液压油缸

技术领域

本发明涉及液压油缸技术领域，具体而言，涉及一种液压油缸。

背景技术

现有的常规液压启闭机的启闭运行速度往往不超过4m/min，而对于快速液压启闭机来说，其运行速度可高达14m/min，导致液压油缸的负载大、运行速度快，往往要承受较大的大惯性负载冲击，设计合适的液压油缸缓冲结构对防止剧烈冲击引起的危害起着至关重要的作用。对于快速液压启闭机这种应用于大型重载工况下的液压油缸，在启闭门的过程中，其高速运动的大惯性载荷，会产生比常规系统更大的液压冲击，如不采用有效的缓冲控制手段，将会致使油缸产生机械结构破坏，发生严重安全事故。

一般来说，液压缸内部缓冲结构根据节流面积是否在缓冲过程中变化，分为恒节流面积缓冲装置与变节流面积缓冲装置两类。对于圆柱形缓冲结构，由于节流面积不变，在缓冲开始时产生的缓冲制动力很大，不适用于高速液压缸；对于圆锥形缓冲结构，节流面积随缓冲行程的增大而减小，缓冲效果较好；对于抛物线形缓冲结构，由于可以按照恒减速设计出对应的抛物曲线，使得抛物线形缓冲效果更为理想，但加工成本高，在缓冲初期和末期都存在压力突变；短笛形缓冲结构可以在尽可能降低加工难度的情况下，通过优化节流小孔的排布较好的模拟接近恒减速，应用较广。

现有的各种缓冲结构均无法进行自适应缓冲调节，面对快速液压启闭机复杂多变的使用工况，无法起到很好的缓冲控制效果，也难以确保液压启闭机的运行安全，而且会在缓冲初期会存在较大的压力突变；此外，现有的阀门结构，基本上作用单一，不能体现一阀多用的功能；现有的各种辅助液压缸的快速启动装置结构复杂。

由上可知，现有技术中存在液压油缸缓冲控制效果较差的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种液压油缸，以解决现有技术中液压油缸缓冲控制效果较差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种液压油缸，包括：缸筒；第一端盖和第二端盖，第一端盖和第二端盖分别与缸筒的两端连接；活塞，活塞可移动地设置在缸筒的内腔；液压杆，液压杆的一端与活塞固定连接，另一端可移动地穿设在第一端盖上；缓冲套，缓冲套套设在液压杆上且位于液压油缸的有杆腔，缓冲套包括第一套筒和第二套筒，第二套筒可移动地套设在第一套筒上，第一套筒开设有多个沿第一套筒的轴向和/或周向间隔设置的第一节流孔，第二套筒开设有多个沿第二套筒的轴向和/或周向间隔设置的第二节流孔，多个第一节流孔和多个第二节流孔一一对应设置。

进一步地，缓冲套还包括第一弹性件和第一挡环，第一挡环设置在第一套筒远离第一端盖的一端，第一弹性件套设在第一套筒上且两端分别与第二套筒和第一挡环抵接。

进一步地，第一套筒远离第一端盖的一端的外表面具有多个沿周向间隔设置的第一导向凹槽，第二套筒远离第一端盖的一端的内表面具有多个沿周向间隔设置的第一导向凸缘，多个第一导向凸缘的至少一部分分别伸入多个第一导向凹槽内。

进一步地，第一套筒靠近中间位置的内径小于第一套筒的两端的内径，第一套筒与液压杆之间形成缓冲套内腔，缓冲套内腔与多个第一节流孔连通，第一套筒靠近第一端盖的一端的内表面具有多个沿周向间隔设置的通油凹槽，缓冲套内腔与多个通油凹槽连通。

进一步地，液压油缸还包括配合环和挡圈，配合环设置在第一端盖上，挡圈在轴向上对配合环限位止挡，配合环与缓冲套间隙配合。

进一步地，配合环靠近第一端盖的一端的端面为平面，配合环靠近第二端盖的一端的端面内缘具有第一圆锥面，第二套筒靠近第一端盖的一端具有与第一圆锥面相配合的第二圆锥面。

进一步地，配合环靠近第二端盖的一端的端面具有多个沿周向间隔设置的通流凹槽。

进一步地，液压油缸还包括两用阀，两用阀设置在第一端盖上并分别与液压油缸的缓冲腔和回油腔连通，两用阀的导通方向可选择地设置，以使液压油从缓冲腔流入回油腔或者从回油腔流入缓冲腔。

进一步地，两用阀包括顺次设置的固定环、阀座配合环、第二挡环、阀芯、阀座、第二弹性件和抵接环，第二弹性件的两端分别与阀座和抵接环抵接，固定环在轴向上对阀座配合环限位止挡，阀座与阀座配合环滑动连接，阀芯可移动地设置在阀座内，第二挡环设置在阀座的开口端以限位止挡阀芯，阀座位于阀座配合环内且阀芯与阀座的密封端抵接时，两用阀处于关闭状态；阀座位于阀座配合环内且阀芯远离阀座的密封端时，两用阀处于导通状态；阀座脱离阀座配合环时，两用阀处于导通状态。

进一步地，阀芯具有多个第一通孔，阀座的密封端具有多个第二通孔，多个第一通孔和多个第二通孔完全错开设置。

进一步地，阀芯的外表面具有多个沿周向间隔设置的第二导向凸缘，阀座的内表面具有多个沿周向间隔设置的第二导向凹槽，多个第二导向凸缘分别伸入多个第二导向凹槽内。

进一步地，液压油缸还包括缓冲头，缓冲头设置在液压杆位于无杆腔的一端，缓冲头远离液压杆的一端具有锥形面。

进一步地，液压油缸还包括密封件，密封件为多个，至少缸筒和活塞之间、活塞与液压杆之间、第一套筒与液压杆之间以及第一套筒与第二套筒之间设置有密封件。

应用本发明的技术方案，通过在液压油缸上设置缓冲套，并将缓冲套设置为包括第一套筒和第二套筒，第二套筒可移动地套设在第一套筒上，第一套筒开设有多个沿第一套筒的轴向和/或周向间隔设置的第一节流孔，第二套筒开设有多个沿第二套筒的轴向和/或周向间隔设置的第二节流孔，多个第一节流孔和多个第二节流孔一一对应设置，这样在缓冲过程中，由于缓冲套沿轴向的两端存在压力差，从而使第二套筒相对于第一套筒发生轴向位移，使得第一节流孔和第二节流孔之间的重合面积和位置发生变化，即缓冲套上的节流孔的大小和分布发生变化，进而使得缓冲套的缓冲作用自适应地发生改变，实现节流孔的分布随缓冲套两端的压力差变化而自适应调节，从而在不同工况下缓冲套都可以取得良好的缓冲效果，解决了现有技术中液压油缸缓冲控制效果较差的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的一个具体实施例中的液压油缸的结构示意图；以及

图2示出了本发明的一个具体实施例中的缓冲套的结构示意图；

图3示出了本发明的一个具体实施例中的第一套筒的结构示意图；

图4示出了本发明的一个具体实施例中的第二套筒的结构示意图；

图5示出了本发明的一个具体实施例中的第一挡环的结构示意图；

图6示出了本发明的一个具体实施例中的配合环的结构示意图；

图7示出了本发明的一个具体实施例中的缓冲初期油液的流向示意图；

图8示出了本发明的一个具体实施例中的缓冲中期油液的流向示意图；

图9示出了本发明的一个具体实施例中的两用阀的爆炸图；

图10示出了本发明的一个具体实施例中的两用阀在排油且液压较低情况下的工况示意图；

图11示出了本发明的一个具体实施例中的两用阀在排油且液压达到设定值情况下的工况示意图；

图12示出了本发明的一个具体实施例中的两用阀在进油时的工作状况示意图；

图13示出了本发明的一个具体实施例中的阀芯和阀座的截面图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、缸筒；2、活塞；3、液压杆；4、缓冲套；41、第一套筒；411、通油凹槽；412、第一节流孔；413、第一导向凹槽；414、外螺纹；42、第二套筒；421、第二圆锥面；422、第二节流孔；423、第一导向凸缘；43、密封圈；44、第一弹性件；45、第一挡环；451、内螺纹；5、配合环；51、通流凹槽；52、第一圆锥面；53、挡圈；54、第一螺钉；6、两用阀；61、第二挡环；62、阀芯；621、第一通孔；622、第二导向凸缘；63、阀座；631、第二通孔；632、第二导向凹槽；64、第二弹性件；65、抵接环；66、第二螺钉；67、固定环；68、阀座配合环；7、第一端盖；8、第二端盖；9、缓冲头；10、缓冲腔；11、缓冲套内腔；12、回油腔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术中液压油缸缓冲控制效果较差的问题，本发明提供了一种液压油缸。

如图1所示，液压油缸包括缸筒1、第一端盖7、第二端盖8、活塞2、液压杆3和缓冲套4。第一端盖7和第二端盖8分别与缸筒1的两端连接。活塞2可移动地设置在缸筒1的内腔。液压杆3的一端与活塞2固定连接，另一端可移动地穿设在第一端盖7上。缓冲套4套设在液压杆3上且位于液压油缸的有杆腔，缓冲套4包括第一套筒41和第二套筒42，第二套筒42可移动地套设在第一套筒41上，第一套筒41开设有多个沿第一套筒41的轴向和周向间隔设置的第一节流孔412，第二套筒42开设有多个沿第二套筒42的轴向和周向间隔设置的第二节流孔422，多个第一节流孔412和多个第二节流孔422一一对应设置。

通过在液压油缸上设置缓冲套4，并将缓冲套4设置为包括第一套筒41和第二套筒42，第二套筒42可移动地套设在第一套筒41上，第一套筒41开设有多个沿第一套筒41的轴向和周向间隔设置的第一节流孔412，第二套筒42开设有多个沿第二套筒42的轴向和周向间隔设置的第二节流孔422，多个第一节流孔412和多个第二节流孔422一一对应设置，这样在缓冲过程中，由于缓冲套4沿轴向的两端存在压力差，从而使第二套筒42相对于第一套筒41发生轴向位移，使得第一节流孔412和第二节流孔422之间的重合面积和位置发生变化，即缓冲套4上的节流孔的大小和分布发生变化，进而使得缓冲套4的缓冲作用自适应地发生改变，实现节流孔的分布随缓冲套4两端的压力差变化而自适应调节，从而在不同工况下缓冲套都可以取得良好的缓冲效果。

在本实施例中，多个第一节流孔412沿第一套筒41的轴向和周向间隔设置的意思是，一部分的第一节流孔412沿第一套筒41的轴向间隔设置，同时还有一部分的第一节流孔412沿第一套筒41的周向间隔设置。进一步的，沿周向间隔设置的第一节流孔412为多组，各组第一节流孔412的间隔距离可以各不相同，例如，可以沿轴向逐渐增大或减小。通过上述设置，使得上下交错出的节流小孔处于特定的分布，实现节流小孔组分布随缓冲套4两端的压力差变化而自适应调节。当然，也可以是多个第一节流孔412只沿第一套筒41的轴向或者周向间隔设置，可以根据实际需求进行选择。相应的，第二节流孔422的设置方式与第一节流孔412相同，这里不再赘述。

在本实施例中，缸筒1分别与第一端盖7和第二端盖8螺栓连接，且缸筒1与第一端盖7和第二端盖8之间均设置有密封件，具体的，密封件可以为橡胶密封圈。缸筒1的内表面与活塞2的外表面之间、活塞2的内表面与液压杆3的外表面之间均设置有动密封件。

在本实施例中，第一套筒41具有导向轴肩，从而对第二套筒42起到轴向限位作用。第一套筒41与液压杆3固定连接，且第一套筒41的内壁与液压杆3圆周接触面之间设置有密封圈43。具体的，密封圈43设置在远离第一端盖7的一端，如图3所示。第一套筒41与第二套筒42之间间隙配合，并在接触圆柱面的两端设有密封层。

如图2所示，缓冲套4还包括第一弹性件44和第一挡环45。第一挡环45设置在第一套筒41远离第一端盖7的一端。第一弹性件44套设在第一套筒41上且两端分别与第二套筒42和第一挡环45抵接。具体的，第一弹性件44的伸缩状态受到缓冲套4两端的压力差的影响，从而带动第二套筒42相对于第一套筒41移动。

如图3和图5所示，第一挡环45具有内螺纹451，第一套筒41远离第一端盖7的一端具有外螺纹414，使得第一挡环45与第一套筒41螺纹连接。

如图3至图4所示，第一套筒41远离第一端盖7的一端的外表面具有多个沿周向间隔设置的第一导向凹槽413。第二套筒42远离第一端盖7的一端的内表面具有多个沿周向间隔设置的第一导向凸缘423。多个第一导向凸缘423的至少一部分分别伸入多个第一导向凹槽413内。在本实施例中，第一导向凸缘423和第一导向凹槽413的形状相适配。可以理解的是，第一导向凹槽413和第一导向凸缘423的配合既能够对第二套筒42起到周向约束的作用，又使得第二套筒42相对于第一套筒41具有有限的位移距离，当第一导向凸缘423与第一导向凹槽413的底部抵接时，第二套筒42达到相对于第二端盖8的最大位移距离。通过上述设置，避免第二套筒42移动过大距离，导致第一节流孔412与第二节流孔422完全错开，起不到相应的节流缓冲作用。

如图1至图2所示，第一套筒41靠近中间位置的内径小于第一套筒41的两端的内径，第一套筒41与液压杆3之间形成缓冲套内腔11。缓冲套内腔11与多个第一节流孔412连通，第一套筒41靠近第一端盖7的一端的内表面具有多个沿周向间隔设置的通油凹槽411，缓冲套内腔11与多个通油凹槽411连通。

如图1和图6所示，液压油缸还包括配合环5和挡圈53，配合环5设置在第一端盖7上，挡圈53在轴向上对配合环5限位止挡，配合环5与缓冲套4间隙配合。具体的，第一端盖7具有顺次连通的第一容置槽和第二容置槽，第二容置槽与回油腔12连通，且第一容置槽的直径大于第二容置槽的直径。配合环5容置在第一容置槽内，且配合环5的外周面与第一容置槽的槽壁在径向上具有间隙，挡圈53容置在第二容置槽内，配合环5的端面与第一容置槽的底面以及挡圈53在轴向上也具有间隙，以使配合环5在轴向上存在一定范围的浮动。液压油缸还包括第一螺钉54，挡圈53通过第一螺钉54固定在第一端盖7上。

如图2和图6所示，配合环5靠近第一端盖7的一端的端面为平面，该端面与第一端盖7抵接时，沿径向没有油液可在该端面由缓冲腔10流入回油腔12内。配合环5靠近第二端盖8的一端的端面内缘具有第一圆锥面52，第二套筒42靠近第一端盖7的一端具有与第一圆锥面52相配合的第二圆锥面421。通过上述设置，在缓冲阶段初期，配合环5的第一圆锥面52和缓冲套4的第二圆锥面421共同起到缓冲作用，同时帮助缓冲套4快速对中。

如图6所示，配合环5靠近第二端盖8的一端的端面具有多个沿周向间隔设置的通流凹槽51。使得当该端面的平面受阻时，配合环5外圆周有沿轴向流动的油液，可由通流凹槽51沿径向通过流出，起到快速开启液压油缸的作用。

如图7所示，在缓冲阶段初期，缓冲套4与配合环5形成的回油的环形间隙减小，在第二套筒42的第二圆锥面421产生较大背压，第一弹性件44压缩，使得第二套筒42相对于第一套筒41产生与运动方向相反的一段位移，起到二次缓冲的效果。油液由缓冲腔10经过环形间隙流向回油腔12。同时，该位移使得第一套筒41和第二套筒42对应出的节流小孔面积增大，有利于使缓冲初期的冲击进一步减小，油液由缓冲腔10经第二节流孔422与第一节流孔412交错出的节流小孔到达缓冲套内腔11，再经过通油凹槽411流向回油腔12。

如图8所示，在缓冲阶段中期，由于回油腔12与缓冲腔10存在一定压力差，使得第二套筒42与第一套筒41错开特定的位移值，使得交错出的节流小孔处于某特定分布，实现节流孔组分布随缓冲套4两端的压力差变化而自适应调节，从而在不同工况下缓冲套4都可以取得良好的缓冲效果。由于配合环5的内壁与缓冲套4的外表面形成的环形间隙在缓冲中期较小，使得缓冲过程中油液主要由缓冲腔10经缓冲套内腔11流向回油腔12。

如图9所示，液压油缸还包括两用阀6，两用阀6设置在第一端盖7上并分别与液压油缸的缓冲腔10和回油腔12连通，两用阀6的导通方向可选择地设置，以使液压油从缓冲腔10流入回油腔12或者从回油腔12流入缓冲腔10。也就是说，在不同工况下，两用阀6的导通方向不同。

如图9所示，两用阀6包括顺次设置的固定环67、阀座配合环68、第二挡环61、阀芯62、阀座63、第二弹性件64和抵接环65。第二弹性件64的两端分别与阀座63和抵接环65抵接。固定环67在轴向上对阀座配合环68限位止挡。阀座63与阀座配合环68滑动连接，阀芯62可移动地设置在阀座63内。阀座63具有开口端和密封端，第二挡环61设置在阀座63的开口端以限位止挡阀芯62，第二弹性件64与阀座63的密封端抵接。

如图10至图12所示，第一端盖7还具有顺次连通的第三容置槽、第四容置槽和第五容置槽，第五容置槽与回油腔12连通，且第三容置槽、第四容置槽和第五容置槽的直径逐渐减小。抵接环65和第二弹性件64容置在第五容置槽内，抵接环65固定设置在第一端盖7上。阀座配合环68容置在第四容置槽内，阀座63和阀芯62在第五容置槽和第四容置槽之间移动。固定环67容置在第三容置槽内，两用阀6还包括第二螺钉66，固定环67通过第二螺钉66与第一端盖7固定连接。

在本实施例中，阀座63与阀座配合环68间隙配合，阀座63与阀座配合环68之间设有密封层。

在本实施例中，阀座63位于阀座配合环68内且阀芯62与阀座63的密封端抵接时，两用阀6处于关闭状态。阀座63位于阀座配合环68内且阀芯62远离阀座63的密封端时，两用阀6处于导通状态。阀座63脱离阀座配合环68时，两用阀6处于导通状态。

在本实施例中，第一弹性件44和第二弹性件64均为弹簧。

如图9和图13所示，阀芯62具有多个第一通孔621，阀座63的密封端具有多个第二通孔631，多个第一通孔621和多个第二通孔631完全错开设置。可以理解的是，当阀芯62与阀座63的密封端抵接时，各第一通孔621和各第二通孔631均不连通。

如图9和图13所示，阀芯62的外表面具有多个沿周向间隔设置的第二导向凸缘622，阀座63的内表面具有多个沿周向间隔设置的第二导向凹槽632，多个第二导向凸缘622分别伸入多个第二导向凹槽632内。具体的，第二导向凸缘622与第二导向凹槽632的形状相适配。通过上述设置，既能够对阀芯62起到周向约束的作用，又使得阀芯62能够沿轴向在阀座63内移动而不发生偏移，保证抵接密封效果。

图10示出了两用阀6在排油且液压较低情况下的工作状况，此时两用阀6为压力阀，在第二弹性件64的作用下阀座63的至少一部分伸入阀座配合环68内，阀芯62与阀座63的密封端抵接，第一通孔621与第二通孔631完全错开，使得在此工作状况下没有油液可以通过阀座63的内腔，阀芯62处于关闭状态。由于缓冲腔10的压力未达到设定值，两用阀6处于关闭状态，油路处于封闭状况。

图11示出了两用阀6在排油且液压达到设定值情况下的工作状况，此时两用阀6为压力阀，阀芯62处于关闭状态；由于缓冲腔10的压力达到设定值，阀座63在第二弹性件64的压缩下致使油路打开，阀座63与阀座配合环68脱离，阀座63与第五容置槽的槽壁沿径向具有一定间隙，使得油液可以通过。油液从缓冲腔10流经阀座配合环68与阀座63形成的环形间隙，再沿着第五容置槽的槽壁与阀座63之间的间隙流向回油腔12。

图12示出了两用阀6在进油时的工作状况，此时两用阀6为快速开启阀，阀芯62在相反方向油液的推动下远离阀座63的密封端，第一通孔621远离第二通孔631，油液由第二通孔631经过阀座63的内腔，再通过第一通孔621流出。

在本实施例中，两用阀6可以为多个，多个两用阀6沿第一端盖7的周向间隔设置。

需要说明的是，说明书附图中的箭头为油液的流动方向。

如图1所示，液压油缸还包括缓冲头9，缓冲头9设置在液压杆3位于无杆腔的一端。相应的，第二端盖8具有缓冲槽，在进油过程中，活塞2带动液压杆3向第二端盖8侧移动，缓冲头9进入缓冲槽内。缓冲头9远离液压杆3的一端具有锥形面，缓冲槽的槽口也具有相配合的锥形面，从而起到缓冲作用，同时帮助缓冲头9快速对中。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过在液压油缸上设置缓冲套4，并将缓冲套4设置为包括第一套筒41和第二套筒42，第二套筒42可移动地套设在第一套筒41上，第一套筒41开设有多个沿第一套筒41的轴向和周向间隔设置的第一节流孔412，第二套筒42开设有多个沿第二套筒42的轴向和周向间隔设置的第二节流孔422，多个第一节流孔412和多个第二节流孔422一一对应设置，这样在缓冲过程中，由于缓冲套4沿轴向的两端存在压力差，从而使第二套筒42相对于第一套筒41发生轴向位移，使得第一节流孔412和第二节流孔422之间的重合面积和位置发生变化，即缓冲套4上的节流孔的大小和分布发生变化，进而使得缓冲套4的缓冲作用自适应地发生改变，实现节流孔的分布随缓冲套4两端的压力差变化而自适应调节，从而在不同工况下缓冲套都可以取得良好的缓冲效果。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。