞側(cè)移動，并被擋圈擋著。此時，壓力油 通過緩沖套軸向油槽、再經(jīng)徑向油槽迅速充滿無桿腔空間。
在上述二條通油路線中，第二條路線的通油量比第一條大得多，所以可 以使得壓力油幾乎很快就充滿了無桿腔。這對于液壓系統(tǒng)中有多只液壓缸并 聯(lián)工作時特別重要，即此時活塞桿會幾乎同時做伸出動作，多只液壓缸活塞 桿會同步運動，這對工程機械的機構(gòu)動作的穩(wěn)定性大有好處。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的液壓缸缸尾端緩沖結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1的I局部視圖。
圖3是本實用新型的液壓缸缸尾端緩沖結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是圖3的II局部視圖。
圖1和圖2中序號為1、缸尾頭，2、油口 (無桿腔油口)， 3、活塞的 后端面，4、活塞，5、缸筒，6、活塞桿，7、缸尾頭的端面，8、缸尾頭臺階 狀油道的臺階端面，9、活塞桿尾端的端面，10、卡鍵，11、卡鍵套，12、擋 圈(軸用彈性擋圈)。
圖3和圖4中序號為13、缸尾頭，14、油口 (無桿腔油口)， 15、緩沖 套，16、擋圈(孔用彈性擋圈)，17、缸尾頭的端面，18、螺母套，19、活塞， 20、缸筒，21、活塞桿，22活塞的后端面，23、缸尾頭臺階狀油道的臺階端 面，24、活塞桿尾端的端面，25、螺釘，26、軸向油槽，27、徑向油槽。
具體實施方式
本實用新型以下將結(jié)合實施例(附圖)作進一步描述，但并不限制本實 用新型。
如圖3圖4所示，本實用新型的適用于液壓缸缸尾端的緩沖結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 特征如下在位于液壓缸無桿腔的活塞桿21尾端安裝有后端加工有錐形倒角 的螺母套18，并通過該螺母套18的前端面以及螺釘21將活塞19、活塞桿21 固接成一體；在與缸尾頭13的無桿腔油口 14相垂直設(shè)置的臺階狀油道腔內(nèi)
6安裝有與螺母套18后端外圓面相配合的緩沖套15，以及用于限制緩沖套15 軸向行程的孔用彈性擋圈16;所述緩沖套15的側(cè)投影呈凸字形結(jié)構(gòu)，其大直 徑端的外徑略小于臺階狀油道腔的大直徑油道段內(nèi)徑，其小直徑端的外徑略 小于臺階狀油道腔的小直徑油道段內(nèi)徑；在該緩沖套相對于活塞側(cè)的大直徑 端的端面上加工有若干個徑向油槽27，在該緩沖套小直徑端的外圓面上加工 有若干個軸向油槽26。
本實用新型的具體工作方式及原理如下
當活塞桿21接近完全縮回時，活塞桿尾端上的螺母套18的軸徑》F帶錐 形倒角部分伸入到緩沖套15的小E孔里，因為緩沖套15具有徑向浮動功能， 所以伸入過程它們之間會自動對中。
活塞后端面22與缸尾頭端面17、端面23之間形成的二個環(huán)狀空間即為 緩沖腔。當液壓缸有桿腔繼續(xù)進入壓力油頂推活塞19，活塞19和活塞桿21 仍會做縮回運動，使得緩沖腔內(nèi)的油液壓力升高增大。這時緩沖套15會向缸 尾頭臺階狀油道腔的臺階端面23運動靠攏，并貼合封油。封油狀態(tài)可能是面 接觸封油，也可能是線接觸封油。
這時活塞桿尾端帶螺母套18 —起向緩沖套15這一側(cè)做軸向移動，緩沖 腔內(nèi)的油液通過螺母套18軸徑小F與緩沖套15孔徑小E的間隙進行節(jié)流緩 沖，從油口 14向液壓系統(tǒng)輸出油液。
對于液壓缸來講，活塞桿縮回行程的控制， 一般不會采用完全由液壓缸 行程來進行控制，即在圖1中，不會讓活塞桿6完全縮回后，活塞端面3與 缸尾頭端面7貼合；在圖3中，不會讓活塞端面22與缸尾頭端面17貼合。 因為對于同一工廠生產(chǎn)、同一規(guī)格的每只液壓缸來講，它們的實際尺寸并不 完全相同，所以液壓缸活塞桿縮回的行程實際上也不可能相同。對于多只液 壓缸并聯(lián)工作時，用液壓缸活塞桿縮回行程進行控制，結(jié)果其中一只液壓缸 活塞桿縮回行程結(jié)束，而另一只液壓缸還在繼續(xù)做活塞桿縮回運動，這就會 使機構(gòu)中的并聯(lián)運動的桿件受到額外的載荷，因此顯得極不合理。
合理的設(shè)計應(yīng)在機構(gòu)里采取機械限位裝置，讓液壓缸緩沖結(jié)束時，以圖1 為例的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，活塞端面3與缸尾頭端面7之間的距離L2為緩沖剛開始時 的Ll的1/3 1/4;以圖3為例的本實用新型結(jié)構(gòu)，液壓缸緩沖結(jié)束時活塞端面22與缸尾端的端面17之間的距離L4為緩沖剛開始時的L3的1/3 1/4。 因為缸內(nèi)距離無法直接觀察，所以通常是讓活塞桿縮回行程留有一定的尺寸， 如留10 mm 30 mm來設(shè)計機械限位裝置，使液壓缸幾乎同時結(jié)束活塞桿縮 回運動行程，避免機構(gòu)中其他桿件受到額外的載荷。
當操縱活塞桿伸出時，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的無桿腔油口 2來的壓力油就只能通過 緩沖配合副4) A/4)B的縫隙，緩慢進入到活塞端面3與缸尾頭的端面7、端面 8之間形成的無桿腔。只有當無桿腔里的油壓升高到一定數(shù)值時，所產(chǎn)生的推 力才會頂推活塞端面3和卡鍵套11、擋圈12，使得活塞桿6產(chǎn)生伸出動作。 因此，從開始操縱活塞桿6伸出，到它真正動作，所需時間較長，顯得動作 滯后。特別對于液壓系統(tǒng)中有多只液壓缸并聯(lián)工作時，因為各只液壓缸的無 桿腔容積大小不完全相等；各只液壓缸的緩沖配合副小A/d)B的縫隙也不完 全相等，所以就會形成活塞桿伸出動作的不同步，造成機構(gòu)中桿件受到附加 載荷，顯得十分不合理。
本實用新型結(jié)構(gòu)在從無桿腔油口 14來的壓力油作用下，緩沖套15朝活 塞端面22 —側(cè)軸向移動，到它被擋圈16擋著為止。此時壓力油通過浮動緩 沖套15的軸向油槽，再經(jīng)徑向油槽迅速充滿了無桿腔。
由于本新型實用結(jié)構(gòu)可向液壓缸無桿腔空間迅速輸油，無桿腔很快就建 立起可正常頂推活塞，讓活塞桿做伸出動作的壓力油壓。當壓力油作用在活 塞端面22上的推力達到一定數(shù)值時，活塞桿21就很快向外伸出了，因此也 就實現(xiàn)了多只液壓缸活塞桿同步伸出的問題。
現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的活塞固定結(jié)構(gòu)是這樣的活塞4套裝在活塞桿6上，用二塊 半環(huán)狀的卡鍵10插裝到活塞桿的凹槽里，再用卡鍵套11套在卡鍵10外面， 不讓卡鍵10掉出來，然后用軸用彈性擋圈12將卡鍵套11軸向固定。
本實用新型的活塞固定結(jié)構(gòu)則是這樣的活塞19與活塞桿21裝配后， 用螺母套18通過螺紋連接，與活塞桿21固接，并起到對活塞軸向定位作用； 為防止螺紋連接松動，在螺母套18與活塞桿16的螺紋騎縫處鉆孔攻絲，安 裝一只螺釘25。它們使得活塞19與活塞桿21之間固接。
在螺母套18上銑扁方(或加工鉆若干小孔)，以便使用工具，對螺母套 18進行旋轉(zhuǎn)，使其與活塞19的端面22貼合。本實用新型適用于液壓系統(tǒng)中因活塞桿縮回速度過快、液壓缸缸尾端需 要緩沖的場合，特別是對缸徑相對較大的液壓缸，為保證它的正常使用，顯 得更加合適。
權(quán)利要求1、一種適用于液壓缸缸尾端的緩沖結(jié)構(gòu)，它包括液壓缸筒、以及安裝在液壓缸筒空腔內(nèi)的活塞及活塞桿，其特征在于位于液壓缸無桿腔的活塞桿(21)尾端安裝有后端加工有錐形倒角的螺母套(18)，并通過該螺母套(18)的前端面旋壓頂推將活塞(19)、活塞桿(21)固接成一體；在與缸尾頭(13)的油口(14)相垂直設(shè)置的臺階狀油道腔內(nèi)安裝有與螺母套(18)外圓面相配合的緩沖套(15)，以及用于限制緩沖套(15)軸向行程的孔用彈性擋圈(16)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的緩沖套(15) 的側(cè)投影呈凸字形結(jié)構(gòu)，其大直徑端的外徑略小于臺階狀油道腔的大直徑油 道段內(nèi)徑，其小直徑端的外徑略小于臺階狀油道腔的小直徑油道段內(nèi)徑；在 該緩沖套相對于活塞側(cè)的大直徑端的端面上加工有若干個徑向油槽(27)，在 該緩沖套小直徑端的外圓面上加工有若干個軸向油槽(26)。
專利摘要一種適用于液壓缸缸尾端的緩沖結(jié)構(gòu)，它包括液壓缸筒、以及安裝在液壓缸筒空腔內(nèi)的活塞及活塞桿，其特征在于位于液壓缸無桿腔的活塞桿(21)尾端安裝有后端加工有錐形倒角的螺母套(18)，并通過該螺母套(18)的前端面旋壓頂推將活塞(19)、活塞桿(21)固接成一體；在與缸尾頭(13)的油口(14)相垂直設(shè)置的臺階狀油道腔內(nèi)安裝有與螺母套(18)外圓面相配合的緩沖套(15)，以及用于限制緩沖套(15)軸向行程的孔用彈性擋圈(16)。本實用新型適用于液壓系統(tǒng)中因活塞桿縮回速度過快、液壓缸缸尾端需要緩沖的場合；也可解決多只液壓缸并聯(lián)工作時活塞桿伸出不同步的問題。
文檔編號F15B15/00GK201293007SQ200820220978
公開日2009年8月19日 申請日期2008年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月17日
發(fā)明者丁輝斌, 劉華亮, 劉祎娜, 堵利賓, 虎 楊, 梁世平, 段俊峰 申請人:鄭州宇通重工有限公司