一种伸缩臂长行程油缸的柔性固定结构及柔性固定方法与流程

1.本发明涉及伸缩臂设备技术领域，尤其涉及一种伸缩臂长行程油缸的柔性固定结构及柔性固定方法。


背景技术：

2.三节伸缩臂是目前市场广泛使用的，其主要用于在野外林地进行抓取木材作业的装置，在林木砍伐后，要配套挖掘机一起使用到木材拖曳集中处理的新型产品。其中使用到在主筒臂外壁端部固定的长行程油缸，用于驱动三节伸缩臂直线往复运动或往复摆动，长行程油缸的固定端部，在伸长到最长时，对前后两端固定点以及推力是否在一条直线上很敏感。由于制造及装配工艺误差，很难做到长行程油缸与固定端部在一条直线上，为此，在运输和使用过程中，形成很大的侧向力，长行程油缸缸会出现振动或晃动，尤其在油缸中部影响最大，侧向力全部由油缸钢套及密封结构承受，减少油缸使用寿命，容易造成密封失效，由于三节伸缩臂经常在山地作业，使用环境颠簸不平，额外增加的侧向力更加剧了油缸的磨损，长行程油缸的端部固定震动大。而且传统的长行程液压油缸大多是采用螺钉对其进行固定，使用非常不便，减振效果不佳，不利于长行程液压油缸的工作。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种伸缩臂长行程油缸的柔性固定结构及柔性固定方法，本发明能对长行程油缸产生的柔性弹力不断进行调节，使长行程油缸进行作业时，长行程油缸所产生的柔性弹性力可在一定范围内进行抵消，减少了油缸的磨损，避免了油缸钢套及密封结构受到损伤破裂，大大提升了油缸使用寿命。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
4.根据本发明的一个方面，提供了一种伸缩臂长行程油缸的柔性固定结构，所述固定结构包括设置在伸缩臂的主筒臂外壁上用于支撑固定小的转动支撑机构、柔性固定机构和滑动支撑机构，其中，长行程油缸的后端通过转动支撑机构连接在主筒臂的后端外壁上，长行程油缸的前端通过柔性固定机构连接在主筒臂的中部外壁上，长行程油缸的活塞杆端部通过滑动支撑机构滑动设置在主筒臂的中部与前端部之间的外壁上。
5.上述方案进一步优选的，所述柔性固定机构包括支撑固定件、下固定件、上浮性固定件、螺纹杆和缓冲弹簧；在长行程油缸前端两侧的主筒臂的外壁上固定所述支撑固定件，所述下固定件横跨设置于主筒臂上方的两侧之间，所述下固定件的两端连接在支撑固定件上，在下固定件的上方设置与所述下固定件对称的上浮性固定件，长行程油缸的前端固定在下固定件与对称的上浮性固定件之间形成的卡腔内，在所述上浮性固定件的两端与下固定件两端分别竖直贯穿设置有螺纹杆，所述上浮性固定件的两端与下固定件两端分别通过所述螺纹杆)连接，在下固定件下表面之下的螺纹杆上套设所述缓冲弹簧。
6.上述方案进一步优选的，在上浮性固定件的两端和下固定件的两端分别设置有在同一竖直轴线上的螺杆穿孔，在螺杆穿孔内贯穿设置所述螺纹杆，在下固定件的两端表面
且位于螺杆穿孔与卡腔的边缘之间设置有螺孔，所述下固定件的两端通过贯穿于螺孔内的沉头固定螺丝固定连接在支撑固定件的顶端。
7.上述方案进一步优选的，在螺纹杆的上端螺纹连接有上锁紧螺母，在螺纹杆的下端套设设有下垫圈，在下垫圈的下表面螺纹连接有下锁紧螺母，在下固定件两端的下表面设置有上垫圈，在下垫圈与上垫圈之间的螺纹杆上套设缓冲弹簧。
8.上述方案进一步优选的，所述下固定件的两端和上浮性固定件的两端分别具有相互平行对称的左连接翼和右连接翼，在下固定件的左连接翼与右连接翼之间以及在上浮性固定件的左连接翼与右连接翼之间分别具有上下对称且呈半圆槽形过度的卡接部，在上下对称的卡接部相互围成卡腔。
9.上述方案进一步优选的，所述转动支撑机构包括固定在伸缩臂的主筒臂后端外壁上的槽形支撑座，在槽形支撑座的前端横向固定有转动支撑轴，在长行程油缸的后端横向设置有第一转动套筒，在槽形支撑座的两侧内壁之间的转动支撑轴套设所述第一转动套筒，在第一转动套筒的的外壁设置有与所述长行程油缸后端连接的连接套筒，在第一转动套筒的上设置有与转动支撑轴连接的第一松紧螺杆，在第一转动套筒后侧的槽形支撑座的两侧内壁之间设置有与第一转动套筒平行的隔板。
10.上述方案进一步优选的，所述滑动支撑机构包括固定在伸缩臂的主筒臂前端两侧的槽型导轨和设置在主筒臂上表面的槽型滑动座，所述长行程油缸的活塞杆端部与所述槽型滑动座的后端传动连接，在槽型滑动座的前后两端的外侧分别设置有向下延伸的连接板，在槽型导轨内设置有滚轮，在滚轮的中心向外伸出有与连接板下端连接的轮轴。
11.上述方案进一步优选的，在槽型滑动座的后端横向连接有横杆轴，在长行程油缸的活塞杆端部横向固定有设置有第二转动套筒，该第二转动套筒套设在横杆轴上，在第二转动套筒上设置有与横杆轴连接的第二松紧螺钉。
12.上述方案进一步优选的，在第二转动套筒的前方的槽型滑动座的两侧内壁之间设置有与第二转动套筒平行的挡板。
13.根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种伸缩臂长行程油缸的柔性固定方法，其特征在于：包括利用本发明的柔性固定结构对长行程油缸进行柔性固定的步骤，将长行程油缸的前端、中部和后端分别活动安装于伸缩臂的主筒臂外壁上，在长行程油缸的后端通过转动支撑机构连接在主筒臂的后端外壁上，长行程油缸的前端通过柔性固定机构柔性连接在主筒臂的中部外壁上，在长行程油缸的活塞杆端部通过滑动支撑机构滑动连接在主筒臂的中部与前端部之间的外壁上
14.综上所述，本发明的柔性固定装置能对长行程油缸产生的柔性弹力不断进行调节，使长行程油缸进行作业时，长行程油缸所产生的柔性弹性力可在一定范围内通过缓冲弹簧进行抵消，有利于长行程液压油缸的工作；为此，整个柔性固定装置对长行程油缸在晃动或转动时受到的径向或侧向力起到了很好的缓冲作用，减少了油缸的磨损，避免了油缸钢套及密封结构受到损伤破裂，大大提升了油缸使用寿命。
附图说明
15.图1是本发明的一种伸缩臂长行程油缸的柔性固定结构的安装立体结构示意图；
16.图2是本发明的一种伸缩臂长行程油缸的柔性固定结构的安装正视结构示意图；
17.图3是本发明的柔性固定机构的安装结构示意图；
18.图4是本发明的柔性固定机构的立体结构示意图；
19.图5是本发明的支撑固定件、下固定件和上浮性固定件的局部结构示意图；
20.图6是本发明的柔性固定机构的正视结构示意图；
21.图7是本发明的转动支撑机构的结构示意图；
22.图8是本发明的第一转动套筒的结构示意图；
23.图9是本发明的滑动支撑机构的结构示意图；
24.附图中，伸缩臂100，主筒臂1，长行程油缸2，转动支撑机构3、柔性固定机构4，滑动支撑机构5，槽形支撑座10，转动支撑轴11，第一转动套筒12，连接套筒13，第一松紧螺杆14，隔板15，支撑固定件40，下固定件41，左下连接翼41a，右下连接翼41b，下卡接部41c，上浮性固定件42，左上连接翼42a，右上连接翼42b，上卡接部42c，螺纹杆43，缓冲弹簧44，卡腔45，螺杆穿孔46，螺孔47，沉头固定螺丝47-1，缓冲支撑垫47-2，上锁紧螺母48，上垫圈48-1，下垫圈49，下锁紧螺母49-1，槽型导轨50，槽型滑动座51，连接板52，滚轮53，轮轴54，横杆轴55，第二转动套筒56，第二松紧螺钉57，挡板58。
具体实施方式
25.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
26.如图1和图2所示，根据本发明的一种伸缩臂长行程油缸的柔性固定结构，所述固定结构包括设置在伸缩臂100的主筒臂1外壁上用于支撑固定长行程油缸2的转动支撑机构3、柔性固定机构4和滑动支撑机构5，其中，长行程油缸2的后端通过转动支撑机构3连接在主筒臂1的后端外壁上，长行程油缸2的前端通过柔性固定机构4连接在主筒臂1的中部外壁上，长行程油缸2的活塞杆端部通过滑动支撑机构4滑动设置在主筒臂1的中部与前端部之间的外壁上；长行程油缸2的后端通过转动方式活动连接，长行程油缸2的活塞杆端部通过滑动支撑机构5上缠绕的钢丝绳拉动伸缩臂100内的多级副筒臂进行伸缩运动时，长行程油缸2的缸筒前端穿过柔性固定机构4内浮动固定于主筒臂1的外壁上，使长行程油缸2的前端在上下浮动过程中，其后端可呈上下转动，长行程油缸2的前端拉动滑动支撑机构5往返移动，从而对长行程油缸2起到柔性的固定作用，提高了油缸的使用寿命。
27.在本发明中，如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，所述柔性固定机构4包括支撑固定件40、下固定件41、上浮性固定件42、螺纹杆43和缓冲弹簧44；在长行程油缸2前端两侧的主筒臂1的外壁上固定所述支撑固定件40，所述下固定件41横跨设置于主筒臂1上方的两侧之间，所述下固定件41的两端连接在支撑固定件40上，在下固定件41的上方设置与所述下固定件41对称的上浮性固定件42，长行程油缸2的前端固定在下固定件41与对称的上浮性固定件42之间形成的卡腔45内，在所述上浮性固定件42的两端与下固定件41两端分别竖直贯穿设置有螺纹杆43，所述上浮性固定件42的两端与下固定件41两端分别通过所述螺纹杆43连接，在下固定件41下表面之下的螺纹杆43上套设所述缓冲弹簧44；在上浮性固定件42的两端和下固定件41的两端分别设置有在同一竖直轴线上的螺杆穿孔46，在螺杆穿孔46内
贯穿设置所述螺纹杆43，在下固定件41的两端表面且位于螺杆穿孔46与卡腔45的边缘之间设置有螺孔47，所述下固定件41的两端通过贯穿于螺孔47内的沉头固定螺丝47-1固定连接在支撑固定件40的顶端；在螺纹杆43的上端螺纹连接有上锁紧螺母48，在螺纹杆43的下端套设设有下垫圈49，在垫圈49的下表面螺纹连接有下锁紧螺母49-1，在下固定件41两端的下表面设置有上垫圈48-1，在垫圈49与上垫圈48-1之间的螺纹杆43上套设缓冲弹簧44；在本发明中，两个竖直的支撑固定件40分别焊接固定在主筒臂1的中部两侧外壁上后，下固定件41的两端通过沉头固定螺丝47-1固定连接在两个支撑固定件40的顶端表面上，在下固定件41的上方设置上浮性固定件42，下固定件41与上浮性固定件42形成上下对称的柔性浮动固定支撑件，且在下固定件41与上浮性固定件42之间形成用于长行程油缸2的前端穿过卡腔45，上浮性固定件42的两端和下固定件41的两端之间通过上下贯穿的螺纹杆43将其呈上下竖直串接在一起，在螺纹杆43上分别用上锁紧螺母48和下锁紧螺母49-1将下固定件41和上浮性固定件42连接在一起，在下固定件41的两端下方通过上垫圈48-1、下垫圈49以及上垫圈48-1与下垫圈49之间且套设于螺纹杆43上的缓冲弹簧44，对上浮性固定件42形成柔性固定作用，三节伸缩臂直线往复运动或往复摆动时，长行程油缸2的前端(固定端部)主要承重都紧压于下固定件41上，长行程油缸2在作伸缩运动或在运输和使用过程中,长行程油缸2的前端(固定端部)受到振动或摆动时，受到上下径向或侧向的作用力时将推动上浮性固定件42，使上浮性固定件42拉动螺纹杆43，螺纹杆43下端套设的缓冲弹簧44的弹簧力作用下，长行程油缸2进行柔性作业时，柔性固定力可以不断通过缓冲弹簧44调节弹力，整个柔性固定机构4所产生弹性力可在一定范围内抵消长行程油缸2受到的径向或侧向作用力，受到径向或侧向作用力过程中，在柔性固定机构抵消过程中，长行程油缸2的后端也随之上下转动或晃动，长行程油缸2的前端拉动滑动支撑机构5往返移动，从而对长行程油缸2起到缓冲作用，油缸柔性固定减少作业中受到的侧向或径向作用力，以及在颠簸中对油缸柔性固定而增加油缸到稳定性，从而解决了因制造和装配工艺误差以及在振动、颠簸环境下使用时对油缸钢套及密封造成到损害，提高油缸稳定性，并延长油缸使用使用寿命。
28.在本发明中，如图5和图6所示，所述下固定件41的两端和上浮性固定件42的两端分别具有相互平行对称的左连接翼和右连接翼，在下固定件41的左连接翼与右连接翼之间以及在上浮性固定件42的左连接翼与右连接翼之间分别具有上下对称且呈半圆槽形过度的卡接部，左连接翼包括呈上下对称的左上连接翼42a和左下连接翼41a，所述右连接翼包括呈上下对称的右上连接翼42b和右下连接翼41b，在上下对称的卡接部相互围成卡腔45，所述卡接部包括呈上下对称的上卡接部42c和下卡接部41c，更为具体的，所述下固定件41具有左下连接翼41a、右下连接翼41b和下卡接部41c，上浮性固定件42具有左上连接翼42a、右上连接翼42b和上卡接部42c，上卡接部42c的两侧分别与左上连接翼42a与右上连接翼42b之间一体成型连接，下卡接部41c的两侧分别与左下连接翼41a与右下连接翼41b之间一体成型连接，下卡接部41c和上卡接部42c分别为半圆槽形，左上连接翼42a与右上连接翼42b之间通过呈半圆槽形的上卡接部42c过度连接，左下连接翼41a与右下连接翼41b之间通过呈半圆槽形的下卡接部41c过度连接，在左下连接翼41a与左上连接翼42a上以及在右下连接翼41b与右上连接翼42b上分别设置有在同一直线上的螺杆穿孔46，左下连接翼41a和右下连接翼41b上还分别设有螺孔47，螺孔47位于螺杆穿孔46与卡腔45边缘之间的连接翼上，左下连接翼41a与右下连接翼41b分别通过贯穿于螺孔47的沉头固定螺丝47-1连接在对
应一侧的支撑固定件40顶端上，在左上连接翼42a的下表面内和右上连接翼42b的下表面内且位于沉头固定螺丝47-1的正上方分别设置有向外凸出的缓冲支撑垫47-2，防止上浮性固定件42上下浮动时，上浮性固定件42两端的左上连接翼42a的下表面和右上连接翼42b的下表面所设置的缓冲支撑垫47-2，将分别与下固定件41的两端左下连接翼41a与右下连接翼41b发生触碰，从而防止触碰到沉头固定螺丝47-1，从而损坏沉头固定螺丝47-1，影响到下固定件41连接在支撑固定件40顶端的稳定性。左下连接翼41a与左上连接翼42a以及右下连接翼41b与右上连接翼42b通过贯穿于螺杆穿孔46内的螺纹杆43连接在一起，在左下连接翼41a与左上连接翼42a之上的螺纹杆43通过上锁紧螺母48固定，左下连接翼41a与右下连接翼41b之下的螺纹杆43上套缓冲弹簧44，缓冲弹簧44的上下两端分别还设有上垫圈48-1和下垫圈49，螺纹杆43的下端部通过下锁紧螺母49-1将缓冲弹簧44限制于下垫圈49之上，长行程油缸2的前端紧固与卡腔45内并产生振动或摆动时，从而拉动上浮性固定件42呈上下浮动的趋势，此时上浮性固定件42将带动螺纹杆43也呈上下浮动的趋势并拉动动螺纹杆43上的缓冲弹簧44，长行程油缸2产生的柔性弹力不断通过缓冲弹簧44进行调节，在长行程油缸2进行作业时，长行程油缸2所产生的柔性弹性力可在一定范围内通过缓冲弹簧进行抵消，为此，整个柔性固定机构4对长行程油缸2在晃动或转动时受到的径向或侧向力起到了很好的缓冲作用。
29.在本发明中，如图1、图2、图7和图8所示，所述转动支撑机构3包括固定在伸缩臂100的主筒臂1后端外壁上的槽形支撑座10，在槽形支撑座10的前端横向固定有转动支撑轴11，在长行程油缸2的后端横向设置有第一转动套筒12，在槽形支撑座10的两侧内壁之间的转动支撑轴11套设所述第一转动套筒12，在第一转动套筒12的的外壁设置有与所述长行程油缸2后端连接的连接套筒13，在第一转动套筒12的上设置有与转动支撑轴1连接的第一松紧螺杆14，在第一转动套筒12后侧的槽形支撑座10的两侧内壁之间设置有与第一转动套筒12平行的隔板15，防止长行程油缸2的后端活动时以及缠绕设置在槽形支撑座10后端内钢丝绳拉伸运动时相互之间产生影响；长行程油缸2在晃动或转动时受到的径向或侧向力时，长行程油缸2的后端也随之发生振动，此时长行程油缸2的后端随第一转动套筒12在转动支撑轴11跟随转动，从而防止长行程油缸2的后端因紧固连接而受到损伤，影响到缠绕设置在槽形支撑座10内的后端所设置的钢丝绳拉动主筒臂1内的从筒臂进行伸缩工作。
30.在本发明中，如图1、图2和图9所示，所述滑动支撑机构5包括固定在伸缩臂100的主筒臂1前端两侧的槽型导轨50和设置在主筒臂1上表面的槽型滑动座51，所述长行程油缸2的活塞杆端部与所述槽型滑动座51的后端传动连接，在槽型滑动座51的前后两端的外侧分别设置有向下延伸的连接板52，在槽型导轨50内设置有滚轮53，在滚轮52的中心向外伸出有与连接板52下端连接的轮轴54；在槽型滑动座51的后端横向连接有横杆轴55，在长行程油缸2的活塞杆端部横向固定有设置有第二转动套筒56，该第二转动套筒56套设在横杆轴55上，在第二转动套筒56上设置有与横杆轴55连接的第二松紧螺钉57；长行程油缸2在晃动或转动时受到的径向或侧向力时，长行程油缸2的前端带动活塞杆端部也随之发生振动，由于活塞杆端部与槽型滑动座51之间通过第二转动套筒56在横杆轴55上呈相对转动方式活动，长行程油缸2的活塞杆端不会与槽型滑动座51之间产生过大推拉作用力，相对于呈刚性连接方式而防止了长行程油缸2的活塞杆的破裂发生；在第二转动套筒56的前方的槽型滑动座51的两侧内壁之间设置有与第二转动套筒56平行的挡板58，槽型滑动座51内的前端
缠绕设置的钢丝绳进行隔离和阻挡，防止长行程油缸2的活塞杆端部伸缩运动时受到钢丝绳的影响，从而使长行程油缸2很好地连接在滑动支撑机构5上，并使推动槽型滑动座51通过滚轮53沿槽型导轨50内滑动，使槽型滑动座51前端内设置的钢丝绳拉动主筒臂1内的从筒臂快速地进行伸缩工作。
31.在本发明中，在本发明中，如图1至图8所示，利用本发明的一种伸缩臂长行程油缸的柔性固定结构对行程油缸2进行柔性固定主要包括如下步骤，将长行程油缸2的前端、中部和后端分别活动安装于伸缩臂100的主筒臂1外壁上，并使长行程油缸2的后端通过转动支撑机构3连接在主筒臂1的后端外壁上，长行程油缸2的前端通过柔性固定机构4柔性连接在主筒臂1的中部外壁上，在长行程油缸2的活塞杆端部通过滑动支撑机构4滑动连接在主筒臂1的中部与前端部之间的外壁上，通过所述柔性固定机构4柔性连接在主筒臂1的中部外壁上包括如下步骤，先在长行程油缸2前端两侧的主筒臂1的外壁上固定一对支撑固定件40，两个竖直的支撑固定件40分别焊接固定在主筒臂1的中部两侧外壁上，在一对支撑固定件40的顶端之间横跨设置下固定件41，使下固定件41的两端固定连接在一对支撑固定件40的顶端之间，在下固定件41的上方设置与所述下固定件41对称的上浮性固定件42，在上浮性固定件42与下固定件41设置一用于套设固定长行程油缸2前端的卡腔45，长行程油缸2的前端固定在下固定件41与其对称的上浮性固定件42之间形成的卡腔45内，在在上浮性固定件42的两端与下固定件41两端分别竖直贯穿设螺纹杆43，在上浮性固定件42的两端与下固定件41两端分别通过螺纹杆43连接，在下固定件41下表面之下的螺纹杆43上套设缓冲弹簧44；在上浮性固定件42的两端和下固定件41的两端分别设置有在同一竖直轴线上的螺杆穿孔46，在螺杆穿孔46内贯穿设置所述螺纹杆43，在下固定件41的两端表面且位于螺杆穿孔46与卡腔45的边缘之间分设置至少一个螺孔47，在下固定件41的两端使用可贯穿于螺孔47内的沉头固定螺丝47-1，将下固定件41固定连接在支撑固定件40的顶端；在螺纹杆43的上端螺纹连接有上锁紧螺母48，在螺纹杆43的下端套设设下垫圈49，在下垫圈49的下表面使用下锁紧螺母49-1紧固连接在螺纹杆43的下端，在下固定件41两端的下表面设置上垫圈48-1，在下垫圈49与上垫圈48-1之间的螺纹杆43上套设缓冲弹簧44。为此，在下固定件41的两端下方通过上垫圈48-1、下垫圈49以及上垫圈48-1与下垫圈49之间且套设于螺纹杆43上的缓冲弹簧44形成一个柔性缓冲装置，对上浮性固定件42形成柔性固定作用，三节伸缩臂直线往复运动或往复摆动时，长行程油缸2的前端(固定端部)主要承重都紧压于下固定件41上，长行程油缸2在作伸缩运动或在运输和使用过程中,长行程油缸2的前端(固定端部)受到振动或摆动时，受到上下径向或侧向的作用力时将推动上浮性固定件42，使上浮性固定件42拉动螺纹杆43，螺纹杆43下端套设的缓冲弹簧44的弹簧力作用下，长行程油缸2进行柔性作业时，柔性固定力可以不断通过缓冲弹簧44调节弹力，整个柔性固定机构4所产生弹性力可在一定范围内抵消长行程油缸2受到的径向或侧向作用力，受到径向或侧向作用力时以及在柔性固定机构抵消过程中，长行程油缸2的后端也随之上下转动或晃动，此时，长行程油缸2的后端在转动支撑机构3上也跟随转动，从而防止长行程油缸2的后端因紧固连接而受到损伤；长行程油缸2的前端拉动滑动支撑机构5往返移动，从而对长行程油缸2起到缓冲作用，或伸缩臂在颠簸中对油缸柔性固定而增加油缸到稳定性，从而解决了因制造和装配工艺误差以及在振动、颠簸环境下使用时对油缸钢套及密封造成到损害，提高油缸稳定性，并延长油缸使用使用寿命。
32.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。