[發(fā)明專利]一種基于變形活塞環(huán)的間隙密封液壓缸

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110222531.1
• 申請(qǐng)日: 2011-08-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102305289A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湛從昌;陳奎生;付連東;陳新元;曾良才;朱學(xué)彪;梅元元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F16J9/20
• 分類號(hào): F16J9/20;F16J9/26;F16J1/00;F16J10/04
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 樊戎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液壓缸技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種基于變形活塞環(huán)的間隙密封液壓缸。

背景技術(shù)

液壓缸特別是伺服液壓缸在液壓技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它在工作中與儀器儀表、電控等技術(shù)相結(jié)合，給液壓機(jī)械增添了新特性和新活力。由于其應(yīng)用的環(huán)境和條件，要求伺服液壓缸具有高響應(yīng)、低摩擦、無(wú)爬行、無(wú)外泄漏、長(zhǎng)壽命、可靠性高等特點(diǎn)，所以它對(duì)密封、支承導(dǎo)向及材料的選用有特殊要求。目前密封材料應(yīng)用成功的是填充聚四乙烯，其化學(xué)穩(wěn)定性好，有良好的耐磨性、耐熱性和耐油性，且摩擦系數(shù)很小。但這種液壓缸的密封仍是固體物直接接觸，不僅影響頻率的進(jìn)一步提高，且影響密封件的壽命。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)一些單位研制的伺服液壓缸，雖去掉了聚四乙烯密封件，采用了間隙密封，但在應(yīng)用中存在以下不足，液壓缸容積效率低，隨著供油壓力升高容積效率更低，壽命短，更換活塞成本高等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服上述技術(shù)缺陷，目的是提供一種壽命長(zhǎng)、低摩擦、高頻響、高效率、高可靠性、維修成本低和能過(guò)載保護(hù)的基于變形活塞環(huán)的間隙密封液壓缸。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：變形活塞環(huán)的右端面由同中心的圓柱形凸臺(tái)和環(huán)形底面構(gòu)成，活塞的左端面由同中心的凹形圓底和環(huán)狀凸臺(tái)構(gòu)成，活塞的左端面的環(huán)狀凸臺(tái)截面為矩形，變形活塞環(huán)的右端面的圓柱形凸臺(tái)外徑和高度分別與活塞的左端面的凹形圓底內(nèi)徑和深度相同；變形活塞環(huán)的圓柱形凸臺(tái)端面和環(huán)形底面同中心地緊貼活塞的凹形圓底和環(huán)狀凸臺(tái)端面。變形活塞環(huán)的外徑與活塞的外徑相同，變形活塞環(huán)和活塞的中心設(shè)有螺紋孔，變形活塞環(huán)通過(guò)螺釘與活塞固定在一起，變形活塞環(huán)和活塞的圓柱表面對(duì)應(yīng)地焊有第一鋁青銅層和第二鋁青銅層。變形活塞環(huán)的左端面由同中心的倒圓錐臺(tái)狀的凹形圓底和環(huán)狀凸臺(tái)構(gòu)成，變形活塞環(huán)的左端面的環(huán)狀凸臺(tái)截面為直角梯形，截面為直角梯形的環(huán)狀凸臺(tái)構(gòu)成變形活塞環(huán)的唇邊。

變形活塞環(huán)和活塞活動(dòng)地裝入缸筒內(nèi)，后端蓋固定地安裝在缸筒的左端面；活塞的右端設(shè)有活塞桿，缸筒的右端裝有導(dǎo)向套，導(dǎo)向套緊貼前端蓋，前端蓋固定地安裝在缸筒的右端面。

在有桿腔油口處固定裝有第一閥塊，第一閥塊的中心孔和有桿腔油口同中心，在無(wú)桿腔油口處固定裝有第二閥塊，第二閥塊的中心孔和無(wú)桿腔油口同中心，限壓閥緊貼缸筒固定在第二閥塊上，限壓閥的進(jìn)油口與第二閥塊的中心孔相通。

在上述技術(shù)方案中：直角梯形的高度H＝8～12mm，上底長(zhǎng)L＝0.8～1.2mm，直角梯形的斜邊與直角邊的夾角α＝20～40°；變形活塞環(huán)的圓柱面厚度B＝15～25mm，變形活塞環(huán)的材質(zhì)為25號(hào)鍛鋼或?yàn)?5號(hào)鍛鋼；第一鋁青銅層和第二鋁青銅層的層厚均為0.5～1.0mm，材質(zhì)為QAL9-4。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：

(1)本發(fā)明在活塞的左端裝有凹凸?fàn)畹淖冃位钊h(huán)，變形活塞環(huán)的圓柱形凸臺(tái)面與活塞的凹形圓底相嵌，通過(guò)螺釘同中心地將兩者緊固，變形活塞環(huán)的圓柱面焊有第一鋁青銅層，能減少對(duì)缸筒內(nèi)壁的磨損。變形活塞環(huán)左端面的環(huán)狀凸臺(tái)截面為直角梯形，截面為直角梯形的環(huán)狀凸臺(tái)構(gòu)成變形活塞環(huán)的唇邊。

變形活塞環(huán)的唇邊在液壓油壓力作用下，其唇邊往外張，減小變形活塞環(huán)與缸筒內(nèi)壁之間的間隙，隨著液壓油的壓力變化，唇邊的外張量也隨之變化，其間隙量也隨之變化。因此，能有效防止泄露，使液壓缸的效率提高。此外，變形活塞環(huán)還起到自潤(rùn)滑的作用，油液存儲(chǔ)在間隙中，使活塞能自動(dòng)潤(rùn)滑，摩擦力降低，提高了整個(gè)液壓缸的工作頻響。當(dāng)變形活塞環(huán)的唇邊被磨損時(shí)可以更換新的，而不用更換整個(gè)活塞，使維修成本降低。

(2)本發(fā)明在無(wú)桿腔油口處的第二閥塊上安裝有限壓閥，起安全過(guò)載保護(hù)作用，其最高壓力的調(diào)定值為變形活塞環(huán)在工作過(guò)程中唇邊外張時(shí)不與缸筒內(nèi)壁產(chǎn)生干摩擦為止，液壓缸根據(jù)用戶要求，在出廠時(shí)調(diào)節(jié)好。因此，液壓缸具有很高的可靠性。

(3)本發(fā)明在活塞的圓柱面上焊有第二鋁青銅層，當(dāng)液壓缸工作時(shí)，防止活塞損傷缸筒的內(nèi)壁。一旦活塞的表面磨損，可以重新焊鋁青銅，提高活塞的有效性，增長(zhǎng)了活塞的使用壽命。

因此，本發(fā)明具有壽命長(zhǎng)、低摩擦、高頻響、高效率、高可靠性、維修成本低和能過(guò)載保護(hù)的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中變形活塞環(huán)6的I局部放大示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制。

實(shí)施例1