[发明专利]六面顶液压机工作缸双支撑结构

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及液压机零部件结构，具体是一种用于生产超硬材料产品的六面顶液压机工作缸双支撑结构。

(二)背景技术：

超硬材料六面顶液压机是利用六面顶的工作原理，通过液压同步推动六个硬质合金顶锤对合成材料进行挤压产生高压，并通过低电压大功率电流进行加热产生高温，使合成材料内部组织发生质变而形成新的超硬材料的过程。六面顶压机的顶压受液压控制，由活塞在工作缸中的运动而推动完成。

所述工作缸安装于铰链梁的腔体内，早期的工作缸支撑结构是通过工作缸上端法兰支撑在铰链梁上部，作用力全部作用在工作缸法兰及其底面，由于六面顶液压机的规格越做越大，例如￠650六面顶液压机，其工作缸压力达到32MN，工作缸的上端法兰难以承受如此之巨，容易出现法兰处断裂或工作缸损坏，造成支撑失效。

为适用工作缸的大压力，随后的工作缸支撑结构改为底支撑，是靠铰链梁底部支撑整个工作缸，作用力全部作用在铰链梁下端，这样虽然减轻了工作缸的负担，但是作用力全部转移到了铰链梁底部，又容易导致铰链梁底部开裂造成报废，铰链梁报废损失更大。

传统六面顶液压机工作缸为整体式结构，为改善工作缸的锻造加工、热处理工艺和装配，本申请人于2003发明了一种新型工作缸(专利申请号为0324985 1.9)，将工作缸设计成缸筒和缸底分离的活底缸，虽然活底缸的综合功能得到提高，但其支撑结构还是难以摆脱底支撑结构，铰链梁底部的受力状况还是无法改变。

(三)发明内容：

针对原支撑结构的不足之处，本发明的目的是提供了一种改善铰链梁受力状况的六面顶液压机工作缸双支撑结构。

能够实现上述目的的六面顶液压机工作缸双支撑结构，为铰链梁对工作缸的支撑结构，所述工作缸为缸筒与缸底分离的活底缸，缸筒嵌套于铰链梁腔内，缸底置于铰链梁腔底，所不同的是所述缸筒的缸口向外扩展形成法兰，法兰挂靠在铰链梁腔口上，而缸筒的内孔为两级台阶孔，分别为筒身段的活塞孔和筒底段的活底孔，所述缸底配合于缸筒底部的的活底孔，两者相互配合的圆周面上设有密封圈。

经受力分析可知，工作缸产生的轴向压力施加于缸底和缸筒台阶孔的台阶面上，台阶面上的压力通过缸筒筒口法兰传递给铰链梁梁身，缸底上的压力直接传递在铰链梁底部，由于铰链梁梁身的分担作用，压力不再集中作用于铰链梁底部，实现了力的分散，优化了铰链梁的受力分布。

为分散铰链梁底部的受力，所述缸底设置成台阶轴状，分别为小直径的活底孔配合轴段和大直径的铰链梁腔底座落轴段，台阶轴端面与缸筒底部保持间隔，确保缸筒筒口法兰与铰链梁腔口的挂靠。

铰链梁底部与铰链梁梁身受力分配的比例由缸筒的活底孔面积与活塞孔面积之比决定，由于活底缸中的缸筒为薄壁缸，其承受的轴向力有限，应合理控制由其传递给铰链梁梁身的作用力，合理的设计应使铰链梁底部承担70％～80％的受力，铰链梁梁身应分担20％～30％的受力，因此缸筒活底缸面积与活塞孔面积之比在7/10～4/5之间选配。

本发明的优点：

经过大量的生产和应用，客户反馈证实本发明六面顶液压机工作缸双支撑结构在生产、受力、使用等方面明显优于底支撑或顶支撑，这样的结构可以达到小部分压力由铰链梁梁身承受，大部分压力由铰链梁底部承受，压力不再集中作用于铰链梁底部，实现了力的分散，优化了铰链梁的受力分布，避免了铰链梁底部开裂现象，使铰链梁有了更高的强度保证。

(四)附图说明：

图1是本发明一种实施方式的结构示意图。

图号标识：1、铰链梁；2、缸筒；3、缸底；4、法兰；5、密封圈；6、活塞；7、导向套。

(五)具体实施方式：

图1所示是本发明六面顶液压机工作缸双支撑结构的单缸装配简图，所述双支撑结构主要是指铰链梁1对工作缸的支撑结构，所示铰链梁1竖放，其内腔向上。

所示工作缸为活底缸，分别为缸筒2和缸底3，缸底3为一台阶轴，其底部大直径轴段座落在铰链梁1内腔底部，其上部为小直径的轴段。缸筒2嵌套于铰链梁1内腔中，缸筒2的筒口设有一法兰4，法兰4挂靠于铰链梁1内腔口，使缸筒2悬吊在铰链梁1内腔中；缸筒2的内孔为台阶孔，分别为筒身段的活塞孔和筒底部的活底孔，筒底部的活底孔与缸底3的小直径轴段配合，两者的配合圆周面上设有密封圈5，缸筒2底部与缸底3底部的大直径轴段端面之间保留有间隔，如图1所示。

活塞6的下部工作段配合在缸筒2筒身段的活塞孔内，两者的配合圆周面上设有两道密封圈5，活塞孔口设置导向套7，活塞6的上部导向段配合在导向套7内伸在铰链梁1外，如图1所示。

如图1所示，在活塞6与缸底3之间的高压油腔中，①号箭头表示作用于活塞6上的压力，②号箭头表示作用于缸筒2台阶孔端面上的压力，③号箭头表示作用于缸底3上的压力，其中作用于缸筒2上的压力通过缸筒2的法兰4传递在铰链梁1的梁身上，作用于缸底3上的压力直接传递在铰链梁1的底部。将缸筒2的活底孔面积与活塞孔面积之比选择在7/10～4/5之间，可以使铰链梁1的梁身承担20％～30％的总压力，使铰链梁1的底部承担70％～80％的总压力。