專利名稱：鋼球鎖緊式液壓缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于液壓缸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼球鎖緊式液壓缸。
背景技術(shù)：
目前，液壓缸的種類很多，不同液壓缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)各異，所起的功能也不盡相同。 大部分液壓缸內(nèi)部不具有鎖緊裝置，它們所驅(qū)動的機構(gòu)主要依靠串聯(lián)在油路中的電磁換向閥、液控單向閥和平衡閥等閥件來實現(xiàn)鎖緊。因此需要研制出適應(yīng)不同工況要求和不同鎖緊力要求的液壓缸。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種鋼球鎖緊式液壓缸，以適應(yīng)不同工況要求和不同鎖緊力的要求。為達(dá)到上述目的，本實用新型所采取的技術(shù)方案為一種鋼球鎖緊式液壓缸，該液壓缸包括密封套筒、缸筒、彈簧、游塞、鋼球、活塞、活塞桿和缸頭；其中活塞桿位于缸筒內(nèi)并能自由移動，活塞桿的尾端安裝有活塞，活塞將缸筒分成有桿腔和無桿腔；在缸筒上且位于有桿腔的一側(cè)開有有桿腔油口，在缸筒上且位于無桿腔的一側(cè)開有無桿腔油口 ；缸筒的頭端連接有缸頭，缸筒的尾端連接有密封套筒，活塞桿運動時其頭端可以從密封套筒伸出；在缸筒的內(nèi)壁上，且活塞行程末端的位置處開有一環(huán)形凹槽，即為球窩，球窩的截面為弧形或半圓形；在球窩的左側(cè)沿缸筒的內(nèi)壁設(shè)置有游塞，游塞的外輪廓近似為兩級階梯狀的圓形， 其半徑較小的階梯狀部分位于球窩的內(nèi)側(cè)，且其半徑較小的階梯狀部分靠近活塞；在活塞的周向均布有若干個開口方向沿徑向的徑向孔，每個徑向孔中放置一個鋼球，其半徑與球窩截面的半徑相匹配；在活塞靠近游塞的一端面上開有環(huán)形凹槽，凹槽的底部與活塞周向上均布的各個徑向孔的底部相通，當(dāng)活塞桿與活塞運動到行程末端時，游塞半徑較小的階梯狀部分插入活塞的凹槽中，并插到每個徑向孔中的鋼球的底部，將鋼球擠入球窩中，使鋼球不能退出，將活塞桿鎖定在行程末端。在所述的游塞與由密封套筒、缸筒和缸頭組成的液壓缸外殼之間形成的空腔里設(shè)置有彈簧，彈簧所在的空腔為彈簧腔；當(dāng)活塞桿與活塞運動到行程末端時，游塞在彈簧彈簧力的作用下插入活塞中的鋼球底部。所述的彈簧所在的彈簧腔為密閉腔。在所述的缸頭內(nèi)開有回油腔，所述的彈簧所在的彈簧腔與回油腔相通。在所述的缸頭上開有排氣口，所述的彈簧所在的彈簧腔通過排氣口與大氣相通。所述的球窩位于活塞的行程末端，該末端可以是活塞行程的左或/和右兩個末端。當(dāng)所述的球窩位于活塞的左和右兩個行程末端時，位于左邊的球窩為左球窩，位于右邊的球窩為右球窩，在左球窩的內(nèi)側(cè)沿缸筒的內(nèi)壁設(shè)置有左游塞，在右球窩的內(nèi)側(cè)沿缸筒的內(nèi)壁設(shè)置有右游塞，在左游塞與由密封套筒、缸筒和缸頭組成的液壓缸外殼之間形成的空腔里設(shè)置有左彈簧，在右游塞與由密封套筒、缸筒和缸頭組成的液壓缸外殼之間形成的空腔里設(shè)置有右彈簧，在活塞兩個不同的截面的周向都均布有若干個開口方向沿徑向的徑向孔，其中左側(cè)截面的每個徑向孔中放置一個左鋼球，右側(cè)截面的每個徑向孔中放置一個右鋼球，活塞兩個端面上均開有環(huán)形凹槽，左凹槽的底部與活塞左側(cè)截面周向上均布的各個徑向孔的底部相通，右凹槽的底部與活塞右側(cè)截面周向上均布的各個徑向孔的底部相通。所述的球窩與缸筒不是整體結(jié)構(gòu)，而是由兩個分開的部件組裝而成，且缸筒由前缸體和后缸體兩部分組裝構(gòu)成，且球窩安裝于后缸體內(nèi)側(cè)，通過前缸體和后缸體連接將球窩定位，且前缸體與缸頭連接，后缸體與密封套筒連接。所述的彈簧腔與相應(yīng)的有桿腔油口或無桿腔油口相通。本實用新型所取得的有益效果為該液壓缸結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，具有內(nèi)部自鎖緊、鎖緊可靠、操作方便等優(yōu)點；并可以通過改變鋼球的數(shù)量和大小，來改變鎖緊力的大小，以適應(yīng)不同鎖緊力的要求和不同工況的要求。

圖1為彈簧腔密閉的整體式伸到位鋼球鎖緊式液壓缸結(jié)構(gòu)圖；圖2為彈簧腔具有回油功能的整體式收到位鋼球鎖緊式液壓缸結(jié)構(gòu)圖；圖3為彈簧腔密閉的整體式伸收到位鋼球鎖緊式液壓缸結(jié)構(gòu)圖；圖4為彈簧腔通大氣的整體式收到位鋼球鎖緊式液壓缸結(jié)構(gòu)圖；圖5為分體式伸到位鋼球鎖緊式液壓缸結(jié)構(gòu)圖；圖中1、密封套筒；2、缸筒；3、彈簧；4、游塞；5、鋼球；6、活塞；7、活塞桿；8、缸頭； 9、有桿腔；10、無桿腔；11、有桿腔油口 ；12、無桿腔油口 ；13、球窩；14、回油腔；15、左彈簧； 16、左游塞；17、左鋼球；18、右鋼球；19、右游塞；20、右彈簧；21、左球窩；22、右球窩；23、排氣口 ；24、前缸體；25、后缸體。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細(xì)說明。實施例一如圖1所示，本實用新型所述鋼球鎖緊式液壓缸包括密封套筒1、缸筒2、彈簧3、游塞4、鋼球5、活塞6、活塞桿7和缸頭8 ；密封套筒1、缸筒2和缸頭8組成液壓缸外殼，其中活塞桿7位于缸筒2內(nèi)并能自由移動，活塞桿7的尾端安裝有活塞6，活塞6將缸筒2分成有桿腔9和無桿腔10 ；在缸筒2上且位于有桿腔9的一側(cè)開有有桿腔油口 11，在缸筒2上且位于無桿腔10的一側(cè)開有無桿腔油口 12 ；缸筒2的頭端連接有缸頭8，缸筒2的尾端連接有密封套筒1，活塞桿7運動時其頭端可以從密封套筒1伸出；在缸筒2的內(nèi)壁上，且活塞6行程末端的位置處開有一環(huán)形凹槽，即為球窩13，球窩13的截面為弧形或半圓形；在球窩13的左側(cè)沿缸筒2的內(nèi)壁設(shè)置有游塞4，游塞4的外輪廓近似為兩級階梯狀的圓形，游塞4半徑較小的階梯狀部分位于球窩13的內(nèi)側(cè)，且游塞4半徑較小的階梯狀部分靠近活塞 6;在活塞6的周向均布有若干個開口方向沿徑向的徑向孔，每個徑向孔中放置一個鋼球5，其半徑與球窩13截面的半徑相匹配；在活塞6靠近游塞4的一端面上開有環(huán)形凹槽，凹槽的底部與活塞6周向上均布的各個徑向孔的底部相通，當(dāng)活塞桿7與活塞6運動到行程末端時，游塞4半徑較小的階梯狀部分插入活塞6的凹槽中，并插到每個徑向孔中的鋼球5的底部，將鋼球5擠入球窩13中，使鋼球5不能退出，將活塞桿7鎖定在行程末端。如圖1所示為彈簧腔密閉的整體式伸到位鋼球鎖緊式液壓缸結(jié)構(gòu)圖，其中游塞4 位于有桿腔9中，且在游塞4與密封套筒1之間的空腔中設(shè)置有彈簧3，彈簧3套于活塞桿 7上，彈簧3所在的空腔為彈簧腔，且該彈簧腔密閉。運行時，當(dāng)液壓缸無桿腔10通油，活塞桿7在油壓力作用下向左運動，活塞桿7運動到位后，游塞4在彈簧3彈簧力的作用下插入活塞6中的鋼球5底部，鋼球5進入缸筒2 的球窩13中，活塞桿7被鎖??；當(dāng)液壓缸有桿腔9加壓，無桿腔10卸壓，壓力油作用在游塞 4上，彈簧3被壓縮，游塞4往左運動，離開鋼球5底部，鋼球5離開球窩13，縮回到活塞6 中，液壓缸解鎖，活塞桿7在壓力作用下收回。實施例二如圖2所示為彈簧腔具有回油功能的整體式收到位鋼球鎖緊式液壓缸結(jié)構(gòu)圖，該液壓缸與實施例一的區(qū)別在于彈簧3與游塞4位于無桿腔10中，且彈簧3 —端與缸頭8 接觸，彈簧3另一端與游塞4接觸，且彈簧3所在的彈簧腔與缸頭8內(nèi)的回油腔14相通。運行時，當(dāng)液壓缸有桿腔9通油，活塞桿7在油壓力作用下向右運動，活塞桿7運動到位后，游塞4在彈簧3彈簧力的作用下插入活塞6中的鋼球5底部，鋼球5進入缸筒2 的球窩13中，活塞桿7被鎖?。划?dāng)液壓缸無桿腔10加壓，有桿腔9卸壓，壓力油作用在游塞 4上，彈簧3被壓縮，游塞5往右運動，離開鋼球5底部，鋼球5離開球窩13，縮回到活塞6 中，液壓缸解鎖，活塞桿7在壓力作用下伸出。實施例三如圖3所示為彈簧腔密閉的整體式伸收到位鋼球鎖緊式液壓缸結(jié)構(gòu)圖，該液壓缸為實施例一與實施例二的綜合，具有兩組彈簧3、游塞4、鋼球5和球窩13結(jié)構(gòu)，其中左彈簧 15、左游塞16、左鋼球17和左球窩21為一組；右鋼球18、右游塞19、右彈簧20和右球窩22 為一組，其中左彈簧15、左游塞16、左鋼球17和左球窩21的結(jié)構(gòu)與實施例一中彈簧3、游塞 4、鋼球5和球窩13的結(jié)構(gòu)相同，右游塞19、右彈簧20和右球窩22的結(jié)構(gòu)與實施例二中彈簧3、游塞4、和球窩13的結(jié)構(gòu)相同，在左鋼球17所在活塞6截面的右側(cè)的截面均布有與左鋼球17相同的一組右鋼球18，活塞6靠近右游塞19的一端面上也開有環(huán)形凹槽，凹槽的底部與活塞6右側(cè)截面周向上均布的各個徑向孔的底部相通；且左彈簧15和右彈簧20所在的彈簧腔密閉。運行時，當(dāng)液壓缸無桿腔10通油，活塞桿7在油壓力作用下向左運動，活塞桿7運動到位后，左游塞16在左彈簧15彈簧力的作用下插入活塞6中的左鋼球17底部，左鋼球 17進入缸筒2的左球窩21中，活塞桿7被鎖?。划?dāng)液壓缸有桿腔9加壓，無桿腔10卸壓，壓力油作用在左游塞16上，左彈簧15被壓縮，左游塞16往左運動，離開左鋼球17底部，左鋼球17離開左球窩21，縮回到活塞6中，液壓缸解鎖，活塞桿7在壓力作用下收回；活塞桿7 收回到位后，右游塞19在右彈簧20彈簧力的作用下插入活塞6中的右鋼球18底部，右鋼球 18進入缸筒2的右球窩22中，活塞桿7被鎖住；當(dāng)液壓缸無桿腔10加壓，有桿腔9卸壓， 壓力油作用在右游塞19上，右彈簧20被壓縮，右游塞19往右運動，離開右鋼球18底部，右鋼球18離開右球窩22，縮回到活塞6中，液壓缸解鎖，活塞桿7在壓力作用下伸出，如此反復(fù)可實現(xiàn)伸收到位鋼球鎖緊。實施例四如圖4所示為彈簧腔通大氣的整體式收到位鋼球鎖緊式液壓缸結(jié)構(gòu)圖，該液壓缸與實施例二的區(qū)別在于彈簧3所在的彈簧腔通過設(shè)置在缸頭8上的排氣口 23與大氣相通。 其運行、鎖定與解鎖方式與實施例二相同。實施例五如圖5所示為分體式伸到位鋼球鎖緊式液壓缸結(jié)構(gòu)圖，該液壓缸與實施例一的區(qū)別在于該液壓鋼為分體式結(jié)構(gòu)，即球窩13與缸筒2不是整體結(jié)構(gòu)，而是由兩個分開的部件組裝而成，且缸筒2由前缸體M和后缸體25兩部分組裝構(gòu)成，且球窩13安裝于后缸體 25內(nèi)側(cè)，通過前缸體M和后缸體25連接將球窩13定位，且前缸體M與缸頭8連接，后缸體25與密封套筒1連接；其彈簧腔與相應(yīng)油口相通；其運行、鎖定與解鎖方式與實施例一相同。綜上所述，本實用新型所述鋼球鎖緊式液壓缸是到位鎖緊液壓缸，只能在液壓缸行程的兩端鎖緊。該鋼球鎖緊式液壓缸從鎖緊形式上可以分為(1)伸到位鎖緊、( 收到位鎖緊和(3)伸收到位鎖緊；從彈簧腔結(jié)構(gòu)形式上可以分為(1)彈簧腔與回油腔14相通， 這種結(jié)構(gòu)具有鎖緊可靠、便于潤滑和彈簧腔清潔不易生銹等優(yōu)點，但多一條泄油(或回油) 管路，(2)彈簧腔與大氣相通，這種結(jié)構(gòu)保證了彈簧腔的壓力與外界相等，能夠正常排氣，結(jié)構(gòu)簡單，開鎖壓力低，但彈簧腔易于污染和生銹，適用于工作環(huán)境較好的場所；(3)彈簧腔密閉，這種結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，但開鎖壓力較彈簧腔與大氣相通的結(jié)構(gòu)形式略高一些，且游塞4漏油不能及時被發(fā)現(xiàn)；從球窩13和缸筒2的結(jié)構(gòu)形式可以分為(1)整體式結(jié)構(gòu)，即球窩13與缸筒2為一體，球窩13設(shè)置在缸筒2上，(2)分體式結(jié)構(gòu)，即球窩13與缸筒2分體。因此本實用新型所述鋼球鎖緊式液壓缸不僅僅局限于上述五種實施例，其鎖緊方式可以選擇上述三種中的一種；當(dāng)球窩13和缸筒2的結(jié)構(gòu)形式為整體式結(jié)構(gòu)時，其彈簧腔的結(jié)構(gòu)形式可以選擇上述三種中的一種；當(dāng)球窩13和缸筒2的結(jié)構(gòu)形式為分體式結(jié)構(gòu)時， 其彈簧腔與相應(yīng)油口相通；以此演變出的排列組合結(jié)構(gòu)均屬于本實用新型所述鋼球鎖緊式液壓缸的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種鋼球鎖緊式液壓缸，其特征在于該液壓缸包括密封套筒(1)、缸筒O)、彈簧 (3)、游塞(4)、鋼球(5)、活塞(6)、活塞桿(7)和缸頭(8)；其中活塞桿(7)位于缸筒(2) 內(nèi)并能自由移動，活塞桿⑵的尾端安裝有活塞(6)，活塞(6)將缸筒⑵分成有桿腔(9) 和無桿腔(10)；在缸筒(2)上且位于有桿腔(9)的一側(cè)開有有桿腔油口(11)，在缸筒(2) 上且位于無桿腔(10)的一側(cè)開有無桿腔油口(1 ；缸筒O)的頭端連接有缸頭(8)，缸筒(2)的尾端連接有密封套筒(1)，活塞桿(7)運動時其頭端可以從密封套筒(1)伸出；在缸筒(2)的內(nèi)壁上，且活塞(6)行程末端的位置處開有一環(huán)形凹槽，即為球窩(13)，球窩(13) 的截面為弧形或半圓形；在球窩(1 的左側(cè)沿缸筒( 的內(nèi)壁設(shè)置有游塞，游塞(4)的外輪廓近似為兩級階梯狀的圓形，其半徑較小的階梯狀部分位于球窩(13)的內(nèi)側(cè)，且其半徑較小的階梯狀部分靠近活塞(6)；在活塞(6)的周向均布有若干個開口方向沿徑向的徑向孔，每個徑向孔中放置一個鋼球(5)，其半徑與球窩(1 截面的半徑相匹配；在活塞(6) 靠近游塞的一端面上開有環(huán)形凹槽，凹槽的底部與活塞(6)周向上均布的各個徑向孔的底部相通，當(dāng)活塞桿(7)與活塞(6)運動到行程末端時，游塞(4)半徑較小的階梯狀部分插入活塞(6)的凹槽中，并插到每個徑向孔中的鋼球(5)的底部，將鋼球(5)擠入球窩(13) 中，使鋼球( 不能退出，將活塞桿(7)鎖定在行程末端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼球鎖緊式液壓缸，其特征在于在所述的游塞(4)與由密封套筒(1)、缸筒( 和缸頭(8)組成的液壓缸外殼之間形成的空腔里設(shè)置有彈簧(3)，彈簧(3)所在的空腔為彈簧腔；當(dāng)活塞桿(7)與活塞(6)運動到行程末端時，游塞(4)在彈簧(3)彈簧力的作用下插入活塞(6)中的鋼球(5)底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼球鎖緊式液壓缸，其特征在于所述的彈簧(3)所在的彈簧腔為密閉腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼球鎖緊式液壓缸，其特征在于在所述的缸頭(8)內(nèi)開有回油腔(14)，所述的彈簧(3)所在的彈簧腔與回油腔(14)相通。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼球鎖緊式液壓缸，其特征在于在所述的缸頭(8)上開有排氣口(23)，所述的彈簧C3)所在的彈簧腔通過排氣口與大氣相通。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的鋼球鎖緊式液壓缸，其特征在于所述的球窩 (13)位于活塞(6)的行程末端，該末端可以是活塞(6)行程的左或/和右兩個末端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋼球鎖緊式液壓缸，其特征在于當(dāng)所述的球窩(13)位于活塞(6)的左和右兩個行程末端時，位于左邊的球窩(1 為左球窩(21)，位于右邊的球窩 (13)為右球窩(22)，在左球窩的內(nèi)側(cè)沿缸筒O)的內(nèi)壁設(shè)置有左游塞(16)，在右球窩0 的內(nèi)側(cè)沿缸筒O)的內(nèi)壁設(shè)置有右游塞(19)，在左游塞(16)與由密封套筒(1)、缸筒(2)和缸頭(8)組成的液壓缸外殼之間形成的空腔里設(shè)置有左彈簧(15)，在右游塞(19) 與由密封套筒(1)、缸筒( 和缸頭(8)組成的液壓缸外殼之間形成的空腔里設(shè)置有右彈簧(20)，在活塞(6)兩個不同的截面的周向都均布有若干個開口方向沿徑向的徑向孔，其中左側(cè)截面的每個徑向孔中放置一個左鋼球(17)，右側(cè)截面的每個徑向孔中放置一個右鋼球(18)，活塞(6)兩個端面上均開有環(huán)形凹槽，左凹槽的底部與活塞(6)左側(cè)截面周向上均布的各個徑向孔的底部相通，右凹槽的底部與活塞(6)右側(cè)截面周向上均布的各個徑向孔的底部相通。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼球鎖緊式液壓缸，其特征在于所述的球窩(13)與缸筒⑵不是整體結(jié)構(gòu)，而是由兩個分開的部件組裝而成，且缸筒⑵由前缸體04)和后缸體 (25)兩部分組裝構(gòu)成，且球窩(13)安裝于后缸體05)內(nèi)側(cè)，通過前缸體04)和后缸體 (25)連接將球窩(1 定位，且前缸體04)與缸頭(8)連接，后缸體0 與密封套筒(1) 連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋼球鎖緊式液壓缸，其特征在于所述的彈簧腔與相應(yīng)的有桿腔油口(11)或無桿腔油口(12)相通。
專利摘要本實用新型屬于液壓缸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼球鎖緊式液壓缸。在該液壓缸缸筒的內(nèi)壁上且活塞行程末端的位置處開有球窩，在球窩的左側(cè)沿缸筒的內(nèi)壁設(shè)置有游塞，游塞的外輪廓近似為兩級階梯狀的圓形，其半徑較小的階梯狀部分位于球窩的內(nèi)側(cè)且靠近活塞；活塞的周向均布有若干徑向孔，每個徑向孔中放置一個鋼球；在活塞靠近游塞的一端面上開有環(huán)形凹槽，凹槽的底部與活塞周向上均布的各徑向孔的底部相通，當(dāng)活塞桿與活塞運動到行程末端時，游塞半徑較小的階梯狀部分插入活塞的凹槽中，并插到每個徑向孔中的鋼球的底部，將鋼球擠入球窩，使鋼球不能退出，將活塞桿鎖定在行程末端。該液壓缸可以適應(yīng)不同鎖緊力的要求和不同工況的要求。
文檔編號F15B15/26GK202280692SQ20112037724
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者吳建勝, 唐志遠(yuǎn), 婁依志, 沈音, 蒙小蘇 申請人:中國運載火箭技術(shù)研究院, 北京航天發(fā)射技術(shù)研究所