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CN110762078A - 破碎机的缓冲油缸 - Google Patents

破碎机的缓冲油缸 Download PDF

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王海洋
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Abstract

本发明公开了一种破碎机的缓冲油缸，包括缸体、安装在缸体内的活塞和安装在缸体两端的各一个带有油口的缸盖，两缸盖中的第二缸盖带有中心孔，适配于活塞的推杆自所述中心孔探出，于两缸盖或配装于给定缸盖的阀块上各设有一柱塞阀，柱塞阀用于所述油口的启闭；柱塞阀的阀杆垂直于活塞的端面，并为所述活塞所作动；油口所适配流道安装柱塞阀的部分与所述阀杆垂直；其中，柱塞阀为其柱塞配有反向于活塞对该柱塞作动方向的复位装置。依据本发明的破碎机的缓冲油缸能够有效降低液压冲击和机械冲击。

Description

破碎机的缓冲油缸
技术领域
本发明涉及一种带有缓冲装置的油缸，该油缸专用于废弃物破碎。
背景技术
破碎机所配油缸工作环境恶劣，如中国专利文献CN105298976A所公开的破碎机油缸，以及中国专利文献CN107975514A所公开的油缸。由于油缸所适配的液压油的工作压力通常都比较大，按照《机械设计手册》的规定，液压油的工作压力区分为低压、中压、中高压、高压和超高压五种，即便是低压，其量级也是MPa级，即低于10MPa的应用，而破碎机所使用油缸的工作压力通常在中压或者中高压范围。
液压冲击和机械冲击是液压缸使用过程中的两个固有问题，其中的液压冲击按照《机械设计手册》的定义是指当管路中阀门突然关闭时，管路中流体由于突然停止而引起压力升高，压力的这种升高会对液压系统产生很大的损伤。液压冲击的大小与阀门关闭的速度正相关，并与液压系统的工作压力正相关。机械冲击与其他类型的机械冲击具有相当性，即油缸的活塞到位后与缸盖间的机械撞击，这种机械撞击对缸体本身损伤较大，而对其他液压元件没有影响；同时，机械撞击还会产生噪声。
中国专利文献CN108757632A公开了一种气缸，气缸相对于液压缸而言，其响应速度快，容易产生更大的噪声，但由于工作压力小，气动系统的冲击相对较弱。为克服气缸自身因机械冲击所产生的噪声，在该专利文献中，其采用中空结构的活塞，并在无杆腔侧的端盖上设有一个中空结构，基于两者撞击所产生的压缩而起到缓冲作用，从而降低噪声。但该种结构会较多的影响止位控制，对于工作压力比较大的液压缸，这种缓冲结构压缩量的控制比较难，从而无法精确控制活塞的工作行程。
中国专利文献CN208281275U公开了一种油缸，其也采用缓冲的方式，即在缸体的底部设置一缓冲件。由于存在缓冲件，不可避免的会存在工作行程控制精度的问题。
相对而言，中国专利文献CN109340216A公开了一种基于阀门控制的缓冲油缸，其活塞将油腔分隔成第一油腔和第二油腔，并在活塞上设有一对单向阀，其中一个单向阀基于其与左端盖的抵压所产生作动而导通，另一个单向阀则基于其与右端盖的抵压所产生作动而导通，从而在活塞运动的两个支点位，因活塞上存有导通部分，相当于增加了泄油量，导致活塞运动速度变缓，从而降低了撞击的力度。在活塞上构造单向阀，会显著地增加活塞的厚度，无论是对于活塞的装配还是对工作行程的设计都会产生相对较大的难度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够有效降低液压冲击和机械冲击的破碎机的缓冲油缸。
在本发明的实施例中，提供一种破碎机的缓冲油缸，包括缸体、安装在缸体内的活塞和安装在缸体两端的各一个带有油口的缸盖，两缸盖中的第二缸盖带有中心孔，适配于活塞的推杆自所述中心孔探出，于两缸盖或配装于给定缸盖的阀块上各设有一柱塞阀，柱塞阀用于所述油口的启闭；
柱塞阀的阀杆垂直于活塞的端面，并为所述活塞所作动；
油口所适配流道安装柱塞阀的部分与所述阀杆垂直；
其中，柱塞阀为其柱塞配有反向于活塞对该柱塞作动方向的复位装置。
可选地，两缸盖中的第一缸盖作为两柱塞阀中第一柱塞阀的安装基体；
第一缸盖上垂直于第一缸盖端面开有两个盲孔，一盲孔构造为第一柱塞阀的第一阀腔，另一盲孔构造为该第一缸盖所开第一油口的第一油道的第一部分；
第一油道包括连通两盲孔的第二部分，该第二部分垂直于两盲孔；第一油口与第二部分连通的部分为第三部分。
可选地，第三部分的孔径大于第二部分的孔径；
第三部分延伸至阀腔的第一部分所在侧。
可选地，两缸盖中的第二缸盖侧配有阀块，阀块开有轴向的过孔，以用于推杆的穿过，且过孔孔径大于推杆直径而在过孔孔壁与推杆间形成第一通道；
阀块于第一通道的一侧开有第二阀腔，作为两柱塞阀中第二柱塞阀的阀腔；
提供用于连通第二阀腔与第一通道的连通通道，该连通通道与阀杆垂直。
可选地，阀块与缸体间过盈配合；且阀块为压缩率在1%~4%的弹性材料制作。
可选地，于活塞朝向阀块的一面，或者阀块朝向活塞的一面设有缓冲弹簧；
所述缓冲弹簧为锥形弹簧，锥形弹簧在活塞上的轴向投影为涡旋线，涡旋线相邻匝间刚好接触或脱开。
可选地，所述复位装置为复位弹簧。
可选地，同一柱塞的两端中一端支撑有所述复位弹簧，另一端适配有持位弹簧。
可选地，缸体与缸盖间为法兰连接。
可选地，适配于油口的油道配装柱塞阀的部分的孔径小于柱塞的工作行程。
在本发明的实施例中，可以理解的是，在活塞没有与柱塞的阀杆接触之前，柱塞阀必然是开启的，否则活塞无法移动。另，在机械领域，可以理解的是，柱塞的启闭是一个开度逐渐变动的过程，换言之，当阀杆受到活塞的作用，柱塞阀逐渐关闭，据此，活塞的速度越来越慢直至停止，是一个渐进的过程，该过程不是基于缓冲部件对活塞的缓冲所实现，而是基于液压回路的逐渐截止所实现，缓冲油缸工作行程的精度不因此受到影响。对于机械冲击和液压冲击，由于出油口的关闭是渐进的，能够有效的缓解机械冲击和液压冲击，能够有效地保护液压系统。
附图说明
图1为一实施例中缓冲油缸的剖视结构示意图。
图中：1.第一缸盖，2.第一油口，3.第一油道，4.第一弹簧，5.第一柱塞，6.第二弹簧，7.第二油道，8.第一定位杆，8.油腔，10.密封圈，11.密封圈，12.活塞，13.锥形弹簧，14.第二定位杆，15.第三弹簧，16.第二柱塞，17.第二油口，18.推杆，19.第二缸盖，20.密封圈，21.密封圈，22.第四弹簧，23.连通油道，24.轴孔，25.阀块，26.阀体。
具体实施方式
参照说明书附图1，图中有两个油口，即图中所示的第一油口2和第二油口17，图中所示的油缸为双作用缸，即第一油口2和第二油口17既作为进油口又作为出油口，在液压缸技术领域，这样的两个油口通常会被定义为A口、B口。
对于图中的第一柱塞5所包含于的第一柱塞阀，以及第二柱塞16所包含于的第二柱塞阀，可以理解的是，在活塞12没有与相应的阀杆的接触的条件下，两个柱塞阀必然是开启的，否则油腔9被封闭，活塞12无法运动。
关于阀杆，在图1中使用定位杆来表示，例如图中所示的第一定位杆8和第二定位杆14，使用定位杆表示阀杆，在一些应用中用来确定柱塞的工作行程，因此属于功能上的定位。
此外，关于液压缸，其区别于气缸，液压缸相对来说运行比较平稳，同时，其运行速度也相对较小。尤其与气缸不同的是，气缸因工作介质是压缩比比较大的气体，液压缸的工作介质是压缩比几乎可以忽略的液体，液压系统中例如液压缸的速度与所配液压回路的流速直接相关。而柱塞阀属于渐渐关闭或者开启的阀门，并且相应柱塞阀的开度与例如第一定位杆8的压入多少直接相关，压入越多，开度越小，相对而言，开度越小，液压油的流量越小，活塞12的速度也就越慢，使得活塞逐渐的停止，有效的降低了液压冲击和机械冲击。
具体地，如图1所示的一种破碎机的缓冲油缸被卧式放置，对于缸体26（又称缸筒）而言，其整体上是圆筒结构，因此具有确定的轴向、径向和周向，与其配合的活塞12，活塞12与缸体26配合形成移动副，活塞12惯常结构的主体是短圆柱结构。
缸体26的两端通过缸盖进行封接，适配于缸体26的圆筒结构，其封接需要由两个缸盖适配坚固件（多是螺栓）和密封件（多是橡胶密封圈）完成，具体可见位于缸体26左端的第一缸盖1和位于缸体26右端的第二缸盖19。
缸盖与缸体26间的连接通常采用法兰连接，法兰至少配有三个螺栓孔，但通常不多于六个，螺栓连接方便拆装。
图1中没有对缸盖与缸体26间的连接并没有具体显示，两者之间的装配结构属于本领域的常规结构，在此不再赘述。
对于液压缸的常规结构，还可见于活塞12和推杆18及其装配结构，其中的推杆18在更多的应用中会被称为活塞杆，其可与活塞12固定连接或者成型为一体结构。
一般而言，对于双作用缸的缸体26，开油口相对困难，因此，在更多的应用中，油口开在缸盖上，如图1中，在第一缸盖1上开有第一油口2，在第二缸盖19上开有第二油口17。
其中，第二缸盖19上开有中心孔，适配于活塞12的推杆18自所述中心孔探出。相应地，推杆18与第二缸盖19间为滑动配合，需要对滑动面设置密封结构，如图1中所示的一个密封圈20和两个密封圈21，其中的密封圈20为油封，密封圈21为防尘圈。
关于两柱塞阀，可以在两缸盖上各设有一个，也可以在附加结构上设置，如图1中所示的阀块25。
活塞12将油腔9分成如图1中所示的左右两个部分，其中第一油口2通过第一油口油道与位于左边的左油腔连通，第二油口17通过第二油口油道与位于右边的右油腔连通。前述的两个柱塞阀，其中一个用于第一油口油道的启闭控制，另外一个用于第二油口油道的启闭控制。
在图1所示的结构中，两个柱塞阀的阀杆，即图中所示的第一定位杆8和第二定位杆14在相应阀盖的法向探入到相应油腔，其探出于相应阀盖的长度决定了相应柱塞阀的工作行程，本领域的技术人员据此易于设计。
相应地，在活塞12的工作行程的了两个末段，活塞12与相应阀杆相接触，然后推动阀杆前行，从而带动相应的柱塞前行，逐渐的封闭相应油口油道，直至完全封闭，在此过程中，油口油道的封闭是渐进的。
在活塞12脱离与相应阀杆的接触后，相应油口油道应打开，因此，相应的柱塞阀应自动复位，用于自动复位的装置记为复位装置，在图1所示的结构中，提供例如第一弹簧4、第四弹簧22，用于反向于活塞12对相应阀杆的作动方向，从而用于所作用柱塞的复位。
在一些实施例中，如图1所示的位于左边的缸盖，即图中所示的第一缸盖1，其直接作为两柱塞阀中第一柱塞阀的安装基体，第一油口油道直接成型在第一缸盖1上。
自图1中的右侧看，第一缸盖1上垂直于第一缸盖1的右端面开有两个盲孔，一盲孔构造为第一柱塞阀的第一阀腔，另一盲孔构造为该第一缸盖1所开第一油口的第一油道的第一部分，即图1中的水平部分。
其中，构造为第一阀腔的盲孔比构造为第一部分的盲孔深。进而，第一油道即前述的第一油口油道，其包括连通两盲孔的第二部分，即图1上第一缸盖位于第一柱塞5下方的竖直油道部分，该第二部分垂直于两盲孔；第一油口与第二部分连通的部分为第三部分。在此结构中，第一柱塞5的下侧面在第一柱塞5向左移动过程中，逐渐的封闭第二部分，实现逐渐的封闭第一油口油道。
相应地，当活塞12右行，在第一弹簧4的弹力作用下，第一柱塞5右行逐渐复位，对第二部分的遮蔽越来越小。
在图1所示的结构中，第三部分的孔径大于第二部分的孔径，并且第二部分向右偏置，从而第二部分与第三部分间存在台肩，利于布置第一弹簧4，以及方便设定第一柱塞5。
相应地，第三部分延伸至阀腔的第一部分所在侧。
区别于第一缸盖1，两缸盖中的第二缸盖19侧配有阀块25，阀块25开有轴向的过孔24，以用于推杆18的穿过，且过孔24孔径大于推杆18直径而在过孔孔壁与推杆18间形成第一通道。
阀块25于第一通道的一侧开有第二阀腔，作为两柱塞阀中第二柱塞阀的阀腔。
提供用于连通第二阀腔与第一通道的连通通道，该连通通道与阀杆垂直。
相对而言，活塞12的工进行程的速度比回程速度要快，换言之，工进行程所产生的冲击更强，为此，所述阀块25与缸体26间过盈配合；且阀块25为压缩率在1%~4%的弹性材料制作。在活塞12右行到位后，能够基于阀块25受到更佳的缓冲。
此外，普通橡胶的压缩率能够满足前述的压缩率要求，在此条件下，阀块25的压缩量比较有限，不影响第二柱塞阀的构造；尤其是在前述的过盈配合下，阀块25已经被预压了一部分。
在图1所示的结构中，于活塞12朝向阀块25的一面，或者阀块25朝向活塞12的一面设有缓冲弹簧，如图1中所示的锥形弹簧13。
进一步地，锥形弹簧13在活塞上的轴向投影为涡旋线，涡旋线相邻匝间刚好接触或脱开，从而在锥形弹簧13在被压合后，大致呈片状结构，片状结构的厚度是确定的，因此，在设置了锥形弹簧13的条件下，对液压缸的工作行程不会产生影响。
在一些实施例中，同一柱塞的两端中一端支撑有所述复位弹簧，另一端适配有持位弹簧。具体参见图中的第一弹簧4和第二弹簧6，第二弹簧6可使第一柱塞5处于相对合适的位置。
在优选的实施例中，适配于油口的油道配装柱塞阀的部分的孔径小于柱塞的工作行程。

Claims (10)

1.一种破碎机的缓冲油缸，包括缸体、安装在缸体内的活塞和安装在缸体两端的各一个带有油口的缸盖，两缸盖中的第二缸盖带有中心孔，适配于活塞的推杆自所述中心孔探出，其特征在于，于两缸盖或配装于给定缸盖的阀块上各设有一柱塞阀，柱塞阀用于所述油口的启闭；
柱塞阀的阀杆垂直于活塞的端面，并为所述活塞所作动；
油口所适配流道安装柱塞阀的部分与所述阀杆垂直；
其中，柱塞阀为其柱塞配有反向于活塞对该柱塞作动方向的复位装置。
2.根据权利要求1所述的破碎机的缓冲油缸，其特征在于，两缸盖中的第一缸盖作为两柱塞阀中第一柱塞阀的安装基体；
第一缸盖上垂直于第一缸盖端面开有两个盲孔，一盲孔构造为第一柱塞阀的第一阀腔，另一盲孔构造为该第一缸盖所开第一油口的第一油道的第一部分；
第一油道包括连通两盲孔的第二部分，该第二部分垂直于两盲孔；第一油口与第二部分连通的部分为第三部分。
3.根据权利要求2所述的破碎机的缓冲油缸，其特征在于，第三部分的孔径大于第二部分的孔径；
第三部分延伸至阀腔的第一部分所在侧。
4.根据权利要求1所述的破碎机的缓冲油缸，其特征在于，两缸盖中的第二缸盖侧配有阀块，阀块开有轴向的过孔，以用于推杆的穿过，且过孔孔径大于推杆直径而在过孔孔壁与推杆间形成第一通道；
阀块于第一通道的一侧开有第二阀腔，作为两柱塞阀中第二柱塞阀的阀腔；
提供用于连通第二阀腔与第一通道的连通通道，该连通通道与阀杆垂直。
5.根据权利要求4所述的破碎机的缓冲油缸，其特征在于，阀块与缸体间过盈配合；且阀块为压缩率在1%~4%的弹性材料制作。
6.根据权利要求4所述的破碎机的缓冲油缸，其特征在于，于活塞朝向阀块的一面，或者阀块朝向活塞的一面设有缓冲弹簧；
所述缓冲弹簧为锥形弹簧，锥形弹簧在活塞上的轴向投影为涡旋线，涡旋线相邻匝间刚好接触或脱开。
7.根据权利要求1所述的破碎机的缓冲油缸，其特征在于，所述复位装置为复位弹簧。
8.根据权利要求7所述的破碎机的缓冲油缸，其特征在于，同一柱塞的两端中一端支撑有所述复位弹簧，另一端适配有持位弹簧。
9.根据权利要求1所述的破碎机的缓冲油缸，其特征在于，缸体与缸盖间为法兰连接。
10.根据权利要求1所述的破碎机的缓冲油缸，其特征在于，适配于油口的油道配装柱塞阀的部分的孔径小于柱塞的工作行程。
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