水下顶推油缸的制作方法

1.本实用新型属于沉管隧道施工技术领域，尤其涉及一种推出式最终接头的水下顶推油缸。


背景技术：

2.油缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动的液压执行元件，用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，沉管的最终接头结构采用水下推出式时，需要在管节坐底就位后，从管节内部顶推最终接头与相邻管节完成对接。
3.沉管隧道是水下施工，施工空间有限，现阶段沉管等大型构建的顶推调节主要采用顶推油缸的方式，管节的沉放基槽并不完全是平面，因此，顶推油缸在顶推时，活塞杆会与管节成倾斜的角度，不利于油缸对管节的顶推工作，虽然在专利cn112431810a中公开了一种高可靠性多角度纠偏液压缸，其在活塞杆的一端设置球头，利用球头与球绞座的配合使活塞杆可以转动，球绞座中设置有压块，活塞杆通过球头顶推压块，以调节顶推构建的角度，但是前述液压缸在顶推时，活塞杆的顶推力并不能完全通过压块作用于顶推物，由于活塞杆顶推力的方向与压块(顶推物)的运动方向存在角度，以致活塞杆的部分顶推力用于挤压顶推球绞座压块，这不仅降低了顶推效率，还容易引起活塞杆断裂，因此，现有技术中的顶推油缸不能满足水下沉管隧道的施工要求。


技术实现要素：

4.针对相关技术中存在的不足之处，本实用新型提供了一种水下顶推油缸，可以使缸体可随着受力方向发生一定角度的转动，避免损伤活塞杆，而且，整体密封性和防水性好。
5.本实用新型提供水下顶推油缸，包括：
6.缸体；
7.活塞组件，活塞组件包括：
8.活塞头，活塞头设置于缸体内部；
9.活塞杆，活塞杆的一端与活塞头连接，活塞杆的另一端穿过缸体；
10.连接组件，连接组件包括：
11.球体，球体套设于缸体外周；
12.法兰，法兰罩设于球体外侧，法兰与球体活动连接，缸体通过法兰与其他部件连接；
13.其中，当缸体与其他部件连接时，缸体可以以球体为圆心进行转动；
14.耳环，耳环连接于活塞杆远离活塞头的一端。
15.本技术方案通过设置连接组件，利用球体与连接法兰的活动连接，以使缸体与其他部件连接时，缸体可以以球体为圆心进行任意角度的转动；通过设置耳环，以使油缸与需要顶推的管节连接。
16.在其中一些实施例中，法兰包括外半球法兰和内半球法兰，外半球法兰和内半球法兰对称套设于球体的两侧，内半球法兰通过螺钉与外半球法兰固定连接，缸体通过外半球法兰安装于待安装处。
17.本技术方案通过将法兰设置为外半球法兰和内半球法兰，以便于法兰与球体的安装连接。
18.在其中一些实施例中，缸体包括缸盖、缸筒和缸底，缸盖和缸底对应设置于缸筒的两端，缸筒套设于球体内部；活塞头设置于缸筒内部，且活塞头滑动连接于缸筒内壁，活塞杆远离活塞头的一端穿过缸盖，活塞杆与缸盖的连接处设有活塞杆密封件，以密封缸盖。
19.本技术方案通过设置缸盖和缸底，以封闭缸筒；通过设置活塞杆密封件，以密封缸盖，防止水从活塞杆与缸盖的连接处进入缸筒内部。
20.在其中一些实施例中，缸筒设有第一油口，缸底设有第二油口，活塞头将缸筒内部划分为第一工作腔和第二工作腔，第一油口连通于第一工作腔，第二油口连通于第二工作腔，第一油口连接有液压钢管，液压钢管穿过球体设置；当第二工作腔进油时，推动活塞杆向前移动，此时第一工作腔通过液压钢管回油，当油缸完成顶推工作需缩回时，第一工作腔进油，将活塞杆缩回，此时第二工作腔回油。
21.本技术方案通过将液压钢管穿过球体设置，利用液压钢管传输第一工作腔中的液压油，以便于收纳管路，避免管路发生缠绕，影响油缸使用。
22.在其中一些实施例中，还包括位移传感器，位移传感器穿过缸筒设置于第二工作腔，以检测述活塞杆的移动距离。
23.本技术方案通过设置位移传感器，以实时检测活塞杆的移动距离，以增加管节顶推工作的可靠性。
24.在其中一些实施例中，活塞杆和活塞头内部设有一端开口、一端封闭的容置腔，容置腔的开口端位于活塞头靠近缸底的一侧，容置腔的封闭端位于活塞杆，容置腔与第二工作腔相通；位移传感器远离缸底的一端伸入容置腔中，以检测述活塞杆的移动距离。
25.本技术方案通过设置容置腔，利用容置腔与第二工作腔相通，以容纳位移传感器伸入第二工作腔的部分，避免活塞头损坏位移传感器。
26.在其中一些实施例中，活塞杆与活塞头螺纹连接，活塞杆靠近活塞头的一端设有挡圈，以密封容置腔。
27.本技术方案通过设置活塞杆与活塞头螺纹连接，以便于更换活塞杆或活塞头；通过设置挡圈，以密封容置腔，防止油液从活塞杆与活塞头的连接处进入容置腔中。
28.在其中一些实施例中，活塞头的外周套设有隔圈，以密封隔绝第一工作腔和第二工作腔，隔圈滑动连接于缸筒的内壁。
29.本技术方案通过设置隔圈，以密封隔绝第一工作腔和第二工作腔，防止油液在第一工作腔和第二工作腔之间流通。
30.在其中一些实施例中，缸底远离缸筒的一侧设有用于密封位移传感器的密封组件，密封组件包括防水罩和防水接头总成，防水罩通过防水罩密封件连接于缸底远离缸筒的一侧，防水罩远离缸底的一侧连接有防水接头总成。
31.本技术方案通过设置密封组件，利用防水罩和防水接头总成以防护位移传感器，避免水接触位移传感器，同时，也防止水从位移传感器与缸底的连接处进入第二工作腔中。
32.在其中一些实施例中，防水罩与缸底共同限定出用于容纳位移传感器的电子仓，防水接头总成内部设有过线通道，电子仓与过线通道相通，位移传感器连接的线缆通过从电子仓，穿过过线通道与外部线缆连接。
33.本技术方案通过设置电子仓容纳位移传感器，不仅可以防止水接触位移传感器，也可以防止石块等物体损伤位移传感器；通过设置电子仓是由防水罩与缸底共同限定得到，以简化了电子仓的制造工艺；通过在防水接头总成内部设置过线通道，并将过线通道与电子仓相通，以便于位移传感器连接的线缆通过过线通道与外部线缆连接。
34.基于上述技术方案，本实用新型实施例中水下顶推油缸能够使缸体随着受力方向发生一定角度的转动，降低对活塞杆的损伤，延长使用寿命，增加力的传递效率和利用率，并且整体结构简单、密封性好。
附图说明
35.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
36.图1为本实用新型水下顶推油缸一个实施例的结构示意图；
37.图2为本实用新型水下顶推油缸一个实施例的剖视图；
38.图3为本实用新型水下顶推油缸一个实施例中缸体与活塞组件装配的结构示意图；
39.图4为本实用新型水下顶推油缸一个实施例中活塞头与挡圈、隔圈装配的结构示意图；
40.图5为图2中的a处结构放大图。
41.图中：
42.1、耳环；2、连接组件；3、缸体；4、液压钢管；5、密封组件；6、位移传感器；7、活塞组件；
43.21、球体；22、外半球法兰；23、内半球法兰；
44.31.缸盖；32、缸筒；33、缸底；
45.321、第一油口；322、第一工作腔；323、第二工作腔；331、第二油口；
46.51、防水罩；52、防水接头总成；53、电子仓；
47.511、防水罩密封件；521、过线通道；522、接头；523、接头座；
48.71、活塞杆；72、活塞头；
49.711、活塞杆密封件；712、容置腔；713、挡圈；714、隔圈；
50.721、活塞头密封件；7131、挡圈密封件；7141、隔圈密封件。
具体实施方式
51.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
52.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
53.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
54.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
55.如附图1-图5所示，在本实用新型水下顶推油缸的一个示意性实施例中，该水下顶推油缸包括缸体3、活塞组件7、连接组件2和耳环1。
56.上述水下顶推油缸中，如图1-图3所示，缸体3包括缸盖31、缸筒32和缸底33，缸盖31和缸底33对应设置于缸筒32的两端，以封闭缸筒32；缸筒32设有第一油口321，缸底33设有第二油口331，第一油口321连接有液压钢管4。
57.上述水下顶推油缸中，如图1-图3所示，活塞组件7包括活塞头72和活塞杆71，活塞头72设置于缸筒32内部；且活塞头72滑动连接于缸筒32内壁，活塞头72将缸筒32内部划分为第一工作腔322和第二工作腔323，第一油口321连通于第一工作腔322，第二油口331连通于第二工作腔323；活塞杆71的一端与活塞头72连接，活塞杆71远离活塞头72的一端穿过缸盖31，活塞杆71与缸盖31的连接处设有活塞杆密封件711，以密封缸盖31，防止水从活塞杆71与缸盖31的连接处进入缸筒32内部。需要说明的是，如图4所示，活塞头72的外周套设有隔圈714，以密封隔绝第一工作腔322和第二工作腔323，防止油液在第一工作腔322和第二工作腔323之间流通，隔圈714滑动连接于缸筒32的内壁，隔圈714与缸筒32的连接处设有隔圈密封件7141，以进一步隔绝密封第一工作腔322和第二工作腔323。还需要说明的是，如图1所示，活塞杆71远离活塞头72的一端连接有耳环1，耳环1的内部设有轴承，上述水下顶推油缸通过耳环1与待顶推的管节连接，以使活塞杆71可以与待顶推的管节发生轴线转动。
58.上述水下顶推油缸中，如图1-图3所示，连接组件2用于将缸体3安装于待安装处，连接组件2包括球体21和法兰，缸筒32穿过球体21内部设置；法兰罩设于球体21外侧，法兰与球体21活动连接，法兰包括外半球法兰22和内半球法兰23，外半球法兰22和内半球法兰23内部均设有半球型空腔，内半球法兰23通过螺钉与外半球法兰22固定连接，以使两个半球型空腔拼合而成容纳腔，外半球法兰22和内半球法兰23对称套设于球体21外部的两侧，以使法兰与球体21的安装连接；当球体21与法兰连接时，先将外半球法兰22和内半球法兰23对称外部的两侧，然后拧紧外半球法兰22和内半球法兰23的连接螺钉，使球体21在容纳腔内自由转动，缸体3通过外半球法兰22与其他部件连接。当缸体3与其他部件连接时，缸体3可以以球体21为圆心进行转动。需要说明的是，如图1和图2所示，液压钢管4穿过球体21设置，以便于收纳第一工作腔322的输油管路，避免第一工作腔322的输油管路发生缠绕，影响油缸使用。
59.上述水下顶推油缸中，如图1和图2所示，还包括位移传感器6，位移传感器6穿过缸筒32设置于第二工作腔323，以检测述活塞杆71的移动距离，增加管节顶推工作的可靠性。需要说明的是，如图3所示，活塞杆71和活塞头72内部设有一端开口、一端封闭的容置腔712，容置腔712的开口端位于活塞头72靠近缸底33的一侧，容置腔712的封闭端位于活塞杆71，容置腔712与第二工作腔323相通；位移传感器6远离缸底33的一端伸入容置腔712中，以检测述活塞杆71的移动距离。通过设置容置腔712，利用容置腔712与第二工作腔323相通，以容纳位移传感器6伸入第二工作腔323的部分，避免活塞头72损坏位移传感器6。还需要说明的是，如图3所示，活塞杆71与活塞头72螺纹连接，活塞杆71靠近活塞头72的一端设有挡圈713，以密封容置腔712，防止油液从活塞杆71与活塞头72的连接处进入容置腔712中，挡圈713与缸筒32滑动连接，且挡圈713与缸筒32的连接处设有挡圈密封件7121，以进一步密封容置腔712。
60.上述水下顶推油缸中，如图1和图2所示，还包括密封组件5，密封组件5用于密封位移传感器6，密封组件5包括防水罩51和防水接头总成52，防水罩51通过防水罩密封件511连接于缸底33远离缸筒32的一侧，防水罩51远离缸底33的一侧连接有防水接头总成52，利用防水罩51和防水接头总成52以防护位移传感器6，避免水接触位移传感器6，同时，也防止水从位移传感器6与缸底33的连接处进入第二工作腔323中。需要说明的是，如图5所示，防水罩51与缸底33共同限定出用于容纳位移传感器6的电子仓53，利用电子仓53容纳位移传感器6，不仅可以防止水接触位移传感器6，也可以防止石块等物体损伤位移传感器6；同时，通过防水罩51与缸底33共同限定得到电子仓53，简化了电子仓53的制造工艺。
61.上述水下顶推油缸中，如图5所示，防水接头总成52内部设有过线通道521，电子仓53与过线通道521相通，防水罩51设有用于连通电子仓53与过线通道521的通口，位移传感器6连接的线缆从通口穿出电子仓53，经过过线通道521与外部线缆连接；防水接头总成52包括接头522和接头座523，接头522的一端焊接于防水罩51远离缸底33的一侧，接头522的另一端与接头座523连接；通过接头522和接头座523的连接，以密封防水罩51的通口，防止水从通口进入电子仓53中。需要说明的是，接头522和接头座523卡接或通过螺纹连接。此外，还需要说明的是，过线通道521在接头座523远离接头522一端的开口也采用了密封措施，以防止水从此处开口进入过线通道512中，此处开口的密封措施使用现有技术即可实现，不再赘述。
62.上述水下顶推油缸的工作原理为：当第二工作腔323进油时，推动活塞杆71向前移动，此时第一工作腔322通过液压钢管4回油，在其向前移动过程中，位移传感器6会测量并反馈活塞杆71向前移动的距离。当油缸完成顶推工作需缩回时，第一工作腔322进油，将活塞杆71缩回，此时第二工作腔323回油，位移传感器6测量并反馈活塞杆15缩回的距离。
63.上述水下顶推油缸可以使缸体随受力方向发生一定角度的转动，降低对活塞杆的损伤，延长使用寿命，增加力的传递效率和利用率，并且整体结构简单、密封性好。
64.最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
65.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型
技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。