[实用新型]压力缸及工程机械

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械设备领域，更具体而言，涉及一种压力缸及含有该压力缸的工程机械。

背景技术

压力缸，尤其是压力油缸，是机械设备中的重要部件，其广泛应用于工程机械、矿山机械及飞机等设备中。

目前，压力油缸都是由密度偏大的高强度的钢铁材料制造，使得压力油缸的结构较为笨重，既增加了不必要的重量，在机械设备工作时又会消耗额外的能源。特别地，用于需要升降的装置中时，钢铁材料的压力油缸重量大的弊端尤为显著。

专利号为US2006016329，名称为“Composite fluid actuated cylinder”的专利文献公开了一种带有复合材料缸筒的压力缸。在该专利文献中，钢内衬外部缠绕复合材料纤维形成缸筒，缸盖通过螺纹与钢内衬螺接，并且，复合材料纤维也缠绕在缸盖上以对缸盖形成进一步约束。这种结构的压力缸整体重量较轻，但是装配制造较为复杂，制造成本较高。

实用新型内容

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供了一种压力缸，其整体重量较轻且装配制造较为简单。本实用新型还提供了一种包括上述压力缸的工程机械。

本实用新型提供了一种压力缸，其包括缸筒、设置在所述缸筒内的活塞、与所述活塞连接的活塞杆，所述缸筒的端部安装有缸盖，所述缸筒由金属内衬和设于所述金属内衬外壁的复合材料纤维层组成，所述缸盖的外周面密封安装于所述金属内衬的内壁面，所述缸盖的外周面上设有至少一个螺孔，所述缸筒壁上设有与所述螺孔相应的通孔，所述缸盖通过穿过所述通孔并螺接在螺孔中的紧固螺钉与所述缸筒固定。

本实用新型提供的技术方案，将纤维增强复合材料缠绕于金属内衬外部，形成复合缸体，提高了耐压强度，大幅度减轻了压力缸的整体重量。同时，缸盖的外壁与金属内衬的内壁接触，对缸筒起到了一定的支撑作用，可以更好地保证压力缸的缸筒强度；在端盖的外周面设置螺孔，在缸筒外壁上对应地设置通孔，通过沿缸筒径向的紧固螺钉实现缸筒和端盖的紧固连接，不仅连接强度高，同时便于安装和拆卸维修，提高生产效率。

优选地，所述压力缸还包括设置在所述紧固螺钉与所述缸筒外壁面之间的卡箍。卡箍有助于进一步提高压力缸的结构强度，同时便于安装阀板座等其他零部件，为后续安装提供支撑。

进一步，所述压力缸还包括设于所述卡箍上的阀板座，所述阀板座上设有通孔螺钉，所述通孔螺钉设有轴向贯通的油孔，所述缸盖的外周面上设有内端与所述缸筒内部相连通的内螺孔，所述通孔螺钉穿过所述卡箍、缸筒并螺接在内螺孔中。这样，通孔螺钉和缸盖通过螺纹连接，连接区域通过密封圈密封，通孔螺钉和阀板座接触的部位通过密封圈密封，通过通孔螺钉有效沟通了缸筒内部区域和外部区域，构成压力介质的通路，并且能够防止缸筒内压力介质的泄露。

更进一步，所述阀板座焊接于所述卡箍上，所述卡箍呈“T”形。

这样，阀板座通过焊接和“T”型卡箍固定，即保证了阀板座和卡箍的连接强度，同时便于操作，成本低；缸盖通过螺钉和金属内衬、复合材料纤维层以及“T”型卡箍连接起来，紧固螺钉可以根据压力缸中的压力设置为一排或两排；缸盖和金属内衬之间的密封通过密封圈实现。

在上述任一技术方案中，优选地，所述金属内衬的壁厚为1mm～3mm，和/或，所述复合材料纤维层的壁厚为4mm～10mm。这样，通过低密度、高模量、高强度的复合材料和金属内衬的联合使用，可以极大地降低压力缸的自身重量，使缸筒重量减轻60％以上。

在上述任一技术方案中，优选地，所述复合材料纤维层缠绕于所述金属内衬外壁上，复合材料纤维层为两层，两层纤维之间呈90°交叉缠绕。在金属内衬上缠绕经环氧树脂浸渍处理后的复合材料纤维层，纤维与油缸缸筒轴线呈一定角度逐层交替缠绕，相邻层的纤维呈接近90度的角度交叉，以保证缸筒在径向和轴向均具有较优的力学性能。

在上述任一技术方案中，优选地，所述复合材料纤维层可以为玻璃纤维层或碳纤维层或它们的组合。缠绕于所述金属内衬外壁的复合材料纤维层可选择玻璃纤维、碳纤维或玻碳混合纤维，这些复合材料纤维均具有低密度、高模量、高强度的优点，可以很好地降低缸筒的自身重量。

在本实用新型的另一种实施方案中，优选地，所述金属内衬为设置于所述复合材料纤维层内壁的硬铬镀层。硬铬镀层可以更大幅度的减轻重量，并且可以保证压力缸内壁的耐磨性和光洁度。

在上述技术方案中，优选地，所述硬铬镀层的厚度为0.25mm～0.3mm。

另一方面，本实用新型还提供了一种工程机械，其包括上述任一技术方案中的压力缸。