一种提高承载力的多级液压缸的制作方法

本发明涉及液压设备领域，具体是一种提高承载力的多级液压缸。

背景技术

目前的多级液压缸，随着每级液压杆的伸出，液压杆的直径越来越小，液压油的有效作用面积逐渐减小，例如，当二级液压杆伸出后，一级液压杆便不再承受负载，负载完全作用在后几级的液压杆上，每伸出一级液压杆，实际承载的液压杆便少一级；有效面积的减小造成液压缸的负载能力减弱，在同负载的情况下，保压期间腔内的压强较大，更容易爆缸泄露。

技术实现要素：

为了解决多级液压缸随着液压杆的伸出负载能力减弱的问题，本发明提供了一种提高承载力的多级液压缸。

其解决的技术方案是，一种提高承载力的多级液压缸，包括缸体、一级杆组件和二级杆组件，缸体分为上油腔和下油腔，一级杆组件套在上油腔内，二级杆组件套在一级杆组件内，上油腔上开有第一油孔和第二油孔，一级杆组件内开有回液通道；一级杆组件由一级活塞和一级顶出杆组成，二级杆组件由二级活塞和二级顶出杆组成，二级顶出杆和二级活塞轴线处为中空，一级活塞的上端固定有一个第一柱塞，第一柱塞同轴穿入二级活塞和二级顶出杆内，二级活塞的内壁上圆周均布有多个盲孔，盲孔内安装有卡块，卡块与盲孔底部之间安装有弹簧，第一柱塞的内壁上轴向均布有多个环形槽，卡块与环形槽相对时会卡入环形槽内，卡块的外端为一个斜面，使卡块能向上越过环形槽；每个盲孔侧壁上均开有一个油道，油道的外端位于二级活塞上侧与一级顶出杆的内腔连通，二级活塞上方的液压油可经油道作用于每个卡块的外端；下油腔内装有第二柱塞，第二柱塞下端伸出缸体外，上油腔与下油腔之间开有第一连通孔，第一连通孔上装有压力阀。

所述的二级杆组件内开设有第一排气道和第二排气道，第一排气道与第二排气道的上端口均位于二级顶出杆侧壁的顶部与大气连通，第一排气道的下端与多个盲孔的底部连通，第二排气道下端与二级顶出杆内腔的顶部连通。

所述的二级活塞的轴向厚度大于环形槽的宽度。

所述的上油腔与下油腔之间开有第二连通孔，第二连通孔上装有开关阀。

所述的底部第二柱塞的下端安装有底座。

本发明均能将负载作用与所有液压杆上，降低液压缸保压期间的压强，提高液压缸的负载能力。

附图说明

图1是初始状态下本发明主视剖视图。

图2是一级杆完全伸出时本发明的主视剖视图。

图3是二级杆伸出时本发明的主视剖视图。

图4是第二柱塞伸出且卡块卡在环形槽内时本发明的主视剖视图。

图5是图1中A位置的放大图。

图6是图4中B位置的放大图。

图7是第一柱塞的主视图。

图8是二级杆组件的俯视剖视图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

本发明包括缸体1、一级杆组件和二级杆组件，缸体1分为上油腔2和下油腔3，一级杆组件套在上油腔2内，二级杆组件套在一级杆组件内，上油腔2上开有第一油孔4和第二油孔5，一级杆组件内开有回液通道6，第一油孔4、第二油孔5和回液通道6为液压油通路，用于控制液压杆的顶出和回位，此均为多级液压缸的现有技术，本文不再赘述；一级杆组件由一级活塞7和一级顶出杆8组成，二级杆组件由二级活塞9和二级顶出杆10组成，二级顶出杆10和二级活塞9轴线处为中空，一级活塞7的上端固定有一个第一柱塞11，第一柱塞11同轴穿入二级活塞9和二级顶出杆10内，二级活塞9的内壁上圆周均布有多个盲孔12，盲孔12内安装有卡块13，卡块13与盲孔12底部之间安装有弹簧14，第一柱塞11的内壁上轴向均布有多个环形槽15，卡块13与环形槽15相对时会卡入环形槽15内，卡块13的外端为一个斜面，使卡块13能向上越过环形槽15；每个盲孔12侧壁上均开有一个油道16，油道16的外端位于二级活塞9上侧与一级顶出杆8的内腔连通，二级活塞9上方的液压油可经油道16作用于每个卡块13的外端；下油腔3内装有第二柱塞17，第二柱塞17下端伸出缸体1外，上油腔2与下油腔3之间开有第一连通孔18，第一连通孔18上装有压力阀19。

所述的二级杆组件内开设有第一排气道20和第二排气道21，第一排气道20与第二排气道21的上端口均位于二级顶出杆10侧壁的顶部与大气连通，第一排气道20的下端与多个盲孔12的底部连通，第二排气道21下端与二级顶出杆10内腔的顶部连通，第一排气道20和第二排气道21用于维持卡块13底部和第一柱塞11顶部的气压平衡，避免卡块13和第一柱塞11移动时形成正压或负压阻力。

所述的二级活塞9的轴向厚度大于环形槽15的宽度，从而保证环形槽15上侧和下侧至少有一侧是密封的，可避免二级活塞9越过环形槽15时高压腔漏油。

所述的上油腔2与下油腔3之间开有第二连通孔22，第二连通孔22上装有开关阀23，打开开关阀23可主动将上油腔2和下油腔3连通。

所述的底部第二柱塞17的下端安装有底座24。

以下针对三种常见的负载类型，详细说明本发明的工作过程：

负载类型一：负载位置固定，液压缸对负载进行支撑，例如巷道顶部的支撑加固；从第一油孔4向上油腔2内充液压油，液压油作用在一级活塞7底部并经一级活塞7上的孔作用于二级活塞9底部，由于一级活塞7面积大，一级杆组件先伸出，二级杆组件再伸出，如果一级杆组件未完全伸出即顶住负载，则停止充油并保压即可；若二级杆组件伸出，当二级杆组件接触到负载时，手动开启开关阀23并继续充油，此时液压油可作用于第二柱塞17上，由于第二柱塞17的作用面积大于二级活塞9的作用面积，因此在相同的压强下，第二柱塞17向外伸出而二级杆组件不动，由于第二柱塞17和底座24在固定面上，第二柱塞17伸出产生的反作用力推动缸体1、一级杆组件和第一柱塞11同步向上运动，直至卡块13卡入其中一个环形槽15内，继续充油至达到所需支撑力，此时负载作用在二级顶出杆10上并经卡块13和环形槽15作用于第一柱塞11上进而作用在一级活塞7上，因此一级活塞7和二级活塞9均承受载荷，液压油的有效作用面积为一级活塞7和二级活塞9的总面积，在负载相同的作用下，所需的油压减小。

负载类型二：负载大小恒定，液压缸推动负载运动到目标位置，例如顶升重物；操作与负载类型一的操作相同，二级顶出杆10先伸出将负载顶升到目标位置，然后开启开关阀23，第二柱塞17再伸出将缸体1和一级杆组件顶升到卡块13卡入环形槽15内，然后保压即可。

负载类型三：随着推程增加，负载大小持续增加，例如压缩物料；从第一油孔4向上油腔2内充液压油，一级杆组件先伸出，二级杆组件再伸出，在二级杆组件伸出过程中，负载持续增加，上油腔2内的压强增大，当达到压力阀19的开启阀值时，压力阀19自动打开，第二柱塞17伸出推动缸体1和一级杆组件上升，此时二级杆组件不动，负载恒定，直到卡块13卡在环形槽15内，一级杆组件通过环形槽15和卡块13推动二级杆组件同步上升，此时一级顶出杆8与二级顶出杆10均受力，液压油的有效作用面积为一级活塞7与二级活塞9的面积和，在不增加缸体1内压强的情况下，可提供更大的推力，从而可使压缩行程增大。

回程时，从第二油孔5注入的液压油进入缸体1内并经回液通道6进入一级杆组件内推动一级杆组件和二级杆组件向下运动，同时二级活塞9上方的油压经油道16作用于多个卡块13的外端，将卡块13压入盲孔12内，卡块13从环形槽15内退出，使二级杆组件可向下复位，直至一级杆组件和二级杆组件完全回位。

第二柱塞17回程时，打开开关阀23，将第二柱塞17压回下油腔3即可。

对于三种类型的负载，本发明均能降低液压缸保压期间的压强，降低液压缸保压期间爆缸、泄露、液压元件损坏的风险，针对负载类型三，本技术方案还能够提高液压缸的推程和最大推力，满足更高压缩比要求的压缩作业。