一種減振抗沖擊液壓缸及其抗沖擊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種減振抗沖擊液壓缸及其抗沖擊方法，具體來(lái)說(shuō)，是一種基于高靜低動(dòng)隔振原理的減振抗沖擊液壓缸及其抗沖擊方法，屬于液壓缸技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]自動(dòng)化采煤綜采面廣泛使用的液壓支架，在上覆圍巖老頂周期性斷裂時(shí)，受到強(qiáng)烈的沖擊。根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)條件，每8?40米老頂斷裂一次，液壓支架承受一次強(qiáng)烈沖擊。如果液壓支架中的立柱(液壓缸)不能有效抵抗該沖擊載荷，將導(dǎo)致支護(hù)失效，嚴(yán)重時(shí)危及工作面的設(shè)備和人員安全?，F(xiàn)有的全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)時(shí)，刀片遭遇巖石或巖石被割斷時(shí)，推進(jìn)液壓缸需要承受較大的沖擊載荷。如果不對(duì)沖擊載荷進(jìn)行有效隔離，沖擊載荷將被傳遞到與其連接的設(shè)備和構(gòu)件上，導(dǎo)致設(shè)備對(duì)抗沖擊性能的要求很高，不但增加設(shè)備成本，也難以保證設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性。解決這一技術(shù)問(wèn)題的難點(diǎn)在于，類似上述大型設(shè)備中的液壓缸工作壓力高，流量大，強(qiáng)沖擊載荷持續(xù)時(shí)間短，現(xiàn)有控制閥或控制技術(shù)的響應(yīng)時(shí)間、控制功率難以滿足使用需求。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中也有采用安裝在油缸外部的膠囊式蓄能器來(lái)降低油缸工作時(shí)的瞬間沖擊力，但該種方法油路復(fù)雜，不適合需要油缸頻繁動(dòng)作，且希望油缸動(dòng)作時(shí)間快的液壓系統(tǒng)，例如:先進(jìn)的自動(dòng)化綜采工作面液壓支架降架、移架、升架一次的循環(huán)時(shí)間為9秒，其中的立柱液壓缸動(dòng)作時(shí)間更短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種能夠抵抗強(qiáng)沖擊載荷的液壓缸，提高液壓支架、全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)等裝備的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，使長(zhǎng)期承受強(qiáng)沖擊環(huán)境的裝備安全、高效地工作。
[0005]本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0006]—種減振抗沖擊液壓缸，包括活塞桿2、缸筒1、抗沖擊裝置3 ;所述抗沖擊裝置3包括殼體301，小活塞桿302，具有變剛度特性的梁303，密閉的氣室304，導(dǎo)向套305 ;所述梁303與小活塞桿302固定連接，小活塞桿302安裝在殼體301的導(dǎo)向套305中，并可沿導(dǎo)向套305移動(dòng)，小活塞桿302和殼體305形成密閉的氣室304 ;所述抗沖擊裝置3設(shè)于缸筒I內(nèi)部；所述梁303和氣室304內(nèi)氣體的可壓縮性均大于液壓油液。
[0007]進(jìn)一步的，多根梁303均勻分布在小活塞桿302與殼體301之間，整體布置呈錐形。
[0008]進(jìn)一步的，所述減振抗沖擊液壓缸是全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)的推進(jìn)液壓缸。
[0009]—種上述減振抗沖擊液壓缸的抗沖擊方法，液壓缸內(nèi)充滿具有一定壓力的液壓介質(zhì)，液壓缸正常工作時(shí)，具有變剛度特性的梁303、氣室304內(nèi)的氣體具有一定預(yù)壓縮。當(dāng)活塞桿2受到外部沖擊時(shí)，活塞桿2運(yùn)動(dòng)，液壓缸內(nèi)壓力升高，小活塞桿302帶動(dòng)梁303向下運(yùn)動(dòng)，氣室304內(nèi)的空氣進(jìn)一步被壓縮，具有變剛度特性的梁303和氣體儲(chǔ)存沖擊能量；沖擊載荷消失后，梁303和氣室304釋放儲(chǔ)存的彈性能；抗沖擊裝置3將短時(shí)間的高峰值沖擊載荷轉(zhuǎn)化為較長(zhǎng)時(shí)間的低峰值沖擊載荷，起到抗沖擊作用。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:
[0011]I)解決了強(qiáng)沖擊載荷持續(xù)時(shí)間短，現(xiàn)有控制閥或控制技術(shù)的響應(yīng)時(shí)間難以滿足使用需求，這一本領(lǐng)域長(zhǎng)期存在的技術(shù)難題。
[0012]2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)施方便，成本低廉，小投入，大回報(bào)。
[0013]3)抗沖擊效果好，提高了液壓支架、全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)等裝備的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，使長(zhǎng)期承受強(qiáng)沖擊環(huán)境的裝備安全、高效地工作。
[0014]4)抗沖擊裝置可作為獨(dú)立的部件投入市場(chǎng)，具有廣泛推廣應(yīng)用的市場(chǎng)前景。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是抗沖擊裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2是本發(fā)明減振抗沖擊液壓缸的剖視結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖中，1.缸筒，2.活塞桿，3.抗沖擊裝置，301.殼體，302.小活塞桿，303.具有變剛度特性的梁，304.氣室，305.導(dǎo)向套。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]參見圖1和2，一種基于高靜低動(dòng)隔振原理的減振抗沖擊液壓缸，包括活塞桿2、缸筒1、抗沖擊裝置3 ;所述抗沖擊裝置3包括殼體301，小活塞桿302，具有變剛度特性的梁303，密閉氣室304，導(dǎo)向套305。
[0020]液壓缸內(nèi)充滿具有一定壓力的液壓介質(zhì)，液壓缸正常工作時(shí)，具有變剛度特性的梁303、氣室304內(nèi)的氣體具有一定預(yù)壓縮。當(dāng)活塞桿2上受到外部沖擊時(shí)，活塞桿2產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，液壓缸內(nèi)壓力升高，小活塞桿302帶動(dòng)具有變剛度特性的梁303向下運(yùn)動(dòng)，氣室304內(nèi)的空氣進(jìn)一步被壓縮，具有變剛度特性的梁303和氣體儲(chǔ)存沖擊能量；
[0021]沖擊載荷消失后，具有變剛度特性的梁303和氣室304釋放儲(chǔ)存的彈性能。
[0022]具有變剛度特性的梁303和氣體的可壓縮性均大于液壓油液，該抗沖擊裝置將短時(shí)間的高峰值沖擊載荷轉(zhuǎn)化為較長(zhǎng)時(shí)間的低峰值沖擊載荷，起到抗沖擊作用。
[0023]以上是本發(fā)明實(shí)施方式的舉例說(shuō)明，本實(shí)施例是在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述的實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種減振抗沖擊液壓缸，其特征在于: 包括缸筒(1)、活塞桿(2)、抗沖擊裝置(3); 所述抗沖擊裝置(3)包括殼體(301)，小活塞桿(302)，具有變剛度特性的梁(303)，密閉的氣室(304)，導(dǎo)向套(305);所述梁(303)與小活塞桿(302)固定連接，小活塞桿(302)安裝在殼體(301)的導(dǎo)向套(305)中，并可沿導(dǎo)向套(305)移動(dòng)，小活塞桿(302)和殼體(305)形成密閉的氣室(304); 所述抗沖擊裝置(3)設(shè)于缸筒(I)內(nèi)部；所述梁(303)和氣室(304)內(nèi)氣體的可壓縮性均大于液壓油液。2.如權(quán)利要求1所述的減振抗沖擊液壓缸，其特征在于:多根梁(303)均勻的分布在小活塞桿(302)與殼體(301)之間，整體布置呈錐形。3.如權(quán)利要求1所述的減振抗沖擊液壓缸，其特征在于:所述減振抗沖擊液壓缸是全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)的推進(jìn)液壓缸。4.一種權(quán)利要求1所述的減振抗沖擊液壓缸的抗沖擊方法，其特征在于: 液壓缸內(nèi)充滿具有一定壓力的液壓介質(zhì)，液壓缸正常工作時(shí)，具有變剛度特性的梁(303)、氣室(304)內(nèi)的氣體具有一定預(yù)壓縮。當(dāng)活塞桿(2)受到外部沖擊時(shí)，活塞桿(2)運(yùn)動(dòng)，液壓缸內(nèi)壓力升高，小活塞桿(302)帶動(dòng)梁(303)向下運(yùn)動(dòng)，氣室(304)內(nèi)的空氣進(jìn)一步被壓縮，具有變剛度特性的梁(303)和氣體儲(chǔ)存沖擊能量；沖擊載荷消失后，梁(303)和氣室(304)釋放儲(chǔ)存的彈性能； 抗沖擊裝置(3)將短時(shí)間的高峰值沖擊載荷轉(zhuǎn)化為較長(zhǎng)時(shí)間的低峰值沖擊載荷，起到抗沖擊作用。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種減振抗沖擊液壓缸，包括活塞桿、缸筒、抗沖擊裝置；所述抗沖擊裝置包括殼體，小活塞桿，具有變剛度特性的梁，密閉的氣室，導(dǎo)向套；所述梁與小活塞桿固定連接，小活塞桿安裝在殼體的導(dǎo)向套中，并可沿導(dǎo)向套移動(dòng)，小活塞桿和殼體形成密閉的氣室；所述抗沖擊裝置設(shè)于缸筒內(nèi)部；所述梁和氣室內(nèi)氣體的可壓縮性均大于液壓油液。本發(fā)明解決了強(qiáng)沖擊載荷持續(xù)時(shí)間短，現(xiàn)有控制閥或控制技術(shù)的響應(yīng)時(shí)間難以滿足使用需求，這一本領(lǐng)域長(zhǎng)期存在的技術(shù)難題?？箾_擊效果好，提高了液壓支架、全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)等裝備的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，使長(zhǎng)期承受強(qiáng)沖擊環(huán)境的裝備安全、高效地工作。
【IPC分類】F15B15/14, F15B15/20, F16F15/02
【公開號(hào)】CN105156579
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510555439
【發(fā)明人】焦素娟, 鄭輝, 華宏星
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年9月1日