專利名稱：一種低摩擦力的液壓缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液壓缸技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種低摩擦力的液壓缸背景技術(shù)伺服缸要求低摩擦、無泄漏、無爬行、高響應(yīng)、長(zhǎng)壽命，以滿足伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)要 求，所以它的密封與支承導(dǎo)向設(shè)計(jì)與選用極為重要，不能簡(jiǎn)單地延用普通的密封與支承導(dǎo)向。 目前應(yīng)用的最成功的是填充聚四氟乙烯，其化學(xué)穩(wěn)定性好，具有良好的耐磨性、耐油性和耐 熱性，而且摩擦系數(shù)極小。美國(guó)霞板公司T型特康格來圈和廣研所的組合密封件(格來圈) 得到廣泛應(yīng)用。隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一些新型密封圈，如改形的Y形密封圈。其也采用 填充聚四氟乙烯材料，只是在唇部?jī)?nèi)加一 "V"形不銹鋼圏，以增加唇部彈性，增強(qiáng)密封效 果。從理論上講，提高漲力的同時(shí)也增加了摩擦力，對(duì)缸體表面硬度要求更高，生產(chǎn)成本也 隨之大幅提高。這種新型密封在大直徑伺服缸上的使用尚無成功經(jīng)驗(yàn)，其實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性尚 待考證(丁鴻.大型液壓伺服油缸修復(fù)技術(shù).機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2001 (5))。污染是導(dǎo)致 液壓系統(tǒng)故障和過早失效的主要原因，液壓污染問題愈來愈受到重視，但橡膠密封所不及的 是橡膠密封不能反復(fù)通過各種油孔、不能適用于高速等缺陷(吳興奎. 一種新型結(jié)構(gòu)的液 壓缸.液壓與氣動(dòng)，2003 (l))。液壓技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與新動(dòng)向是如何改善燥聲、泄漏給環(huán) 境帶來的污染以及進(jìn)一步提高液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)效率既提高容積效率(祁冠芳，虞萬海.曰本 液壓技術(shù)的發(fā)展與新動(dòng)向.液壓與氣動(dòng)，2004 (l))。綜上所述，現(xiàn)有的液壓缸元件存在如下問題普通液壓缸摩擦力大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性差， 不適應(yīng)高速運(yùn)行；液壓伺服缸頻率響應(yīng)高，但密封圈用聚四氟乙烯材料，壽命短，還在活塞 上增設(shè)兩支承環(huán)，增加了摩擦力；目前要求低摩擦、快速響應(yīng)的液壓元件均采用間隙密封。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在克服上述技術(shù)缺陷，目的是提供一種壽命長(zhǎng)、耐高壓、外泄漏小、可靠性高、 拆裝方便、密封效果好、容積效率高的低摩擦力液壓缸。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是該液壓缸包括缸體、端蓋、活塞和活塞桿， 活塞包括第一活塞塊、第二活塞塊和第三活塞塊。第一活塞塊和第三活塞塊的小圓柱體端面 對(duì)稱地緊貼第二活塞塊的兩側(cè)端面，第一活塞塊和第三活塞塊的大圓柱體端面分別嵌有第一擋圈和第二擋圈并依次安裝在活塞桿的左端。在活塞桿上與第一活塞塊、第二活塞塊和第三 活塞塊的安裝位置對(duì)應(yīng)地設(shè)置有第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈；第一活塞塊和第三 活塞塊的小圓柱體分別裝有第一密封鋼圈和第二密封鋼圈，在第一密封鋼圈和第二密封鋼圈 與小圓柱間的外側(cè)分別設(shè)置有截面為半U(xiǎn)型的第一密封圈和截面為半U(xiǎn)型的第二密封圈。在 第一活塞塊和第三活塞塊的大圓柱體上，分別設(shè)有的第一油孔、第二油孔、第三油孔和第四 油孔的圓孔與小圓柱體外圓相切。第二活塞塊的兩端面的環(huán)形槽內(nèi)分別裝有第四密封圈和第 五密封圈，導(dǎo)向套開有泄漏槽，泄漏槽經(jīng)通道與缸體外的液壓元件相通，導(dǎo)向套外裝有端蓋。 其中第一活塞塊和第三活塞塊均為有中心通孔的由大、小兩圓柱體構(gòu)成的整體，大、小圓柱 體的半徑差比密封鋼圈的端面直徑小0.15~0.30mm;密封鋼圈的表面鍍鉻厚度為 0.01~0.05mm;第一活塞塊、第二活塞塊和第三活塞塊緊貼的兩個(gè)端面間設(shè)有第一定位銷和 第二定位銷；依次安裝是按第三活塞塊、第二活塞塊、第一活塞塊和墊圈的安裝順序通過螺 母緊固。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有壽命長(zhǎng)、耐高壓、摩擦力低、外泄漏小、可靠性高、 拆裝方便、密封效果好、容積效率高的特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在-1、 本發(fā)明采用鋼圈作為密封圈，與缸體配合的摩擦系數(shù)低，且導(dǎo)向套開有泄漏槽，可使 其始終處于潤(rùn)滑狀態(tài)，摩擦力降低，且可把此處的泄漏油引出，循環(huán)利用，減少外泄漏。另 在密封鋼圈下側(cè)開有油孔，使密封鋼圈能夠由于油壓的作用，處于正中間，提高了其密封的 可靠性，密封鋼圈抗壓強(qiáng)度高，故耐高壓。2、 本發(fā)明設(shè)計(jì)有半U(xiǎn)型密封圈，防止液壓油經(jīng)密封鋼圈流入兩活塞塊之間縫隙或者是 流進(jìn)活塞與缸體之間；而且可以防止密封鋼圈在活塞塊之間移動(dòng)，避免不必要的疲勞磨損， 提高使用壽命。3、 本發(fā)明的活塞包括三個(gè)活塞塊，各活塞塊之間有定位銷，確保三個(gè)活塞塊定位，三個(gè) 活塞塊靠螺母緊固，這樣有利于更換磨損的密封鋼圈，拆裝方便。4、 本發(fā)明采用整體對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使活塞受力分布均勻，減少了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中活塞需要支撐環(huán) 這一環(huán)節(jié)。在整體上可以減少不必要的局部摩擦力，油液從任何途徑泄漏都需要經(jīng)過5~7次 密封，故密封效果好、容積效率高。本發(fā)明可廣泛用于各種工況的液壓系統(tǒng)，尤其適合于大功率和高頻率響應(yīng)的液壓系統(tǒng)， 如軋機(jī)液壓壓下伺服液壓缸，帶鋼跑偏液壓控制系統(tǒng)中伺服液壓缸等。


圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中第一活塞快[4]的局部放大示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。 實(shí)施例l一種低摩擦力的液壓缸。該液壓缸如圖所示，包括缸體、端蓋、活塞和活塞桿，活塞包 括第一活塞塊4、第二活塞塊9和第三活塞塊14。第一活塞塊4和第三活塞塊14的小圓柱體 端面對(duì)稱地緊貼第二活塞塊9的兩側(cè)端面，第一活塞塊4和第三活塞塊14的大圓柱體端面分 別嵌有第一擋圈3和第二擋圈21并依次安裝在活塞桿18的左端。在活塞桿18上，第一活塞 塊4、第二活塞塊9和第三活塞塊14與活塞桿18的安裝位置處對(duì)應(yīng)地設(shè)置有第一密封圈27、 第二密封圈25和第三密封圈23;第一活塞塊4和第三活塞塊14的小圓柱體分別裝有第一密 封鋼圈6和第二密封鋼圈12，在第一密封鋼圈6和第二密封鋼圈12與小圓柱間的外側(cè)，如 圖2所示分別設(shè)置有截面為半U(xiǎn)型的第一密封圈7和截面為半U(xiǎn)型的第二密封圈11。在第 一活塞塊4和第三活塞塊14的大圓柱體上，分別設(shè)有的第一油孔5、第二油孔28、第三油孔 13和第四油孔22的圓孔與小圓柱體外圓相切。第二活塞塊9的兩端面的環(huán)形槽內(nèi)分別裝有 第四密封圈8和第五密封圈10，導(dǎo)向套19開有泄漏槽16，泄漏槽16經(jīng)通道15與缸體20 外的液壓元件相通，導(dǎo)向套19外裝有端蓋17。其中第一活塞塊4和第三活塞塊14均為有中心通孔的由大、小兩圓柱體構(gòu)成的整體，大、小 圓柱體的半徑差比密封鋼圈6的端面直徑小0.15mm;密封鋼圈6的表面鍍鉻厚度為0.05mm; 第一活塞塊4、第二活塞塊9和第三活塞塊14緊貼的兩個(gè)端面間設(shè)有第一定位銷26和第二 定位銷24;依次安裝是按第三活塞塊、第二活塞塊、第一活塞塊和墊圈的安裝順序通過螺母 緊固。實(shí)施例2一種低摩擦力的液壓缸。除大、小圓柱體的半徑差比密封鋼圈6的端面直徑小0.30mm， 密封鋼圈6的表面鍍鉻厚度為O.Olmm外，其它同實(shí)施例1。 實(shí)施例3一種低摩擦力的液壓缸。除大、小圓柱體的半徑差比密封鋼圈6的端面直徑小0.20111111， 密封鋼圈6的表面鍍鉻厚度為0.03mm外，其它同實(shí)施例1。本具體實(shí)施方式
具有壽命長(zhǎng)、耐高壓、摩擦力低、外泄漏小、可靠性高、拆裝方便、密 封效果好、容積效率高的特點(diǎn)?？蓮V泛用于各種工況的液壓系統(tǒng)，尤其適合于大功率和高頻 率響應(yīng)的液壓系統(tǒng)，如軋機(jī)液壓壓下伺服液壓缸，帶鋼跑偏液壓控制系統(tǒng)中伺服液壓缸等。
權(quán)利要求
1、一種低摩擦力液壓缸，包括缸體、端蓋、活塞和活塞桿，其特征在于活塞包括第一活塞塊[4]、第二活塞塊[9]和第三活塞塊[14]；第一活塞塊[4]和第三活塞塊[14]的小圓柱體端面對(duì)稱地緊貼第二活塞塊[9]的兩側(cè)端面，第一活塞塊[4]和第三活塞塊[14]的大圓柱體端面分別嵌有第一擋圈[3]和第二擋圈[21]并依次安裝在活塞桿[18]的左端；在活塞桿[18]上與第一活塞塊[4]、第二活塞塊[9]和第三活塞塊[14]的安裝位置對(duì)應(yīng)地設(shè)置有第一密封圈[27]、第二密封圈[25]和第三密封圈[23]，第一活塞塊[4]和第三活塞塊[14]的小圓柱體分別裝有第一密封鋼圈[6]和第二密封鋼圈[12]，在第一密封鋼圈[6]和第二密封鋼圈[12]與小圓柱間的外側(cè)分別設(shè)置有截面為半U(xiǎn)型的第一密封圈[7]和截面為半U(xiǎn)型的第二密封圈[11]；在第一活塞塊[4]和第三活塞塊[14]的大圓柱體上，分別設(shè)有的第一油孔[5]、第二油孔[28]、第三油孔[13]和第四油孔[22]的圓孔與小圓柱體外圓相切；第二活塞塊[9]的兩端面的環(huán)形槽內(nèi)分別裝有第四密封圈[8]和第五密封圈[10]，導(dǎo)向套[19]開有泄漏槽[16]，泄漏槽[16]經(jīng)通道[15]與缸體[20]外的液壓元件相通，導(dǎo)向套[19]外裝有端蓋[17]。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低摩擦力液壓缸，其特征在于所述的第一活塞塊[4]和第三活 塞塊[14]均為有中心通孔的由大、小兩圓柱體構(gòu)成的整體，大、小圓柱體的半徑差比密封鋼 圈[6]的端面直徑小0.15~0.30mm
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低摩擦力液壓缸，其特征在于所述的密封鋼圈[6]的表面 鍍鉻厚度為0.01~0.05mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低摩擦力液壓缸，其特征在于所述的第一活塞塊[4]、第二活 塞塊[9]和第三活塞塊[14]緊貼的兩個(gè)端面間設(shè)有第一定位銷[26]和第二定位銷[24]?；钊麠U[18] 左端用第一擋圈[3]緊固。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低摩擦力液壓缸，其特征在于所述的依次安裝是按第三活塞塊 [14]、第二活塞塊[9]、第一活塞塊[4]和墊圈[2]的安裝順序通過螺母[1]緊固。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低摩擦力的液壓缸。其技術(shù)方案是第一和第三活塞塊[4、14]的小圓柱體端面對(duì)稱地緊貼第二活塞塊[9]的兩側(cè)端面，第三、第二和第一活塞塊[14、9、4]依次安裝在活塞桿[18]的左端；在活塞桿[18]上設(shè)置有第一、第二和第三密封圈[27、25、23]，第一和第三活塞塊[4、14]的小圓柱體分別裝有第一和第二密封鋼圈[6、12]、截面為半U(xiǎn)型的第一和第二密封圈[7、11]；在第一、第三活塞塊[4、14]的大圓柱體上分別設(shè)有四個(gè)油孔[5、28、13、22]，第二活塞塊[9]的兩端面的環(huán)形槽內(nèi)分別裝有第四、第五密封圈[8、10]，導(dǎo)向套[19]開有泄漏槽[16]。本發(fā)明具有壽命長(zhǎng)、耐高壓、摩擦力低、外泄漏小、可靠性高、拆裝方便、密封效果好、容積效率高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F15B15/20GK101324245SQ20081004825
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者付曙光, 付連東, 張飛龍, 曾良才, 湛從昌, 陳奎生, 陳新元 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)