[發明專利]一種帶有密封跟隨裝置的液壓缸

有效

• 申請號: 201210020162.2
• 申請日: 2012-01-29
• 公開（公告）號: CN102588610A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 李大海;金海燕
• 申請（專利權）人: 天津重型裝備工程研究有限公司;中國第一重型機械股份公司
• 主分類號: F16J15/48
• 分類號: F16J15/48
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 王慶海;王宇楊

技術領域

本發明涉及一種帶有密封跟隨裝置的液壓缸，具體的說是一種工作壓力達到了200MPa以上的超高壓液壓缸，屬于超高壓液壓缸設計技術領域。

背景技術

目前，隨著新技術的發展，對于高精度、壽命長、可連續工作的超高壓液壓缸需求越來越廣泛。公知的超高壓液壓缸是基于通用的設計方法設計的，工作壓力較低(一般工作壓力不超過70MPa，少數達到200MPa)、壽命短、連續工作能力差，長時間工作后泄漏嚴重。

發明內容

為了克服上述技術上的不足，本發明提供一種超高壓液壓缸，該液壓缸不僅工作壓力可達到200MPa以上的超高壓，而且壽命長、泄漏極小、可適合連續工作狀態。

本發明所采用的技術方案是：一種帶有密封跟隨裝置的液壓缸，包括活塞、密封跟隨環、卡環和液壓缸體，其中所述密封跟隨環通過卡環固定在所述活塞上。

其中所述活塞朝向液壓缸體進油口的端部外圓柱面上帶有卡環槽，所述端部外圓柱面通過圓錐面與軸肩部相連；所述密封跟隨環固定在所述卡環與所述軸肩部之間。

其中所述密封跟隨環內孔一端為帶有止口的圓錐臺孔，另一端為帶有螺旋油槽的圓柱孔，所述密封跟隨環外圓上開有密封環槽，所述密封環槽在與所述圓錐臺孔相對側的凸緣上帶有多個密封跟隨環進油孔。

其中所述圓錐臺孔與所述活塞無桿側的外圓錐面之間形成密封跟隨環內壓力油腔，所述密封跟隨環內壓力油腔中裝有密封跟隨環內O形密封，且所述密封跟隨環內壓力油腔通過所述螺旋油槽與液壓缸無桿側油腔相連。

其中所述密封環槽中裝有L形密封，所述L形密封外圓為圓柱面，內圓為圓弧面，所述L形密封內圓與所述密封環槽之間裝有L形密封內O形密封。

其中所述活塞軸肩部上具有活塞環形槽，活塞導向環安裝在所述活塞環形槽中。

其中所述液壓缸體的有桿側安裝有液壓缸蓋，所述液壓缸蓋上裝有防塵圈、缸蓋上滑動密封、缸蓋導向環、缸蓋上固定密封。

其中所述密封跟隨環內O形密封由氟橡膠(FKM)或丁腈橡膠(NBR)制成。

其中所述L形密封由聚四氟乙烯制成。

其中所述L形密封內O形密封由氟橡膠(FKM)或丁腈橡膠(NBR)制成。

本發明的有益效果是：由于密封跟隨環內壓力油腔通過密封跟隨環上的螺旋油槽與液壓缸無桿側油腔相通，密封跟隨環內壓力油腔中的油壓與液壓缸無桿側油腔中的油壓相同；當液壓缸無桿側油腔中加壓使活塞伸出時，密封跟隨環內壓力油腔中的油同等加壓，使密封跟隨環在壓力下與液壓缸體同步脹縮；而密封環槽中安裝的L形密封、O形密封及液壓缸體之間形成L形密封內壓力油腔，該油腔通過密封跟隨環上開的多個密封跟隨環進油孔與液壓缸無桿側油腔相通，使液壓缸無桿側油腔中的油壓與L形密封內壓力油腔中的油壓相同；當無桿腔側壓力增大時，該側油壓將通過密封跟隨環進油孔進入到L形密封內壓力油腔內，該油腔內壓力同步增大，L形密封一側與缸筒內壁貼嚴，內部壓力幾乎為零，另一則在L形密封內壓力油腔內，內部的液壓油將對L形密封內壁產生壓力，在壓力作用下L形密時將被壓向液壓缸內壁，在壓力的作用下，L形密封與缸筒內壁密封間隙更小，密封效果更好，且密封效果與內部壓力有關，因此做到了液壓缸內壓力增大的同時，密封能力加強。

液壓缸活塞上的密封跟隨環在壓力作用下會與液壓缸體同步脹縮，密封跟隨環的外邊緣處與缸壁在任何工作壓力下都會緊密貼合，間隙數量級控制在0.1微米到50微米之間，該間隙是通過作用在密封跟隨環內側的油壓，使密封跟隨環與壓力同步脹縮，外壁僅有一層薄油膜而貼在缸筒內壁上，這樣實現動態間隙控制，達成了跟隨缸筒外壁同步脹縮的目的，保證間隙不會因壓力增大而大的弊病，有效的解決了通常液壓缸設計的弊病。控制該間隙的有益效果是L形密封在高油壓下會有很大的作用力作用在密封跟隨環上，較小間隙將使L形密封在承載較大的壓力下，密封材料不被擠入密封跟隨環與液壓缸體內壁形成的間隙中，從而提高了密封的承載能力。以往沒有跟結構的液壓缸設計，在承受較大壓力時，缸筒內壁在壓力作用下將會脹大，而活塞不脹，活塞與缸筒內壁將形成較大的間隙，密封材料質地相對鋼鐵較軟，并且塑變性較強，在大壓力下，又有足夠的間隙空間允許材料彈塑性變形，密封材料變形并被擠入間隙當中，當液壓油壓力釋放時，缸筒回彈，而密封材料由于是部分彈性變形部分塑性變形，塑性變形部分不能回彈，而被壓在間隙當中。密封材料原有物理性能徹底被破壞，當液壓缸回程時，該部分密封材料被剖離密封材料本體，如此工作幾十個行程，密封將失效，從而液壓缸失效。