阅读说明：本技术 螺腔耦合缓冲斗杆油缸 (Spiral cavity coupling buffer bucket rod oil cylinder ) 是由 刘彤 颜克伦 龚小寒 于 2018-12-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及液压油缸,为解决挖掘机斗杆油缸上下缓冲问题。螺腔耦合缓冲斗杆油缸,包括缸体组件和活塞杆组件,缸体组件由缸盖、筒和缸头组成,活塞杆组件由活塞与活塞杆组成,活塞将缸体组件内部空间分隔成有杆腔和无杆腔,缸盖有杆腔侧开设上缓冲腔,缸头无杆腔侧端面中心开设下缓冲腔。活塞杆有杆腔侧安装上缓冲套,活塞杆无杆腔侧端面中心安装下缓冲柱塞,上缓冲套上和下缓冲柱塞开设渐变螺纹槽,在非螺纹槽加工区域开设微凹腔。油缸进入上(下)缓冲时,因上缓冲套(下缓冲柱塞)上微凹腔的微动压效应和渐变螺纹槽的宏观动压效应的耦合作用,促使得上缓冲套(下缓冲柱塞)在缓冲过程中自动调整中心；上缓冲套(下缓冲柱塞)上的渐变螺纹槽的作用,保证缓冲过程中缓冲腔压力的平稳变化。(The invention relates to a hydraulic oil cylinder, and aims to solve the problem of up-and-down buffering of an oil cylinder of a bucket rod of an excavator. The screw cavity coupling buffer bucket rod oil cylinder comprises a cylinder body assembly and a piston rod assembly, wherein the cylinder body assembly comprises a cylinder cover, a cylinder and a cylinder head, the piston rod assembly comprises a piston and a piston rod, the piston divides the inner space of the cylinder body assembly into a rod cavity and a rodless cavity, the upper buffer cavity is formed in the side of the rod cavity of the cylinder cover, and the lower buffer cavity is formed in the center of the end face of the rodless cavity of the cylinder head. An upper buffer sleeve is arranged on the side of the rod cavity of the piston rod, a lower buffer plunger is arranged in the center of the end face of the rodless cavity of the piston rod, gradually-changed thread grooves are formed in the upper buffer sleeve and the lower buffer plunger, and a micro-concave cavity is formed in a non-thread groove processing area. When the oil cylinder enters an upper buffer (a lower buffer plunger), the center of the upper buffer sleeve (the lower buffer plunger) is automatically adjusted in the buffering process due to the coupling effect of the micro-pressure effect of the micro-concave cavity on the upper buffer sleeve (the lower buffer plunger) and the macro dynamic pressure effect of the gradually-changed thread groove; the gradual change thread groove on the upper buffer sleeve (lower buffer plunger) ensures the stable change of the pressure of the buffer cavity in the buffer process.)

螺腔耦合缓冲斗杆油缸

技术领域

本发明涉及一种液压油缸，具体的说是一种螺腔耦合缓冲斗杆油缸。

背景技术

液压油缸在快速运动过程中，会在行程终端产生强烈的冲击、噪声甚至是机械碰撞，尤其是在高压的情况下，这种影响更加明显，严重的影响了油缸的使用寿命，因而必须在结束运动前进行适当的缓冲和制动，以保证液压系统和油缸的寿命，一般常用的缓冲有缸内缓冲和缸外缓冲，然而，缸外缓冲会增加整个液压系统的复杂性，增加整个液压系统的成本，而缸内缓冲结构简单，体积小，不需要额外增加任何流量控制阀等液压元件，是一种比较理想的缓冲方式。

现有的斗杆油缸大部分都是带上下缓冲结构的，上缓冲采用的是缓冲套与上缓冲腔在缓冲过程中形成缓冲间隙实现的，下缓冲采用的是缓冲柱塞与下缓冲腔在缓冲过程中形成缓冲间隙实现的，这种缓冲的缺点：1)缓冲套、缓冲柱塞与缓冲腔的同心度要求较高，无法自动调节缓冲套和缓冲柱塞来满足缓冲过程中同心度要求；2)刚进入缓冲的瞬间，缓冲腔的压力瞬时迅速增加，最高可以达到工作压力的3倍以上，影响油缸的寿命，进入缓冲后，缓冲腔压力又迅速下降，降低缓冲效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺腔耦合缓冲斗杆油缸，这种螺腔耦合缓冲斗杆油缸不仅能在缓冲过程中自动调节缓冲套和缓冲柱塞来达到与缓冲腔的同心，而且可以解决进入缓冲的瞬间，缓冲腔的压力升高太剧烈，进入缓冲后，缓冲腔压力又迅速下降等问题。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种螺腔耦合缓冲斗杆油缸包括缸体组件和活塞杆组件，所述缸体组件由缸盖、筒和缸头组成，所述活塞杆组件由活塞与活塞杆组成，活塞杆的一端与活塞连接，采用锁紧螺母锁紧，另外一端从缸盖处伸出油缸外部，所述活塞将所述缸体组件内部空间分隔成有杆腔和无杆腔，筒上设置了与有杆腔相通的上油口，缸头上设置了与无杆腔相通的下油口，缸盖有杆腔侧开设上缓冲腔，缸头无杆腔侧端面中心开设下缓冲腔。

上述螺腔耦合缓冲斗杆油缸中，所述的活塞杆有杆腔侧有两段阶梯，靠近活塞处阶梯安装上缓冲套，上缓冲套与活塞杆之间存在着间隙，所述的上缓冲套上开设渐变螺纹槽N条，靠近活塞侧开设浅螺纹槽，靠近缸盖侧开设深螺纹槽，在上缓冲套非螺纹槽加工区域开设微凹腔。

上述螺腔耦合缓冲斗杆油缸中，所述的活塞杆无杆腔侧端面中心开设下缓冲柱塞安装孔，下缓冲柱塞通过卡环安装在下缓冲柱塞安装孔中，所述的下缓冲柱塞上开设渐变螺纹槽M条，靠近活塞侧开设浅螺纹槽，靠近缸头侧开设深螺纹槽，在下缓冲柱塞非螺纹槽加工区域开设微凹腔。

上述螺腔耦合缓冲斗杆油缸中，所述的微凹腔的形状为球形或者椭球形，微凹腔的最大直径不大于300um，微凹腔最大深度不大于100um，微凹腔开腔面积之比α不小于0.1，

上述螺腔耦合缓冲斗杆油缸中，所述的螺纹槽为渐变螺纹槽，螺纹槽的形状可以是三角形，梯形和半圆形，螺纹槽开槽深度的比值为β，其中最浅处开槽深度比值不小于0.5％，最深处开槽深度比值不大于5％，开槽深度是一个渐变过程。

上述螺腔耦合缓冲斗杆油缸中，所述的上缓冲套靠近缸盖侧外圆表面开有锥角，角度范围为5°-30°，下缓冲柱塞靠近缸头外圆表面开有锥角，角度范围为5°-30°。

上述螺腔耦合缓冲斗杆油缸中，所述的缸盖上缓冲腔底部开设贯通孔，贯通孔连接上缓冲腔与上油口，下缓冲腔底部联通下油口。

上述螺腔耦合缓冲斗杆油缸中，所述的螺腔耦合的工作原理：油缸进入上缓冲(下缓冲)阶段时，因上缓冲套(下缓冲柱塞)上微凹腔的微动压效应和渐变螺纹槽的宏观动压效应的耦合作用，能使得上缓冲套(下缓冲柱塞)在缓冲过程中自动调整中心；上缓冲套(下缓冲柱塞)上的螺纹槽不仅能增加缓冲过程中液压油流动阻力，增强缓冲效果，而且因螺纹槽是渐变的，使得缓冲过程中的缓冲间隙(缓冲间隙包含螺纹槽)逐渐变小，保证在刚刚进入缓冲的瞬间，缓冲腔的压力升高不会太剧烈，进入缓冲后，缓冲腔压力又不会迅速下降。

上述螺腔耦合缓冲斗杆油缸中，所述的油缸缓冲的工作原理：活塞杆组件移动至缸盖附件时，上缓冲套与上缓冲腔形成上缓冲间隙，上缓冲间隙具有阻尼作用，降低了液压油从有杆腔流出的速度，提高了有杆腔液压油压力，从而降低活塞杆组件在上升行程终止时的速度，实现上缓冲；活塞杆组件移至缸头附近时，下缓冲柱塞与下缓冲套形成下缓冲间隙，下缓冲间隙具有阻尼作用，降低了液压油从无杆腔流出的速度，提高了无杆腔液压油压力，从而降低活塞杆组件在下升行程终止时的速度，实现下缓冲。

附图说明

图1本发明螺腔耦合缓冲斗杆油缸的主视图

图2上缓冲套的结构图

图3下缓冲柱塞的结构图

图4上缓冲套(下缓冲柱塞)外圆表面设置微凹腔的结构示意图

图中零部件名称及序号：活塞杆1，缸盖2，筒3，有杆腔4，上缓冲套5，活塞6，无杆腔7，锁紧螺母8，下缓冲柱塞9，下缓冲腔10，下油口11，缸头12，卡环13，上缓冲腔14，贯通孔15，上油口16。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

如图1所示，本实施方案中的螺腔耦合缓冲斗杆油缸，包括缸体组件和活塞杆组件，所述缸体组件由缸盖2、筒3和缸头12组成，所述活塞杆组件由活塞6与活塞杆1组成，活塞杆1的一端与活塞6连接，采用锁紧螺母8锁紧，另外一端从缸盖2处伸出油缸外部，所述活塞6将所述缸体组件内部空间分隔成有杆腔4和无杆腔7，筒3上设置了与有杆腔4相通的上油口16，缸头12上设置了与无杆腔7相通的下油口11，缸盖2有杆腔侧开设上缓冲腔14，缸头12无杆腔侧端面中心开设下缓冲腔10。

如图1所示，活塞杆1有杆腔侧有两段阶梯，靠近活塞处阶梯安装上缓冲套5，上缓冲套5与活塞杆1之间存在着间隙，上缓冲套5上开设渐变螺纹槽1条，靠近活塞侧开设浅螺纹槽，靠近缸盖侧开设深螺纹槽，如图2所示为上缓冲套的结构示意图。在上缓冲套5非螺纹槽加工区域开设微凹腔，如图4所示为上缓冲套5外圆表面设置微凹腔的结构示意图。

如图1所示，活塞杆1无杆腔侧端面中心开设下缓冲柱塞安装孔，下缓冲柱塞9通过卡环13安装在下缓冲柱塞安装孔中，下缓冲柱塞9上开设渐变螺纹槽1条，靠近活塞侧开设浅螺纹槽，靠近缸头侧开设深螺纹槽，如图3所示为下缓冲柱塞9的结构示意图。在下缓冲柱塞9非螺纹槽加工区域开设微凹腔，如图4所示为下缓冲柱塞9外圆表面设置微凹腔的结构示意图。

如图4所示，微凹腔的形状为球形或者椭球形，微凹腔的直径为30um，微凹腔最大深度为20um，微凹腔开腔面积之比α为0.2，

如图2，3所示，螺纹槽为渐变螺纹槽，螺纹槽的形状可以是三角形，螺纹槽开槽深度比值为β，其中最浅处开槽深度比值为0.2％，最深处开槽深度比值为2％，开槽深度是一个渐变过程。

如图2所示，上缓冲套5靠近缸盖侧外圆表面开有锥角，角度为15°，如图3所示，下缓冲柱塞9靠近缸头外圆表面开有锥角，角度为5°。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。