[发明专利]一种基于唇边保护的变间隙密封液压缸

说明书

本发明公开了一种基于唇边保护的变间隙密封液压缸，包括：缸筒、活塞杆、液压缸端盖、导向套、右保护盖、活塞、左保护盖及限位螺母，液压缸端盖安装于缸筒上，活塞杆依次穿过液压缸端盖、导向套、右保护盖、活塞及左保护盖并连接于限位螺母上，活塞还卡接于左保护盖及右保护盖上，且活塞中的左唇边与左保护盖间隙配合，活塞中的右唇边与右保护盖间隙配合，左唇边、活塞及左保护盖间合围形成有第一驻油腔，右唇边、活塞及右保护盖间合围形成有第二驻油腔。本发明中驻油腔中液压油作用于活塞中的唇边上，以对唇边产生压差，从而使得唇边在径向向外的力的作用下产生向外方向的突起变形，并最终达到减小活塞与缸筒内壁间隙、减小泄漏量的目的。

技术领域

本发明涉及变间隙密封式液压缸技术领域，尤其涉及一种基于唇边保护的变间隙密封液压缸。

背景技术

液压缸作为液压系统中重要的执行元件，其动态频响能力一直是研究者的主要观察点，而制约动态频响的因素：内泄漏、缸体内壁与活塞间的摩擦一直是相关领域研究的重点。

液压缸的密封方式由基于传统密封圈的机械密封方式逐渐转变为液压缸缸体内壁与活塞间留有微小间隙通过油膜进行密封的间隙密封方式，二者分别受到摩擦大和内泄漏大的制约。论文《低摩擦高频响变间隙密封液压缸研究》(《机械工程学报》，2015年第51卷第24期第161-167页)设计了一种基于变形唇边的变间隙结构，该结构利用压力自补偿的方式通过活塞唇边内、外部压差的作用使唇边产生向外的扩张，以达到减小间隙的目的；论文《可变间隙密封液压缸异质环活塞形变研究》(《液压与气动》,2020年第9期第1-8页)提出了一种装于变形唇边内部的异质环结构，在该异质环的作用下一定程度抑制了变形唇边向内变形的作用。以上基于可变唇边的变间隙密封液压缸在一定程度下都可以抑制泄漏量过大，但均未考虑可变唇边的保护问题。在加工精度及安装精度和不良工况的影响下，由于活塞体与缸体间存在间隙，无法有效制约活塞体受到的重力以及横向载荷等影响的活塞体偏心，可变唇边作为变间隙密封液压缸中最重要的变间隙部分，在偏心下易与缸体内壁直接接触，从而导致唇边容易发生不可逆转的塑性变形损坏，另一方面变形活塞低压腔部分的唇边受力外部大于内部，必然会产生向内的凹陷变形，故在一定程度下泄漏量还会有所增大。

因此，无论是选取耐磨材料还是增加异质环，都不能改变唇边与缸体内壁有直接接触摩擦导致损坏的风险。对于高、低压腔唇边内分别装有软硬质异质环，只能在进程抑制低压腔的唇边向内变形，并不能解决回程变形唇边内变形影响。

发明内容

针对上述问题，现提供一种基于唇边保护的变间隙密封液压缸，旨在防止唇边与缸筒内壁直接接触的同时实现唇边的内变形。

具体技术方案如下：

一种基于唇边保护的变间隙密封液压缸，具有这样的特征，包括：缸筒、活塞杆、液压缸端盖、导向套、右保护盖、活塞、左保护盖及限位螺母，液压缸端盖安装于缸筒上，活塞杆依次穿过液压缸端盖、导向套、右保护盖、活塞及左保护盖并连接于限位螺母上，活塞还卡接于左保护盖及右保护盖上，且活塞中的左唇边与左保护盖间隙配合，活塞中的右唇边与右保护盖间隙配合，左唇边、活塞及左保护盖间合围形成有第一驻油腔，右唇边、活塞及右保护盖间合围形成有第二驻油腔，第一驻油腔通过左保护盖上的左通油槽与缸筒上的进油口连通，第二驻油腔通过右保护盖上的右通油槽与缸筒上的出油口连通。

上述的基于唇边保护的变间隙密封液压缸，还具有这样的特征，左保护盖及右保护盖结构相同，且包括依次相连且同轴设置的第一圆柱台、第二圆柱台及第三圆柱台，第一圆柱台、第二圆柱台及第三圆柱台直径依次减小，左通油槽/右通油槽沿第二圆柱台周向方向间隔设置，左通油槽/右通油槽贯穿第一圆柱台及第二圆柱台，左唇边与左保护盖中的第二圆柱台间隙配合，右唇边与右保护盖中的第二圆柱台间隙配合。

上述的基于唇边保护的变间隙密封液压缸，还具有这样的特征，第三圆柱台上向内凹陷形成有限位槽，活塞上向外凸出形成有与限位槽相配合的插接凸台，活塞通过插接凸台卡接于左保护盖及右保护盖上。