一种抗侧向力的油缸

技术领域

本申请涉及机械工程技术领域，特别涉及一种抗侧向力的油缸。

背景技术

目前油缸的活塞和活塞杆一起作高速往复运动，同时还要承受较大的侧向力，使得活塞、活塞杆与油缸缸壁及密封结构的摩擦加剧，液压系统外泄漏量增加，导致活塞和活塞杆产生径向变形，影响油缸的使用寿命。

相关技术中，一般通过加强活塞、导向套密封，增加缸筒壁厚等措施来使普通结构的油缸具有一定的抗侧向力的能力，但也只能抗较小的侧向力，具有较大局限性。

发明内容

本申请实施例提供一种抗侧向力的油缸，以解决相关技术中依靠加强活塞、导向套密封，增加缸筒壁厚等措施来使普通结构的油缸具有一定的抗侧向力的能力，但只能抗较小的侧向力，具有较大局限性的问题。

第一方面，提供了一种抗侧向力的油缸，其包括：

外套筒；

活塞组件，其连接于所述外套筒内；且所述活塞组件内开设有第一油腔和第二油腔；

锁止机构，其包括：

-内套筒，其套设于所述活塞组件外，且其一端滑设于所述活塞组件上，并与所述活塞组件之间形成有第一通道，所述第一通道与所述第一油腔相连通；

-锁舌，其一端与所述内套筒的另一端连接，并与所述活塞组件之间形成有与所述第二油腔相连通的第二通道，另一端为用于承载侧向力的承载面；

该油缸具有伸出状态和缩回状态，当处于伸出状态时，所述第二油腔内注入压力油，并通入所述第二通道内，所述锁舌在所述压力油的推动下，朝远离所述活塞组件的方向运动；当处于缩回状态时，所述第一油腔内注入压力油，并通入所述第一通道内，所述内套筒在所述压力油的推动下，带动所述锁舌朝靠近所述活塞组件的方向运动。

一些实施例中，该油缸还包括定位机构，所述定位机构设于所述外套筒的内壁上，所述锁止机构通过所述定位机构与所述外套筒抵接。

一些实施例中，所述定位机构包括：

定位件，其沿所述外套筒的内圆周方向，设于所述外套筒远离所述活塞组件的一端；

支撑件，其沿所述外套筒的内圆周方向设于所述外套筒的中部，且所述支撑件的长度不小于所述锁止机构的最大行程。

一些实施例中：

所述外套筒的内壁上开设有沿其轴向方向间隔设置的多个凹槽；

所述支撑件包括多个支撑环，每个所述支撑环对应一个所述凹槽，所述支撑环设于所述凹槽内，所述锁止机构抵持于所述支撑环上。

一些实施例中，所述活塞组件包括：

活塞杆，其一端与所述外套筒连接；

活塞，其与所述活塞杆的另一端连接，且所述活塞的直径大于所述活塞杆的直径；所述内套筒套设于所述活塞上，并通过导向件设于所述活塞杆上，所述内套筒、所述导向件、所述活塞杆和所述活塞共同形成所述第一通道。

一些实施例中：

所述第一油腔包括相互连通的第一段和第二段，所述第一段和所述第二段分别沿所述活塞组件的轴向方向和径向方向设置，且所述第二段与所述第一通道连通；

所述第二油腔沿所述活塞组件的轴向方向设置，并贯穿所述活塞组件。

一些实施例中：

所述锁舌上沿其轴向方向间隔设有第一螺纹和第二螺纹；

所述锁止机构还包括螺母，所述螺母与所述第一螺纹和第二螺纹均相适配，且当处于伸出状态和缩回状态时，所述螺母分别螺接于所述第一螺纹或所述第二螺纹上，并抵持于所述外套筒上。

一些实施例中，该油缸还包括防转机构，所述防转机构设于所述锁舌上，并用于防止所述锁舌旋转。

一些实施例中，所述防转机构包括：

导向套，其设于所述外套筒上；

导向杆，其沿所述外套筒的轴向方向设置，并滑设于所述导向套内；

插杆，其一端与所述导向杆连接，另一端竖直插设于所述锁舌内。

一些实施例中，所述承载面为斜面。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：本申请实施例通过设置锁舌和内套筒，依靠锁舌和内套筒支撑侧向力产生的径向分力，使活塞组件和外套筒不受径向分力，不会产生径向变形，确保油缸内的压力油不会内泄和外泄，从而提高油缸的抗侧向力。

本申请实施例提供了一种抗侧向力的油缸，由于锁舌伸出到一定行程后，锁舌的承载面接触负载，并推动负载继续运动，直至达到指定行程后，油缸停止。该过程中，负载对锁舌施加的侧向力，该侧向力分解为一个轴向分力和径向分力，其中轴向分力靠活塞组件和外套筒支撑，径向分力依靠锁舌和内套筒支撑，因此，本申请实施例通过设置锁舌和内套筒，依靠锁舌和内套筒支撑侧向力产生的径向分力，使活塞组件和外套筒不受径向分力，不会产生径向变形，确保油缸内的压力油不会内泄和外泄，从而提高油缸的抗侧向力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的抗侧向力的油缸的缩回状态示意图；

图2为本申请实施例提供的抗侧向力的油缸的伸出状态示意图；

图3为图2的左视图；

图4为本申请实施例提供的防转机构的结构示意图。

图中：1、外套筒；10、凹槽；2、活塞组件；20、第一油腔；200、第一段；201、第二段；21、第二油腔；22、活塞杆；23、活塞；3、锁止机构；30、内套筒；31、第一通道；32、锁舌；33、第二通道；34、承载面；35、导向件；36、第一螺纹；37、第二螺纹；38、螺母；4、定位机构；40、定位件；41、支撑件；410、支撑环；5、防转机构；50、导向套；51、导向杆；52、插杆。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1和图2所示，本申请实施例提供了一种抗侧向力的油缸，其包括外套筒1、活塞组件2和锁止机构3，活塞组件2连接于外套筒1内；且活塞组件2内开设有第一油腔20和第二油腔21；锁止机构3包括内套筒30和锁舌32，内套筒30套设于活塞组件2外，且其一端滑设于活塞组件2上，并与活塞组件2之间形成有第一通道31，第一通道31与第一油腔20相连通；锁舌32一端与内套筒30的另一端连接，并与活塞组件2之间形成有与第二油腔21相连通的第二通道33，另一端为承载面34，用于承载侧向力。该油缸具有伸出状态和缩回状态，当处于伸出状态时，第二油腔21内注入压力油，并通入第二通道33内，锁舌32在压力油的推动下，朝远离活塞组件2的方向运动；当处于缩回状态时，第一油腔20内注入压力油，并通入第一通道31内，内套筒30在压力油的推动下，带动锁舌32朝靠近活塞组件2的方向运动。

本申请实施例的抗侧向力的油缸的缩回过程如下：

向第一油腔20内注入压力油，第二油腔21接回油，第一油腔20内油液压力升高，高压的液压油通入第一通道31内，产生向由推动活塞组件2的力和向左推动内套筒30的力，由于活塞组件2的左端与外套筒1的左端固定连接，活塞组件2无法向右运动，因此内套筒30在压力油的推动下，带动锁舌32一起朝靠近活塞组件2的方向运动，该运动过程即为抗侧向力的油缸的缩回运动。

本申请实施例的抗侧向力的油缸的伸出过程如下：

向第二油腔21内注入压力油，第一油腔20接回油，第二油腔21内油液压力升高，高压的液压油通入第二通道33内，产生向左推动活塞组件2的力和向右推动锁舌32的力，由于活塞组件2的左端与外套筒1的左端固定连接，活塞组件2无法向左运动，因此锁舌32在压力油的推动下，带动内套筒30一起朝远离活塞组件2的方向运动，该运动过程即为抗侧向力的油缸的伸出运动。

本申请实施例的抗侧向力的油缸在伸出过程中承受侧向力的过程如下：

锁舌32伸出到一定行程后，锁舌32的承载面34接触负载，并推动负载继续运动，直至达到指定行程后，油缸停止。该过程中，负载对锁舌32施加的侧向力(本申请实施例的侧向力指负载对油缸的伸出端的端面所施加的倾斜力，该倾斜力与油缸的轴线呈一定的夹角)，该侧向力分解为一个轴向分力和径向分力，其中轴向分力靠活塞组件2和外套筒1支撑，径向分力依靠锁舌32和内套筒30支撑，使活塞组件2和外套筒1的径向变形尽量小，确保油缸内的压力油不会内泄和外泄。

因此，本申请实施例通过设置锁舌32和内套筒30，依靠锁舌32和内套筒30支撑侧向力产生的径向分力，使活塞组件2和外套筒1不受径向分力，不会产生径向变形，确保油缸内的压力油不会内泄和外泄，从而提高油缸的抗侧向力。

可选的，参见图2所示，该油缸还包括定位机构4，定位机构4设于外套筒1的内壁上，锁止机构3通过定位机构4与外套筒1抵接。

负载对锁舌32施加的侧向力分解为轴向分力和径向分力，其中轴向分力靠活塞组件2和外套筒1支撑，径向分力依靠定位机构4与外套筒1的接触配合来进行支撑，使锁舌32和内套筒30的径向变形尽量小，且该径向变形对活塞组件2和外套筒1的影响很小，确保油缸不会内泄和外泄。

优选的，参见图2所示，定位机构4包括定位件40和支撑件41，定位件40沿外套筒1的内圆周方向，设于外套筒1远离活塞组件2的一端；支撑件41沿外套筒1的内圆周方向设于外套筒1的中部，且支撑件41的长度不小于锁止机构3的最大行程。

锁舌32受到的径向分力会导致锁舌32和内套筒30产生沿径向方向的变形，也就是锁舌32和内套筒30共同形成杠杆结构，锁舌32的承载面34受到径向分力，会导致杠杆结构的右端向上翘起，左端被向下压；这种情况下，杠杆结构与外套筒1之间的其中一个支点位于外套筒1的最右端，另一个支点位于外套筒1的中部，且根据油缸的运动行程的不同而位置不同。因此，本申请实施例将定位件40设置在第一支点的位置，将支撑件41设置在第二支点的位置，且支撑件41的长度不小于锁止机构3的最大行程，以满足不同油缸伸出的不同行程。

那么，锁舌32受到的径向分力会被定位件40和支撑件41与外套筒1的接触配合来进行支撑，从而减小径向分力对锁舌32和内套筒30的影响，使锁舌32和内套筒30的径向变形尽量小，提高油缸的使用寿命。

其中定位件40采用高强度材料制作，耐磨性好，使用次数多，同时定位件40设计为可与外套筒1分离的结构，在长时间使用磨损后，可以只更换定位件40，不需整体更换。

支撑件41采用复合材料制作，耐磨性好，为提高油缸的使用寿命，支撑环410附近设计有润滑油嘴，可以通过润滑油嘴对支撑环410加注润滑脂润滑。

更进一步的，外套筒1的内壁上开设有沿其轴向方向间隔设置的多个凹槽10；支撑件41包括多个支撑环410，每个支撑环410对应一个凹槽10，支撑环410设于凹槽10内，锁止机构3抵持于支撑环410上。

由于支撑件41的长度不小于锁止机构3的最大行程，为了实现支撑件41较大的跨度，支撑件41作为整体不利于加工成型，且不利于更换，因此，本申请实施例将支撑件41制作成多个支撑环410，分别设于多个凹槽10内，方便支撑件41的加工和更换。

进一步的，参见图1所示，活塞组件2包括活塞杆22和活塞23，活塞杆22一端与外套筒1连接；活塞23与活塞杆22的另一端连接，且活塞23的直径大于活塞杆22的直径；内套筒30套设于活塞23上，并通过导向件35设于活塞杆22上，内套筒30、导向件35、活塞杆22和活塞23共同形成第一通道31。

本申请实施例通过结构设计，使活塞杆22和活塞23不动，内套筒30和锁舌32运动，同时由于是内套筒30和锁舌32承载径向分力，影响油缸密封性的导向件35和活塞23远离承载位置，确保导向件35和活塞23处的径向变形非常小，油缸在承受较大侧向力情况下也能够正常运行，且不发生内、外泄漏。

进一步的，参见图1和图3所示，第一油腔20包括相互连通的第一段200和第二段201，第一段200和第二段201分别沿活塞组件2的轴向方向和径向方向设置，且第二段201与第一通道31连通，第二段201设于活塞杆22上，并靠近活塞设置；第二油腔21沿活塞组件2的轴向方向设置，并贯穿活塞组件2。

第一油腔20为有杆腔，第二油腔21为无杆腔，为提高油缸的安全性，第一油腔20和第二油腔21均设计至固定不动的活塞杆22的左端面，可以直接安装安全阀块，避免了因油口运动需要软管直连导致的软管破裂产生的安全风险。

进一步的，锁舌32上沿其轴向方向间隔设有第一螺纹36和第二螺纹37；锁止机构3还包括螺母38，螺母38与第一螺纹36和第二螺纹37均相适配，且当处于伸出状态和缩回状态时，螺母38分别螺接于第一螺纹36或第二螺纹37上，并抵持于外套筒1上。

本申请实施例的第一螺纹36位于第二螺纹37的左侧，当油缸处于伸出状态时，螺母38螺接于第一螺纹36上；当油缸处于缩回状态时，螺母38螺接于第二螺纹37上。

当油缸处于伸出状态时，为避免油缸长期承载状态下，由于油缸内泄漏导致油缸行程自动回退，无法可靠贴合负载导致安全风险。油缸伸出到指定行程后，旋转螺母38至第一螺纹36上，并旋紧直至螺母38贴紧外套筒1右端面，确保锁舌32可靠定位。

抗侧向力的油缸解锁过程如下：由于负载长时间作用在锁舌32的承载面34上，螺母38承受较大负载，可能无法正常旋出。向第二油腔21内注入压力油，第一油腔20接回油，待锁舌32伸出1-2mm后，螺母38跟随锁舌32一起向右运动，与外套筒1右端面分离，随后使用专用工具旋出螺母38。

可选的，参见图4所示，该油缸还包括防转机构5，防转机构5设于锁舌32上，并用于防止锁舌32旋转。

锁舌32接触负载时，由于锁舌32承载面34为斜面，锁舌32转动后，斜面将无法很好的与负载贴合接触，产生安全风险。为此，设计了防转机构5，确保锁舌32不发生转动。

优选的，参见图4所示，防转机构5包括导向套50、导向杆51和插杆52，导向套50设于外套筒1上；导向杆51沿外套筒1的轴向方向设置，并滑设于导向套50内；插杆52一端与导向杆51连接，另一端竖直插设于锁舌32内。

导向杆51和插杆52随着锁舌32一起做伸缩运动，插杆52沿径向插入锁舌32内，防止锁舌32的旋转。

优选的，承载面34为斜面。

锁舌32的承载面34的斜面角度一定，确保与负载能够可靠贴合；

本申请实施例中，油缸伸出缩回过程中，外套筒1与导向件35间的空气将反复挤压和吸空，形成一定压缩空气或负压，将影响油缸的到位精度。为此，设计了排气塞，通过排气塞确保该空间内的空气可以正常流通。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。