[發明專利]一種基于唇邊保護的變間隙密封液壓缸

在審

• 申請號: 202110708542.4
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113309759A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 陳小蘭;王鵬;喻國銘;孫川;沈超;陳敬森;王弋;吳俊潔;程鶴鳴;何康林
• 申請（專利權）人: 湖北中科產業技術研究院有限公司;黃岡師范學院
• 主分類號: F15B15/14
• 分類號: F15B15/14
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭育

本發明公開了一種基于唇邊保護的變間隙密封液壓缸，包括：缸筒、活塞桿、液壓缸端蓋、導向套、右保護蓋、活塞、左保護蓋及限位螺母，液壓缸端蓋安裝于缸筒上，活塞桿依次穿過液壓缸端蓋、導向套、右保護蓋、活塞及左保護蓋并連接于限位螺母上，活塞還卡接于左保護蓋及右保護蓋上，且活塞中的左唇邊與左保護蓋間隙配合，活塞中的右唇邊與右保護蓋間隙配合，左唇邊、活塞及左保護蓋間合圍形成有第一駐油腔，右唇邊、活塞及右保護蓋間合圍形成有第二駐油腔。本發明中駐油腔中液壓油作用于活塞中的唇邊上，以對唇邊產生壓差，從而使得唇邊在徑向向外的力的作用下產生向外方向的突起變形，并最終達到減小活塞與缸筒內壁間隙、減小泄漏量的目的。

技術領域

本發明涉及變間隙密封式液壓缸技術領域，尤其涉及一種基于唇邊保護的變間隙密封液壓缸。

背景技術

液壓缸作為液壓系統中重要的執行元件，其動態頻響能力一直是研究者的主要觀察點，而制約動態頻響的因素：內泄漏、缸體內壁與活塞間的摩擦一直是相關領域研究的重點。

液壓缸的密封方式由基于傳統密封圈的機械密封方式逐漸轉變為液壓缸缸體內壁與活塞間留有微小間隙通過油膜進行密封的間隙密封方式，二者分別受到摩擦大和內泄漏大的制約。論文《低摩擦高頻響變間隙密封液壓缸研究》(《機械工程學報》，2015年第51卷第24期第161-167頁)設計了一種基于變形唇邊的變間隙結構，該結構利用壓力自補償的方式通過活塞唇邊內、外部壓差的作用使唇邊產生向外的擴張，以達到減小間隙的目的；論文《可變間隙密封液壓缸異質環活塞形變研究》(《液壓與氣動》,2020年第9期第1-8頁)提出了一種裝于變形唇邊內部的異質環結構，在該異質環的作用下一定程度抑制了變形唇邊向內變形的作用。以上基于可變唇邊的變間隙密封液壓缸在一定程度下都可以抑制泄漏量過大，但均未考慮可變唇邊的保護問題。在加工精度及安裝精度和不良工況的影響下，由于活塞體與缸體間存在間隙，無法有效制約活塞體受到的重力以及橫向載荷等影響的活塞體偏心，可變唇邊作為變間隙密封液壓缸中最重要的變間隙部分，在偏心下易與缸體內壁直接接觸，從而導致唇邊容易發生不可逆轉的塑性變形損壞，另一方面變形活塞低壓腔部分的唇邊受力外部大于內部，必然會產生向內的凹陷變形，故在一定程度下泄漏量還會有所增大。

因此，無論是選取耐磨材料還是增加異質環，都不能改變唇邊與缸體內壁有直接接觸摩擦導致損壞的風險。對于高、低壓腔唇邊內分別裝有軟硬質異質環，只能在進程抑制低壓腔的唇邊向內變形，并不能解決回程變形唇邊內變形影響。

發明內容

針對上述問題，現提供一種基于唇邊保護的變間隙密封液壓缸，旨在防止唇邊與缸筒內壁直接接觸的同時實現唇邊的內變形。

具體技術方案如下：

一種基于唇邊保護的變間隙密封液壓缸，具有這樣的特征，包括：缸筒、活塞桿、液壓缸端蓋、導向套、右保護蓋、活塞、左保護蓋及限位螺母，液壓缸端蓋安裝于缸筒上，活塞桿依次穿過液壓缸端蓋、導向套、右保護蓋、活塞及左保護蓋并連接于限位螺母上，活塞還卡接于左保護蓋及右保護蓋上，且活塞中的左唇邊與左保護蓋間隙配合，活塞中的右唇邊與右保護蓋間隙配合，左唇邊、活塞及左保護蓋間合圍形成有第一駐油腔，右唇邊、活塞及右保護蓋間合圍形成有第二駐油腔，第一駐油腔通過左保護蓋上的左通油槽與缸筒上的進油口連通，第二駐油腔通過右保護蓋上的右通油槽與缸筒上的出油口連通。

上述的基于唇邊保護的變間隙密封液壓缸，還具有這樣的特征，左保護蓋及右保護蓋結構相同，且包括依次相連且同軸設置的第一圓柱臺、第二圓柱臺及第三圓柱臺，第一圓柱臺、第二圓柱臺及第三圓柱臺直徑依次減小，左通油槽/右通油槽沿第二圓柱臺周向方向間隔設置，左通油槽/右通油槽貫穿第一圓柱臺及第二圓柱臺，左唇邊與左保護蓋中的第二圓柱臺間隙配合，右唇邊與右保護蓋中的第二圓柱臺間隙配合。

上述的基于唇邊保護的變間隙密封液壓缸，還具有這樣的特征，第三圓柱臺上向內凹陷形成有限位槽，活塞上向外凸出形成有與限位槽相配合的插接凸臺，活塞通過插接凸臺卡接于左保護蓋及右保護蓋上。