[发明专利]一种带有密封跟随装置的液压缸

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有密封跟随装置的液压缸，具体的说是一种工作压力达到了200MPa以上的超高压液压缸，属于超高压液压缸设计技术领域。

背景技术

目前，随着新技术的发展，对于高精度、寿命长、可连续工作的超高压液压缸需求越来越广泛。公知的超高压液压缸是基于通用的设计方法设计的，工作压力较低(一般工作压力不超过70MPa，少数达到200MPa)、寿命短、连续工作能力差，长时间工作后泄漏严重。

发明内容

为了克服上述技术上的不足，本发明提供一种超高压液压缸，该液压缸不仅工作压力可达到200MPa以上的超高压，而且寿命长、泄漏极小、可适合连续工作状态。

本发明所采用的技术方案是：一种带有密封跟随装置的液压缸，包括活塞、密封跟随环、卡环和液压缸体，其中所述密封跟随环通过卡环固定在所述活塞上。

其中所述活塞朝向液压缸体进油口的端部外圆柱面上带有卡环槽，所述端部外圆柱面通过圆锥面与轴肩部相连；所述密封跟随环固定在所述卡环与所述轴肩部之间。

其中所述密封跟随环内孔一端为带有止口的圆锥台孔，另一端为带有螺旋油槽的圆柱孔，所述密封跟随环外圆上开有密封环槽，所述密封环槽在与所述圆锥台孔相对侧的凸缘上带有多个密封跟随环进油孔。

其中所述圆锥台孔与所述活塞无杆侧的外圆锥面之间形成密封跟随环内压力油腔，所述密封跟随环内压力油腔中装有密封跟随环内O形密封，且所述密封跟随环内压力油腔通过所述螺旋油槽与液压缸无杆侧油腔相连。

其中所述密封环槽中装有L形密封，所述L形密封外圆为圆柱面，内圆为圆弧面，所述L形密封内圆与所述密封环槽之间装有L形密封内O形密封。

其中所述活塞轴肩部上具有活塞环形槽，活塞导向环安装在所述活塞环形槽中。

其中所述液压缸体的有杆侧安装有液压缸盖，所述液压缸盖上装有防尘圈、缸盖上滑动密封、缸盖导向环、缸盖上固定密封。

其中所述密封跟随环内O形密封由氟橡胶(FKM)或丁腈橡胶(NBR)制成。

其中所述L形密封由聚四氟乙烯制成。

其中所述L形密封内O形密封由氟橡胶(FKM)或丁腈橡胶(NBR)制成。

本发明的有益效果是：由于密封跟随环内压力油腔通过密封跟随环上的螺旋油槽与液压缸无杆侧油腔相通，密封跟随环内压力油腔中的油压与液压缸无杆侧油腔中的油压相同；当液压缸无杆侧油腔中加压使活塞伸出时，密封跟随环内压力油腔中的油同等加压，使密封跟随环在压力下与液压缸体同步胀缩；而密封环槽中安装的L形密封、O形密封及液压缸体之间形成L形密封内压力油腔，该油腔通过密封跟随环上开的多个密封跟随环进油孔与液压缸无杆侧油腔相通，使液压缸无杆侧油腔中的油压与L形密封内压力油腔中的油压相同；当无杆腔侧压力增大时，该侧油压将通过密封跟随环进油孔进入到L形密封内压力油腔内，该油腔内压力同步增大，L形密封一侧与缸筒内壁贴严，内部压力几乎为零，另一则在L形密封内压力油腔内，内部的液压油将对L形密封内壁产生压力，在压力作用下L形密时将被压向液压缸内壁，在压力的作用下，L形密封与缸筒内壁密封间隙更小，密封效果更好，且密封效果与内部压力有关，因此做到了液压缸内压力增大的同时，密封能力加强。

液压缸活塞上的密封跟随环在压力作用下会与液压缸体同步胀缩，密封跟随环的外边缘处与缸壁在任何工作压力下都会紧密贴合，间隙数量级控制在0.1微米到50微米之间，该间隙是通过作用在密封跟随环内侧的油压，使密封跟随环与压力同步胀缩，外壁仅有一层薄油膜而贴在缸筒内壁上，这样实现动态间隙控制，达成了跟随缸筒外壁同步胀缩的目的，保证间隙不会因压力增大而大的弊病，有效的解决了通常液压缸设计的弊病。控制该间隙的有益效果是L形密封在高油压下会有很大的作用力作用在密封跟随环上，较小间隙将使L形密封在承载较大的压力下，密封材料不被挤入密封跟随环与液压缸体内壁形成的间隙中，从而提高了密封的承载能力。以往没有跟结构的液压缸设计，在承受较大压力时，缸筒内壁在压力作用下将会胀大，而活塞不胀，活塞与缸筒内壁将形成较大的间隙，密封材料质地相对钢铁较软，并且塑变性较强，在大压力下，又有足够的间隙空间允许材料弹塑性变形，密封材料变形并被挤入间隙当中，当液压油压力释放时，缸筒回弹，而密封材料由于是部分弹性变形部分塑性变形，塑性变形部分不能回弹，而被压在间隙当中。密封材料原有物理性能彻底被破坏，当液压缸回程时，该部分密封材料被剖离密封材料本体，如此工作几十个行程，密封将失效，从而液压缸失效。