[發明專利]一種減振抗沖擊液壓缸及其抗沖擊方法

有效

• 申請號: 201510555439.5
• 申請日: 2015-09-01
• 公開（公告）號: CN105156579B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 焦素娟;鄭輝;華宏星
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F16F15/02
• 分類號: F16F15/02;F15B15/14;F15B15/20
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司31227
• 代理人: 王一琦

技術領域

本發明涉及一種減振抗沖擊液壓缸及其抗沖擊方法，具體來說，是一種基于高靜低動隔振原理的減振抗沖擊液壓缸及其抗沖擊方法，屬于液壓缸技術領域。

背景技術

自動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，受到強烈的沖擊。根據礦區地質條件，每8～40米老頂斷裂一次，液壓支架承受一次強烈沖擊。如果液壓支架中的立柱(液壓缸)不能有效抵抗該沖擊載荷，將導致支護失效，嚴重時危及工作面的設備和人員安全?，F有的全斷面硬巖掘進機掘進時，刀片遭遇巖石或巖石被割斷時，推進液壓缸需要承受較大的沖擊載荷。如果不對沖擊載荷進行有效隔離，沖擊載荷將被傳遞到與其連接的設備和構件上，導致設備對抗沖擊性能的要求很高，不但增加設備成本，也難以保證設備的穩定性和安全性。解決這一技術問題的難點在于，類似上述大型設備中的液壓缸工作壓力高，流量大，強沖擊載荷持續時間短，現有控制閥或控制技術的響應時間、控制功率難以滿足使用需求。

現有技術中也有采用安裝在油缸外部的膠囊式蓄能器來降低油缸工作時的瞬間沖擊力，但該種方法油路復雜，不適合需要油缸頻繁動作，且希望油缸動作時間快的液壓系統，例如：先進的自動化綜采工作面液壓支架降架、移架、升架一次的循環時間為9秒，其中的立柱液壓缸動作時間更短。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠抵抗強沖擊載荷的液壓缸，提高液壓支架、全斷面硬巖掘進機等裝備的適應性和穩定性，使長期承受強沖擊環境的裝備安全、高效地工作。

本發明采取以下技術方案:

一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的導向套305中，并可沿導向套305移動，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設于缸筒1內部；所述梁303和氣室304內氣體的可壓縮性均大于液壓油液。

進一步的，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。

進一步的，所述減振抗沖擊液壓缸是全斷面硬巖掘進機的推進液壓缸。

一種上述減振抗沖擊液壓缸的抗沖擊方法，液壓缸內充滿具有一定壓力的液壓介質，液壓缸正常工作時，具有變剛度特性的梁303、氣室304內的氣體具有一定預壓縮。當活塞桿2受到外部沖擊時，活塞桿2運動，液壓缸內壓力升高，小活塞桿302帶動梁303向下運動，氣室304內的空氣進一步被壓縮，具有變剛度特性的梁303和氣體儲存沖擊能量；沖擊載荷消失后，梁303和氣室304釋放儲存的彈性能；抗沖擊裝置3將短時間的高峰值沖擊載荷轉化為較長時間的低峰值沖擊載荷，起到抗沖擊作用。

本發明的有益效果在于：

1)解決了強沖擊載荷持續時間短，現有控制閥或控制技術的響應時間難以滿足使用需求，這一本領域長期存在的技術難題。

2)結構簡單，實施方便，成本低廉，小投入，大回報。

3)抗沖擊效果好，提高了液壓支架、全斷面硬巖掘進機等裝備的適應性和穩定性，使長期承受強沖擊環境的裝備安全、高效地工作。

4)抗沖擊裝置可作為獨立的部件投入市場，具有廣泛推廣應用的市場前景。

附圖說明

圖1是抗沖擊裝置的剖面結構圖。

圖2是本發明減振抗沖擊液壓缸的剖視結構圖。

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.導向套。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進一步說明。

參見圖1和2，一種基于高靜低動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，導向套305。

液壓缸內充滿具有一定壓力的液壓介質，液壓缸正常工作時，具有變剛度特性的梁303、氣室304內的氣體具有一定預壓縮。當活塞桿2上受到外部沖擊時，活塞桿2產生運動，液壓缸內壓力升高，小活塞桿302帶動具有變剛度特性的梁303向下運動，氣室304內的空氣進一步被壓縮，具有變剛度特性的梁303和氣體儲存沖擊能量；

沖擊載荷消失后，具有變剛度特性的梁303和氣室304釋放儲存的彈性能。